冷轧卷氧化铁皮压入缺陷分析探讨

冷轧卷氧化铁皮压入缺陷分析探讨

李任龙

唐钢高强汽车板有限公司 河北省唐山市 063000

摘要：本文通过运用电子扫描电镜和电子能谱仪对柳钢冷轧板典型性能缺陷的以其外观组织形貌以及其结构特征为重点的主要金属化学物质组成部分进行了定量分析，认为：冷轧板基层表面可能出现的黑色白点、黑点、灰斑等典型缺陷主要可能是由于针对冷轧钢板酸洗未进行净化的冷轧氧化铁在冷轧钢板上经过压缩进入冷轧钢板而氧化导致，并通过定量分析后的研究结果讨论了柳钢冷轧酸洗基板基层表面的冷轧氧化铁皮在其外观组织、结构、分布上的状况及其外观形态等影响因素对于酸轧清洗品种和质量的直接波动影响。

关键词：冷轧卷；氧化铁皮；压入缺陷

前言：冷轧板产品在我国市场上的应用范围非常广泛，特别是在汽车工程行业中使用，冷轧模具品种繁多、技术要求较高。所以，冷轧生产的物料表面质量会对后期工序的质量产生极大的影响。由于冷轧钢板的氧化性铁皮是一个结构极为微观，肉眼看起来不容易察到，经过冷轧机加热处理后，钢板会逐渐变薄，其中一些微观缺点就会被暴露。本文主要针对目前在柳钢冷轧板基层表面存在的一些典型宏观性缺陷和冷轧基层的氧化铁皮问题进行了分析与研究。

1、冷轧卷典型缺陷

1.1黑点缺陷

微观生物外观壳体形貌和化学能量光谱物理学上的分析实验结果表明，冷硬卷的白色黑点物质是一种直接覆盖于不锈钢板壳体表面的光滑的或黑色粉状物质。黑点粒子通过利用能量光谱物理学中的分析方法可以初步发现，其主要化学成分可能包括0、Fe。黑点经过高温退火后，我们就可以会清晰看见许多粗糙、颗粒状、块形的黑点残余物。经过高能量光谱和化学实验分析，其中主要电子元件均为fe。经过高度处理平整后，缺陷形成部位的胶质残余物逐渐脱落，缺陷形成部位外缘边界鲜明，存在着明显的圆形凹陷，并且并没有被外力挤压的侵蚀痕迹。

由此看出.冷硬卷的黑点主要是来源于热轧卷未经水冲洗净的二甲基氧化铁，在酸轧时被压入到钢板的表面而造成；在进行退火工艺过程中，由于对退火空气和温度的还原作用，使得残留物被还原成一种单质 fe ；而且单质 fe 在其后续制备的过程中会被脱落，形成一个凹坑。

1.2、白点缺陷

在一定的自然光下，肉眼可以观察到白点的缺陷为一种呈现白色，其大小、形态与黑点的缺陷相类似，微观形貌和能谱学的分析结果表明，白点主要是由许多凹凸不平的小坑所构成，在这些小坑中几乎没有任何异物存在。此外，白点上也有一些轻微的压入痕迹，但是被压进去的深度比较浅，一般在8~20am。从以上的数据分析结果可知，白点脱落是由生产热轧卷材的两片浅层收缩压入式活性氧化铁皮在其产品生产的加工过程中被深层压缩吸入脱落到热轧钢板的浅层表面而后再次逐层脱落。

1.3、灰斑缺陷

灰斑点型缺陷的基层形状非常不规则，多数是呈黑至灰白色或长条状、块态，分布没有一定生理规律，多数是发生在加工成品卷的基层表面。微观灰斑外观整体形貌物理学家的研究分析结果表明，灰斑主要成因是由许多被大量压入在铁矿区内且深度相对较浅的大区小坑所混合组成，小区大坑内部仍然同时残留着一些少量的灰色颗粒性铁矿物质，经过美国能源光谱物理学家的研究结果分析，这些少量颗粒性铁矿物质被人们称为单质元素fe，灰斑现象产生的根本原因主要是由于小坑浅层被大量氧化铁皮物质压缩进入而氧化导致，之所以灰斑颜色仍然呈现出深层灰色，和由于坑内其他铁矿物质的辐射脉冲性物质漫射和反射相互作用之间存在一定密切关系。

