CN110509116A - 一种低碳钢坯料表面的修磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述一种低碳钢坯料表面的修磨方法,其特征在于，包括以下步骤：(a)参数设定：选用24‑30目的砂轮，砂轮的切线速度设置为60‑70m/s，修磨台车速度设置为50‑60m/min，压力设置为标称压力12000N的70％；(b)根据以上参数设定利用砂轮对低碳钢坯料表面进行分道次修磨，面部修磨时每道次的平移量为12‑15mm，角部修磨为5道次修磨，避免角部区域产生磨屑堆积毛刺区。使用上述修磨方法处理过的低碳钢坯料，表面平均粗糙度由之前的50μm下降为约10μm。

Description

一种低碳钢坯料表面的修磨方法

技术领域

本发明涉及一种钢坯料的表面处理方法，尤其涉及一种低碳钢坯料表面的修磨方法。

背景技术

随着技术的发展，低碳钢市场广阔，已由之前简单用于轴销发展为用于汽车发动机顶杆和刹车***以及活塞杆用钢领域，此用途对产品的表面质量要求较高，表面不得出现结疤、翘皮和凹坑缺陷。而低碳钢坯料由于含碳量低于0.2％，坯料表面硬度低，从而在连铸过程中容易造成划伤、拉伤和压坑等缺陷。在坯料送入轧机轧制前必须对其进行检查和对缺陷清理操作，必要时对坯料进行全剥皮处理。在对坯料表面缺陷处理的过程中，由于砂轮粒度过粗、修磨压力过大、台车速度过快和其他操作方法不当，钢坯修磨后往往会产生表面修磨粗糙度过大，修磨毛刺等次生缺陷，尤其是角部区域容易产生毛刺堆积；修磨所产生的毛刺等次生缺陷在轧制过程中形成氧化铁皮压入线材表面，在线材表面形成翘皮、结疤和凹坑等缺陷。用户在对线材进行加工过程中，压入线材表面的氧化铁皮就会脱落或残留在表面；氧化铁皮脱落会在线材表面形成凹坑等缺陷，残留在表面形成结疤、翘皮等缺陷；压入的氧化铁皮无论脱落与否，均会造成下游产品产生缺陷；而对下游产品缺陷清理，则会增加产品的磨削量，增加了下游用户产品的损耗率，增加加工成本和耽误交货周期，造成巨大的损失。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够显著改善低碳钢坯料表面粗糙度过大，降低修磨毛刺类次生缺陷的低碳钢坯料表面的修磨方法。

本发明所述的一种低碳钢坯料表面的修磨方法,包括以下步骤：

(a)参数设定：选用24-30目的砂轮(使用较高目数的砂轮即细砂轮修磨时磨削量小，所修磨的钢坯表面平整、光滑，无毛刺产生且不易形成局部的凹坑缺陷),砂轮的切线速度设置为60-70m/s(砂轮的切线速度过高时，表示砂轮对钢坯的磨削时间长，钢坯表面磨削的深度过深，容易在钢坯表面形成局部的沟槽；切线速度慢时，表示砂轮对钢坯的磨削时间短，磨削量不够，容易造成表面漏磨。因此，砂轮与台车的切线速度为60-70m/s时，修磨后钢坯的表面平整性和缺陷去除性均较好)，修磨台车速度设置为50-60m/min(修磨台车速度快慢为砂轮与钢坯所接触的时间长短；修磨台车速度过快表示砂轮与钢坯接触的时间过短，修磨深度不够，容易造成钢坯表面缺陷残留；修磨台车速度过慢，表示砂轮与钢坯的接触时间过长，钢坯表面磨削的深度过深，容易在钢坯表面形成局部的沟槽)，同时降低修磨压力设定，按照标称压力12000N的70％进行设定,70％压力以下时由于压力较小，表面时有漏磨痕迹产生，70％以上时，修磨压力较大，在修磨的磨痕连接处容易出现次生缺陷毛刺残留。

