Pirinç şeritlerin soğuk haddeleme çatlamasının nedenleri ve önleyici tedbirler
Pirinç önemli bir bakır alaşımlı malzemedir. "Yüksek performansı ve düşük maliyeti" nedeniyle ülke ekonomisinin çeşitli alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Pirinç şerit güzel bir parlaklığa, iyi bir mukavemete, tokluğa ve korozyon direncine sahiptir. Hafif sanayi, dekorasyon ve diğer endüstrilerde giderek daha fazla kullanılmaktadır ve geniş pazar beklentilerine sahiptir.
Dünyanın bakır kaynakları sınırlıdır. Son yıllarda bakır talebinin artmasıyla birlikte bakır fiyatları da hızla yükseldi. Bu nedenle, rekabetin giderek arttığı bakır işleme endüstrisinde, özellikle bazı küçük ve orta ölçekli işletmelerde, pirinç şerit üretmek için genellikle büyük miktarda eski malzeme kullanılıyor. Ancak çok miktarda eski malzemenin körü körüne kullanılması, üretim ve ürün kalitesinde bir dizi sorunu beraberinde getirecektir. Yazarın çalıştığı fabrikada pirinç şeritlerin üretiminde, şeritlerin yüzeyinde sıklıkla yuvarlanma çatlakları ve hatta çatlaklar ortaya çıkıyor, bu da endişe verici sayıda ürün modifikasyonuna ve hurdaya neden oluyor, üretim verimliliğini ciddi şekilde etkiliyor ve büyük ekonomik kayıplara neden oluyor. Bu makale esas olarak pirinç şeritlerdeki soğuk haddeleme çatlamasının nedenlerini analiz etmekte ve üretim için belirli teorik ve pratik öneme sahip olan ilgili kontrol ve önleyici tedbirleri önermektedir.
1. Pirinç şerit üretim süreci
Modern pirinç levha ve şeritlerin üretiminde, ağır kütüklerden oluşan büyük bobinler elde etmek için genellikle yatay sürekli döküm kullanılır [2]. Homojenizasyon tavlaması ve yüzey frezelemeden sonra kütük yüksek işlem hızında soğuk haddelenir, ardından ara tavlama ve son haddeleme yapılır. ve diğer süreçler. Ayrıca iç gerilimi ortadan kaldırmak ve plaka şeklini iyileştirmek için düşük sıcaklıkta işlem ve germe, bükme ve düzeltme işlemlerinin yapılması gerekir. Ana proses akışı: harmanlama, eritme * yatay sürekli döküm, homojenleştirme tavlaması * frezeleme, soğuk kaba haddeleme * ara tavlama - alt haddeleme - alt tavlama * bitmiş ürün haddeleme * yağdan arındırma, temizleme, pasivasyon işlemi * germe Bükme ve düzeltme * düşük sıcaklık tedavi * muayene * dilme. Paket. Proses parametrelerinin makul şekilde kontrol edilmesiyle yüksek kaliteli pirinç levha ve şeritlerin üretimi sağlanabilir.
2. Soğuk haddeleme çatlamasının nedenlerinin analizi
Haddeleme işlemi sırasında metalin lokal deformasyonu nihai deformasyon derecesini aştığında, atomlar arasındaki bağ kuvveti yok olur ve çatlaklar ortaya çıkar. Çatlak yayılma moduna göre çatlama, taneler arası çatlamaya ve taneler arası çatlamaya bölünebilir. Çatlakların genişlemesi minimum enerji tüketimi ilkesini takip eder; yani çatlakların genişlemesi her zaman atomik bağ kuvvetinin en zayıf olduğu yönde ilerler. Polikristalin malzemelerdeki çatlakların çoğu, tane ara yüzeyinin herhangi bir nedenden dolayı zayıflamasından kaynaklanan taneler arası kırıklardır [st]. Bu nedenler şunları içerir: tane sınırında kırılgan bir ikinci fazın çökelmesi; yüksek sıcaklık etkisi, ara yüzeyi veya safsızlık atomlarının tane sınırına doğru ayrılmasını zayıflatır; stres korozyonu vb. gibi tane sınırı ile çevre arasındaki etkileşimin zayıflaması. Pirinç şeritlerin çatlaması çoğunlukla ilk iki nedene aittir. Zararlı elementler veya zararlı fazlar mevcut olduğunda, tane sınırları ayrılması veya ters ayrışma meydana gelir, bu da tane sınırları arasındaki bağlanma kuvvetinin zayıflamasına yol açar, böylece stres etkisi altında taneler arası çatlama veya kırılmaya neden olur.
