线材球化知识和酸洗的控制与抽线.ppt

线材球化知识 酸洗的控制与抽线 线材球化知识 退火的目的在使材料内部（A）均质 （B）软化 （C）消除内应力 （D）再结晶以调整组织 （E）使碳化物球化。 一、退火种类： 1、均质 2、完全退火 3、球化退火 4、软化退火 5、去应力退火6、再结晶退火 7、恒温退火 我司所用退火方式有二种：球化退火、软化退火。 球化退火：钢料经加热、保温、缓冷后使珠光体中层状渗碳体球状化分散在铁素体 基体中，使钢料软化，易于冷锻加工退火方法，称为球化退火。 v球化退火的方法： A、长时间加热法 B、缓冷法 C、恒温变态法 D、加热冷却反覆法 E、淬火及球化组合法 我司主要采用综合法和恒温变态法。 缓冷法 加热至AC1以上，AC3以下，均温一段一段时间后，缓冷至AC1以下，再快冷。 AC3 AC1 优点：（a）节省球化时间，提高产能。 （b）能以较短处理时间，达到降低硬度效果。 恒温变态法 加热至AC1与AC3之间均温一段时间，冷 至AC1以下再恒温一段时间，促使碳化物进 行球化，待完成变能后快冷之。 AC3 AC1 v软化退火：加热至一定温度范围（600-650 度）维持一定时间后冷却。 二、球化退火常见缺陷 v钢铁氧化、脱碳。 氧化：钢铁在加热时受到炉气中CO2、O2、H2O等氧化性气体的作用使钢的表面 氧化生成FeO、Fe3O4、Fe2O3。 化学反应 CO2 Fe+CO2=FeO+CO O2 Fe+1/2O2=FeO 3FeO+CO2=Fe3O4+CO 3FeO+1/2O2=Fe3O4 3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO 2Fe3O4+1/2O2=3Fe2O3 HO2 Fe+H2O=FeO+H2 3FeO+H2O=Fe3O4+H2 3Fe+H2O=Fe3O4+4H2 钢的脱碳:钢的脱碳过程就是炉气中O2、H2O、CO2、H2和钢中Fe3C进行反应的过程 。 反应式： 2Fe3C+O2=6Fe+2CO Fe3C+CO2=3Fe+2CO Fe3C+H2O=3Fe+H2+CO Fe3C+H2=3Fe+2CO 为了满足球化退火不脱碳，不氧化之要求，炉内都加有保护气体，我司用的保护 气体有N2和RX气体。 RX气体制造：碳氢化合物（C3H8、C4H10）与空气按一定比例 混合，在1000 1050度高温下，通过触媒作用，裂解而成。 v球化率级别低 影响球化率的因素： 球化退火工艺。如：均温度、时间、冷却速度。 合金元素添加。如：Cr、MO、V。 加工度。如：抽线减面率。 钢铁原始组织。如：处理前碳化物形状、大小、分布等。 v硬度偏高 影响因素： 球化退火工艺。如：预热温度、等温温度、冷却速度。 退火前加工度。如：抽线减面率。 钢的原始组织及化学成份。 三、品质控管及项目 （二）生产条件由球化炉操作员每班查巡点检两次，作记录其 工艺参数由电脑自动记录。 （三）客户有特殊要求按客户要求管制。 （四）汽车件所用线材管制项目全检，如为普通品仅检测控管 项目1、2项，如有特殊要求按客户要求检测。 四、设备及主要作业流程 1、设备 批式炉（RHBC-67）四台，三台单炉最大装炉量70吨，一台50吨。超强对流 型P型炉（SBP-220/240型）四台，单炉量8吨。 采用智能化控制系统，自动化程度高，控制精确，便于操作及管理。 退火工艺及各控制点运行状况自动记录，保存，历史资料全面确实，有很好 追溯性。 采用瓦斯加热，降低生产成本。 有完备的保护气体制备系统，以利确保品质 2、作业流程 生产工令 上料 选用程式 进炉 点火升温 前期N2置换 RX气体置 换（670） 保温 降温 后期N2置换（670） 出炉 下料 资料输入 酸 洗 知 识 一、基本概论 线材经过加热轧延后的高温冷却到常温的过程，表面生成铁的氧化膜。另在 线材二次加工工程进行的热处理，也会在表面生成氧化膜。因氧化膜较基底铁硬 脆，所以在抽线前必须完全除去，经过脱氧化膜的线材再进行磷酸盐等皮膜润滑 处理，最后到达伸线工程。 氧化皮的组成因钢铁的合金元素而异，大半为铁和氧的化合物。而铁在560 度以上的高温氧化时，从基底铁部份发生FeO，Fe2O3，Fe3O4等三层，高温氧化 膜.560度以下生成Fe2O3、Fe3O4的两层低温氧化膜。 氧化膜的除去方法分为化学法、机械法、化学、机械合并法，化学性脱氧膜是以 硫酸，盐酸等强酸溶解，剥离氧化膜，被剥离氧化膜后的基底铁也稍微被腐蚀。 