High speed tempering of flat wires and profiles produces homogeneous microstructures and residue-free surfaces Header graphic
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高速淬火和回火:微观组织均匀和表面无油的扁钢丝和型钢

当需要材料组织均匀、表面无残留以及优越的成形性能时,威尔斯的专利高速淬火和回火方案是您的理想选择。在几分之一秒内将带钢加热到 800 °C 以上,然后以相同速度快速冷却,可以产生晶粒非常细小且均匀的马氏体微观组织。我们就是以这种方式制造均匀折弯性高于平均水平和表面无油的扁钢丝和由钢丝制成的型钢的,例如汽车工业中各种应用所需的钢材。

在制造扁钢丝和由钢丝制成的型钢时,威尔斯利用基于两种不同方法专门开发的生产线实现其专利高速淬火和回火工艺。在感应与热传导淬火和回火中,都会对轧制扁钢丝通电,通过被称为电阻加热的现象,对钢丝加热。在感应方法中,通过磁场以无任何接触的方式通电,而在传导方法中,通过与材料表面接触的辊子通电。由于在两种方法中能量都是直接施加到材料上,没有任何过渡损耗,所以它们不仅能够有效且均匀对材料进行淬火和回火,而且在这一过程中尤其节约能量。

材料技术专家 Matthias Schmitt 解释说:“借助这些特殊的淬火和回火方法,我们能够在几分之一秒内将扁钢丝和由钢丝制成的型钢加热到 800°C 以上,然后瞬间将其再次冷却。由于这些惊人的快速温度变化,在微观组织中形成较大晶粒之前,淬火和回火过程已经完成。就是这样形成了晶粒细小且极其均匀的马氏体微观结构,这种结构通过常规淬火和回火方法是无法实现的。”

当在扫描电子显微镜下观察经过淬火和回火的马氏体微观结构时,我们可以看到,与通过常规淬火和回火工艺形成的比较粗的晶粒(左)相比,高速淬火和回火工艺形成的微观结构晶粒更细且极其均匀(右)。

高速淬火和回火可防止材料表面出现裂纹和残留

使用这两种高速淬火和回火方法,能够以每分钟几百米的生产速度加热扁钢丝和由钢丝制成的型钢。由于这种高速和高温,淬火可以用水完成,无需用油。在传统的淬火和回火工艺中,带钢生产速度缓慢,用水淬火会产生淬火裂纹。此外,会在带钢的边缘和内孔周围有熔融金属残留的风险,尤其是钢带形状复杂的情况下。  

“我们的高速水冷工艺可以防止材料表面出现裂纹和残留物,”材料工程师 Schmitt 解释说。“这能给许多客户带来重大好处,因为部件喷涂和镀锌工艺最佳的表面要求完全无油。例如,用我们的 U 形型钢制作滚珠轴承连接件就是这样。客户可以从我们这里获得不含重金属且易于成型的材料。”

 

在扁钢丝和型钢中实现马氏体微观组织的卓越均匀性和弯曲一致性

根据设计,轧制或异型扁钢丝的长度可超过 20 公里。得益于高速淬火和回火,材料不仅在整个带钢长度上表现出极其均匀的特性,而且在不同生产批次中也是如此。此外,极其精细且均匀的马氏体微观组织能够显著提高材料的韧性。 

负责扁钢丝和型钢的销售人员 Stefan Bauernfeind 在描述给客户带来的好处时说:“例如,我们的客户可以实施下游折弯工艺,参数完全一致,无需进行任何调整,即使在不同 的25个线圈批次都是如此。这不仅有助于确保我们客户的产品具有极高同质性以及因此具有可靠材料性能,而且成本效益特别高。”

 

由于无需工件淬火,节约时间和成本

高速淬火和回火材料的另一个优点是在工件淬火方面具有节约潜力——我们的高速淬火和回火扁钢丝和型钢非常坚硬,但仍然非常适合小半径弯曲。对于为苛刻应用制造部件的客户来说,这消除了在下游流程中进行耗时且成本高的工件淬火的需要。

Stefan Bauernfeind 举了一个汽车行业应用的例子,他说:“我们的弹簧轨道由高速淬火和回火窄带钢制成,例如,用于高质量挡风玻璃雨刷的橡胶型材内部。得益于均匀的组织,我们提供的扁钢丝表现出精确且持久的弹簧张力水平,可以确保橡胶型材始终压在挡风玻璃上。”因此,该产品有助于确保挡风玻璃雨刷长时间有效运行,从而使驾驶更加安全。