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同一卷冷轧板、酸洗板,头尾和中间为啥不一样?冲压调模总顾此失彼,GB/T 5213 和 GB/T 708 说清
昨天 22:04   浏览:1   作者:管道

同一卷冷轧板、酸洗板,头尾和中间为啥不一样?


开卷机转起来,头几米冲出来挺好,调好的模具跑到卷中间开始起皱,快到卷尾又开裂。或者一整卷冲下来,尺寸忽大忽小,师傅只能一边冲一边拧。碰到这种事,第一反应通常是料不对,或者模具不行,可很多时候真正的原因是:同一卷料的卷头、卷中、卷尾本来就不是一个状态。冷轧板和酸洗板在长度方向上的性能、厚度、板形确实会不一样,这件事在国家标准里是明写着的。


先看标准给这回事留的口子。GB/T 708-2019《冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》第 6.1.7 条写得很直接:除非另有规定,距钢带焊缝处 10m 内的厚度允许偏差可比标准规定值增加 50%,距钢带两端各 10m 内的厚度允许偏差同样可以增加 50%。第 8.3.3 条又补了一句:钢带的不平度,应当在距钢带头部或尾部 5000mm 以外的部位测量。翻成车间话就是,头尾 10 米以内,厚度这把尺子可以松一半;头尾 5 米以内,板形根本不进考核。头尾这一段容易出问题,标准自己就先让了一步。


头尾为什么天生就和中间不一样,得从热轧卷取说起。钢卷卷起来以后,内外圈直接跟空气接触,散热比卷芯快得多,头尾和中部就这样走了两条路。冷得快的地方,铁素体晶粒来不及长大,晶粒细,强度和硬度偏高;冷得慢的中部晶粒长得粗,强度和硬度相对低。冶金期刊上的相关研究说得比较清楚:常规层流冷却条件下,热轧基板卷取后头尾与中部因温降速度不同,组织里的铁素体晶粒尺寸和碳化物形态就出现差别,这个差别还会往下传,冷轧退火以后在成品上照样看得见。冷轧消不掉这种不均匀,因为退火再结晶是在热轧给的底子上重新长晶粒,粗的、过细的、不均的都会保留下来。


到了冷轧和退火这两道,头尾还要再吃亏一次。轧机在头尾要加减速,卷取机在头尾要建立和释放张力,加上来料头尾常见的镰刀弯和翘头,头尾的厚度和板形都更难压稳。退火这一关同样挑位置。罩式退火时,卷头卷尾贴着保护气氛升温快、芯部慢;边部散热快、中部慢。于是同一卷料里既有沿长度方向的“头尾硬、中间软”,也有沿宽度方向的“边硬、中软”。公开的冶金研究给出的量级大致是这样:常规冷却下,头尾与中部的屈服强度差可以达到几十兆帕;把热轧卷取改成 U 型控制,让头尾的卷取温度比中部高 20 到 70 摄氏度,差值能收窄到十几兆帕的量级。有的研究数据里,头尾与中部的强度差原来约 30MPa,改用 U 型卷取后收窄到十几兆帕。改善幅度不小,想彻底抹平并不现实。


还有一个容易被忽略的点:质保书上的性能数据并不代表整卷每一米。GB/T 5213-2019《冷轧低碳钢板及钢带》表 7 规定,拉伸试验的取样数量是 1 个/批,取样方法按 GB/T 2975;第 8.2 条规定每个检验批由同一牌号、同一规格、同一加工状态的钢板或钢带组成,每批重量不大于 30t,卷重大于 30t 时每卷作为一个检验批。也就是说,一批 30 吨可能包含好几卷,抽到的是一个样。同一标准第 6.6.3 条还允许钢带带缺陷交货,有缺陷的部分不超过每卷总长度的 6%。把这几个数字放一起看就明白了:质保书合格只代表那一批的抽样结果合格。标准里并没有“整卷每个位置都一样”这种要求。