因此而产生的凹凸面有助于后续的抽线工程。 酸洗对氧化膜的溶解性，是FeO较易溶，Fe3O4，Fe3O4不易溶解。轧延线 材的氧化膜因冷却时产生收缩作用，而有许多小裂缝或孔,酸液经这些裂缝到达可 溶性FeO层，将氧化膜溶解剥离。 如图： 酸液 Fe2O3 Fe3O4 裂缝 Fe Fe2O3 酸液 Fe3O4 Fe 底温氧化膜 Fe+2HClFeCl2+H2 FeO+2HClFeCl2+H2O Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O Fe2CL+H22FeCL2+2HCL 上表氧化膜与盐酸的化学反应。 脱氧化膜为酸液通过氧化膜的裂缝层进行渗透，对素材Fe直接侵蚀，产生局部电 池，籍由产生的氢气压力，造成机械式的破坏氧化膜的剥离作用。 盐酸浓度与脱氧化膜的反应机构为： HCL浓度5-10-氧化膜剥离作用。 HCL浓度10-15-氧化膜剥离作用及素材侵蚀。 HCL浓度15-20-素材侵蚀作用。 HCL浓度20以上-素材大量侵蚀。 盐酸的浓度愈高时，酸洗时间越短。盐酸酸洗因容易气化，所以在常温到40度使 用，为防止酸洗过度和避免臭气（酸气），常在酸洗液中添加酸洗抑制剂。 二、酸洗流程图 盘元 HCL浓度 5-10% 10-15% 10-15% 15-50% 工水 处理温度 常温 常温 常温 常温 常温 处理时间 10-15分 5-8分 5-8分 5-8分 30-60秒 工水 1-2草酸 1-2皮膜剂 1-2皮膜剂 工水 常温 常温 75-90 75-90 常温 30-60秒 20-40秒 5-15分 5-15分 30-60秒 工水 2.4-4% 热风 常温 75-90 120以下 30-60秒 3-5分 5-10分 盐 酸水 洗 水 洗 草 酸磷化处理水 洗 水 洗润滑处理烘 干 盐 酸盐 酸盐 酸 磷化处理 三、磷化盐皮膜 在冷间塑性加工的领域中，因工具与材料之间的压力产生磨擦，使材料的温 度达到200以上。因此，烧伤现象经常发生。 一般的烧伤现象的原因： 模具与材料的接触压力高时易发生。 模具与材料的接触温度高时易发生。 材料的变性量（滑移量）大时易发生。 材料在加工产生新生面时易发生。 润滑处理的主要目的是减少工具与材料之间所产生的磨擦，防止工具与材料的金 属直接接触，不产生烧伤现象，而使塑性加工变得容易。 磷酸盐皮膜一般是作为润滑剂的底材处理的，它所发挥的作用是很大的，磷酸盐 皮膜的基本处理由下图化学物质所组成： 游离酸（H3PO4)-FA游离酸度 磷酸锌Zn(H2PO4)2-TA全酸度 氧化剂0-AC促进剂浓度 （FA）游离酸度浓度5-7，（TA）全酸度浓度35-45，酸比浓度5-7，如全酸度 TA比标准低时，加补合剂；酸比低时，使用中和剂降低游离酸度（FA）将 酸比增大，促进剂浓度比标准低时，加促时剂。即使在没有处理素材时，促进剂也 会以气体的状态消失，所以每天必须添加。 四、润滑皮膜 磷酸盐皮膜的磨擦系数并不低，不能赋予加工时充分的润滑性，但它与钠皂 反应生成坚硬的金属皂层，可以增加其优越的润滑性能。因而我们在磷酸盐皮膜生 成后，再度对处理线材施行润滑处理。如下图润滑皮膜处理后的材料截面图： 硬脂酸钠 硬脂酸锌 磷酸锌皮膜 金属素材 五、水 洗 水洗管理上重要的是污染和水质。水洗槽水的温度除了特别要求，一般是常温最 好。水洗的时间，因各处理液大部分属於无机盐类，且对水的溶解性也好，所以只 要30-60秒就已经很充足了。 水洗槽的水要保持畅通的从溢流口流出，来保持水的清洁。如果水质不良，而会 有多量 的电解质，则处理物容易生锈。水洗槽的水的污染度查验标准是以PH值测定 。 PH值要求控制在6-8之间。 抽线基本知识 一、抽线目前分为粗抽、精线。 二、粗抽是半成品线材制造过程。小线是将5.57.0盘盘元通过连续过连续 抽线线机抽成所需 线线径，然后经过经过 退火处处理。大线线粗抽是经经一模拉拔抽成所需线线径，然后经过经过 退火处处 理。 大线线粗抽减面率一般都需控制在19%-46%。 若减面率太小，则则会影响退火球化率， 增加其硬度。 小线线粗抽抽线线公差控制在0.05。大线线粗抽抽线线公差控制在11.0以下 ，以上 则则控制在 。 小线粗抽是经过机械脱氧化膜。盘元先经过四个弯曲轮，把表面脆硬氧化膜除净 ， 再经眼膜进行拉拔。 大线粗抽是经过化学脱氧化膜后才能够进行拉拔。 三、精抽是对半成品经材或盘元经酸洗后进行精加工的抽线过