(b)根据以上参数设定利用砂轮对低碳钢坯料进行表面修磨，由于轻压力修磨，磨痕的宽度减小，为保证修磨时坯料表面不漏磨，降低面部修磨时每道次的平移量为12-15mm，同时对角部进行分道次修磨，每道次的平移量为磨完一道后到磨下一道时，砂轮的移动距离；平移量大时，每道次修磨时边部产生的毛刺不容易在下一道时进行去除；平移量小时，每道次修磨时边部产生的毛刺能够保证在下一道时进行充分去除，且修磨后钢坯的平整性越好，但是磨削量较大和工作效率较低。因此每道次的平移量为12-15mm时，既能达到表面平整性的要求又能保证工作效率且毛刺能够去除干净不残留。

进一步的，步骤(a)进行以前需要先进行局部清理步骤，即对所述低碳钢坯料进行表面探伤检查，针对表面探伤检查中发现的凹坑、压痕、划伤的低碳钢坯料进行局部修磨，具体参数设定如下：选择16-24目砂轮，砂轮的切线速度设置为60-70m/s，修磨台车速度设置为50-60m/min，按照标称压力12000N的100％设定，表面修磨道次平移量为12-15mm；对局部缺陷进行修磨，修模面的宽度应为修磨深度的5倍以上，保证整体修磨时，不会出现漏磨，修磨的边界面上无台阶存在，修磨后的边界面的锐角部分＜45°，避免产生尖角。

进一步的，所述缺陷处于距离角部顶点1cm范围时，对角部缺陷进行修磨清理外同时对坯料角部进行倒角，倒角压力按照标称压力的50％进行设定，倒角斜面C宽度为8-12mm，同时对倒角所产生的两个135°角进行重复修磨，避免产生尖角。

进一步的，所述对角部进行的分道次修磨为分5道次修磨，为对之前三道次倒角的两边各增加一道去毛刺操作；在倒角操作时，倒角修磨操作与平面修磨操作由于砂轮的切线方向不一致，容易产生毛刺残留，所以在两边各增加一道轻压力去毛刺操作，变之前的三道次倒角为现在的五道次倒角。

进一步的，所述低碳钢为碳含量≤0.2％的16MnCr5或者S20C。

有益效果：低碳钢采用本发明的修磨方法后，低碳钢坯料表面修磨质量得到显著提升。对探伤中发现的凹坑、压痕、划伤等缺陷先进行一遍局部清理，局部清理使用16-24目砂轮，按照标称压力12000N的100％设定，将缺陷去除干净；再对坯料整体表面使用24目-30目高目数的细砂轮，按照标称压力的70％进行轻压力修磨处理；倒角方式采用五道次倒角，降低修磨台车速度至50-60m/min，提高砂轮与台车的切线速度至60-70m/s，降低每道次的平移量至12-15mm。

使用上述修磨方法处理的低碳钢坯料，表面平均粗糙度由之前的平均50μm下降为约10μm，表面修磨粗糙度得到显著改善；且消除了修磨毛刺等次生缺陷，以及角部的磨屑堆集，保证其后端线材成品不会出现翘皮、结疤和凹坑缺陷，线材成品最终表面探伤缺陷率为0.65％，16MnCr5、S20C等产品的最终表面探伤缺陷率由之前的平均6.3％降低为1.0％以内。

附图说明

图1钢坯修磨示意图；

图2局部清理时倒角示意图；

图3角部5道次修磨示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

16MnCr5坯料碳含量为0.16％，属于低碳钢坯料，本实施例对16MnCr5坯料进行修磨处理，具体步骤如下：

(a)参数设定：选用24目的砂轮，砂轮的切线速度设置为65m/s；修磨台车速度设置为55m/min；同时降低修磨压力设定，按照标称压力12000N的70％进行设定；

(b)根据以上参数设定对低碳钢坯料进行表面修磨，由于轻压力修磨，磨痕的宽度减小，为保证修磨时坯料表面不漏磨，降低面部修磨时每道次的平移量为13mm。

表1，坯料整体表面修磨参数：

砂轮目数	压力比例设定	倒角道次	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						24目	70％	5道次	65m/S	55m/min	13mm