酸洗板要分两类来看。热轧酸洗的钢板和钢带,尺寸、外形、重量按 GB/T 709-2019,表面质量按 GB/T 38813-2020 分 FA、FB、FC 三级。它的性能不均跟冷轧板是同一根线,根子都在热轧卷取。GB/T 38813-2020 另外规定,酸洗板通常涂油交货,油膜要能用碱水溶液去除,供方保证自生产完成之日起 3 个月内表面不生锈,需要不涂油供货得在订货时协商,这几条写进合同才生效。至于酸洗之后还要冷轧的板子,酸洗只是中间一道工序,成品性能仍然看 GB/T 5213-2019。另外补一句,酸洗线本身头尾要穿带、要对焊,头尾这一段在厂里常常按工艺段处理掉了,所以真正到用户手里的“卷头卷尾”,可能已经是切过一段之后的。


实用上可以这么做几条。关键件尽量避开卷头卷尾,外观件、深冲件、安全件用卷中段的料,把开卷前 5 到 10 米和卷尾最后几米挑出来做非关键件,这个办法最省事,效果也最直接。想判清楚就自己取样,别只盯质保书,按 GB/T 2975 在卷头、卷中、卷尾各取一组横向试样做拉伸,把 ReH、Rm、A80 和 r、n 值列成一张表,条件允许再补几个硬度点,整卷的均匀性一眼就看出来。调模时别按最好冲的那一段调,按偏硬的那一段调,或者干脆分段设参数,软段收一点、硬段放一点,废品率一般会明显下来。订货时把话说在前面,同卷硬度差、同卷屈服强度波动有没有要求,头尾不考核段多长,涂油还是不涂油,都写进合同;这些不写,真出了异议只能按 GB/T 17505 走复验和判定,很被动。验收时把手里的标准摆出来,允许 6% 长度带缺陷交货是标准原话,头尾 10m 厚度偏差放宽 50% 也是标准原话,有这两条,比跟供方争“为什么头尾有花斑、为什么头尾厚一点”管用得多。


常见问题(FAQ)


问:同一卷冷轧板,为什么头尾比中间硬?

答:起点在热轧卷取。钢卷头尾和内外圈直接接触空气,冷得比卷芯快,晶粒来不及长大就定下来,晶粒细、强度和硬度就高;中部冷得慢,晶粒长得粗,强度和硬度低一些。这个组织差异冷轧消不掉,退火之后照样遗传到成品上。罩式退火里头尾贴着气氛升温快、芯部慢,还会再加一层波动。


问:头尾多少米算“不考核”?

答:厚度上,GB/T 708-2019 第 6.1.7 条给了“距钢带两端各 10m 内厚度允许偏差可增加 50%”的口子;板形上,同标准第 8.3.3 条要求钢带不平度在距头尾 5000mm 以外测量。要注意这两条都属尺寸和外形口径,力学性能没有同样的放宽条款,头尾性能偏高或偏低不能拿这几条当挡箭牌。


问:质保书上屈服强度合格,为什么我冲压还是开裂?

答:先看取样规则。GB/T 5213-2019 表 7 规定拉伸试验取样数量为 1 个/批,第 8.2 条规定每批不超过 30t、卷重大于 30t 时每卷作为一个检验批。一批里几个卷抽一个样,本身是允许的。所以质保书反映的是那一批的抽样结果,不是整卷每个位置。想确认是不是料的问题,按 GB/T 2975 在卷头、卷中、卷尾分别取样对比最直接。


问:酸洗板也有这个问题吗?

答:有,而且是同一根线。热轧酸洗板按 GB/T 709-2019 考核尺寸外形、按 GB/T 38813-2020 考核表面质量,性能不均的根子同样在热轧卷取。区别主要在表面状态和涂油要求上,GB/T 38813-2020 规定酸洗板通常涂油交货,供方保证自生产完成之日起 3 个月内表面不生锈。


问:同一卷的硬度差控制到多少算好?

答:国标没有对同卷硬度差单独设限,这一条通常是用户端提的要求。汽车外板、家电面板这类件,用户往往会约定一个同卷硬度差的上下限,具体数值按各自的图纸和技术协议走。实用做法是自己在卷头、卷中、卷尾各打几点,先摸清自家料的实际波动幅度,再决定怎么分料、怎么调模。


问:头尾那段料还能不能救?

答:能,但要换个用法。头尾料做非关键件、试模料、垫片、内衬这类对成形性要求不高的活最合适。真要用在关键件上,先按 GB/T 2975 取样确认性能,再单独配一套参数,别和卷中料混着冲。如果头尾缺陷比较明显,先核对是否落在标准允许的带缺陷交货 6% 长度范围里,落在范围内属于正常交货。


数据来源:来自公开网络


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