Причини розтріскування латунних стрічок при холодній прокатці та заходи щодо їх запобігання
Латунь є важливим матеріалом мідного сплаву. Через свою «високу продуктивність і низьку вартість» він широко використовується в різних сферах народного господарства. Латунна стрічка має гарний блиск, хорошу міцність, міцність і стійкість до корозії. Він все ширше використовується в легкій промисловості, декорації та інших галузях і має широкі ринкові перспективи.
Світові ресурси міді обмежені. В останні роки зі збільшенням попиту на мідь ціни на мідь різко зросли. Таким чином, у все більш конкурентоспроможній промисловості переробки міді, особливо на деяких малих і середніх підприємствах, вони зазвичай використовують велику кількість старих матеріалів для виробництва латунних смуг. Однак використання великої кількості старих матеріалів наосліп спричинить низку проблем для виробництва та якості продукції. Під час виробництва латунних смуг на фабриці, де працює автор, на поверхні смуг часто з’являються тріщини або навіть тріщини, що призводять до загрозливої кількості модифікацій продукту та браку, що серйозно впливає на ефективність виробництва та спричиняє величезні економічні втрати. У цій статті в основному проаналізовано причини розтріскування латунних смуг при холодній прокатці та запропоновано відповідні заходи контролю та профілактики, що має певне теоретичне та практичне значення для виробництва.
1. Процес виробництва латунної стрічки
У виробництві сучасних латунних пластин і смуг зазвичай використовують горизонтальне безперервне лиття для отримання великих рулонів важкої заготовки [2]. Після гомогенізаційного відпалу та поверхневого фрезерування заготовка проходить холодну прокатку з високою швидкістю обробки, а потім виконується проміжний відпал і чистова прокатка. та інші процеси. Крім того, щоб усунути внутрішню напругу та покращити форму пластини, необхідно проводити низькотемпературну обробку та розтягування, згинання та випрямлення. Основний технологічний процес: дозування, плавка * горизонтальне безперервне лиття, гомогенізаційний відпал * фрезерування, холодна груба прокатка * проміжний відпал - нижня прокатка - нижня відпал * прокатка готового продукту * знежирення, очищення, пасивація * розтягнення Згинання та правка * низька температура лікування*обстеження*розрізання. Пакет. Розумно контролюючи параметри процесу, можна досягти виробництва високоякісних латунних пластин і смуг.
2. Аналіз причин розтріскування холодної прокатки
У процесі прокатки, коли локальна деформація металу перевищує ступінь його граничної деформації, сила зв'язку між атомами руйнується і з'являються тріщини. За способом поширення тріщини розтріскування можна розділити на міжзеренне розтріскування та міжзеренне розтріскування. Розширення тріщин відбувається за принципом мінімального споживання енергії, тобто розширення тріщин завжди відбувається вздовж напрямку, де сила атомного зв'язку найменша. Більшість тріщин у полікристалічних матеріалах є міжзеренними руйнуваннями, які викликані ослабленням поверхні розділу зерен з якихось причин [st]. Ці причини включають: виділення крихкої другої фази на межі зерен; вплив високої температури послаблює поверхню розділу або сегрегацію домішкових атомів до межі зерен; ослаблення взаємодії між межею зерен і навколишнім середовищем, наприклад корозія під напругою тощо. Розтріскування латунних стрічок переважно відноситься до перших двох причин. Коли присутні шкідливі елементи або шкідливі фази, виникає сегрегація між межами зерен або зворотна сегрегація, що призводить до ослаблення сили зв’язку між межами зерен, таким чином викликаючи міжкристальну тріщину або руйнування під дією напруги [` ].
