冷轧产品缺陷分析

冷轧产品缺陷分析（3篇）

1.冷轧产品缺陷分析 篇一

产品表面外观缺陷的定义

1.焊接

1.1咬边:咬边是焊缝边缘局部低于母材面的凹陷缺陷.它是由于焊接电流过大,焊接速度太快,电弧过长或运条操作不当形成.1.2 焊瘤:焊瘤是熔化金属溢流到焊缝之外未熔化母材上形成的金属瘤,常出现在立焊、仰焊、横焊和单面焊双面成形的背面缝上.1.3弧坑:弧坑是收弧不正确成形的,它影响外观质量并易引到裂纹,应清理后进行补修复.1.4气孔:气孔是焊接熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出,而残留在焊缝中形成的孔穴,产生的原因有焊条受潮,焊件不洁,电流过大或过小,电弧过气对溶池保护不良,焊接速度太快等.1.5缩孔:缩孔是熔化金属在凝固过程中因收缩产生并残留在焊疑中的孔穴.1.6夹杂和夹渣:由冶金反应产生的非金属夹杂物,氧化物和熔渣在焊接过程中来不及浮出,残留在焊缝中形成夹杂物和夹渣,形成夹渣的原因有:多层焊时清渣不干净,运条操作不当,焊接电流太小,工件坡口角度太小等.1.7未焊合与未焊透:未焊合是由于焊接电流过小,电弧偏吹,待焊表面污染等原因,使熔化金属与母材或金属焊道之间没有完全熔化结合造成的.1.8裂纹:焊接裂纹主要有冷裂纹和热裂纹,热裂纹是焊缝和热影响区金属冷却到故相浅温度附近产生的.产生的裂纹称结晶裂纹,常出现在焊缝中心和弧坑中,热裂纹出现在表面时有氧化白色,这是判断热裂纹的主要标志,冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的裂纹.它是焊后几小时几天甚至更长时间出现的裂纹.防止裂纹的槽施有预热、后热.采用低氢焊条,焊条烘干清除坡口附近油锈,减小焊接应力等.2.表面喷涂部分

2.1 涂层光泽度:对喷涂表面用光泽仪将光线呈60°斜角方向射向涂层 表面后在其表面反射光的程度,一般平光漆的光泽度在30%以下.2.2 结瘤:因油漆质量不良喷涂后而在涂层表面上形成的一块一块的疙瘩.2.3 缩孔:俗称麻点,涂层干燥后滞留的若干大小不等分布各异的圆形小坑.2.4 起泡:因喷涂时,涂层覆盖部分气体,在烘烤时而产生的表面凸起现象.2.5 针孔:从喷涂表面贯穿到喷涂底部或基体金属的微小孔道.2.6 开裂:在涂层表面形成一道道裂纹.2.7 剥落:一道或多道涂层脱落.2.8 粉化:涂层表面由于一种或几种漆基的降低颜料的分解而呈现出附着疏松细粉的现象.2.9 颗粒:因材料杂质或外来物(如焊渣等)的影响而在表面形成的,颜色与正常表面一致的凸起现象.2.10 流挂:喷涂时由于涂层的流动而产生的堆积现象.2.11 露底:局部无涂层或覆盖不平.2.12 夹杂物:由于前处理时未完全消除表面的杂物及喷涂环境不良而附着在涂层里的杂物.3.电镀、铬酸盐处理件

