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桶身翻边裂质量问题分析一

2021-08-18 来源:济宁机械信息网

桶身翻边裂质量问题分析(一)

在钢桶生产工艺过程中,质量问题是多种多样的,但影响钢桶最大的质量问题,是钢桶的渗漏问题。产生渗漏问题的原因很多,其中桶身翻边裂是最为常见的原因之一,它直接造成卷封后卷边和缝焊三角区的渗漏。虽然近年来国内各制桶厂都在不断地进行设备改造及工艺改进,但由于设备生产厂对钢桶的生产相对陌生等原因,使工艺设备出现了较多的问题,现就目前普遍存在的问题给予分析,望能抛砖引玉。

一、原材料质量问题

钢桶翻边工序一般有两种工艺方法,一种滚压翻边,一种是模具翻边。两种工艺方法虽有区别,但对原材料的要求却是一致的。由于原材料的性能问题,可以直接影到翻边的质量,翻边裂的一个重要因素就是材料问题。

1、原材料钢板应具有良好的塑性及表面质量

对于翻边工艺来说,要求原材料有良好的塑性。在翻边变形区部位,材料内应力主要是拉应力,其变形主要是伸长和厚度变薄。当主要变形部位超过成形极限时,便会引起破裂。因此,要求材料要有良好的塑性和塑性变形的稳定性。塑性好的材料,允许的成形极限范围大,这样可减少因材料质不良而产生的翻边裂问题。翻边时的极限变形程度可用翻边系数分析,其值为

K=d0/d1

式中 K——翻边系数;

d0——翻边前桶身直径;

d1——翻边后所得竖边的最大直径。

由于翻边时变形区内金属在切向拉应力的作用下产生的伸长变形,所以极限翻边系数主要决定于金属材料的塑性。翻边时变形区内在半径方向上各点的切向伸长变形的数值是不同的最大的伸长变形发生在翻边的边缘,所以在翻边时应保证边缘部位上金属的伸长变形小于材料所允许的极限值。桶身翻边时变形区内边缘上产生的最大伸长变形为:

ε=(d1-d2)/d0=1/K-1≤δ

由上式可见,钢桶翻边时的极限翻边系数与材料的延伸率δ成反比例关系。但实际上,上式中所用的延伸率δ的数值,通常要大于在简单位伸试验中所得到的均匀延伸率,其原因在于翻边变形区内直径方向上各点的伸长变形大小不同:在边缘上的伸长变形最大,而其作各点上伸长变形随其与边缘距离的增大而迅速地减小。所以最易产生破裂的部位正是翻边的边缘,这在很大程度上取决于材料的延伸率。

影响材料塑性的是化学成分、金相组织和机械性能。一般来说,钢中的碳、硅、磷、硫的含量增加,都会使材料的塑性降低,脆性增加,含碳量对材料塑性影响最大,一般认为含碳量不超过0.05~0.15%的低碳钢具有良好的塑性。含硅量在0.37%以下的钢,对塑性影响不大,但大于这一数值即使含碳量很少也会使钢板变得又硬又脆。硫在钢中与锰或铁相结合后,以硫化物的形态出现,严重影响到钢材料的热轧性能。硫化物促使条状组织产生,也使塑性降低。因此,钢桶生产用材料应采用优质低碳钢板。

用于制造钢桶的板材,应具有良好的表面质量。表面如有擦伤、麻点、划痕、气孔和缩孔等缺陷,或材料断面上有分层现象时,则在翻边过程中,在有缺陷的部位会产生应力集中而引起破裂。

2、材料热处理问题

制桶用材料,在原材料出厂之前,应对材料进行必要的热处理,以改善其加工性能。材料热处理不好,会使材料具有较大的硬度,从而致其加工时发脆破裂。制桶用的低碳钢一般采用低温退火,加热温度为600~650℃,在空气中冷却。如果低温退火不能收到良好的效果,可采用高温退火,先把材料加热到700~780℃,保温20~40分钟后在空气中冷却。

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