電鍍鉻基板表面粗糙度控制探析范文

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《鞍鋼技術(shù)雜志》2016年第4期

摘要：

根據(jù)高端電鍍鉻基板后步工序的要求，結(jié)合鞍鋼冷軋現(xiàn)有設(shè)備，研究了軋機(jī)軋輥粗糙度配置、軋輥磨削、干平整等工藝對于鋼板表面粗糙度的影響，使得平整后表面粗糙度達(dá)到了0.1μm以下，表面光澤度達(dá)到了400，表面反射亮點(diǎn)滿足要求，成功開發(fā)出具有鞍鋼特色的高端電鍍鉻冷軋基板。

關(guān)鍵詞：

電鍍基板；表面粗糙度；表面光澤度；平整工藝

電鍍鉻板即在鋼板表面進(jìn)行電解鉻酸鹽處理，使鋼板表面沉積一層金屬鉻以及鉻的水合氧化物。鍍鉻板產(chǎn)品具有低成本、附著力強(qiáng)、耐高溫性好、抗硫性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前高端鍍鉻板產(chǎn)品的主要缺陷是表面孔隙率較高，這直接影響到鍍鉻板表面耐蝕性的好壞，研究表明，鍍鉻基板表面形貌對孔隙的形成有著重要的影響［1］。鍍鉻基板的表面形貌以麻面、光亮表面和特別平滑表面最為普遍，鞍鋼的光亮表面和特別平滑表面鍍鉻基板已能常規(guī)生產(chǎn)。近年來，高端電鍍鉻基板趨向于要求超低粗糙度和高光澤度（≤0.1μm，光澤度400），鞍鋼因此而加大了對此類產(chǎn)品的開發(fā)研究。本文通過對軋制工藝、光亮退火及平整工藝的研究，基本可滿足生產(chǎn)高端電鍍鉻基板的特殊要求。

1試驗(yàn)材料及方案

選用厚度為3.5mm的熱軋SPCC普碳鋼為原料，其化學(xué)成分如表1所示。鋼板軋制及處理過程如下：酸洗→5機(jī)架連軋→清洗機(jī)組脫脂→全氫罩式爐退火→4機(jī)架平整機(jī)組平整，軋機(jī)和平整工作輥磨削粗糙度方案如表2所示。為降低帶鋼表面粗糙度，設(shè)計(jì)了三種生產(chǎn)方案，軋機(jī)潤滑條件為乳化液，試驗(yàn)方案1和2選用濕平整，試驗(yàn)方案3選用干平整方式。生產(chǎn)完成后，利用100XMICROSCOPE觀察帶鋼表面形貌，用TR201手持式粗糙度測量儀測試帶鋼表面粗糙度，用BYK4430光澤度儀測量帶鋼表面光澤度。

2試制結(jié)果及分析

2.1軋后帶鋼表面形貌

圖1為軋后帶鋼的表面形貌。經(jīng)過連續(xù)5機(jī)架軋制后，帶鋼表面凹坑和輥痕的尺寸已逐漸減小，帶鋼表面光潔度逐漸提高［2］，帶鋼經(jīng)過5機(jī)架時(shí)，帶鋼與軋輥表面的實(shí)際接觸面積增加。經(jīng)不同方案軋制，帶鋼表面形貌存在較大差異，軋輥粗糙度對帶鋼表面形貌有較大影響。圖1（a）中，帶鋼表面輥痕缺陷較為明顯，輥痕不規(guī)則，粗細(xì)深淺不一，表面反射亮點(diǎn)多；圖1（b）中，帶鋼表面輥痕缺陷明顯，輥痕線條均勻，但深淺不一，表面反射亮點(diǎn)較多；圖1（c）中，帶鋼表面輥痕缺陷不明顯，輥痕線條粗細(xì)深淺均勻，表面反射亮點(diǎn)較少。根據(jù)陳金山等［3］對冷軋過程中軋輥表面粗糙度對帶鋼表面粗糙度和表面微觀缺陷率影響的研究，隨軋輥粗糙度的增大，帶鋼表面微坑缺陷增多、表面粗糙度逐漸增大，帶鋼表面質(zhì)量惡化，圖1（a）產(chǎn)生原因?yàn)榈?機(jī)架軋輥粗糙度偏高，復(fù)印到帶鋼表面的輥痕較多；而按試驗(yàn)方案2軋制時(shí)，因第4機(jī)架軋輥粗糙度偏低，出現(xiàn)軋制不穩(wěn)打滑現(xiàn)象，使帶鋼橫向軋制力不均，而出現(xiàn)帶鋼表面輥痕線條深淺不一，如圖1（b）中所示；試驗(yàn)方案3中，第4機(jī)架軋輥粗糙度與福田國夫試驗(yàn)曲線軋輥表面粗糙度0.26μm相近，軋輥咬入入口處通過軋輥上較粗的磨紋的谷處軋制油被擠出，使微小缺陷的油膜厚度變薄從而使微小缺陷平滑化，使得軋后帶鋼表面微小凹坑缺陷大幅減少，表現(xiàn)出反射亮點(diǎn)很少，如圖1（c）所示。

