Znalost

2023 Čtvrtý týden Únor Technické znalosti WBM: Analýza příčin a opatření ke zlepšení praskání ložiskového ocelového drátěného drátu studeného kroužku

Feb 28, 2023 Zanechat vzkaz

Ppředělat

Uživatel používá dávku ložiskového ocelového drátu GCr{0}}Y 18mm specifikace Nangang a střed je žíhán v kontinuální žíhací peci s válečkovým dnem. Kontinuální žíhací pec je vakuová žíhací pec s vakuovým vzduchovým uzávěrem s válečkovým dnem a sféroidizační žíhací pecí.

Průběh procesu sféroidizačního žíhání je následující: vstupní kontrola materiálu → naložení na podávací stůl → vstup do přední vakuové komory (čerpání vzduchu a plnění dusíku) → vstup do zóny předehřívání, zóny ohřevu, zóny uchování tepla, zóny rychlého chlazení, izoterma zóna, zóna pomalého chlazení a zóna volného chlazení z vakuové komory (ohřev až na 795 stupňů, uchování tepla po dobu 7 hodin, rychlé chlazení na 720 stupňů, uchování tepla po dobu 5 hodin a ochlazení na 650 stupňů při 20 stupních /h) → vstup do nádoby na studenou vodu → vstup do zadní vakuové komory → vykládací stůl.

 

Po kontrole suroviny → moření kyselinou → zmýdelnění fosforem → lehké tažení vrstvy 30 drátů → zaslepení a pěchování za studena do slepého návleku pouhým okem vidět, že na čelní straně návleku je prasklina, poměr praskání je mezi 10 % a 15 %, poloha praskání je nespojitá a poloha praskliny je kolmá ke směru prodlužování válcování podél radiálního směru válcovaného drátu, jak je znázorněno na obrázku 1.

 

news-1-1

 

Obrázek 1

 

Zpětná vazba uživatele, že sferoidizační žíhání, tažení drátu a proces hlavičkování za studena jsou normální a pouze míra praskání prstence za studena u této šarže ložiskového ocelového drátu přesahuje 10 %, což má skvělý vztah s původním drátem.

 

Proces výroby drátěného drátu: tryskání naprázdno Ošetření bodovým broušením → ohřev pece s krokovým paprskem (předehřívací sekce 700~750 stupňů, ohřívací sekce 1 930~960 stupňů, ohřívací sekce 2 1130~1160 stupňů, namáčecí sekce 1200~ 1240 stupňů , ohřívací sekce 2 a namáčecí sekce doba vysokoteplotní sekce 60~100 min.) → odvápňování vysokotlakou vodou → hrubé válcování → meziválcování → předběžné válcování → chlazení vodou v zóně 1 → dokončovací válcování → chlazení vodou v zóně 2 → zmenšení velikosti → chlazení vodou v zóně 3 → tažení drátu → chlazení vzduchem ve Stelmo → navíjení → konečná úprava → lisování → vážení → skladování.

 

1 Analýza vzorku prasklého ferule

Čtyři vzorky se náhodně odeberou ze vzorků popraskaných dutinek, z nichž dva se použijí pro kontrolu s velkým a malým zvětšením a analýzu tvrdosti a další dvě dutinky se použijí pro kontrolu nehomogenity karbidu a lomu a analýzu velikosti zrna.

 

1.1 Makroskopická kontrola

Náhodně se vybere jeden vzorek praskání ferule a pozoruje se pod stereomikroskopem. Makroskopická morfologie praskání ferule je znázorněna na obrázku 2.

 

news-1-1

 

Obrázek 2

1.2 Makroskopická kontrola

Jedna z objímek byla leptána v horké kyselině chlorovodíkové (koncentrace 31 %, teplota 70 až 80 stupňů) po dobu 8 až 10 minut a poté vyjmuta. Makroskopické vyšetření ukázalo, že na obou stranách ferule byly četné trhliny, jak je znázorněno na obr. 3a na přední straně a na obr. 3b na zadní straně.

 

news-1-1

 

Obrázek 3

Odbruste 2~3 mm z jednoho konce druhého vzorku objímky, uřízněte část podél podélného řezu a vyjměte ji po leptání v horké kyselině chlorovodíkové (koncentrace 31 %, teplota 70~80 stupňů) po dobu 8~ 10 minut. Podle národní normy/GBT18254 jsou centrální poréznost a obecná poréznost hodnoceny jako stupeň 1.0 a nebyly zjištěny žádné vady smršťování. Vzhled je znázorněn na obrázku 4. Proto praskání koncového čela ochranného kroužku nemá nic společného s makrostrukturou suroviny.

