L'aliatge i per què és important el refredament
H62 és un aliatge de zinc de coure-alfa més beta-de dues fases que conté aproximadament un 62% de coure i un 38% de zinc, amb la banda de composició per al coure forjat i els graus d'aliatge de coure fixat per GB/T 5231. Combina alta resistència, bona plasticitat en calent i plasticitat en fred moderada amb resistència útil, mecanització i reblats, s'utilitza per a la mecanització i la corrosió. volanderes, components de guies d'ona, plaques de subjecció, peces de radiadors i components per a maquinària de construcció naval i paperera.
En la producció de tires, el pas crític del procés no és la laminació en calent sinó el refredament que el segueix. La fase beta és suau i dúctil a alta temperatura, cosa que ajuda durant el laminat en calent, però és dura i fràgil a temperatura ambient mentre que l'alfa es manté dúctil. La quantitat de fase beta retinguda a la bobina, per tant, decideix la càrrega de laminació, la reducció assolible per passada, la forma de la placa i el risc d'esquerdes de vora al molí en fred.
El Mecanisme Microestructural
A temperatura de laminació en calent la fase beta és present i deformable, de manera que la llosa roda amb càrregues manejables i sense esquerdar-se.
En refredar-se, la beta es transforma progressivament cap a l'estructura rica-alfa que és prou dúctil per a una reducció del fred.
La transformació depèn del temps, de manera que la velocitat de refredament, no només la temperatura d'acabat, determina la fracció beta retinguda.
El refredament ràpid amb un flux d'aigua elevat congela una gran quantitat de beta a la bobina, deixant una tira que és difícil de deformar i propensa a esquerdar-se a les vores.
El refredament lent en la fase inicial dóna temps a la fase beta per transformar-se, mentre que una velocitat més ràpida al final evita que la tira es mantingui calenta massa temps i creixi grans gruixuts.
Què fa el refredament ràpid uniforme a la tira
Quan s'aplica el flux complet d'aigua de refrigeració immediatament després de l'última passada de laminació en calent, la bobina es bloqueja en un alt contingut beta. Els registres de producció d'aquesta condició mostren clarament els danys: les forces de rodament a les grades d'acabat augmenten bruscament, amb la quarta passada assolint aproximadament les 1200 t; la forma de la placa es deteriora; la tolerància al gruix lateral s'eixampla, arribant als 63 micròmetres; i apareix un fort trencament de vora, que obliga l'operador a retallar més i perdre el rendiment.
La reducció també esdevé ineficient. Portar la cinta de 14,0 mm a 3,0 mm pot requerir vuit passades amb reduccions molt petites per passada, la qual cosa allarga el procés, consumeix més temps de bobina i degrada la qualitat de la superfície perquè la cinta es treballa repetidament a càrregues properes al límit del molí. El material no és defectuós; l'estat de fase és simplement incorrecte per al treball en fred.
El règim de refrigeració escalonada
| Etapa | Velocitat de refrigeració | Propòsit |
|---|---|---|
| Immediatament després de l'última passada | cabal d'aigua reduït, uns 1000 metres cúbics per hora | permetre que el temps de fase beta retingut es transformi mentre la tira encara està calenta |
| A partir d'uns 400 C cap avall | cabal d'aigua complet, uns 2000 metres cúbics per hora | es refreda ràpidament i evita el creixement del gra i l'excés d'escala |
Amb el règim escenificat, el contingut beta de la bobina cau notablement i la diferència és visible en l'examen metal·logràfic. Aleshores, el laminat en fred millora de totes les maneres mesurables: menys passades per assolir el calibre final, forces de laminació més baixes, tolerància de gruix lateral mantinguda en uns 10 micròmetres i esquerdes de vora eliminades. Avall, la forma millorada i la consistència del calibre es transmeten al tall, el tallat i la precisió dimensional de les peces acabades, com ara volanderes, terminals i components del radiador.
Els valors del procés al voltant del molí es mantenen en una banda típica per a aquest grau: temperatura de sortida al voltant de 820 C després de l'última passada, temperatura de passada final no inferior a uns 550 C per mantenir el material viable i concentració d'emulsió controlada prop de l'1,2% per a la fricció i el refredament. Aquests són els punts de consigna del molí per al programa de laminació estàndard i s'han de tornar a-confirmar amb la configuració real del molí i la mida de la bobina abans d'executar un producte nou.
Implicacions de verificació i subministrament
Com que el benefici prové de la microestructura, l'acceptació s'ha de basar en l'evidència i no només en la recepta de refredament. L'examen metal·logràfic del contingut de la fase beta, la duresa a l'amplada de la bobina i al llarg de la longitud, la mesura del perfil de gruix i una prova de laminació en fred en una bobina de mostra són les comprovacions pràctiques. Els resultats de tracció i duresa de la cinta acabada segueixen els requisits de l'estàndard de producte aplicable, amb la banda d'aliatge de coure que regeix GB/T 2059 i la composició del grau de govern GB/T 5231.
Per als compradors de cinta H62, el missatge és que la pràctica de refrigeració coherent del molí calent es mostra com un rendiment aigües avall constant: càrregues de laminació estables, tolerància de gruix previsible, vores netes i menys ferralla en el treball de premsa. Quan un proveïdor canvia el règim de refrigeració per augmentar la productivitat, el canvi sol ser visible primer com una variació més àmplia de gruix i un augment de l'ajust de les vores, i només més tard en les comprovacions dimensionals fallides de les peces acabades.
Preguntes freqüents
P: Per què el refredament ràpid de l'aigua després de la laminació en calent fa que H62 sigui més difícil d'enrotllar en fred?
R: El refredament ràpid congela una gran proporció de la fase beta dura i trencadissa a la bobina en lloc de deixar-la transformar. Aleshores, la cinta resisteix la deformació, la qual cosa augmenta la càrrega de rodament, empitjora la forma i provoca esquerdes de vora.
P: Quin programa de refrigeració es recomana?
R: Refrigeració per etapes: cabal d'aigua reduït, al voltant de 1000 metres cúbics per hora, fins que la franja arriba a uns 400 C, després flux complet prop de 2000 metres cúbics per hora per acabar de refredar ràpidament i limitar el creixement del gra.
P: Quina millora s'observa al molí en fred?
R: Menys passades per a la mateixa reducció, forces de rodament més baixes, millora de la tolerància del gruix lateral d'aproximadament 63 micròmetres a uns 10 micròmetres i eliminació d'esquerdes de vora.
P: Com pot un comprador verificar que s'ha utilitzat la pràctica de refrigeració correcta?
R: Mitjançant un examen metal·logràfic del contingut de la fase beta, les mesures del perfil de duresa i gruix a través de la bobina i una prova curta de laminació en fred d'una mostra del lot lliurat.
P: El règim de refrigeració canvia l'especificació química de l'H62?
R: No. La composició es manté com estableix GB/T 5231. La pràctica de refrigeració canvia l'equilibri de fase i, per tant, el comportament mecànic i de conformació del mateix aliatge dins del mateix rang de composició.
P: Per què mantenir la temperatura de passada final per sobre d'uns 550 C?
R: Perquè el material encara ha de ser viable al final del programa de rodament. El fet de rodar massa fred augmenta les càrregues i afavoreix el trencament de les vores, cosa que anul·la el propòsit de millorar l'equilibri de fase mitjançant el control de refrigeració.