2.2平整后帶鋼表面形貌

軋制后帶鋼鋼卷經(jīng)脫脂烘干，進(jìn)入全氫罩式退火爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火，此過程消除了軋制時(shí)的加工硬化，保證后續(xù)平整時(shí)軋輥粗糙度的復(fù)印，另因帶鋼表面油脂和鐵粉的去除，使帶鋼表面光澤度得到進(jìn)一步提高。圖2為平整后帶鋼表面形貌。從圖中可看出，三種方案平整后帶鋼表面輥痕和反射亮點(diǎn)缺陷均較大減少。圖2（a）中，帶鋼表面輥痕缺陷較為明鋼板軋制及處理過程如下：酸洗→5機(jī)架連顯，輥痕有深淺現(xiàn)象，表面反射亮點(diǎn)多；圖2（b）中，帶鋼表面輥痕缺陷不明顯，表面反射亮點(diǎn)較多；圖2（c）中，帶鋼表面輥痕缺陷不明顯，輥痕線條粗細(xì)深淺均勻，表面反射亮點(diǎn)較少。圖2（c）為干平整生產(chǎn)，表面反射亮點(diǎn)較濕平整生產(chǎn)的圖2（a）、（b）大幅度減少。由圖1和圖2對比可看出，軋后帶鋼表面形貌對平整的效果影響很大，減少軋后帶鋼反射亮點(diǎn)及不規(guī)則輥痕可明顯降低平后反射亮點(diǎn)及輥痕。

2.3帶鋼表面粗糙度及光澤度

平整軋制前后帶鋼表面粗糙度和光澤度變化如表3、4所示。冷軋帶鋼表面光澤度在實(shí)際生產(chǎn)中是用粗糙度進(jìn)行控制的，試驗(yàn)方案2濕平整后表面粗糙度達(dá)到0.1μm，而試驗(yàn)方案3干平整后表面粗糙度低于0.1μm，干平整對表面粗糙度的調(diào)整較濕平整稍好。試驗(yàn)方案2干平整后表面光澤度達(dá)到350，而試驗(yàn)方案3干平整后表面光澤度達(dá)到405，因此干平整對提高帶鋼表面光澤度效果更好。2.4分析通過三種生產(chǎn)方案對比，方案1效果不好，帶鋼成品粗糙度和光澤度均不能滿足要求；方案2生產(chǎn)不穩(wěn)定；方案3的效果最好，干平整后帶鋼粗糙度降低到0.1μm以下，表面光澤度達(dá)到了405，且?guī)т摫砻娣瓷淞咙c(diǎn)滿足電鍍鉻要求，達(dá)到了國外產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

3結(jié)論

（1）大幅度降低4機(jī)架和5機(jī)架工作輥粗糙度，對改善帶鋼表面形貌的效果不佳，軋制不穩(wěn)定，試驗(yàn)失敗。

（2）采用平整軋制，使帶鋼成品表面形貌更好，粗糙度降低，光澤度提高。

（3）試驗(yàn)方案3為較為合理的工藝，產(chǎn)品已達(dá)到用戶使用要求。通過更深入研究，電鍍鉻基板表面形貌控制水平將進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

［1］唐超，徐冬梅，張?jiān)：＃?鍍鉻板表面孔隙率的研究［J］.上海金屬，2015，37（5）：15-19.

［2］井玉安，臧曉明，商秋月，等.不同潤滑條件下帶鋼冷軋后表面形貌演變規(guī)律研究［J］.軋鋼，2015，32（6）：18-23.

［3］陳金山，李長生，曹勇．軋輥粗糙度對不銹鋼板帶表面和工藝參數(shù)的影響［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，49（4）：30-36．

作者:李紅雨 伏思保 楊軍榮 丁燕勇 劉英明 單位:鞍鋼股份有限公司冷軋廠 鞍鋼股份有限公司產(chǎn)品發(fā)展部