輕工紡織工業(yè)中的彈簧、針布、高壓軟管、鋼絲繩和輪胎簾線(xiàn)常采用中高碳鋼絲制造,如60、70、65Mn、T8和T9鋼絲等。其技術(shù)要求和性能特點(diǎn)是:碳含量高,工件強(qiáng)度高;直徑小,比表面積大;拉拔加工高度變形,組織呈纖維狀,力學(xué)性能好。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),鋼絲拉拔加工中有時(shí)出現(xiàn)突然脆斷,導(dǎo)致生產(chǎn)加工中斷,給生產(chǎn)造成很大危害,經(jīng)濟(jì)損失較大。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),鋼絲熱處理中的正火熱處理采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行,效果良好,可有效避免此類(lèi)缺陷的產(chǎn)生。
檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),具有細(xì)小索氏體組織、晶粒均勻的鋼絲,拉拔性能好。在拉拔方向上,工件組織粗大或晶粒不均勻,則易于出現(xiàn)工件早期斷裂。金相檢查發(fā)現(xiàn),鋼絲斷口區(qū)域存在網(wǎng)狀鐵素體組織,易從貧碳的低強(qiáng)度薄弱區(qū)域萌生裂紋。國(guó)內(nèi)不少工廠沿用熱軋后堆冷工藝,其冷卻速度緩慢,易生成網(wǎng)狀組織。另外,鋼絲盤(pán)條鉛浴淬火中溫度偏高,易于產(chǎn)生粗片狀珠光體,該組織強(qiáng)度差,拉拔性能不佳;而如果鉛浴淬火溫度過(guò)低,可能形成上貝氏體,使工件脆性增加。因此,較合適的鉛淬溫度應(yīng)能使工件形成細(xì)片狀索氏體和少量鐵素體
檢驗(yàn)失效斷裂鋼絲時(shí)發(fā)現(xiàn),鋼絲中氮含量高于80×10-6(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),并且拉拔溫度約為100℃時(shí),材料出現(xiàn)應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象;若氮含量不變,而溫度升高至200℃,鋼絲變得很脆,以至出現(xiàn)沿工件軸向縱向劈裂。分析認(rèn)為,應(yīng)變時(shí)效與鋼中氮含量,碳含量和拉拔溫度,以及壓縮率密切相關(guān)。此外,在鋼絲拉拔生產(chǎn)中,如拔絲模盒位置偏斜、??谄茡p、潤(rùn)滑不良或出現(xiàn)偏心不對(duì)中拉拔加工時(shí),易產(chǎn)生鋼絲表面擦傷、溝棱,損傷嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生拉裂或鋼絲斷裂。
綜上分析,提出中高碳鋼絲零件拉拔脆斷缺陷防止措施如下:
(1)嚴(yán)格控制鋼絲冶金質(zhì)量,防止含有非金屬夾雜、折疊類(lèi)缺陷的坯件進(jìn)入加工流程,避免鋼絲零件出現(xiàn)脆斷失效。
(2)防止和改善工件不良顯微組織缺陷,如粗片狀珠光體、網(wǎng)狀鐵素體等。
(3)嚴(yán)格鋼絲原材料檢驗(yàn),防止含馬氏體組織、脫碳、表面粗糙、表面橫紋及出現(xiàn)裂口等缺陷的原材料進(jìn)入拉拔加工;或者經(jīng)預(yù)處理后,材料性能得到改善后再加工。
(4)原材料檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)元素偏析的鋼絲,可進(jìn)行預(yù)備熱處理,以消除缺陷和改善組織,如采用高頻感應(yīng)加熱爐進(jìn)行正火熱處理,可減輕偏析危害。
(5)為防止和消除應(yīng)變時(shí)效脆斷危害,應(yīng)降低鋼中氮含量,合理分配壓縮率,改善潤(rùn)滑及冷卻條件,控制鋼絲出模溫度小于150℃。
(6)嚴(yán)格檢查鋼絲拉拔模具??谫|(zhì)量,更換破損拉絲模。
|