CN112720134A - 一种消除钢坯脱碳的修磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种消除钢坯脱碳的修磨方法,包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,其特征在于,粗修工序,进刀量15mm-18mm,台车运行速度0.8 m/s‑0.9 m/s,面部修磨深度1.0mm‑1.5mm;精修工序,进刀量12mm‑15mm,台车运行速度0.8 m/s‑0.9 m/s,面部修磨深度0.3mm‑0.5mm。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致;第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。本修磨方法可保证经高温扩散后开坯的小端面方坯表面脱碳层完全消除,同时保证了坯料的表面光洁度。

Description

一种消除钢坯脱碳的修磨方法
技术领域
本发明属于钢铁线材轧制技术领域,尤其涉及一种消除钢坯脱碳的修磨方法。
背景技术
汽车用弹簧钢主要用于生产汽车悬架簧,悬架弹簧主要起到缓冲和减震作用,即在汽车行驶过程中承受往复压缩运行,因此对钢的疲劳性能有很高的要求,但是弹簧钢表面脱碳是降低弹簧的疲劳性能主要原因,特别当弹簧钢表现出现铁素体全脱碳时,弹簧的疲劳极限可降低50%。众所周知,影响弹簧钢脱碳的因素很多,但是最直接也是最明显的就是轧材原料的脱碳,若原料钢坯存在脱碳层或贫碳区,经过二次加热,必然会造成脱碳的进一步加剧,在后续轧制冷却过程中无法消除,这就造成盘条表面的脱碳程度增加。
目前现有文献和专利对改善钢坯表面脱碳的方法有了一定程度的分析和介绍,但其方法各有利弊:专利号201610974520.1中公开了“一种弹簧钢坯料修磨方法”,主要是以缺陷为中心进行磨削,使钢坯表面平缓化,提高金属的连续性,从而将缺陷消除。专利号201811158691.2中公开了“一种提高大规格弹簧钢坯表面质量的修磨方法”,通过粗修、精修、抛丸探伤的方式重点改善钢坯的表面质量,由于弹簧钢钢坯经过一火高温扩散后,脱碳层深度加深,该方案的修磨深度无法保证钢坯表面的贫碳区完全消除。
以上专利主要通过改善炼钢工艺、加热工艺以及消除修磨缺陷为目的减少盘条脱碳,钢坯在修磨过程中的贫碳层无法保证完全消除。如何保证原料钢坯的脱碳层完全消除,是保证后续加热、轧制、冷却等工序控制脱碳的首要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种消除钢坯脱碳的修磨方法,能够完全消除弹簧钢钢坯表层的脱碳层,尤其是表层的贫碳区。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种消除钢坯脱碳的修磨方法,包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,其特征在于,所述粗修工序,面部修磨深度1.0mm-1.5mm;所述精修工序,面部修磨深度0.3mm-0.5mm。
粗修的主要目的为消除表面脱碳层和贫碳区,由于大方坯经高温扩散后(加热温度在1200℃以上,加热时间在6h以上),脱碳层深度在1mm以上,所以将粗修深度设计为1.0mm-1.5mm。
进一步的,所述粗修工序,进刀量15mm-18mm,台车运行速度0.8 m/s -0.9 m/s。
钢坯修磨时,先选定一个修磨面,然后砂轮沿钢坯长度方向从钢坯的一端修磨至另一端,称为一个道次。修完一个道次后,紧邻第一道次进行第二道次的修磨,重复相同的操作。所述进刀量为两个道次中心线之间的距离。
修磨机砂轮每走一道在钢坯表面产生一定的修磨宽度,由于砂轮与钢坯的接触面为圆弧,在修磨过程中砂轮在钢坯表面形成圆弧状的凹面,在凹面中心位置的深度约为1.0-1.5mm,然而圆弧状的凹面两端位置,修磨深度不能保证,因此采用15-18mm的进刀量,保证第二道修磨时,能够完全将第一刀凹面的边部位置覆盖并修磨,以此类推,保证弹簧钢钢坯面部全部位置进行修磨;
进一步的,所述精修工序,进刀量12mm-15mm,台车运行速度0.8 m/s -0.9 m/s。
精修的修磨方式与粗修基本一致,精修的目的主要在于清除粗修过程中产生的毛刺,同时提高钢坯表面的光洁度,因此将精修进刀量设计为12mm-15mm,台车运行速度设计为0.8 m/s -0.9 m/s。
进一步的,钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致;第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。
对棱角部位进行三道次的修磨,目的是保证角部的贫碳区完全消除干净。
所述“棱角与砂轮切线方向一致”,即钢坯两个面相交的棱角呈一条线,这条棱角线与圆形砂轮切线方向一致。
所述“这个面的两个边”是这个面沿钢坯长度方向的两个边。
进一步的,粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度10mm-20mm。
钢坯棱角处进行第一道次修磨后,棱角线变成一个平面,这个平面的宽度即是棱角部宽度。
进一步的,精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度8mm-12mm。
进一步的,粗修工序采用16目砂轮,精修工序采用24目砂轮。
进一步的,粗修工序修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A;精修工序修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A。
所述面部修磨电流,指修磨钢坯面部时修磨机电流值;所述角部修磨电流,指修磨钢坯棱角部位时,修磨机电流值。
进一步的,钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。
所述点修,是指对钢坯缺陷部位进行定点修磨,目的是消除钢坯表面缺陷。
抛丸的目的主要在于进一步消除表面毛刺,探伤的目的是检验在修磨过程中产生或暴露出的修磨缺陷或冶金缺陷,通过局部点修可以消除掉这些缺陷。
进一步的,抛丸、探伤工序辊道速度0.1m/s-0.2m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
弹簧钢坯修磨采用“粗修+精修+抛丸、探伤、点修”三段式修磨方法,可保证经高温扩散后开坯的小端面方坯表面脱碳层完全消除,同时保证了坯料的表面光洁度。
附图说明
图1为实施例1弹簧钢线材表层组织金相照片;
图2为实施例2弹簧钢线材表层组织金相照片;
图3为实施例3弹簧钢线材表层组织金相照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明,下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
开坯后的160mm×160mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.0mm,进刀量15mm,台车运行速度0.8m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.3mm, 进刀量12mm,台车运行速度0.8 m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度10mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度8mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.1m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例2
