CN108535175A - 一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台及使用方法。工作台配有可实现试件调平的脚踏千斤顶和一套可固定不同尺寸、不同形状钢坯试件的特制试件卡具；工作台装有除尘装置、排液装置、进水与干燥装置。根据不同钢种的低倍组织和缺陷的检验要求，使用粘贴植绒砂纸磨片或抛光毡的手持抛光机对试件表面进行打磨或抛光，完成对钢坯试件的制备；选择腐蚀剂浇蚀或擦蚀试件检验面完成酸蚀操作。此发明解决了钢的传统低倍组织检验中，无法对大尺寸试件进行打磨抛光和金相腐蚀，操作需要多个平台进行等问题，并且此发明分开收集存放操作中产生的粉尘和酸液，以避免检验对环境造成污染。

Description

一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台及使用方法

技术领域

本发明属于钢铁铸造技术领域，涉及钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验以及硫印检验技术，特别涉及大尺寸钢铁试件的打磨抛光方法，以及集成打磨抛光和酸蚀操作的检验工作台。

背景技术

钢铁生产中，液态钢水在凝固过程中形成凝固组织并产生缺陷，铸件、铸锭和连铸坯的质量直接影响成品钢材的质量。钢的低倍组织和缺陷酸蚀检验法(以下简称低倍检验法)可以显示钢的凝固组织，对生产过程中产生的缺陷进行检测分析，以此判断传统铸造工艺与电磁搅拌技术、电磁旋流水口技术、电磁制动技术和动态轻压下等配合的冶金效果，以改善生产工艺，提高产品质量。

低倍检验法包括硫印检验方法、热酸腐蚀检验方法、电解腐蚀检验方法、冷酸腐蚀检验方法和枝晶腐蚀检验方法，(据国家标准GB-T226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》枝晶腐蚀检验方法已被归为冷酸腐蚀检验方法范畴。)低倍检验方法的步骤一般包括试件加工和试件酸蚀。试件加工是把待检验试件的检验面经过打磨和抛光处理，使检验面的粗糙度(或光洁度)达到不同腐蚀检验方法的要求；试件酸蚀是根据试件的钢种和检验目的，选择腐蚀试剂以在试件检验面上呈现钢的低倍组织和缺陷。

传统的低倍检验操作中，试件加工和试件酸蚀无法在同一个工作台上完成；对于整坯或者大尺寸的铸件，需要对铸件进行切割成小尺寸试件后再进行打磨和抛光处理，以至于切口处的凝固组织和缺陷信息遭到损毁，酸蚀后的检验结果无法全面和准确地反映铸件质量特征；很多科研机构和钢铁企业对试件加工仍使用水磨砂纸手工操作，使检验工作用时间过长，或者对磨床进行改造后对试件检验面进行粗磨处理，使检验工作经济投入高，结果不准确，不能及时指导科研或生产；另外，试件打磨时产生金属粉尘和试件酸蚀时排放的废弃酸液不但对人体造成危害，还对环境造成严重影响。

发明内容

因此，针对现有低倍检验存在的问题，本发明的目的是提供一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台及使用方法。

一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，包括操作平台、除尘装置、排液装置、进水装置和干燥装置；其中操作平台包括试件支撑台、试件加工槽、特制试件卡具和透明装置外罩；试件加工槽位于试件支撑台上，特制试件卡具位于试件加工槽上方用于固定试件，透明装置外罩位于操作平台上部，外罩于试件支撑台上；除尘装置的过滤仓设于操作平台外部，过滤仓底部设有管道与操作平台的透明装置外罩连通，过滤仓内添加无机过滤填料，上部设有管道外接除尘风机和阀门；排液装置安装于操作平台下部，排液管路一端与操作平台的试件加工槽相连，排液管路的另一端通过酸/水换向阀分别接入两个布置在操作平台底部的集液桶；进水装置的冲洗水喷头设在透明装置外罩后部与冲水水箱通过水管连接；干燥装置的干燥风喷头为软管结构设在透明装置外罩上部。

