高碳钢氧化铁皮.doc

我国一些大型的盘条深加工生产企业,对热轧盘条进行拉拔之前,往往要把盘条表面的氧化铁皮通过机械除鳞的方式剥离去除。当氧化铁皮的剥离性能不好时,残留在盘条表面的氧化铁皮会使高碳钢盘条与拉丝模具摩擦时表面接触点的局部熔化[1],可能导致拉拔过程中的断丝,甚至是刮伤拉丝模具。生产企业越来越重视热轧盘条表面氧化铁皮的剥离性能,而热轧盘条的氧化铁皮剥离性能受其厚度、微观形貌以及相的成分比例等因素的影响[2]。本文着重探讨高碳钢盘条氧化铁皮剥离后,其剥落内表面的微观形貌皱褶的形成原因,以及与剥离性能之间的关系。,,长度为300mm,其化学成分见表1。表1高碳钢盘条化学成分%positionofthehighcarbonsteelwire%±≤±≤≤≤≤,然后将试样用辐射加热电炉在900℃氧化,快速冷却到氧化铁皮的共析反应温度区间,保温1~6分钟后快冷到室温,制备新的氧化铁皮。剥离实验将实验试样两端100mm长的氧化铁皮,用5%的乌洛托品调配的盐酸溶液进行腐蚀。腐蚀过的试样先用高精度天平称重,然后在拉伸试验机上用夹具固定两端后,分别用不同的拉伸量来剥离氧化铁皮,再用高精度天平称重后,计算其剥离率。电镜实验将拉伸实验剥离的氧化铁皮收集起来,用导电胶带将其固定好后编号,然后让其放在无水酒精中用超声波清洗器清洗5分钟,然后用热风机吹干。这样制备好的试样就可以在扫描电镜下观测其内表面的微观结构。(SEM),放大倍数为1000倍得到的高碳钢盘条氧化铁皮内表面微观形貌。从电镜扫描结果可以观测到,氧化铁皮内表面普遍存在着的皱褶状形貌,而且还比较均匀、平行的分布。这种高低起伏的皱褶改变了氧化铁皮与基体的接触面积,这将对高碳钢盘条氧化铁皮的剥离性能发生影响。图1试样内表面形貌1000××图2为高碳钢盘条横截面的电镜照片,左侧亮白色的组织为金属基体,基体外侧存在颜色较深的一层组织,通过电子能谱测出其为氧化层。从图2中电镜扫描的结果可以看到氧化层与金属基体之间存在着一条波浪形的微裂缝,高碳钢盘条氧化铁皮受外力作用时,在应力作用下裂缝将扩展,从而导致高碳钢盘条的氧化铁皮从基体上脱落。高碳钢盘条横截面的电镜照片从另外角度补充说明了这种波浪皱褶状形貌将影响其氧化层的剥离性能。,压应力寻求释放的过程中,导致氧化膜出现塑性变形。Caplan和Sproule[3]研究Cr2O3膜翘曲的现象,提出Cr阳离子扩散占优导致膜内出现压应力的Cr2O3氧化膜生长机制。这个理论被Garnaud和Rapp[4]用于描述Fe表面氧化膜的生长机制,由于Fe离子扩散要比O离子占优[5],随着氧化反应的不断进行,Fe离