2.1 Metalografik yapının etkisi
Örnek olarak 6H5 pirincini ele alırsak, Cu-Zn faz diyagramından H65'in yavaş soğuma koşullarında tek fazlı bir pirinç olduğu görülebilir. Ancak gerçek üretimde soğutma hızı daha hızlıdır ve dengesiz kristalleşmedir. Peritektik reaksiyonun oluşturduğu bıçak fazı zamanında mevcut değildir. Tamamen A aşamasına dönüştürülür ve organizasyonun içinde kalır [']. Bıçak fazının oda sıcaklığındaki plastisitesi a fazınınkinden farklıdır. Haddeleme işlemi sırasında, iki fazın deformasyonu eşit değildir ve bu da kaçınılmaz olarak iki faz arasındaki arayüzde kayma dislokasyonlarının oluşmasına yol açacaktır. Dislokasyonların neden olduğu yerel gerilim konsantrasyonu belirli bir seviyeye ulaştığında Bu sırada ay fazı matrisi çatlayarak bir çatlak kaynağı oluşturur ve ardından ek çekme geriliminin etkisi altında makro çatlaklar oluşur. Bu nedenle Yin fazının sayısı ve dağılımı, H65 pirincinin soğuk haddeleme çatlakları üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
önemli bir etkisi vardır. Ayın evreleri çok olduğunda, bunlar dendritler arasında bir ağ şeklinde sürekli olarak dağılır. Bu ağ yapısı daha fazla stres konsantrasyonuna dayanabilir ve çatlak oluşturma olasılığı daha azdır; Ay evrelerinin az olması durumunda bıçak evreleri arasındaki mesafenin büyük olması nedeniyle çatlakların oluşması kolay değildir. Gerilme yoğunlaşması oluştuğu için çatlaklar oluşmaz. Araştırmalar v1['in bıçak fazının hacim oranı %20'den büyük veya %5'ten az olduğunda H65 pirincinin yüksek sıcaklık plastisitesinin nispeten iyi olduğunu göstermektedir. Her ne kadar sıcak haddeleme koşulları altında ay fazının plastisitesi a fazına göre daha iyi olsa da faz sınırındaki gerilim yoğunlaşırsa çatlama da meydana gelecektir.
Pirincin tane büyüklüğünün de çatlaması üzerinde belirli bir etkisi vardır. Tane boyutu büyüdükçe çatlama eğilimi de artar. Pirincin metalografik yapısının analizinden, dış katmandaki tanelerin iç katmandan önemli ölçüde daha kalın olduğu ve dış katmanın ortamla doğrudan temas halinde olduğu, dolayısıyla çatlamaya neden olmasının kolay olduğu bilinmektedir. Araştırmalar çatlamanın eşit olmayan soğuk deformasyonla ilişkili olduğunu gösteriyor; demir içeriğinin ayrılmasının da olumsuz etkileri vardır.
2.2 Safsızlıkların etkisi
Çeşitli safsızlıkların pirinç üretimi üzerindeki etkileri aşağıdaki gibidir [']:
Demir: Safsızlık olarak bulunur ve mekanik özellikler üzerinde önemli bir etkisi yoktur. Demirin pirinçteki çözünürlüğü son derece küçüktür ve demir açısından zengin faz safsızlık noktaları genellikle matriste dağıtılır, bu da taneleri inceltme etkisine sahiptir;
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%, haddeleme işlemi sırasında genellikle çatlama meydana gelir. Gizemin etkisi kabaca aynıdır;
Antimon: Sıcaklık düştükçe, antimonun pirinçteki çözünürlüğü keskin bir şekilde azalır ve bir ağ halinde dağıtılan kırılgan CuZbS bileşiği çökelerek pirincin soğuk çalışma performansına ciddi şekilde zarar verir; Fosfor: Cu-zn alaşımında nadiren katı çözelti, pirinçte fosfor içeriği
Eğer %{{0}},05 ila %0,06'yı aşarsa, pirincin plastisitesini azaltan kırılgan bir Cu3P fazı ortaya çıkacaktır;
Arsenik: Arseniğin pirinçte oda sıcaklığında çözünürlüğü<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 Üretim teknolojisinin etkisi
Genellikle pirinç şeritler kenarlardan çatlar ancak ortası çatlamaz. İki sebep var. Birincisi, üretimdeki asıl rulo türü düz bir rulo olduğunda, kenar metali yanlara doğru akma eğilimine sahiptir, dolayısıyla boylamasına akış hızı, şeridin ortasındaki metalden daha düşüktür. Şerit bir bütün olduğundan orta ve kenar kısımlarının deformasyonları karşılıklı olarak sınırlandırılmıştır. Bu nedenle plakanın ortasındaki metal basınç gerilmesine, her iki taraftaki metal ise çekme gerilmesine maruz kalır. Kenarlardaki çekme gerilmesi metalin dayanım sınırını aştığında çatlama (çatlama) meydana gelecektir. İkinci olarak, haddeleme işlemi sırasında sıcaklık artışı, merdanenin termal dışbükeylik üretmesine neden olur, bu da orta merdane aralığını daha küçük ve kenar merdane aralığını nispeten daha büyük yapar. Bu nedenle merkezi azaltma miktarı büyük, kenar azaltma miktarı küçüktür. Bu ayrıca ortadaki metal akış hızının kenarlardakinden daha yüksek olmasına neden olacak ve şeridin kenar çatlama eğilimini artıracaktır. Ayrıca yatay sürekli döküm proses parametrelerinin yanlış kontrol edilmesi ve aşırı haddeleme hızları gibi faktörler de sararmaya yol açacaktır. Bakır şeridin haddelenmesi sırasında çatlaklar meydana gelir.