 

news-1-1

 

Obrázek 4

 

1.3 Makroskopická kontrola

1.3.1 Kontrola žíhaného stavu trhliny ferule

Po odebrání vzorků ze dvou trhlin na pravé straně čelní plochy na obr. 2 a obroušení pozorujte podélný řez pod mikroskopem a v prasklinách a kolem nich nebyly nalezeny žádné vměstky a oxidy. Po korozi pozorujte, že mikrostruktura obou stran trhliny je konzistentní s mikrostrukturou matrice, což je sféroidní perlit distribuovaný na feritové matrici, a na okraji vzorku a trhliny nebylo zjištěno žádné oduhličení, jak je znázorněno na obr. 5, Mikrostruktura obou stran trhliny na příčném řezu je konzistentní s mikrostrukturou matrice, kterou je sféroidní perlit distribuovaný na feritové matrici, jak je znázorněno na obrázku 5.

 

news-1-1

 

Obrázek 5

 

1.3.2 Nerovnoměrná kontrola tvrdokovu

Po kalení a temperování ferule se pod mikroskopem zkoumá nerovnoměrnost karbidu v podélném řezu. Bylo zjištěno, že páskovaná a síťovaná morfologie je taková, jak je znázorněno na obrázku 6. Podle národní normy GB/T18254 je ferule hodnocena jako pásková a síťovaná 1,5 a nebyla zjištěna žádná karbidová precipitace, která splňuje požadavky národní normy . Proto praskání koncové plochy ochranného kroužku nemá nic společného s rovnoměrností karbidu v surovině.

 

news-1-1

 

Obrázek 6

 

1.4 Zkouška tvrdosti ferule podle Brinella

Zkouška tvrdosti podle Brinella byla provedena náhodně ve směru prstence ochranného kroužku. Tvrdost byla relativně jednotná, s průměrnou tvrdostí 290,8 HB. Nebyly nalezeny žádné zjevné vysoké nebo nízké body. Údaje o testu jsou uvedeny v tabulce 1.

 

news-676-104

 

1.5 Kontrola lomu objímky

Po zpracování kalením se nákružek najednou zlomí. Struktura lomu v podélném řezu ferule se zkoumá stereomikroskopem. Na makrolomové ploše je mnoho světlých ploch. Každý světlý povrch je rozhraním zrn. Dráha lomu se táhne podél hranice zrn v různých směrech, což je typický mezikrystalový křehký lom. Morfologie je znázorněna na obrázku 7.

 

Podle principu minimální spotřeby lomové energie se cesta šíření trhliny vždy rozprostírá po povrchu s nejslabší atomovou vazebnou silou, která do značné míry závisí na stavu a povaze krystalového rozhraní. Pevnost hranice zrn není nutně nejnižší, ale pokud má kov nějaké metalurgické faktory, které oslabují hranici zrn (např. předvalek je přehřátý nebo spálený), kov podstoupí mezikrystalový křehký lom.

 

news-1-1

 

Obrázek 7

 

1.6 Kontrola zrnitosti austenitu ferule

Velikost zrna vzorku podélného řezu preparovaného lomu byla zkoumána pod mikroskopem a bylo zjištěno, že velikost zrna vnější stěny ochranného kroužku byla výrazně hrubší než velikost základny a morfologie byla taková, jak je znázorněno na obr. 8. Proto se spekuluje, že vzorek lomu souvisí s původním procesem ohřevu válcovaného drátu, tj. místním přehřátím sochoru během procesu ohřevu.

 

news-1-1

 

Postavení 8

 

2. Vadné sledování procesu válcovaného drátu a zlepšení výrobního procesu ložiskového ocelového válcovaného drátu pro objímku

Díky detekci makrostruktury, tvrdosti, karbidu, lomu a velikosti zrna popraskaného vzorku jsou makrostruktura, rovnoměrnost karbidů a povrchová tvrdost normální, zatímco lom má přehřátou strukturu a velikost zrna vnější stěny ferule je výrazně hrubší než základna. Spekuluje se, že to souvisí s lokálním přehříváním původního procesu ohřevu drátu, tedy sochoru během procesu ohřevu.

 

Při sledování procesu ohřevu popraskané dávky válcovaných drátů bylo do pece vloženo číslo válcované dávky C60199901, celkem 47 předvalků, v době změny specifikace, pouze 10 kroků od hlavy pece, sekce předehřívání 701~715 stupňů, ohřívací sekce 952~959 stupňů, ohřívací sekce 1148~1156 stupňů, splňující požadavky procesu, zatímco namáčecí sekce 1245~1248 stupňů, ohřívací sekce II a namáčecí sekce vysokoteplotní sekce 126 minut, přesahující horní hranice specifikace procesu.

