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(xué)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(yán)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(yán)重影響了冷拔（冷軋）軸承鋼無縫鋼管的質(zhì)量，導(dǎo)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(rèn)內(nèi)翹皮缺陷來源于鋼棒本身缺陷或者熱穿孔工藝不當(dāng)，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)。