汽车工程机械用钢翘曲原因及处理

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摘要：本文首先结合汽车工程机械用钢工序现状分析了钢出现翘曲原因，如钢原始板形、钢屈服强度以及平整机传动等，然后主要论述了处理汽车工程机械用钢翘曲的对策，如改善轧后板形、规范平整轧制压力以及合理配置辊径等，希望可以为相关人员提供一定的参考，有效地解决翘曲问题，保证生产质量。

关键词：汽车工程机械用钢；翘曲问题；板形

汽车工程机械用钢强度高、钢制纯净、规格薄，在钢市场占据较大的份额，对板形控制的要求较多，在加工制作过程中很容易出现板形翘曲问题，如四角翘、C翘等，导致钢板面有缺陷存在，而这种缺陷在平整过程中很难被发现，部分会在用户使用中才能发现，严重影响生产企业的形象，需要对其翘曲原因进行深入分析，探究其处理方式。

1汽车工程机械用钢工序现状

当前，在生产加工该钢的过程中，常见的主要工序就是热连轧平整，该工序可以对工料进行一定程度的延伸，使钢板发生正向变形，进而获取良好的板形，能够提升钢的表面质量并进一步改善钢的性能。但是，也正是由于其会使钢原有的板形发生变形，破坏原有状态，很容易降低钢的塑性，产生新的板形问题，增加翘曲出现的概率，受钢对纵向延伸应变情况不统一的影响，板形会出现缺陷。同时，纵向延伸不均会导致钢在各个部位的厚度存在差异，进而导致其横向上也产生分布不均匀的问题，会在其内部形成残余应力，在钢完整形态下，受钢各部分之间协调性和约束性的影响，各部分之间会具有平衡效果，导致在平整过程中翘曲问题无法暴露，而在使用过程中，将钢进行切割之后，各部分的平衡性和协调性就会被打破，导致应力分布出现二次变化，切割各部分的边角没有整体上的束缚就会出现翘曲现象。其中，如果在厚度方向上的横向延伸率分布不均匀其翘曲的类型为C翘，而纵向延伸率分布不均匀则是L翘，如果两种情况同时存在则是四角翘，其翘曲程度和钢厚度之间的关系为反比例关系，即厚度越大翘曲程度越小，和钢宽度为正比例关系，即宽度越大，翘曲程度越大。

2分析汽车工程机械用钢翘曲原因

2.1钢原始板形

钢翘曲问题的出现和钢原始板形情况有直接关联，处于冷却状态下的钢，受板形大小的影响，钢卷的中间部分和两侧部分的冷却速度并不一致，会出现差值，导致小周期边浪的出现，这种边浪程度随板形厚度的减少而增大，随其宽度的增加而增加，导致钢的中间部分会受到拉应力，而两侧部分则会受到压应力，这种边浪的出现就会导致板形受温度梯度影响而出现缺陷，外观容易出现边浪形态。在平整过程中使用小轧制压力并不能有效进行纠正，工作人员常常会使用和普碳钢相比较大的延伸率来避免出现这类板形缺陷，在平整过程中会有更大的平整压力，因而其残余应力相对也会更大，极易引起翘曲，且切分之前翘曲问题不可见，基本难以进行预先控制。

2.2钢屈服强度

由于该类钢普遍都有着较高的屈服强度，工作人员在进行轧制过程中很难控制板形，而经相关研究表明，钢的屈服点和其残余应力值之间的关系为递增，也就是说，钢拥有的屈服强度越大，残余应力就越大，相应的塑性应变差也会增加，进而增加钢翘曲程度（图1），经过平整实验（针对 不同强度的钢）得出，在同种延伸率的情况下，具有高强度的汽车工程机械用钢的翘曲程度远远超过低碳软钢以及普碳钢，受其屈服强度特征的影响，导致其在生产过程中会产生以下情况：轧后冷却时钢有更大的残余应力值；平整过程中具有更大的塑性应变差；平整后出现翘曲问题的概率更大。

2.3平整机传

平整机的传动方式对钢翘曲问题也有一定程度的影响，以四辊单机架的平整机（不带窜辊）为例，该种平整机的传动方式主要为下支撑辊传动，利用辊间的摩擦力将传动力矩进行依次传递，次序为：下工作辊到轧件再到上工作辊最后传递给上支撑辊。轧辊运行过程中，上下辊的速度并不一致，具有速度差，这种速度差主要由下支撑辊的传动特征影响，导致异步轧制形式的出现，进而在生产加工过程中在钢的上下表面会出现延伸差，导致翘曲出现。