进一步地，上述特制试件卡具，包括前后两个组件，每个组件与试件的接触面中心为弧形面，弧度大于90°小于120°，接触面的两端为水平面。

进一步地，上述透明装置外罩，前部包括与操作平台呈45°斜面的观察区挡板和与操作平台垂直的操作区挡板，操作区挡板上设有两个操作孔；操作区挡板能够向上折叠至观察区挡板，观察区挡板能够再向上折叠。

进一步地，上述操作平台下方设置装置钢结构，装置钢结构下方布置多个装置立柱，每个装置立柱下方设置调平脚踏千斤顶固定于装置底板上。

进一步地，上述进水装置通过安装在装置底板上的水开关踏板控制，干燥装置通过安装在装置底板上的干燥风机脚踏开关控制。

上述一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台的使用方法，工作台集成打磨抛光操作和酸蚀操作于一体，使用步骤为：

(1)试件打磨操作

将透明装置外罩的操作区挡板向上折叠至观察区挡板，再将观察区挡板向上折叠；将待加工试件装入工作台的操作平台，用卡具固定，开启除尘装置；将透明装置外罩复位遮蔽操作平台，双手通过操作孔对试件进行操作；使用粘贴植绒砂纸磨片的手持抛光机对试件表面进行打磨；首先使用低目数砂纸磨片对试件检验面粗磨，逐渐提升砂纸磨片目数；每次用选定砂纸磨片打磨时，粘贴在抛光头上的砂纸磨片和试件检验面之间的角度保持角度，抛光头行进方向与之前操作低目数砂纸磨片打磨操作留在试件检验面上的磨痕相切，直到之前的磨痕被打磨干净，试件检验面粗糙度满足低倍检验要求为止；

(2)试件抛光操作

对于需要额外增加的抛光操作；将排液装置的换向阀调制排水档；脚踏控制水脚踏开关板，用水冲洗打磨后试件直至试件检验面干净；在试件表面涂抹抛光膏或研磨剂，使用粘贴抛光毡的手持抛光机对试件检验面抛光；抛光过程中不断对试件检验面冲水降温，直至检验面粗糙度达到检验要求后停止抛光；用水冲净检验面上的残留抛光膏或研磨剂；脚踏控制干燥风机脚踏开关开启干燥装置，使干燥风喷头软管靠近试件检验面，直至试件表面干燥；

(3)试件酸蚀操作

使用水平尺测量试件检验面是否水平，调整操作平台使试件检验面水平；将排液系统的换向阀调制排酸档，根据不同钢种和酸蚀方法，选用腐蚀液酸蚀试件检验面；酸蚀完成后，用水冲洗、干燥试件检验表面；关闭除尘装置。

本发明的有益效果为，本发明提供的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台及使用方法有以下几个优势：

(1)可以集成打磨抛光与酸蚀操作于一体，使试件加工和试件酸蚀无需分平台进行；

(2)提供的试件加工方法用时短，费用投入少，结合特殊卡具的使用实现了对整坯或者大尺寸铸件的低倍检验；

(3)本发明工作台装备的除尘装置和排液装置解决了金属粉尘和废弃酸液对环境的污染问题。

附图说明

图1为钢的低倍组织和缺陷酸蚀检验工作台示意图主视图；

图2为钢的低倍组织和缺陷酸蚀检验工作台示意图侧视图；

图3为钢的低倍组织和缺陷酸蚀检验工作台示意图俯视图；

图4为实施例1中卡具固定板坯试件俯视图；

图5为实施例1中235mm×500mm包晶钢板坯纵向断面枝晶检验腐蚀图；

图6为实施例2中卡具固定方坯试件俯视图；

图7为实施例2中150mm×150mm S45CV钢方坯横向断面硫印检验图；

图8为实施例3中卡具固定圆坯试件俯视图；

图9为实施例3中Φ160mm90SS钢圆坯枝晶检验腐蚀图。

图中：1装置底板；2装置立柱；3调平脚踏千斤顶；4装置钢结构；5试件支撑台；6试件加工槽；7装置外罩支架；8特制试件卡具；9卡具手轮；10大试件托板；11被加工试件托条；12透明装置外罩；13试件加工操作孔；14无机过滤填料；15除尘风机；16阀门；17水/酸液排出管；18换向阀；19集液桶；20水开关踏板；21冲洗水喷头；22冲水水箱；23干燥风机脚踏开关；24干燥风喷头。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