2.1 Вплив металографічної структури
Взявши як приклад латунь 6H5, з фазової діаграми Cu-Zn можна побачити, що H65 є однофазною латунню в умовах повільного охолодження. Однак у реальному виробництві швидкість охолодження є вищою, і це нерівноважна кристалізація. Ножева фаза, утворена перитектичною реакцією, недоступна вчасно. Він повністю перетворюється на фазу А і залишається всередині організації [']. Пластичність фази ножа при кімнатній температурі відрізняється від пластичності фази a. У процесі прокатки деформація двох фаз відбувається нерівномірно, що неминуче призведе до утворення дислокацій ковзання на межі розділу двох фаз. Коли локальна концентрація напруги, спричинена дислокаціями, досягає певного рівня. У цей час матриця місячної фази розтріскується з утворенням джерела тріщини, а потім під дією додаткової напруги розтягування утворюються макротріщини. Таким чином, кількість і розподіл фази Інь мають значний вплив на тріщини холодної прокатки латуні H65.
має важливий вплив. Коли фаз Місяця багато, вони безперервно розподіляються між дендритами у формі мережі. Ця сітчаста структура може витримувати більшу концентрацію напруги та менш імовірна утворення тріщин; коли фаз місяця мало, через велику відстань між фазами ножа нелегко утворювати тріщини. Утворюється концентрація напруг, тому тріщин не буде. Дослідження показують, що v1[, коли об’ємна частка фази ножа перевищує 20% або менше 5%, високотемпературна пластичність латуні H65 є відносно хорошою. Хоча пластичність фази Місяця краща, ніж у фази a в умовах гарячої прокатки, якщо напруга на межі розділу фаз концентрована, також відбудеться розтріскування.
Розмір зерна латуні також має певний вплив на її розтріскування. Чим більший розмір зерен, тим більша схильність до розтріскування. З аналізу металографічної структури латуні відомо, що зерна у зовнішньому шарі значно товщі, ніж у внутрішньому шарі, а зовнішній шар знаходиться в прямому контакті з середовищем, тому легко викликати розтріскування. Дослідження показують, що розтріскування пов’язане з нерівномірною холодною деформацією; сегрегація вмісту заліза також має негативні наслідки.
2.2 Вплив домішок
Вплив кількох домішок на виробництво латуні є таким [']:
Залізо: існує як домішка і не має істотного впливу на механічні властивості. Розчинність заліза в латуні надзвичайно мала, і точки домішок фази, багаті залізом, часто розподіляються в матриці, що призводить до подрібнення зерен;
Lead and lead: Lead is a harmful impurity in simple brass and is distributed in granular form on the fusible eutectic at the grain boundary. when. When the lead content of brass is >0.03%, у процесі прокатки часто виникають тріщини. Ефект таємничості приблизно такий же;
Сурма: зі зниженням температури розчинність сурми в латуні різко зменшується, і крихке з’єднання CuZbS випадає в осад, яке розподіляється мережею, серйозно погіршуючи характеристики холодної обробки латуні; Фосфор: рідко твердий розчин у сплаві Cu-zn, в aВміст фосфору в латуні
Якщо він перевищує {{0}}.05% до 0,06%, з’явиться крихка фаза Cu3P, що знижує пластичність латуні;
Миш'як: Розчинність миш'яку в латуні при кімнатній температурі становить<0.1%. Excessive amounts will produce a brittle compound Cu3sA, which is distributed on the grain boundaries and reduces the plasticity of brass. Containing 0.02% to 0.05% As, which can prevent dezincification of brass and improve corrosion resistance.
2.3 Вплив технології виробництва
Як правило, латунні смужки тріскаються по краях, але не тріскаються посередині. Є дві причини. По-перше, коли фактичним типом рулону у виробництві є плоский рулон, кромковий метал має тенденцію текти вбік, тому його поздовжня швидкість потоку нижча, ніж металу в середині смуги. Оскільки смуга є одним цілим, деформації середньої та крайової частин взаємно стримуються. Таким чином, метал в середині пластини зазнає напруги стиску, тоді як метал з обох сторін зазнає напруги розтягування. Коли розтягуюча напруга на краях перевищує межу міцності металу, виникне розтріскування (розтріскування). По-друге, під час процесу прокатки підвищення температури змушує валок створювати термічну опуклість, що робить щілину середнього валку меншою, а щілину крайнього валку відносно більшою. Таким чином, величина центрального зменшення є великою, а величина зменшення краю невеликою. Це призведе до того, що швидкість течії металу в середині буде вищою, ніж на краях, збільшуючи тенденцію до розтріскування країв смуги. Крім того, такі фактори, як неналежний контроль параметрів процесу горизонтального безперервного лиття та надмірна швидкість прокатки призведуть до пожовтіння. Під час прокатки мідної стрічки виникають тріщини.