2、分析与讨论

2.1、氧化铁皮显微组织对酸洗质量的影响

典型的氧化铁皮结构由最外层较薄的FeO，层、中间FcO，层和靠近基体侧的Fe(）层组成、根据Fe-o平衡相图，在570°~1371°时，FeO处于稳定状态；在570%：以下时，FeO发生共析反应生成a-Fe+Fe₃O₄酸洗去除氧化铁皮过程中，Fe₂O₃最容易被还原分解；FeQ」结构致密耐腐蚀；Fe₂O₃最难被酸还原分解。因此，控制热轧板带的氧化铁皮结构是减少酸洗用酸量、提高酸洗效率的重要途径叫在检验冷轧基板氧化铁皮组织结构的过程中，发现钢板氧化铁皮以残留的FeO为主，其中存在一定量先共析的Fe₃O_4，其高倍电子探针。由于氧化铁皮组织中含有不利于可能不被清除和洗净，残留于钢板的表面，在进行酸轧工艺过程中将其压入到钢板的表面。

2.2、氧化铁皮分布形态对酸洗质量的影响

氧化铁皮按其分布和形态可以细分为正常氧化铁皮和压入式氧化铁皮。正常时氧化后的铁皮厚度一般在8~15左右，且厚度较为均匀，铁皮与基体交界面较为平整。压入型的氧化铁皮的厚度在20~100，铁皮与基体的交界面凹凸不平，原始的氧化铁皮经过压入后的长大非常明显，部分的氧化铁皮甚至已经深入到了基体的铁基体内部，并在与基体内部不断地生长咒在相同的酸洗工艺下，压入型的氧化铁皮将很难完全被酸洗极易，形成白色、黑色的点状和低温氧化铁皮的压入型缺陷。

3、结论

热轧冷压产品的内部表面质量中热轧氧化铁皮被轧冷压板嵌入的技术缺陷可能是许多大型铸造工厂的热轧产品质量中比较头痛的一个技术问题，压入产品内部表面的热轧氧化铁皮经过强烈强度酸洗处理后会给压入缺陷产品区域内部留下各种颜色和厚度深浅大小不一的黑色瘢痕，特别如若是一、二次热轧氧化铁皮的多次压入，经过强烈强度酸洗后，在粗大的热轧坑道基底往往可能会同时伴随着未完全清理的热轧氧化铁皮和铁屑颗粒，严重地直接影响了产品后续生产工作中热轧冷压板的产品表面质量，造成热轧产品质量的明显下降，势必会直接严重影响产品得到实际的社会经济效益，因此我们很快就有必要针对热轧氧化铁皮由于压入性能的缺陷可能形成的主要原因进行做好技术分析，提出一些相应的技术预防措施，并为今后制定产品相关的技术改进实施方案和今后工作计划提供了有可判断性的基础。

冷轧卷板钢材基层表面一个比较典型的黑色缺陷白、黑、灰斑等各种缺陷主要原因是由于材料来自高温冷轧卷板钢材表层基板上尚未完全清理干燥的黑色氧化铁，在高温酸轧卷材工艺生产过程中被高温加热后被挤压进冷轧钢板的基层表面。造成挂在冷轧轧机基板组织表面一层氧化铁皮未经热水清除和洗净的主要形成原因之一是由于挂在冷轧轧机基板上的一层氧化铁皮显微镜在组织表层结构中仅仅包括了不易被热水酸洗的一层fe3o4，存在着比较厚的一层类似压入式的氧化铁皮。

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