下面结合附图与实施例对本发明具体说明。

由图1、图2、图3可知，工作台的主体由装置底板1与地面连接，装置底板1上依靠装置立柱2支撑操作平台，操作平台的材质是耐腐蚀钢，由装置钢结构4、试件支撑台5、试件加工槽6、装置外罩支架7、特制试件卡具8和透明装置外罩12组成。

工作台主体由三个支撑立柱2支撑，每个支撑立柱2安装有调平脚踏千斤顶3。工作台主体的操作平台装备有一套特制试件卡具8。试件卡具由前后两件组成，每个卡具与试件接触面中心为弧形面，两边为水平面。依靠弧形面的不同弧度可实现各种尺寸连铸圆坯和中、小尺寸连铸方坯的整坯或切割试件的固定；依靠水平面可实现各种尺寸连铸板坯和大尺寸连铸方坯的整坯或切割试件的固定。

操作平台上部装备有透明装置外罩12，外罩前部包括有呈斜面的观察区和呈平面的操作区，操作区有2个圆形操作孔13。通过操作孔13，操作人员可以把手伸入透明装置外罩12内进行打磨抛光和酸蚀操作。此透明装置外罩12的操作区挡板可以向上折叠至观察区挡板，观察区挡板可以再向上折叠。完全折叠后的外罩方便试件的装入和移出操作平台。

工作台有除尘装置、排液装置、进水与干燥装置与工作台主体相连。除尘装置的过滤仓与工作台主体透明装置外罩12连通，过滤仓添加无机过滤填料14，外接除尘风机15和阀门16。排液装置的排液管路一端与操作平台的试件加工槽相连，排液管路的另一端通过酸/水换向阀18分别接入两个集液桶19。进水装置通过一个水脚踏开关板20控制，冲洗水喷头21安装在透明装置外罩12后部与冲水水箱22通过水管连接。干燥装置通过干燥风机脚踏开关23控制，干燥风喷头24为软管结构安装在透明装置外罩12上部。

实施例1

对235mm×500mm包晶钢板坯纵向断面做枝晶腐蚀检验，步骤如下：

(1)试件打磨操作

将透明装置外罩的操作区挡板向上折叠至观察区挡板，再将观察区挡板向上折叠；将板坯装入工作台的操作平台，用卡具固定，固定后示意图如图4所示，开启除尘装置；将透明装置外罩复位遮蔽操作平台，双手通过操作孔对试件进行操作；使用粘贴植绒砂纸磨片的手持抛光机对试件表面进行打磨，抛光机转速大于2500rpm；首先使用150目砂纸磨片对试件检验面粗磨，逐渐提升砂纸磨片目数，依次为240目、400目、600目、800目和1000目；每次用选定砂纸磨片打磨时，粘贴在抛光头上的砂纸磨片和试件检验面之间保持角度，需将之前低目数砂纸磨片打磨操作留在试件检验面上的磨痕清理干净，直到试件检验面粗糙度满足要求为止。

(2)试件抛光操作

对于粗糙度要求更高的枝晶腐蚀低倍检验，将排液装置的换向阀调制排水档；脚踏控制水脚踏开关板，用水冲洗打磨后试件直至试件检验面干净；在试件表面涂抹抛光膏或研磨剂，型号为W1.5(6000目)，使用粘贴抛光毡的手持抛光机对试件检验面抛光，抛光过程中不断对试件检验面冲水降温，直至检验面粗糙度达到低倍检验要求后停止抛光；用水冲净检验面上的残留抛光膏或研磨剂；脚踏控制干燥风机脚踏开关开启干燥装置，使干燥风喷头软管靠近试件检验面，直至试件表面干燥。

(3)试件酸蚀操作

使用水平尺测量试件检验面是否水平，调整装置立柱的千斤顶调平装置，使试件检验面水平，可使腐蚀酸液均匀附着在检验面上；将排液系统的换向阀调制排酸档，根据GB-T226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》，对试件检验面进行枝晶腐蚀检验；酸蚀完成后，用水冲洗、干燥试件检验表面，图5所示为包晶钢板坯纵向断面枝晶检验腐蚀图；关闭除尘装置。