3. Заходи профілактики розтріскування холодної прокатки
3.1 Сировина
① Склад домішок старих матеріалів сильно змінюється, тому старі матеріали однієї партії слід рівномірно змішати перед використанням, що допоможе досягнути стабільності складу домішок у кожній зарядці. Необхідною умовою є контроль вмісту свинцю в кінцевому зливку в межах 0,02%. Якщо вміст bP занадто високий, може легко виникнути розтріскування;
② Перевірте вміст bP у придбаних старих матеріалах. Коли вміст bP дуже великий, його слід використовувати пропорційно, щоб зменшити вміст bP у зливку;
③Під час сортування старих матеріалів звертайте увагу на промислову гігієну, щоб запобігти змішуванню інших металевих домішок і старих латунних матеріалів.
3.2 Виробничий процес
① Контролюйте умови процесу плавлення та лиття, відповідно знижуйте температуру лиття, збільшуйте інтенсивність охолодження та покращуйте процес зупинки, щоб зменшити шкідливий вплив bP, iB та інших домішок;
②Зменшення швидкості обробки та збільшення проміжного відпалу може ефективно уникнути розтріскування, викликаного концентрацією напруги на межі розділу фаз. Цей метод простий і легкий у застосуванні, і він був перевірений на реальному виробництві;
③ Для звичайних тріщин на кромках можна відповідним чином зменшити корону валків або відрегулювати силу згинання валків, щоб зменшити напругу розтягування на кромці, таким чином уникаючи або покращуючи тріщини на кромках.
3.3 Заходи контролю металографічної структури
① Це сприяє перетворенню ливарної структури нерівних стовпчастих кристалів і рівновісних кристалів у структуру з хорошою пластичністю та придатною для обробки, а швидкість обробки та швидкість прокатки нелегко бути занадто великими;
② Деякі модифікатори слід додавати належним чином під час плавлення, щоб досягти ефекту видалення домішок, дегазації та очищення зерна. Щоб вирішити проблему розтріскування краю смуги, необхідно зменшити вміст bP на межах зерен, чим менше, тим краще. З цією метою додається невелика кількість рідкоземельних елементів. Рідкоземельні елементи можуть утворювати високоплавку сполуку CePb3 з Pb при температурах вище 1100 градусів. Коли сплав кристалізується, він спочатку випадає в осад і стає неспонтанним кристалічним ядром. Збільшення кількості кристалічних ядер може подрібнити зерна та збільшити кількість меж зерен, тим самим зменшуючи вміст Pb на границях зерен. CebP3 на межах зерен може підвищити міцність меж зерен і допомогти запобігти розтріскуванню меж зерен.
Ключем до запобігання розтріскування латунних смуг при холодній прокатці є забезпечення якості сировини, контроль процесу виробництва та параметрів процесу, а також покращення структури сплаву.
4. Висновок
① Існує багато факторів, які впливають на термін служби екструзійних матриць із мідного сплаву. На додаток до факторів самої матриці, таких як матеріал матриці, конструктивний дизайн, процес термообробки тощо, важливими факторами також є використання та обслуговування матриці;
② Для великотоннажних пресів для екструзії мідних сплавів, особливо для пресів зворотної екструзії, велику увагу слід приділяти охолодженню прес-форми. Розумний метод охолодження може підтримувати робочу температуру екструзійної матриці нижче температури розм’якшення відпуску без переохолодження заготовки та матриці, таким чином уникаючи задухи та погіршуючи якість екструдованого продукту;
③Поточний ідеальний метод охолодження – охолодження рідким азотом. Шляхом регулювання потоку рідкого азоту та тиску можна контролювати інтенсивність охолодження форми, тим самим максимізуючи термін служби форми.