3.1 镀前划痕:电镀或氧化之前因操作不当或对明显缺陷进行粗糙打磨等人为造成的基体材料上的划伤或局部磨擦痕迹,一般呈线型.3.2 镀前凹坑:由于基体材料缺陷或在加工过程中外来金属屑的影响而在材料表面留下的小浅坑状痕迹.3.3 抛光区:对基材上的腐蚀、划伤、焊接区、铆接区等部位进行机械抛光后表现出的局部高光泽、光亮区域、无裂痕.3.4 烧伤:拉丝处理时因操作不当,造成零件表面过热而留下的烧蚀痕迹.3.5 水印:电镀或氧化后因清洗水未及时干燥或干燥不彻底所形成的斑纹、印迹.3.6 露白:镀锌彩色钝化膜因摩擦而被去除露出锌层,呈现为区别于周围彩色的白色.3.7 基材花斑:电镀或氧化前因基体材料腐蚀或者材料中的杂质,或者材料微孔等原因所造成的与周围材质表面不同光泽或粗糙度的斑块状花纹外观.3.8 雾状:指镀层表面存在程度不同的云雾状覆盖物,多数产生于光亮镀层表面.3.9 局部无铬层:指镀铬表面因电镀工艺的局限而在凹槽内、深孔内、折弯内角等低电位区出现铬层未电镀上的现象.3.10 凹痕:因基材受撞击而呈现的凹陷现象.3.11 修补:因膜层损伤而用涂料所作的局部遮盖.3.12 异物:由材料、模具、环境或机器设备中的灰尘、夹杂物、污物等影响而形成的与表面不同色的斑点.3.13 浅划痕:膜层表面划伤、但未伤及底层表面;对其它表面则为:目测不明显、手指甲触摸无凹凸感,未伤及材料本体的伤痕.3.14 深划痕:表面膜层划伤、且伤及底层面;对无膜层表面则为:目测明显、手指甲触摸有凹凸感,伤及材料本体的伤痕.3.15 挂具印:指电镀、氧化或喷涂等表面处理生产过程中,因装挂用辅助工具的遮挡而使其与零件相抵触的部位局部无膜层的现象.3.16 针孔:从镀层表面贯穿到镀层底部或基体金属的微小孔道.3.17 麻点:在电镀过程中由于种种原因而在电镀表面形成的小坑.3.18 起皮:镀层呈片状脱落基体的现象.3.19 起泡:在电镀中由于镀层与底金属之间失去结合力而引起一种凸起状缺陷.3.20 削落:由于某些原因(例如不均匀的热膨状或收缩)引起的镀层表面的破裂与脱落.3.21 阴阳面:指镀层表面局部亮度不均或色泽不均匀的缺陷.3.22 斑点:指镀层表面的一类色斑,暗斑等缺陷,它是由于电镀过程中沉淀不良、异物粘附或钝化液清洗不干净造成.3.23 烧焦镀层:在过高电流的情况下形成的黑暗色,粗糙松散、质量差的沉积物,其中含有氧化物或其它杂质.3.24 树枝状结晶:电镀时在阴极上(特别是边缘和其它高电流密度)形成粗糙、松散的树枝或不规则突起的沉积物.3.25 海绵状镀层:与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物.3.26 黑点:因材料表面有未去除的锈迹、锈斑、电镀后在镀层表面形成的黑暗的缺陷.4.塑胶件、压铸件

4.1 水纹:塑胶或压铸件成形时,熔体流动产生的可见条纹.4.2 缩水:因材料、工艺等原因使塑胶或压铸件表面出现凹陷的收缩现象.4.3 气泡:指塑胶体因工艺原因内部出现的可见空气泡.4.4 砂眼:塑胶或压铸件表面的疏松针孔.4.5 披锋:压铸或塑胶件上浇口残留物取掉后的毛刺.

2.冷轧产品缺陷分析 篇二

1 DQ1J冷轧薄钢板表面“翘皮”缺陷

DQ1J冷轧薄钢板表面“翘皮”缺陷见图1、图2。通过生产跟踪发现,DQ1J钢在热轧卷板上没有显现缺陷,而在冷轧后表现得非常明显,且规格越薄暴露越多。缺陷呈层状翘起,缺陷内壁光滑干净,成不连续分散状,分布于上表面的多于下表面的,接近钢板边部较多。形状尺寸不尽相同,一般在50mm以下。对该缺陷采用电子探针进行分析,没有检验出夹杂物。因此判定该缺陷与钢中存在气泡密切相关,原因与炼钢工序有关。

2 DQ1J钢的炼钢生产工艺

2.1 DQ1J钢的生产工艺流程

DQ1J钢炼钢生产工艺流程(见图3)如下:

(1) 喷吹镁粉加石灰粉进行铁水脱硫,铁水100%经脱硫处理(硫含量在0.010%以下)。

(2) 150t顶底复吹转炉,出钢碳含量控制在0.04%～0.06%范围内,半脱氧出钢。

(3) 150tRH真空循环脱气精炼炉,将钢中碳含量控制在0.015%～0.025%范围内。

(4) 230mm×(800～1 600)mm双流板坯连铸机,主要产品规格在1 100～1 250mm宽度。每个浇次安排7～10炉,然后中间包快换。

2.2 化学成分要求

在炼钢生产过程中,DQ1J钢的化学成分按表1进行控制。

3 表面“翘皮”缺陷的产生原因分析

3.1 转炉炼钢

DQ1J是属低碳铝镇静钢。由于成品钢中碳含量要求较低(0.015%～0.030%),只靠转炉冶炼很难控制到钢种所要求的碳含量,一般需要经RH再脱碳。转炉出钢采取不完全脱氧,需要控制钢液中氧含量,以利于下道工序(RH真空精炼)对钢水进一步脱碳。因此,钢包顶渣的氧化性较强,渣中FeO含量可达到10%～12%。

3.2 RH精炼

DQ1J钢转炉出钢后,在RH真空精炼时对钢液成分与温度进行调整,直到达到满足连铸浇钢对钢液标准的要求。因RH精炼工艺对钢包钢水顶渣改质(即降低渣中FeO含量)程度相对较差,一般情况下只能使渣中FeO含量降至6%～8%,故精炼后随时间的推移钢包顶渣会向钢水中源源不断地提供氧,产生CO和CO2气泡,因而对连铸浇钢产生一定的影响。

