热镀锌板冲压“掉粉”原因分析与改进.pdf
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1、第45卷第4期2023年8 月四川冶金Sichuan MetallurgyVol.45No.4Aug.,2023文章编号:10 0 1510 8(2 0 2 3)0 40 0 52 0 4热镀锌板冲压“掉粉”原因分析与改进王昭云,宋志超,刘润博,韩雄超,张姝(河钢集团邯钢公司,河北邯郸0 56 0 15)摘要:针对热镀锌板冲压“掉粉”问题,通过检测颗粒物组成、锌层附着力、带钢表面涂油量、带钢表面粗糙度,得出了热镀锌板冲压“掉粉”是由于带钢表面粗糙度过高导致。为解决冲压“掉粉”问题,需将带钢表面粗糙度控制在0.8um以下。根据镀锌线生产工艺参数,建立了带钢表面粗糙度复制模型,给出了控制带钢表面粗
2、糙度的措施:将光整机工作辊通过激光毛化将其表面粗糙度降低至2.0 3um;结合光整机工作辊表面粗糙度衰减模型,将该规格物料安排至工作辊轧制里程超过2 44km后生产。关键词:热镀锌板;冲压“掉粉”;表面粗糙度;粗糙度模型中图分类号:TG142.1Analysis and improvement of the causes of“powderdropping inWANG Zhaoyun,SONG Zhichao,LIU Runbo,HAN Xiongchao,ZHANG ShuAbstract:In order to solve the problem of powder off in hot
3、-dip galvanized sheet stamping,it is concluded that thereason for powder off in hot-dip galvanized sheet stamping is due to the high surface roughness of strip steel bychecking particle composition,adhesion of zinc layer,oil amount applied on strip steel surface and surface roughnessof strip steel.I
4、n order to solve the problem of powder off,the surface roughness of strip steel should be controlledbelow 0.8m.According to the production process parameters of galvanized line,the copying model of strip surfaceroughness was established,and the measures to control strip surface roughness were given.
5、According to the surfaceroughness attenuation model of the work roll of the polishing machine,the material of this specification is arrangedto be produced after the rolling distance of the work roll exceeds 244km.Key words:hot-dip galvanized sheet;stamping powder off;surface roughness;roughness mode
6、l热镀锌钢板具有优越的耐蚀性能、良好的焊接性和涂装性,广泛应用于汽车、家电、建筑等领域,常采用冲压的方式加工成形。冲压成形是通过气压或液压等压力作用在模具上,利用板料与模具间的相对滑动,使板料发生流动和塑性变形,达到材料加工成形的目的1。摩擦在冲压过程中起着决定性作用,并且影响冲压摩擦的因素较多,国内外诸多学者对冲压摩擦的影响因素进行了深人的研究2-4,并依据经典库伦静摩擦理论提出了一系列的摩擦模型,如考虑到相对滑动速度的修正库仑摩擦模型、结合了表面粗糙度的摩擦第一作者:王昭云(19 8 8 一)男,工程师,硕士,从事锌铝镁及家电板研发与应用技术相关工作,E一mail:w a n g z h
7、a o y u 。文献标识码:Athe stamping of hot-dip galvanized sheet(HBIS Group Hansteel Company,Handan 056015,Hebei,China)模型、成形压力范围较宽环境下的摩擦模型和接触润滑范围较大的摩擦模型等。镀锌板冲压加工过程中出现表面损伤,不仅会影响零件的表面质量,还会影响零件后续的喷涂,对零件的耐腐蚀性能造成影响。同时,零件表面出现的损伤还会致使模具和板料接触面摩擦条件恶化,加剧模具与板料的磨损,严重时会导致粘模产生,增加模具维修成本,降低模具寿命和生产效率,对生产效率及产业的经济效益带来不利影响。本文针对
8、镀锌板现场冲压加工过程中出现的“掉粉”问题展开研究,通过对出现“掉粉”问题的镀第4期锌板检测分析,找到了问题产生的原因,并给出了解决方案。1问题描述某家电零件生产工艺流程包括:镀锌盒板冲压成形一U型折弯,冲压成形过程中涉及剪切、冲孔、拉伸、压形等多个复杂过程,在此过程中发现零件上出现了明显划伤凹坑,如图1所示。通过排查发现,镀锌板在冲压过程中掉落了粉状颗粒物,并随冲压时间的延长逐渐累积长大并粘附在模具上,最终导致所冲压的零件边部出现凹坑缺陷。图1缺陷零件2原因分析2.1冲压摩擦影响因素将在客户冲压现场收集的粉状颗粒物放人缓蚀溶液中,发现颗粒物在缓蚀溶液中全部溶解。因此,可得知冲压过程掉落的颗粒
9、物为锌,在冲压过程中持续累积长大结瘤,最终粘附在模具表面,当板材冲压拉延时,造成零件表面损伤。由于锌层硬度远远小于模具表面硬度,在冲压过程中,镀锌层与模具直接接触,更易受到摩擦力的影响而产生破坏5。另一方面,镀锌板由镀锌层、过渡层以及基板三层不同的结构组成,若镀锌层和基体结合不良,在冲压过程中也会产生镀锌层的脱落。因此,冲压过程中锌粉脱落产生的原因:一是锌层与基体间附着力不良导致;二是带钢与模具之间的摩擦力过大导致。2.2锌层附着力锌层粘附性不良,在冲压过程中镀层有脱落的风险。在热镀锌带钢生产过程中,影响锌层粘附性的主要因素有带钢表面洁净度、带钢入锌锅温度、锌液温度、锌液中铁含量、炉鼻子露点等
10、。如图4所示,通过现场生产数据系统查询、调取问题卷生产过Sichuan Metallurgy程控制参数发现:生产过程中清洗工序各段电导率控制稳定,带钢清洗效果良好;带钢入锌锅温度、锌锅内锌液温度控制稳定;锌锅内锌液铁含量0.006%,控制稳定;炉鼻子露点一19 控制稳定。主要影响锌层粘附性的关键控制点工艺参数控制稳定,生产过程中不存在影响锌层粘附性的因素。清洗电导率302520151050200400600800100012001400160018002000带钢温度出口段500740030020010001503004506007509001050120013501500铁含量%170.80
11、.6-0.40.2.050100 150.200250 300 350.400450 500550 600 650如图5所示,对客户现场所取“掉粉”板料进行T弯试验,进一步验证锌层的粘附性。T弯试验结果显示,带钢折弯18 0 后,在折弯处未出现锌层脱落现象,表明锌层粘附性良好。图5T弯试验结合生产工艺控制参数及T弯试验结果,带钢锌层附着力良好,冲压过程中出现的“掉粉”问题不是因为锌层粘附性不良导致。2.3带钢表面润滑性镀锌板与模具间摩擦力主要与压力、二者间的润滑性有关。因冲压模具已使用较长时间且冲压压力无法调整,因此只能就带钢本身的润滑性展开分析。53漂洗电导率ms30-252015-1050
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