表2，本实施例表面粗糙度测试值：

表面修磨粗糙度平均值为10.122μm左右，平均粗糙度由之前的50μm下降为10μm左右，坯料表面修磨粗糙度得到显著改善；修磨后坯料表面未发现修磨毛刺等次生缺陷，同时角部未发现磨屑堆集，在对坯料修磨质量检查时，发现坯料表面存在缺陷漏磨现象。

实施例2

16MnCr5坯料碳含量为0.16％，属于低碳钢坯料，本实施例对16MnCr5坯料进行修磨处理，具体步骤如下：

(1)局部清理：

选择16目砂轮，按照标称压力设定，针对低碳钢坯料1探伤中发现的凹坑、压痕、划伤缺陷进行局部修磨，局部修磨清理时如果出现尖锐棱角，进行重复修磨；

当缺陷在角部2时，对角部缺陷进行修磨处理外同时对坯料角部进行倒角4，倒角压力按照标称压力的50％进行设定，倒角斜面C宽度为8mm，同时对倒角所产生的两个135°角进行重复修磨，避免产生尖角。

(2)整体进行修磨：

(a)参数设定：选用24目的砂轮，砂轮3的切线速度设置为65m/s；修磨台车速度设置为55m/min；同时降低修磨压力设定，按照标称压力12000N的70％进行设定；

(b)根据以上参数设定对低碳钢坯料进行表面修磨，由于轻压力修磨，磨痕的宽度减小，为保证修磨时坯料表面不漏磨，降低面部修磨时每道次的平移量为13mm。

表3，坯料局部修磨清理参数：

砂轮目数	压力比例设定	倒角宽度	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						16目	1	8mm	70m/S	60m/min	15mm

表4，坯料整体表面修磨参数：

砂轮目数	压力比例设定	倒角道次	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						24目	70％	5道次	65m/S	55m/min	13mm

按照此低碳钢坯料的修磨方法修磨，表面修磨粗糙度得到显著改善，坯料修磨后抽取10支坯料对表面修磨粗糙度使用粗糙度仪检测，平均粗糙度数值如下表：

表5，本实施例表面粗糙度测试值：

表面修磨粗糙度平均值为9.944μm左右，平均粗糙度由之前的50μm下降为10μm，表面质量得到显著改善；修磨后坯料表面未发现修磨毛刺等次生缺陷，同时角部未发现磨屑堆集，此坯料生产的线材成品未发现翘皮、结疤和凹坑缺陷，线材成品送往下游用户处检测使用，最终表面探伤缺陷率为0.60％。

实施例3

S20C坯料碳含量为0.2％，属于低碳钢坯料，本实施例对S20C坯料进行修磨处理，具体步骤如下：

表6，坯料局部修磨清理参数：

砂轮目数	压力比例设定	倒角宽度	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						20目	100％(12000N)	12mm	70m/S	60m/min	12mm

表7，坯料修磨参数设定：

砂轮目数	压力比例设定	倒角道次	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						30目	70％	5道次	60m/S	50m/min	12mm

按照此低碳钢坯料的修磨方法修磨，表面修磨粗糙度得到明显改善，坯料修磨后抽取10支坯料对表面修磨粗糙度使用粗糙度仪检测，平均粗糙度数值为：

表8，本实施例表面粗糙度测试值：

对修磨参数中砂轮目数为32目，砂轮切线速度60m/S和台车速度为50m/min，每道次平移量为12mm，表面修磨粗糙度平均值为9.302μm，表面质量得到显著改善；修磨后坯料表面未发现修磨毛刺等次生缺陷，同时角部未发现磨屑堆集，此坯料生产的线材成品未发现翘皮、结疤和凹坑缺陷，线材成品送往下游用户处检测使用，最终表面探伤缺陷率为0.53％。

实施例4

表9，坯料局部修磨清理参数：

砂轮目数	压力比例设定	倒角宽度	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						24目	100％(12000N)	10mm	70m/S	60m/min	13mm