3.3 板坯连铸

中间包吨位最大45t,中间包采用塞棒控制开浇操作,采用滑板控制浇钢速度。为了防止在浇钢过程中钢水絮流堵塞流钢通道,对流钢通道中的功能耐材透气上水口和塞棒在浇钢进程中进行吹氩操作。中间包吹氩也可以提高中间包钢水的纯净度,从而提高钢坯的内在质量。

在生产中发现,浇铸时结晶器中钢水透过保护渣层有较多气泡冒出, 比较强烈。原因是连铸防堵吹氩量过大,使包括氩气在内的一些空气吸入钢水中且难熔于钢中,在浇铸过程中绝大部分能够上浮,但也有少量小而散的气泡在浇铸过程中没来得及上浮,被凝固的坯壳捕捉而滞留在钢坯坯壳中。钢坯在轧制过程中不能焊合,该缺陷在热轧时因钢板较厚(4mm左右)显现不明显而没有被发现。在钢板进行深加工即冷轧到2.0mm以下,尤其在1.5mm以下时,气泡暴露,就会显现表面“翘皮”缺陷。因钢液中的气泡的不连续性,而且比较小和分散,在铸坯硫印切片中不易检查到。

以上分析认为,冷轧薄钢板表面缺陷“翘皮”,使DQ1J钢板质量合格率降低的主要原因是钢中存在气泡所至。

4 预防措施及效果

由于钢液中气泡滞留在钢坯坯壳中是产生“翘皮”缺陷的主要原因,而钢中气泡主要来源于①钢包顶渣;②中间包塞棒和透气水口氩气吹入量较大,使气体吸入钢中,并随钢流入结晶器中。因此,解决方法就是:

(1)在RH精炼前对钢包顶渣进行改质处理。转炉冶炼在出钢时,尽管采用了挡渣措施,仍不可避免有一部分炼钢转炉终点渣随钢水进入钢包,这部分转炉渣称之为钢包顶渣。钢包顶渣氧化性较强,渣中FeO含量可达到11%～17%,对钢水质量危害较大,影响钢材表面质量。钢包顶渣改质是基于通过改质剂中的Al对钢包顶渣中的FeO进行还原,生成Al2O3,再与炉渣及渣料中的CaO结合生成熔点较低的12CaO·7Al2O3, 降低钢包顶渣中的氧化性,防止了在RH处理后“回氧”。其化学反应式如下:

3(FeO)+2Al → (Al2O3)+3[Fe]

12(CaO)+7(Al2O3)→ (12CaO·7Al2O3)

在转炉出钢测温取样后,将一定量计算好的干燥的10kg袋装的钢包顶渣改质剂由人工均匀地投 入钢包顶渣表面,加入钢包顶渣改质剂后覆盖剂不 再加入。试验结果表明:钢包顶渣改质剂铺展性良好,改质后的渣不结壳,改质处理后渣中FeO的含量大大降低。见图4。

(2) 在连铸浇钢过程中将中间包塞棒和透气水口的氩气量关小。减小供氩量后,让结晶器中的钢水液面偶尔有气泡冒出,不强烈。供氩量的大小应根据生产情况确定。

实践表明,采取措施后钢板表面“翘皮”明显减少。DQ1J钢冷轧薄钢板质量合格率达到了98.5%。

5 结论

(1) DQ1J钢冷轧薄钢板表面“翘皮”缺陷产生原因与钢中存在气泡密切相关。

(2) DQ1J钢在RH精炼前对钢包顶渣进行改质处理,在浇钢过程中,根据生产实际,适当控制透气上水口吹氩量和连铸中间包塞棒氩气量,可以预防和减少冷轧薄钢板表面“翘皮”缺陷的产生。这种方法可借鉴于生产其它钢种。

参考文献

[1]冯聚和.氧气顶吹转炉炼钢.北京:冶金工业出版社,1995.

3.冷轧产品缺陷分析 篇三

热镀锌产品由于表面锌层对钢基材的电化学防护作用, 具有良好的耐腐蚀性能[1];而多样化的基材选择又可以保证热镀锌产品满足各方面的要求:例如高强钢、微合金钢、IF钢、烘烤硬化钢等[2,3];此外, 与电镀锌产品相比, 热镀锌产品的成本偏低, 并且表面质量正逐渐接近电镀锌产品, 因此热镀锌产品的用途不断拓展, 在市场中的占有率正日益增加[4]。

虽然热镀锌产品的表面质量目前已经可以达到较高水平, 但在生产中还经常出现一些异常缺陷, 例如露铁、小亮点等, 使产品不能满足高级要求。并且由于生产机组设备众多、距离空间巨大, 很难对微小缺陷的形成根源进行排查, 因此这类缺陷控制属于不同单位高等级热镀锌机组产品质量竞争的关键所在。

