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304冷拉不銹鋼棒、410研磨不銹鋼棒表面裂紋形成的原理

冷拉鋼是機加常用材料。常見的冷拉鋼有冷拉不銹鋼圓鋼、冷拉不銹鋼扁鋼、冷拉不銹鋼六角棒等，材質(zhì)還有碳素鋼、易切鋼、軸承鋼等。

 

經(jīng)冷拉拔加工而成的鋼材，具有尺寸精度高、表面光亮的特點。實際生產(chǎn)中，這種優(yōu)勢只針對熱軋材，與其他的光亮材相比，如剝皮材或拋光材，冷拉鋼因為表面裂紋出現(xiàn)的幾率更高，處于劣勢。

 

冷拉鋼的裂紋通常很表淺，往下拋20~50絲即可消除，屬于輕微裂紋。廠商一般直接就處理掉。如果與供應(yīng)商溝通，得到的回答也說是正常現(xiàn)象。

 

冷拉鋼的這種輕微裂紋，到底是否正常，如何解釋呢？

 

從鋼坯生產(chǎn)流程來看，鋼材裂紋的產(chǎn)生，與以下三個因素密切相關(guān)。

 

①鋼中夾雜物。軋制時，鋼水中存在夾雜物，且氧含量較高，產(chǎn)生氧化物，在制造過程中并不能徹底清理，從而產(chǎn)生裂紋。

 

②表面折疊。鋼材在軋制過程中產(chǎn)生了折疊，使得鋼材表面呈現(xiàn)出沿軋制方向成直線狀或鋸齒狀的裂紋。

 

③皮下氣泡。有些皮下氣泡距離表面較近，加熱時，當(dāng)鋼坯表面發(fā)生氧化或燒損時，皮下氣泡便會暴露出來，發(fā)生氧化，無法焊合，從而產(chǎn)生裂紋。

 

以上三種因素，屬于軋制缺陷，與冷拉鋼表面的裂紋相關(guān)嗎？

 

似乎不能排除，但不能完美解釋。

 

理由一，冷拉鋼的鋼坯，通常都是大廠出貨（供應(yīng)商也是這么說的），大鋼廠嚴(yán)格的檢驗規(guī)范使不良品流入市場的可能性非常之低。

 

理由二，軋制缺陷導(dǎo)致的裂紋，不會如此輕微表淺，冷拔鋼坯要經(jīng)過酸洗，酸洗之后，裂紋基本一目了然，拉拔廠不會視而不見。

 

理由三，最關(guān)鍵一點，同樣光亮棒，原料同樣熱軋而來，剝皮材發(fā)生同樣裂紋的幾率為何更低？

 

冷拉鋼的這種輕微裂紋，更應(yīng)該從其成型工藝來討論。

 

冷拔，或稱冷拉，指在常溫條件下，對金屬施加拉力，使其通過模具的模孔，獲得特定形狀和尺寸制品的塑性加工方法。拉拔通常不會一次成型，截面形狀由大變小，最終獲得理想的尺寸，要經(jīng)過多道次拉拔。

 

在鋼坯沒有先天不良的情況下，外加拉力這個后天因素，是導(dǎo)致裂紋的罪魁禍?zhǔn)住?/span>

 

受力分析（以圓鋼拉拔為例）

整體而言，在橫向上，鋼坯受到了拉力；在縱向上，鋼坯受到了模孔的壓力。受到外界這兩種力，鋼坯內(nèi)部分別產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力來抵抗變形。

 

在局部，變形區(qū)，由于模具的模孔與鋼坯之間接觸摩擦力的阻滯作用，鋼坯表面層的流動速度低于中心部分，于是表面層還受接觸面同方向的附加拉應(yīng)力，中心部分還受垂直于接觸面的附加壓應(yīng)力。

 

影響因素

①不管是擠壓、軋制，還是鍛造坯料，內(nèi)外層的機械性能都是不均勻，內(nèi)層的強度要低于表面層。

 

②內(nèi)外層的塑性流動速度不同，變形不均勻。

 

③受力。

 

不同方向的應(yīng)力，作用于不同強度且流動速度不同的鋼體，很容易因為局部受到的應(yīng)力超過超過局部的強度極限，而產(chǎn)生裂紋。這種裂紋可以發(fā)生于表面，也可以發(fā)生于內(nèi)部。這是拉拔材料的先天原罪。

 

雖然拉拔力要經(jīng)過精確的數(shù)學(xué)計算，但對拉拔工藝來說，裂紋似乎總在不經(jīng)意間悄悄來臨。