表10，坯料修磨参数设定：

砂轮目数	压力比例设定	倒角道次	砂轮切线速度	台车速度	平移量
						28目	70％	5道次	70m/S	60m/min	15mm

按照此低碳钢坯料的修磨方法修磨，表面修磨粗糙度得到明显改善，坯料修磨后抽取10支坯料对表面修磨粗糙度使用粗糙度仪检测，平均粗糙度数值为：

表11，本实施例表面粗糙度测试值：

对修磨参数中砂轮目数为28目，砂轮切线速度70m/S和台车速度为60m/min，每道次平移量为15mm，表面修磨粗糙度平均值为11.609μm，表面质量得到显著改善；修磨后坯料表面未发现修磨毛刺等次生缺陷，同时角部未发现磨屑堆集，此坯料生产的线材成品未发现翘皮、结疤和凹坑缺陷，线材成品送往下游用户处检测使用，最终表面探伤缺陷率为0.92％。

对比例

16MnCr5坯料碳含量为0.16％，属于低碳钢坯料。

选择12目砂轮，按照标称压力设定，无局部缺陷清理步骤，通过坯料整体修磨将缺陷一次性清理干净。

表12，坯料修磨参数设定：

坯料修磨后抽取10支坯料对表面修磨粗糙度使用粗糙度仪检测，平均粗糙度数值为：

表13，本对比例表面粗糙度测试值：

修磨砂轮目数为12目，砂轮切线速度80m/S和台车速度为75m/min，每道次平移量为20mm，表面修磨粗糙度平均值为51.478μm，表面质量较差，表面质量检查时经常发现毛刺等次生缺陷，尤其角部磨屑堆集较为严重，此坯料生产的线材成品表面较多翘皮、结疤，线材成品送往下游用户处检测使用，最终表面探伤缺陷率为6.86％。

所以，本发明所述修磨方法，对低碳钢坯料的表面粗糙度有显著改善，经过粗糙度仪检测，平均粗糙度由之前的50μm下降为11μm，表面修磨粗糙度得到显著改善；坯料表面未发现修磨毛刺等次生缺陷，同时角部未发现磨屑堆集，此坯料生产的线材成品未发现翘皮、结疤和凹坑缺陷。16MnCr5、S20C等产品的最终表面探伤缺陷率由之前的平均6.3％降低为1.0％以内。

Claims (5)

1.一种低碳钢坯料表面的修磨方法,其特征在于，包括以下步骤：

(a)参数设定：选用24-30目的砂轮，砂轮的切线速度设置为60-70m/s，修磨台车速度设置为50-60m/min，压力设置为标称压力12000N的70％；

(b)根据以上参数设定利用砂轮对低碳钢坯料表面进行分道次修磨，面部修磨时每道次的平移量为12-15mm；同时对角部进行分道次修磨。

2.根据权利要求1所述的一种低碳钢坯料表面的修磨方法，其特征在于，步骤(a)进行以前需要先进行局部清理步骤，即对所述低碳钢坯料进行表面探伤检查，针对表面探伤检查中发现的凹坑、压痕、划伤的低碳钢坯料进行局部修磨，具体参数为：选择16-24目砂轮，砂轮的切线速度设置为60-70m/s，修磨台车速度设置为50-60m/min，按照标称压力12000N的100％设定，表面修磨道次平移量为12-15mm；对局部缺陷进行修磨，修磨面的宽度应为修磨深度的5倍以上，修磨的边界面上无台阶存在，修磨后的边界面的锐角部分＜45°，避免产生尖角。

3.根据权利要求2所述的一种低碳钢坯料表面的修磨方法，其特征在于，所述缺陷处于距离角部顶点1cm范围时，对角部缺陷进行修磨清理外同时对坯料角部进行倒角，倒角压力按照标称压力的50％进行设定，倒角斜面C宽度为8-12mm，同时对倒角所产生的两个135°角进行重复修磨，避免产生尖角。

4.根据权利要求1所述的一种低碳钢坯料表面的修磨方法，其特征在于，所述对角部进行分道次修磨为5道次修磨，所述5道次修磨是对之前倒角的两边各增加1道次去毛刺修磨，避免角部区域产生磨屑堆积毛刺区。

5.根据权利要求1所述的一种低碳钢坯料表面的修磨方法，其特征在于，所述低碳钢为碳含量≤0.2％的16MnCr5或S20C。