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鋼絲表面裂紋對鋼絲隨后的冷鐓或在交變應力下服役的疲勞壽命影響很大。如軸承鋼絲表面裂紋造成沖球時(shí)產(chǎn)生大量廢品，多年來(lái)一直是我國鋼絲行業(yè)未能徹底解決的難題。由彈簧鋼絲制成的螺旋形彈簧主要的破壞形式是疲勞斷裂，而表面裂紋又極易成為疲勞裂紋的萌生源，從而降低彈簧的疲勞壽命。由此可見(jiàn)，為了防止軸承鋼絲沖球時(shí)造成鐓裂和彈簧在服役中出現早期破斷，避免或減輕鋼絲表面出現裂紋是十分必要的。 1.表面裂紋形態(tài) 在實(shí)際生產(chǎn)中，鋼絲表面可能有兩種或兩種以上的缺陷存在于同一根鋼絲上，在同一根鋼絲上也可能存在若干條深淺不一的裂紋。 (1)龜裂的形態(tài)及成因 龜裂形狀不太規則，類(lèi)似龜背紋，裂口較大，深度一般不超過(guò)1.0mm，嚴重的區域甚至造成鋼材碎裂脫落。它并不通條產(chǎn)生，呈斷續分布，裂區長(cháng)度一般不超過(guò)200mm。對裂紋區取樣制成橫向金相試樣，觀(guān)察發(fā)現鋼材橫截面上組織存在明顯的5個(gè)區域。非裂區均屬正常組織。龜裂的產(chǎn)生原因是因為盤(pán)條碳成分局部存在嚴重偏析，使組織產(chǎn)生明顯的區域性差異，終導致盤(pán)條在拉拔時(shí)因形變不協(xié)調而產(chǎn)生裂紋。 (2)橫裂的形態(tài)及成因 橫裂主要有三種形態(tài)：種是與鋼絲軸向成一定交角，裂口呈搓衣板狀的裂紋；第二種是舌狀裂紋；第三種是垂直于鋼絲軸向的橫紋。 產(chǎn)生橫裂的原因主要有以下幾點(diǎn)：①冷拉時(shí)壓縮率過(guò)大或拉拔速度過(guò)快；②模具入口錐度太大，使變形區太短；③鋼質(zhì)不良；④鋼絲中存在不適宜冷拔的顯微組織；⑤有酸洗氫脆；⑥潤滑不良；⑦拉絲模破碎。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，由于工藝參數較為穩定，一般不會(huì )出現前兩種情況，而后四種情況有可能存在。由此可見(jiàn)，搓衣板狀橫裂和舌狀橫裂是由潤滑不良造成的。 2.縱裂的形態(tài)及成因 鋼絲表面的縱裂主要有兩種形態(tài)：一種是平行于鋼絲軸向的直線(xiàn)型裂紋；另一種是沿鋼絲軸向表面呈曲線(xiàn)狀分布的曲線(xiàn)型裂紋。 將鋼絲縱裂處制成橫向金相試樣，觀(guān)察發(fā)現曲線(xiàn)型縱裂實(shí)際上就是折疊，和宏觀(guān)形態(tài)為鋸齒狀的折疊在高倍下相類(lèi)似。其主要特征為裂縫與鋼絲表面斜交，其邊緣一般有嚴重的脫碳存在，縫內常伴隨有氧化物夾雜。大量檢驗結果表明，折疊的深度隨鋼種、爐號、產(chǎn)地、規格的不同差異很大，一般在0.08—0.45mm之間，少數嚴重的可達1mm以上。有的盤(pán)條上只有一條折疊，有的則多達7、8條折疊，甚至更多。產(chǎn)生原因是由于鋼錠或鋼材表面凹凸不平及尖銳的棱角等，在軋制過(guò)程中疊附在鋼材上，或是耳子在后續軋制時(shí)疊合而成。 從縱裂產(chǎn)生原因的角度來(lái)看，直線(xiàn)型縱裂實(shí)際上可細分為三種：①實(shí)為折疊；②實(shí)為劃傷；③真正的裂紋。在這三種裂紋中，主要是折疊和劃傷，真正的裂紋很少。折疊和劃傷二者誰(shuí)占的比例大應視具體條件而定，有時(shí)候折疊較多，有時(shí)候劃傷較多。 3.折疊在拉拔過(guò)程中的深度變化情況 由于對鋼絲表面質(zhì)量危害的是折迭，故考察了折疊在拉拔過(guò)程中的深度變化情況。因盤(pán)條或鋼絲上的折疊隨位置不同深淺差異較大。折疊深度及其所占鋼絲直徑百分比隨絲徑的減小而減小。主要原因是盤(pán)條長(cháng)時(shí)間的球化退火、酸洗及半成品的反復再結晶退火、酸洗，把表面的鋼材給消除了一部分，使得折疊的深度大大下降。加之折疊在熱處理出爐后爆水(指盤(pán)條或鋼絲退火出爐后立即浸入冷水之中，以便去掉或疏松鋼材表面的氧化鐵皮)和拉拔過(guò)程中不擴展，終使得GCr15鋼絲表面缺陷逐漸變淺，由不合格轉為合格。在實(shí)際生產(chǎn)中，綜合合格率明顯大于一次合格率就是這個(gè)原因。 4.結論 (1)GCr15軸承鋼絲和彈簧鋼絲(包括65Mn、60Si2Mn、70號鋼)表面裂紋有六種基本形態(tài)。 (2)鋼絲表面縱裂實(shí)質(zhì)上主要是折疊和劃傷，真正的裂紋很少。 (3)應加強工藝管理，盡可能避免由工藝因素而產(chǎn)生的劃傷和橫裂。 (4)應加強原材料進(jìn)廠(chǎng)檢驗，盡量選擇折疊或劃傷少而淺的熱軋盤(pán)條投料。 (5)對于一些質(zhì)量要求較高的鋼絲，如轎車(chē)懸架簧用鋼絲和閥門(mén)簧用鋼絲，可用扒皮機去除盤(pán)條的表面劃傷和折疊。(圖/文www.fmrose.com)