开坯后的160mm×160mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.1mm,进刀量16mm,台车运行速度0.82 m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.5mm, 进刀量13mm,台车运行速度0.9m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度12mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度9mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.2m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例3
开坯后的160mm×160mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.2mm,进刀量18mm,台车运行速度0.9m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.38mm, 进刀量15mm,台车运行速度0.82m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度20mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度12mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.12m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例4
开坯后的150mm×150mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.3mm,进刀量17mm,台车运行速度0.84m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.34mm, 进刀量14mm,台车运行速度0.84m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度14mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度10mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.14m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例5
开坯后的150mm×150mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.4mm,进刀量15.4mm,台车运行速度0.86 m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.42mm, 进刀量12.4mm,台车运行速度0.86m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度16mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度11mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.16m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例6
开坯后的150mm×150mm弹簧钢钢坯,修磨过程包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,粗修工序,采用16目砂轮,修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A,面部修磨深度1.5mm,进刀量17.6mm,台车运行速度0.88 m/s。精修工序,采用24目砂轮,修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A,面部修磨深度0.46mm, 进刀量14.6mm,台车运行速度0.88m/s。钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致,第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度18mm。精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度9.5mm。
钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。抛丸、探伤工序辊道速度0.18m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
实施例1-6钢坯轧制成线材,将线材试样在光学显微镜下进行金相检验,经检验,线材表面均无全脱碳,总脱碳深度0.6%D以内。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种消除钢坯脱碳的修磨方法,包括粗修、精修、抛丸、探伤工序,其特征在于,所述粗修工序,面部修磨深度1.0mm-1.5mm;所述精修工序,面部修磨深度0.3mm-0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,所述粗修工序,进刀量15mm-18mm,台车运行速度0.8 m/s -0.9 m/s。
3.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,所述精修工序,进刀量12mm-15mm,台车运行速度0.8 m/s -0.9 m/s。
4.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,钢坯在粗修、精修过程,两个面相交处的棱角进行第一道次修磨时,棱角与砂轮切线方向一致;第一道次修磨后棱角处形成的一个平面,然后对这个面的两个边分别进行一道次修磨。
5.根据权利要求4所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,粗修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度10mm-20mm。
6.根据权利要求4所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,精修工序棱角部进行第一道次修磨后,棱角部宽度8mm-12mm。
7.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,粗修工序采用16目砂轮,精修工序采用24目砂轮。
8.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,粗修工序修磨机面部修磨电流200A,角部修磨电流160A;精修工序修磨机面部修磨电流120A,角部修磨电流140A。
9.根据权利要求1所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,钢坯精修后进行抛丸,然后进行探伤,探伤工序检测出的有缺陷的钢坯进行点修,点修后重复进行抛丸、探伤、点修步骤,直至探伤检测的钢坯没有缺陷。
10.根据权利要求9所述的一种消除钢坯脱碳的修磨方法,其特征在于,抛丸、探伤工序辊道速度0.1m/s-0.2m/s,抛丸工序丸粒粒度为Ф2mm。
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