高碳钢线材表面缺陷怎么消除?

高碳钢线材主要用于生产高强度低松弛预应力钢丝、钢绞线、弹簧等金属制品。随着我国国民经济的迅速发展，各地基础设施建设增加，对高强度低松弛预应力钢丝需求不断增加，因此开发高碳钢线材具有良好的发展前景。
　　在高碳钢线材的拉拔过程中，由于生产工艺复杂，非常容易导致钢丝的断裂。高碳钢线材拉拔的断裂类型可分为两大类：一类是裂纹来源起于外表面；另一类是裂纹来源存在于线材内部，由多种原因导致。
　　
　　裂纹源起外表面的几种情况
　　
　　线材热轧过程表面缺陷引起的断裂。此类缺陷一般是由于钢坯上有未消除的裂纹，热轧时产生的结疤、折叠等表面缺陷造成的。比如，在企业相关的生产过程中，将ф5.5mm的LX80A盘条拉拔成ф1.6mm的钢丝后进行镀铜，在拉拔过程中出现了断裂现象，断裂的形状呈斜劈状。
　　线材集卷包装和运输过程表面擦伤引起的断裂。在高碳钢线材成品的生产和运输过程中，相关企业的成卷线材装卸操作不当或运输工具使用不规范，都容易造成线材表面擦伤缺陷。此类情况一般在直径较粗的原料上出现较多。比如，有的企业在ф13mm、SWRJ82B盘条的开卷过程中出现断裂现象，企业的技术部门发现相关试样的局部表面都有缺陷。
　　拉丝过程缺陷引起的断裂。这种拉丝过程缺陷所引起的断裂，主要是因为相关企业在线材生产的拉拔过程中缺少有效的润滑，钢丝表面与拉丝模直接摩擦，导致表面产生横向裂纹，引起断裂。比如，ф13.5mm的80#盘条，用户企业发现该盘条在拉拔过程中断裂率较高。
　　
　　裂纹源起线材内部的几种情况
　　
　　由缩孔和碳偏析导致的断裂。高碳钢线材的这种断裂主要是由于原料中存在缩孔和碳偏析缺陷所致。在生产企业轧制线材产品的时候，如果钢坯内较严重的中心缩孔在轧制后仍不能焊合，在线材的拉拔过程中这些孔洞会被逐渐拉长，呈现形状不规则的裂纹，从而导致线材的断裂。
　　由非金属夹杂物引起的断裂。相关企业在试样中发现，70#线材在拉拔过程中比较容易发生断裂。出现这种断裂情况主要是由于夹杂物的存在割裂了金属基体，当线材拉拔时，夹杂物与基体结合部分形成应力集中，当这种应力集中达到一定程度时，就会使该处开裂以致造成线材拉拔断裂。并且，硅酸盐类夹杂物的增加，还会加速钢丝拉拔断裂。
　　
　　相应对策
　　
　　由于高碳钢丝线材在组织和性能上较中低碳钢线材具有使用方面的特殊性，为防止拉拔断丝，在生产的各个环节更要严格控制，采取相应对策保证钢丝的拉拔性能优良和产品质量。
　　为此，相关生产企业在精炼过程中，应防止大型夹杂物进入钢液中；在浇铸时，可采用电磁搅拌等工艺，确保铸坯中心成分均匀。
　　在线材的轧制压下量分配上，企业要尽量做到坯和材相匹配，使钢坯中心疏松、缩孔得以焊合；注意调整设备运行状况，防止线材轧制过程中形成表面折叠等缺陷。在线材成品的包装运输过程中，应严格按规定操作，避免线材表面损伤，在拉拔过程中主要应保持拉丝模完整，让拉拔的钢丝表面获得良好润滑。
　　而且，每一起钢丝的断裂有其相同点，也有其不同点。由线材轧制过程形成的表面折叠或由拉拔工艺不当等造成的表面组织损伤，可以在线材和钢丝的实际生产过程中加以避免。而由钢坯表面裂纹、非金属夹杂引起的线材表面缺陷，与冶炼工艺相关，消除此类缺陷要靠提高冶炼和连铸技术水平来实现。

高碳钢线材表面缺陷的控制    大规格预应力钢绞线用高碳钢线材，经连续冷拉、捻股及稳定化加工后，主要用于大跨度桥梁、铁路、高层建筑、电视塔、核电站安全壳等现代化重要工程，对线材的表面质量有很高的要求。表面缺陷最大的危害就是降低线材的断面收缩率等塑性指标，从而影响冷拉加工性能，容易发生盘条拉拔脆断及捻股中的断丝等问题。  研究表明，表面缺陷对产品性能的影响与缺陷的深度有密切关系。随着缺陷深度的增加，线材平均面缩率及面缩率的合格率均逐步下降，0.20~0.37mm缺陷深度的面缩率合格率较0.11~0.19mm缺陷深度要下降17%。按照欧洲的质量标准，高等级Φ12.5mm规格的线材，允许最大不连续裂纹深度为0.20mm。  经对缺陷试样断口宏观特征及组织的检测分析，发现表面缺陷主要与轧制折叠、热划伤等有关，其次也与盘条在储运过程中的擦伤有关。其主要因素有以下几个：  轧制折叠。主要是前道次的耳子，也可能是其它纵向凸起物折倒轧入本体所造成。  热划伤。主要是成品通过有缺陷的设备，如水冷箱、夹送辊、吐丝机等所造成。  表面晶界弱化。金属表面晶界有脱溶的金属化合物，并且伴随着残余元素的聚集，这种脆性表面结构在钢坯加热过程中会发展。在这方面，铜有明显破坏作用。铜在钢和氧化物的界面上产生富集；锡、硫等元素则会明显降低铜的溶解极限，导致金属间化合物中的含铜量增加。晶界富铜脱溶物的影响是使晶界变弱，其后果是使表面破裂，在拉拔过程中就会发生断线事故。  储运过程中的擦伤。剧烈的摩擦会造成盘条表面升温然后急冷，导致表面形成类似淬火组织的硬化层，最终造成成品表面裂纹。

为防止表面裂纹、皮下气泡及非金属夹杂物，炼钢方面的措施是采用弱冷制度(吨钢200L左右)、大的铸机弧形半径、保护渣浇注、合理的结晶器振动方式、结晶器电磁搅拌、精确的结晶器液位控制等方面的技术。同时，为了减少铜的富集，对高炉铁水、废钢中的残余元素提出要求：保证钢中铜质量分数控制在0.10%以下，并尽可能降低钢中锡、硫的质量分数。