在国内某条汽车外板生产的热镀锌机组作业过程中发现黑点缺陷, 通过试验室显微分析及其成分检测, 配合机组现场调查和研究分析, 确定了缺陷的形成位置及其产生机理, 缺陷得以顺利消除。分析方法具有一定程度的通用性, 希望对国内热镀锌工作者有一定借鉴意义。

2 试验过程

2.1 缺陷概貌

缺陷为点状, 颜色为黑色。从宏观形貌表面, 点状缺陷沿轧制方向有一定程度延伸, 说明黑色物质粘附在钢板上之后, 产生了一定程度的变形 (图1) 。

2.2 分析

采用SEM观察缺陷的宏观形貌, 采用EPMA分析缺陷的化学成分。

采用酒精将黑色缺陷擦除, 观察黑色异物下方缺陷区域的形貌并分析其化学成分, 确定缺陷在机组中的产品位置。

3 试验结果与讨论

采用SEM观察 (图2) , 缺陷表面有碾平痕迹。在电荷轰击下缺陷处产生电荷累积现象, 说明缺陷为不导电物质。

采用EPMA分析缺陷化学成分 (图3) , 发现其主要由C、O、Cl等元素组成, 为橡胶的化学成分, 其余的少量Mg、S、Si为橡胶添加剂的成分。Zn、Fe为合金化镀锌板产生的影响。由此可以判断该黑点缺陷为橡胶颗粒压入导致。

为了进一步判断缺陷在生产线中的发生位置, 用酒精将橡胶颗粒擦除 (图4) , 发现缺陷区域产生一凹坑, 说明该处受过碾压作用, 并且表面存在电火花毛化辊印 (EDT处理后的平整机工作辊表面形貌) 。

进一步在SEM上采用高倍观察该区域的形貌 (图5) , 没有发现平整辊印辊印。

对去除缺陷后的区域进行成分分析 (图6) , 发现其主要由铁、锌组成, 定量分析结果为:铁=10.2%;锌=89.8%, 为合金化锌层的正常组织, 说明缺陷产生于正常的合金化退火处理之后。

在热镀锌合金化产品机组, 带钢在平整机单元经受最大程度变形。平整机通过施加轧制力使带钢延伸, 形成色泽均匀的表面, 赋予带钢表面粗糙度, 同时消除屈服平台。黑色异物经过平整后被轧平, 异物上就印有平整机毛化辊印, 异物擦除后, 下面材料受到异物屏蔽, 没有平整毛化辊印, 因此说明黑色缺陷形成于平整机之前。

在黑色异物下面, 锌层完好, 凹坑的形成属于平整作用的结果。锌层化学成分证明锌层经过了正常合金化, 说明带钢经过了镀锌以及合金化后, 缺陷才粘附到带钢表面, 经过平整机后, 形成一定的延伸, 最终产生如上所述缺陷形貌。

异物为有机成分, 说明导致缺陷产生的机械部件为有机成分。

4 机组调查

对于热镀锌机组, 合金化以后为冷却段, 多采用风冷或者气雾冷却, 随后进行水冷, 为了防止水带到后续单元, 进行表面挤干、烘干, 然后进入平整机单元。

在此流程中, 风冷以及气雾 (水雾) 冷却;烘干采用热风烘干, 这些作业没有机械部件不接触带钢。而水冷后的挤干辊。挤干辊采用有机成分, 保证辊面形成一定程度变形, 提高挤干效果。因此水冷后的挤干辊就成为形成黑点缺陷根源的重要怀疑点。

为了避免机组停顿, 挤干辊一般安装两组以上, 正常生产一组挤干辊处于备用状态。将正在投入的挤干辊打开, 将备用辊投入后, 此黑点缺陷消失, 直接证明水冷槽后挤干辊属于缺陷源, 其表面有机材料脱落并粘附于带钢表面, 导致了黑点缺陷。

5 结论

经过以上分析, 结论如下: (1) 黑色点状缺陷属于有机物质压入带钢后导致; (2) 有机物质产生于合金化单元以及平整单元之间; (3) 缺陷源为水冷槽后挤干辊有机材料, 通过切换挤干辊, 黑点缺陷消失; (4) 此分析思路可应用于处理热镀锌机组类似缺陷, 快速寻找缺陷源, 有目的开展作业调整, 消除缺陷, 提高热镀锌产品表面质量。

参考文献

[1]朱立.热镀锌钢板生产概述[J].鞍钢技术, 1999, 36 (6) :58-62.

[2]张启富, 刘邦津.热轧钢带连续热镀锌[J].轧钢, 2002, 19 (1) :33-35.

[3]MARDER A R.The metallurgy of zinc-coated steel[J].Progress in Materials Science, 2000, 45 (2) :191-271.