实施例2

对150mm×150mmS45CV钢方坯横向断面做硫印检验，步骤如下：

(1)试件打磨操作

将透明装置外罩的操作区挡板向上折叠至观察区挡板，再将观察区挡板向上折叠；将方坯装入工作台的操作平台，用卡具固定，固定后示意图如图6所示，开启除尘装置；将透明装置外罩复位遮蔽操作平台，双手通过操作孔对试件进行操作；使用粘贴植绒砂纸磨片的手持抛光机对试件表面进行打磨，抛光机转速大于2500rpm；首先使用150目砂纸磨片对试件检验面粗磨，逐渐提升砂纸磨片目数，依次为240目、400目；每次用选定砂纸磨片打磨时，粘贴在抛光头上的砂纸磨片和试件检验面之间保持角度，需将之前低目数砂纸磨片打磨操作留在试件检验面上的磨痕清理干净，直到试件检验面光洁度满足要求为止。

(2)试件抛光操作

硫印检验对试件检验面的粗糙度要求不高，经过打磨操作后，表面粗糙度已合乎要求。将排液装置的换向阀调制排水档；脚踏控制水脚踏开关板，用水冲洗打磨后试件直至试件检验面干净；脚踏控制干燥风机脚踏开关开启干燥装置，使干燥风喷头软管靠近试件检验面，直至试件表面干燥。

(3)试件酸蚀操作

使用水平尺测量试件检验面是否水平，调整装置立柱的千斤顶调平装置，使试件检验面水平，可使腐蚀酸液均匀附着在检验面上；将排液系统的换向阀调制排酸档，根据GB4236-1984《钢的硫印检验方法》，对试件检验面进行硫印检验；酸蚀完成后，用水冲洗、干燥试件检验表面，图7所示为S45CV钢方坯横向断面硫印检验图；关闭除尘装置。

实施例3

对Φ160mm90SS钢圆坯枝晶腐蚀检验，步骤如下：

(1)试件打磨操作

将透明装置外罩的操作区挡板向上折叠至观察区挡板，再将观察区挡板向上折叠；将圆坯装入工作台的操作平台，用卡具固定，固定后示意图如图8所示，开启除尘装置；将透明装置外罩复位遮蔽操作平台，双手通过操作孔对试件进行操作；使用粘贴植绒砂纸磨片的手持抛光机对试件表面进行打磨，抛光机转速大于2500rpm；首先使用150目砂纸磨片对试件检验面粗磨，逐渐提升砂纸磨片目数，依次为240目、400目、600目、800目和1000目；每次用选定砂纸磨片打磨时，粘贴在抛光头上的砂纸磨片和试件检验面之间保持角度，需将之前低目数砂纸磨片打磨操作留在试件检验面上的磨痕清理干净，直到试件检验面光洁度满足要求为止。

(2)试件抛光操作

将排液装置的换向阀调制排水档；脚踏控制水脚踏开关板，用水冲洗打磨后试件直至试件检验面干净；在试件表面涂抹抛光膏或研磨剂，型号为W1.5(6000目)，使用粘贴抛光毡的手持抛光机对试件检验面抛光；抛光过程中不断对试件检验面冲水降温，直至检验面光洁度达到金相检验要求后停止抛光；用水冲净检验面上的残留抛光膏或研磨剂；脚踏控制干燥风机脚踏开关开启干燥装置，使干燥风喷头软管靠近试件检验面，直至试件表面干燥。

(3)试件酸蚀操作

使用水平尺测量试件检验面是否水平，调整装置立柱的千斤顶调平装置，使试件检验面水平，可使腐蚀酸液均匀附着在检验面上；将排液系统的换向阀调制排酸档，根据GB-T226-2015《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》，对试件检验面进行枝晶腐蚀检验；酸蚀完成后，用水冲洗、干燥试件检验表面，图9所示为90SS钢圆坯枝晶检验腐蚀图；关闭除尘装置。