2.4工作辊辊径差

工作辊辊径对钢翘曲的影响主要是增加L翘曲出现的概率。一方面，之前提过平整机在钢上下表面上存在的速度差就是由于工作辊传动特征影响，其中包括辊径差；另一方面，即使主动辊和动辊之间的速度实现一致，不存在速度差，一旦工作辊辊径差过大，也会在钢表面产生纵向延伸效果，在其产生同时作用的情况下，也会增加翘曲出现概率，而且当前工作人员在配辊过程中往往存在一定的随意性，上下辊之间的径差较大，甚至还有超过3mm辊径差出现的情况，更加促成翘曲的形成。

3处理汽车工程机械用钢翘曲的对策

3.1改善轧后板形

针对板形问题，考虑其产生原因一般是轧后出现的板形差引起的，所以为了有效避免翘曲出现，工作人员需要改进工作终端，在板形问题的解决上避免将平整机作为最后环节，可以适当优化钢的原始板形，为平整前提供良好的初始形态，防止在平整过程中出现过度平整情况，降低钢残余应力的积累量。同时，为了有效缓解边浪问题，工作人员可以在保证钢要求性能的基础上，将卷取的温度进行适当提升，减少层流冷却速度。例如，这针对车厢用钢AG600XT（厚度设定为2.3mm），工作人员可以将卷取温度提升至640℃，并调整方式，将以往的连续冷却方式调整成为稀疏冷却方式，减弱边浪趋势。同时，工作人员也可以结合实际生产需求和生产条件，选择入缓冷坑缓冷或者集中堆放冷却措施，降低冷却差，减低钢冷却过程中出现翘曲的概率。

3.2规范平整轧制压力

钢翘曲问题还可以通过规范平整轧制压力进行处理，需要工作人员针对不同强度的钢采用不同的平整轧制压力。当前，针对高强度的钢种，部分工作人员在使用小轧制压力无效的情况下，为了有效消除浪形，工作人员会持续增加压力，甚至出现4000kN以上的轧制压力，极大地促进残余应力在钢内部的积累，导致严重翘曲现象的出现。对此，就需要规范轧制压力，针对强度要求较低的钢种，轧制压力需要控制在2000～2500kN，针对强度要求较高的钢种，则可以将轧制压力限定在2500～3000kN，且最大平整轧制压力不能高于3000kN，规范工作人员操作行为。同时，对钢板形翘曲有特殊要求的情况，需要工作人员调整工作方法，灵活进行处理。例如，板形翘曲度有较高要求的钢，如果其原始板形已经很好，工作人员在平整过程中可以取压力限定范围内中的较小压力值；如果原始板形不佳，则在增加轧制压力的同时，工作人员还要尽量减缓轧制速度，结合板形的实际情况灵活改变弯辊力，保证平整质量的同时避免出现翘曲。

3.3加强设备管理

需要积极引进先进生产设备，并加快新工艺的研发，但是，考虑到这两者在时间上的问题，在当前防止钢翘曲现象的出现上，需要工作人员加强对设备的管理，研究控制轧辊运行速度的方法，增强对平整机运行的控制力，实现钢生产加工全过程的可控化，降低翘曲出现概率，保证钢质量。同时，为了防止设备在运行过程中出现问题，工作人员可以在运行前检查好设备的性能情况，做好养护管理，在企业制度允许的范围内进行钢的生产加工工作，保证工作行为的合理性和可靠性，有效处理翘曲问题。

3.4合理配置辊径

相关企业应制定严格的管理制度，严格管控工作辊的配置现象，保证上下辊之间的辊径差可以不超过0.5mm，对于随意配置的工作人员，应加大惩罚力度，将工作辊辊径差控制在合理的范围内，避免过大辊径差导致钢上下表面出现较大的延伸差，解决翘曲问题。一方面，企业要加强对工作人员的思政教育和专业技能培训，尽可能提升工作人员执行力，强化责任意识，使其可以自觉遵守企业制度，规范配置工作辊行为。另一方面，工作人员应具备职业道德，为后续工作负责，认识到即使钢翘曲问题在生产过程中更多是潜在的质量问题，但是，其一旦出现同样会影响客户对企业的印象，进而降低企业的综合效益，工作人员需要明确自身行为会为企业带来的影响，进而合理配置辊径。

4结语

总而言之，影响钢出现翘曲的因素较多，需要工作人员结合生产加工条件进行有效调整，改进工作辊辊径差设定，将钢质量作为工作的主要出发点，尽可能地监管好其全过程，避免出现翘曲问题，保证汽车工程机械用钢质量，从而树立良好的企业形象，提升交货板形精度。

参考文献：

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作者：倪潇 单位：泰安技师学院