影响轴承钢表面氧化铁皮原因分析

影响轴承钢表面氧化铁皮原因分析1.冷却速度的影响我们知道，一般热轧轴承钢表面氧化铁皮有3层，靠近基铁的内层为富氏体，中间为Fe3O4，外层为Fe2O3。其中有利于酸洗的富氏体在575度以上是稳定的，在570度以下时富氏体中FeO不稳定，并且按照4FeO=====Fe3O4+Fe。当温度进一步降低到300度以下时，这种转变将趋近于零。如果氧化铁皮层在570-300度之间急速冷却的话，那么，富氏体层将来不及分解并在更低的温度下被固定下来，从而得到有利于酸洗富氏体结构。缓冷时，铁皮中的富氏体层随着冷却速度变慢而逐渐减少，因此，轴承钢在冷却区域冷却速度较慢时，铁皮中富氏体层只有少量存在或完全没有。一般是在输出辊道上喷射高压水加快轴承钢的冷却速度。在喷水的情况下，氧化铁皮的厚度增加得很快。因为氧化铁皮在水中要比在空气中形成得快，因此，在水蒸汽气氛中停留的时间愈长，形成的氧化铁皮就愈多，而FeO的含量却减少，所以准确地调节喷水段中的冷却速度和尽可能地减少在水中停留时间是非常必要的。2.终轧温度及速度的影响铁的氧化过程是Fe——FeO——Fe3O4——Fe2O3，随着温度升高，氧化速度也逐渐增大。在600-800度的温度范围内，生成的氧化铁皮能够很好地阻碍铁及氧原子的扩散，因此氧化速度反而不再继续增大。当温度超过800度时，氧化铁皮阻碍扩散的能力将大降低，因此氧化速度又迅速增大。由于温度的长高，氧化速度加快，因此在单位时间内，轴承钢表面氧化铁皮的厚度随着氧化温度的长高而增厚。同样，高的轧制速度可以减少轴承钢在高温中与空气接触的时间，从而也就减小了氧化铁皮的厚度。因此，为了减小氧化铁皮的厚度，热轧轴承钢应在尽可能低的温度和尽可能高的轧制速度下进行轧制。从氧化铁皮的结构上看，终轧温度在700-900度之间时，所形成的氧化铁皮含80％-90％的FeO、10％-20％的Fe4O4。在温度大于900度，氧化或氧化性气体较多时，铁将迅速被氧化，Fe2O3可以在高温下快速形成，这时氧化铁皮除Fe3O4外，将不出现FeO，并开始在铁皮表面形成Fe3O4组成，表面覆盖着一层很薄的Fe2O3。提高轧制速度可以减少氧化铁皮的厚度，然而，过高的轧制速度将使卷取温度迅速提高，并造成氧化铁皮中的富氏体转变为Fe3O4，给以后清除轴承钢表面上的氧化铁皮（酸洗）工作带来困难研究结果表明，获得符合最佳酸洗时间的氧化铁皮，终轧温度应该是850度。3.卷取温度的影响轴承钢的卷取温度在600-700度时，对铁皮层厚度的增加没有太明显的影响。然而，卷取温度越高，在轴承钢的边缘头和头尾会生成Fe2O3，这些都是我们所不希望的。进一步降低卷取温度对氧化铁此的厚度没有什么影响，但轴承钢边缘和尾部出现Fe2O3的危险性减小了，同时，富氏体向Fe3O4转化的程度也减小了。当卷取温度从700度降低到600度时，酸洗时间可缩短10％-15％。为了控制富氏体的转化，轴承钢应该在相当低的温度下，如500-550度下卷取，但这样将导致卷取前轴承钢水冷时间增加，从而引起氧化铁皮厚度不均匀性的增加，Fe3O4将增多，富氏体减少，因此，必须给轧机找出最佳轴承钢卷取温度，以减少轴承钢在冷却后富氏体的转化，防止铁皮厚度明显增加。4.为了避免富氏体的转化，必须使板卷的冷却速度加快，特别是在350-500度范围内的冷却速度要达到相当高的程度。近年来所有新建的热轧机生产的钢卷重都大大地增加了，随之带来了板卷冷却时间的延长。例如，卷重由4-6t增加到20-25t，冷却时间则由1.5-2t昼夜延长到3.5-5昼夜。这样富氏体将完全转化，给酸洗工作带来困难。为了改进铁皮结构，目前有些国家把板卷放入盛水的容器中，使板卷的温度降到小于350度。事实证明，这样对提高酸洗速度是有利的。这种方法的唯一不足之处是，钢卷内、外围骤然冷却，而中部冷却较慢，会引起铁皮结构不太均匀。在酸洗试验中，很值得注意的是轧辊粗糙度的影响。在使用粗糙的受到损坏的轧辊时，往往在轴承钢边缘上会造成酸洗时间延长50％左右。综上所述，用较大的轧制速度、光滑的轧辊、低的终轧温度和卷取温度以及较高的冷却速度，均可对热轧轴承钢的酸洗产生有利的影响。