Claims (8)

1.一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，包括操作平台、除尘装置、排液装置、进水装置和干燥装置；其中操作平台包括试件支撑台、试件加工槽、特制试件卡具和透明装置外罩；试件加工槽位于试件支撑台上，特制试件卡具位于试件加工槽上方用于固定试件，透明装置外罩位于操作平台上部，外罩于试件支撑台上；除尘装置的过滤仓设于操作平台外部，过滤仓底部设有管道与操作平台的透明装置外罩连通，过滤仓内添加无机过滤填料，上部设有管道外接除尘风机和阀门；排液装置安装于操作平台下部，排液管路一端与操作平台的试件加工槽相连，排液管路的另一端通过酸/水换向阀分别接入两个布置在操作平台底部的集液桶；进水装置的冲洗水喷头设在透明装置外罩后部与冲水水箱通过水管连接；干燥装置的干燥风喷头为软管结构设在透明装置外罩上部。

2.根据权利要求1所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，所述特制试件卡具，包括前后两个组件，每个组件与试件的接触面中心为弧形面，弧度大于90°小于120°，接触面的两端为水平面。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，透明装置外罩，前部包括与操作平台呈45°斜面的观察区挡板和与操作平台垂直的操作区挡板，操作区挡板上设有两个操作孔；操作区挡板能够向上折叠至观察区挡板，观察区挡板能够再向上折叠。

4.根据权利要求1或2所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，操作平台下方设置装置钢结构，装置钢结构下方布置多个装置立柱，每个装置立柱下方设置调平脚踏千斤顶固定于装置底板上。

5.根据权利要求3所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，操作平台下方设置装置钢结构，装置钢结构下方布置多个装置立柱，每个装置立柱下方设置调平脚踏千斤顶固定于装置底板上。

6.根据权利要求4所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，进水装置通过安装在装置底板上的水开关踏板控制，干燥装置通过安装在装置底板上的干燥风机脚踏开关控制。

7.根据权利要求5所述的一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台，其特征在于，进水装置通过安装在装置底板上的水开关踏板控制，干燥装置通过安装在装置底板上的干燥风机脚踏开关控制。

8.权利要求1-7任一一种钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验工作台的使用方法，其特征在于，工作台集成打磨抛光操作和酸蚀操作于一体，使用步骤为：

(1)试件打磨操作

将透明装置外罩的操作区挡板向上折叠至观察区挡板，再将观察区挡板向上折叠；将待加工试件装入工作台的操作平台，用卡具固定，开启除尘装置；将透明装置外罩复位遮蔽操作平台，双手通过操作孔对试件进行操作；使用粘贴植绒砂纸磨片的手持抛光机对试件表面进行打磨；首先使用低目数砂纸磨片对试件检验面粗磨，逐渐提升砂纸磨片目数；每次用选定砂纸磨片打磨时，粘贴在抛光头上的砂纸磨片和试件检验面之间保持角度，抛光头行进方向与之前操作低目数砂纸磨片打磨操作留在试件检验面上的磨痕相切，直到之前的磨痕被打磨干净，试件检验面粗糙度满足低倍检验要求为止；

(2)试件抛光操作

对于需要额外增加的抛光操作；将排液装置的换向阀调制排水档；脚踏控制水脚踏开关板，用水冲洗打磨后试件直至试件检验面干净；在试件表面涂抹抛光膏或研磨剂，使用粘贴抛光毡的手持抛光机对试件检验面抛光；抛光过程中不断对试件检验面冲水降温，直至检验面粗糙度达到检验要求后停止抛光；用水冲净检验面上的残留抛光膏或研磨剂；脚踏控制干燥风机脚踏开关开启干燥装置，使干燥风喷头软管靠近试件检验面，直至试件表面干燥；

(3)试件酸蚀操作

使用水平尺测量试件检验面是否水平，调整操作平台使试件检验面水平；将排液系统的换向阀调制排酸档，根据不同钢种和酸蚀方法，选用腐蚀液酸蚀试件检验面；酸蚀完成后，用水冲洗、干燥试件检验表面；关闭除尘装置。