3. Soğuk haddeleme çatlamasına karşı önleyici tedbirler
3.1 Hammaddeler
① Eski malzemelerin safsızlık bileşimi büyük ölçüde değişir, bu nedenle aynı partideki eski malzemeler kullanımdan önce eşit şekilde karıştırılmalıdır; bu, her şarjın yabancı madde bileşiminin tutarlı olmasına yardımcı olacaktır. Ön koşul, son külçenin Pb içeriğini %0.02 dahilinde kontrol etmektir. BP içeriği çok yüksekse kolayca çatlama meydana gelebilir;
② Satın alınan eski malzemelerin bP içeriğini kontrol edin. BP içeriği çok büyük olduğunda külçedeki bP içeriğini azaltacak oranda kullanılmalıdır;
③Eski malzemeleri ayıklarken, diğer metal yabancı maddelerin ve eski pirinç malzemelerin karışmasını önlemek için endüstriyel hijyene dikkat edin.
3.2 Üretim süreci
① Eritme ve döküm işlemi koşullarını kontrol edin, döküm sıcaklığını uygun şekilde düşürün, soğutma yoğunluğunu artırın ve bP, iB ve diğer yabancı maddelerin zararlı etkilerini azaltmak için durdurma işlemini iyileştirin;
②İşleme hızının azaltılması ve ara tavlamanın arttırılması, faz sınırındaki gerilim konsantrasyonunun neden olduğu çatlamayı etkili bir şekilde önleyebilir. Bu yöntemin uygulanması basit ve kolaydır ve gerçek üretimde doğrulanmıştır;
③ Düzenli kenar çatlakları için, merdane tacı uygun şekilde azaltılabilir veya merdane bükme kuvveti, kenar çekme gerilimini azaltacak şekilde ayarlanabilir, böylece kenar çatlaması önlenir veya iyileştirilir.
3.3 Metalografik yapı için kontrol önlemleri
① Düzensiz sütunlu kristallerin ve eş eksenli kristallerin döküm yapısının iyi plastikliğe sahip ve işlemeye uygun bir yapıya dönüştürülmesine yardımcı olur ve geçiş işleme hızı ve haddeleme hızının çok büyük olması kolay değildir;
② Safsızlıkların giderilmesi, gazdan arındırılması ve tahılların rafine edilmesi etkilerini elde etmek için eritme sırasında bazı değiştiricilerin uygun şekilde eklenmesi gerekir. Şerit kenar çatlaması problemini çözmek için tane sınırlarındaki bP içeriğini azaltmak gerekir, ne kadar az olursa o kadar iyidir. Bu amaçla az miktarda nadir toprak eklenir. Nadir toprak elementleri, 1100 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda Pb ile yüksek erime noktalı bir CePb3 bileşiği oluşturabilir. Alaşım kristalleştiğinde ilk olarak çökelir ve kendiliğinden olmayan bir kristal çekirdeğe dönüşür. Kristal çekirdeği sayısındaki artış, taneleri inceltebilir ve tane sınırlarının sayısını arttırabilir, böylece tane sınırlarındaki Pb içeriğini azaltabilir. Tane sınırlarındaki CebP3, tane sınırlarının gücünü artırabilir ve tane sınırı çatlamasını önlemeye yardımcı olabilir.
Pirinç şeritlerin soğuk haddeleme çatlamasını önlemenin anahtarı, hammadde kalitesinin sağlanması, üretim süreci ve süreç parametrelerinin kontrol edilmesi ve alaşım yapısının iyileştirilmesidir.
4. Sonuç
① Bakır alaşımlı ekstrüzyon kalıplarının ömrünü etkileyen birçok faktör vardır. Kalıp malzemesi, yapısal tasarım, ısıl işlem süreci vb. gibi kalıbın kendisine ait faktörlerin yanı sıra kalıbın kullanımı ve bakımı da önemli faktörlerdir;
② Büyük tonajlı bakır alaşımlı ekstrüzyon preslerinde, özellikle ters ekstrüzyon preslerinde, kalıbın soğutulmasına çok dikkat edilmelidir. Makul bir soğutma yöntemi, işlenmemiş malzeme ve kalıp aşırı soğutulmadan, ekstrüzyon kalıbının çalışma sıcaklığını temperleme yumuşama sıcaklığının altında tutabilir, böylece havasız kalmayı önleyebilir ve ekstrüde edilen ürünün kalitesini etkileyebilir;
③Mevcut ideal soğutma yöntemi sıvı nitrojenle soğutmadır. Sıvı nitrojen akışını ve basıncını ayarlayarak kalıbın soğutma yoğunluğu kontrol edilebilir, böylece kalıbın servis ömrü maksimuma çıkarılır.
