溫州不銹鋼管廠家鋼管穿孔內(nèi)翹皮缺陷成因分析

  浙江至德鋼業(yè)有限公司通過工藝對比試驗、化學成分分析、金相分析、掃描電鏡及能譜分析、超聲檢測分析等方法，對某溫州不銹鋼管廠家鋼管穿孔過程中產(chǎn)生的內(nèi)翹皮缺陷成因進行了分析。結(jié)果表明：該穿孔內(nèi)翹皮缺陷是由不銹鋼棒嚴重的中心疏松缺陷在穿孔過程中撕裂擴展而產(chǎn)生的；通過超聲探傷檢測控制軸承鋼棒質(zhì)量，可避免類似缺陷的產(chǎn)生。

  冷拔（冷軋）不銹鋼無縫鋼管以軸承圓鋼為材料，經(jīng)熱穿孔、球化、酸洗、磷化、皂化、冷拔（冷軋）、退火等工藝加工而成，適用于制造各種軸承套圈。溫州不銹鋼管廠家采用轉(zhuǎn)爐連鑄連軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼管，在某用戶熱穿孔軸承鋼管過程中發(fā)生內(nèi)翹皮缺陷。由于缺陷比例較大且無法在線分選，且缺陷在后續(xù)冷拔過程中進一步延伸，嚴重影響了冷拔（冷軋）軸承鋼無縫鋼管的質(zhì)量，導致在加工成品軸承套圈時出現(xiàn)了成批廢品，影響了用戶的交貨周期。筆者根據(jù)實際質(zhì)量問題情況，對該起不銹鋼管穿孔內(nèi)翹皮缺陷成因進行了分析，以避免類似失效的再產(chǎn)生。

１.穿孔工藝及主要缺陷

用戶使用溫州不銹鋼管廠家自產(chǎn)70ｍｍ不銹鋼鋼棒料作為生產(chǎn)原料，冷拔不銹鋼管生產(chǎn)工藝為：不銹鋼棒→下料1.5ｍ→加熱穿孔→球化退火→酸洗→磷化→皂化→冷拔。用戶發(fā)現(xiàn)熱穿孔后部分不銹鋼管內(nèi)壁有內(nèi)翹皮缺陷，缺陷出現(xiàn)率在８％左右，成45°角沿鋼管內(nèi)壁呈螺旋狀分布，典型缺陷宏觀形貌如圖所示。冷拔不銹鋼管后制作軸承套圈時，也發(fā)現(xiàn)批量軸承套圈廢品，缺陷出現(xiàn)率在18％左右，缺陷以鋸齒狀、魚鱗狀、半弧形裂紋狀分布在軸承套圈內(nèi)壁上，典型缺陷宏觀形貌如圖所示。

２.工藝對比試驗分析

  從缺陷的形態(tài)和位置上看，無法判定是鋼棒本身缺陷在穿孔過程中形成內(nèi)翹皮還是穿孔過程中頂頭等設(shè)備出現(xiàn)了異常造成的刮傷等。為了確認內(nèi)翹皮缺陷來源于鋼棒本身缺陷或者熱穿孔工藝不當，采用不同鋼廠生產(chǎn)的不同批次的軸承鋼棒進行熱穿孔工藝對比試驗。

  試驗不銹鋼棒選用溫州不銹鋼管廠家生產(chǎn)的70mm304不銹鋼及其他鋼廠生產(chǎn)的相同規(guī)格的軸承鋼共４個批次，試驗設(shè)備采用某廠軸承鋼管生產(chǎn)線設(shè)備。按照同樣的穿孔工藝將不同批次的軸承鋼棒依次進行熱穿孔試驗，具體加熱工藝為四段煤氣爐加熱，加熱溫度制度為加熱段840℃，均熱段1080℃，采用人工推鋼，加熱時間為1.5小時。

穿孔過程中棒料外徑保持不變，棒料長度由1.5ｍ拉伸到6ｍ。采用肉眼對熱穿孔后的軸承鋼管內(nèi)壁進行窺測，發(fā)現(xiàn)缺陷集中出現(xiàn)在同一批次的軸承鋼棒料上，且缺陷出現(xiàn)比例及形態(tài)與先前質(zhì)量問題對應(yīng)性明顯。對比試驗結(jié)果表明，軸承鋼管內(nèi)翹皮缺陷與穿孔工藝無關(guān)，與不銹鋼棒質(zhì)量相關(guān)。