 

Aby se rychle vyřešilo praskání ložiskového ocelového válcového drátu za studena, je proces ohřevu ložiskového ocelového válcového drátu optimalizován:

Pozice podávání ložiskového ocelového předvalku je optimalizována. Během výměny válců nesmí polotovar ložiskové oceli použitý k výrobě límce vstoupit přímo do topné sekce. První polotovar je vzdálen nejméně 48 kroků od polohy odpichu hlavy pece, jak je znázorněno na obrázku 9. Pokud přechodová ocel nestačí, je nutné ponechat dostatek místa pro krok a využít čas výměny role k dokončení prázdný krokový prostor podle normálního rytmu odpichu, aby se zabránilo tomu, že předvalek ložiskové oceli zůstane v ohřívací sekci pece po dlouhou dobu a způsobí místní poruchy přehřátí.

news-1-1

 

Obrázek 9

Doba ohřevu polotovaru ložiskové oceli je optimalizována a doba setrvání polotovaru ložiskové oceli ve vysokoteplotní sekci po vstupu do druhé topné sekce a namáčecí sekce je řízena tak, aby nepřesáhla 100 minut.

 

Teplota ohřevu a teplota odpichu předvalků z ložiskové oceli jsou optimalizovány. Aby se zabránilo místnímu přehřátí předvalků ložiskové oceli ve vysokoteplotní části pece, musí být teplota ohřevu přísně kontrolována. Maximální teplota ohřevu ohřívací sekce a namáčecí sekce nesmí překročit 1220 stupňů a teplota červené oceli po odstranění okují nesmí překročit 1130 stupňů.

 

3 Implementační efekt zlepšování procesů

Po vylepšení procesu byl pro uživatele znovu vyroben ložiskový ocelový válcovaný drát GCr15-Y s tepelným číslem 16706548, celkem 45 předvalků, pro výrobu 18mm kroužku. Při změně velikosti 18mm se do pece vloží pouze 24 kusů tohoto polotovaru čísla pece a doba výměny role je 50min. Po výměně role je proces výroby relativně hladký. Doba zdržení vysokoteplotní sekce ohřívací sekce II a namáčecí sekce je 68 minut, teplota topné sekce II je 1135 stupňů, teplota namáčecí sekce je 1212 stupňů a teplota červené oceli po odstranění okují je 1122 stupňů.

 

Porovnejte velikost austenitového zrna této šarže vzorku válcového drátu s velikostí zrna drátu s defekty přehřívání v minulosti. Zjistilo se, že velikost okrajového zrna válcovaného drátu s vadami při přehřívání je zjevně hrubá, zatímco tentokrát je velikost zrna válcovaného drátu relativně rovnoměrná a jemná, jak je znázorněno na obrázku 10.

news-1-1

 

Obrázek 10

 

Uživatel si po použití této šarže drátů nestěžoval na problémy s kvalitou. Podle zpětné vazby od uživatele se míra praskání v procesu ferulí za studena výrazně snížila, z více než 10% na méně než 0,5%.

 

4 Závěr

Praskání nákružku ložiskového ocelového válcového drátu za studena souvisí s původním procesem ohřevu válcového drátu, tj. lokálním přehřátím ocelového předvalku během procesu ohřevu. Při sestavování výrobního plánu ložiskového ocelového válcového drátu použitého pro nákružek se snažte vyhnout tomu, aby ložiskový ocelový předvalek při výměně válce vnikl přímo do topné sekce. Pokud je to skutečně nevyhnutelné, je třeba třídu oceli převést podle řádku nebo uvolnit odpovídající stupeň.

 

Teplota ohřevu a doba ohřevu musí být přísně kontrolovány. Doba zdržení vysokoteplotní sekce poté, co polotovar vstoupí do druhé ohřívací sekce a namáčecí sekce, nesmí překročit 100 minut, maximální teplota ohřevu nesmí překročit 1220 stupňů a teplota červené oceli po odstranění okují nesmí překročit 1130 stupňů.

 

Vylepšený proces byl použit k nepřetržité výrobě několika šarží a nebyly zaznamenány žádné stížnosti na kvalitu praskání šarže.

 

Více o WBM Tvrdokovové zápustky za studena:

WBM může vyrábět různé typy a velikosti ocelové kuličkové matrice se zajištěním kvality, zahrnují: karbidové ocelové kuličkové matrice pro studené hlavy, ocelové kuličkové matrice pro studené hlavy.

 

Materiály: karbid wolframu nebo formovací ocel

Hlavní části pro proces tváření za studena: Brk (odříznutá raznice), řezačka (odříznutá čepel), raznice, kuželové raznice. Bez ohledu na to, zda je vaším materiálem cementovaná ocel nebo průchozí kalená ocel, naše matrice s kompletní sadou mohou běžet po dlouhou životnost.

Vysoce přesné raznice vyrobené podle vašeho výkresu. A můžeme také poskytnout službu návrhu nástrojů podle vašich válečkových hlav.

news-1-1

 

 

Odeslat dotaz