扁鋼絲

扁鋼絲是採用優質絲徑軋扁機軋成扁狀鋼線，扁鋼絲在工業生產中有着極其廣泛的用途，如航天航空制導系統和軍工用合金扁鋼絲，定時器發條，汽車雨刮器骨架及紡織行業大量使用的針布齒條、鋼筘及鋼片綜等紡織器材。

將拉拔到一定尺寸規格的圓截面盤條採用平輥軋製，可以得到大寬厚比、高精度的扁鋼絲。 ^[1] 

目前，圓鋼絲軋扁是製備高精度扁鋼絲的主要生產方法之一。早期主要通過冷拔得到扁鋼絲，由於用這種方法具有拉拔力大、潤滑要求高、模具損失嚴重等諸多缺點，因此逐步被圓鋼絲軋扁工藝所代替。採用軋扁工藝獲得的扁鋼絲通條性能優越、工藝流程簡單、表面質量好、厚度均勻，並且在經過冷加工硬化後可獲得很高的抗拉強度。與採用板材分條成扁鋼絲相比，具有勞動生產強度低、 單盤重量大以及生產效率高等諸多優點而被廣泛採用。

熱軋盤條冷拉到規格尺寸以後，再經過再結晶退火進行軟化，隨後進行軋製和終熱處理，得到合格產品。整個工藝要經過兩次熱處理，終熱處理主要是通過油淬火獲得馬氏體強化後，再選擇不同温度回火，得到所需力學性能。

此種工藝目前被各大廠家普遍採用，但是其也有不足的地方，主要表現為：

（1）中間熱處理過程使工藝複雜，降低生產效率，增加生產成本和勞動力；

（2）經中間熱處理後，冷拔過程產生的加工硬化效果完全消失；

（3） 產品的終力學性能受到終熱處理過程的限制。 ^[2] 

一、疤狀缺陷

疤狀缺陷系鑄坯表面裂紋（或局部小裂紋簇）所致，表面裂紋經過高温加熱後，其附近組織產生嚴重脱碳，組織發生變化，在線材熱軋過程中形成疤狀缺陷。

二、縱向裂紋缺陷

裂紋平行於扁鋼絲長度方向，呈曲折鋸齒形，裂紋長度較長，且在鋼絲上間斷出現。裂紋與扁鋼絲平面呈一定角度，附近無脱碳及高温氧化現象。裂紋附近金相組織無異常，與正常部位組織相同，為索氏體及少量條狀珠光體、鐵素體。產生的原因是鋼材表面凸起、稜角、耳子等缺陷在軋製過程中在鋼材上形成疊附。

三、側邊裂紋缺陷

冷軋扁鋼絲側邊裂紋的產生主要受到原材料的影響，原材料近表面氧化夾雜物及組織增碳都會導致扁鋼絲側邊開裂。除了受原材料影響外，不合理的加工工藝同樣會導致鋼絲開裂。拉拔總變形量過大，鋼絲產生加工硬化，韌性急劇降低，在軋製時會出現局部開裂。

四、機械損傷缺陷

鋼絲在生產及運輸過程中，不可避免地會與其他物體接觸，如地面、吊具、導衞等。錯誤的操作及設備部件的磨損都會使鋼絲表面受到損傷。如鋼絲在電解酸洗過程中會形成類似側邊橫裂紋的缺陷。電解酸洗生產線鋼絲牽引輪側邊磨損，鋼絲與牽引輪側邊之間摩擦阻力增大，容易造成鋼絲側邊橫向劃傷，劃傷宏觀形貌近似於側邊橫裂紋。但與原材料不良引起的側邊橫裂紋相比，其尺寸較小，深度較淺，一般可看到底部，並且缺陷處金相無異常組織。

五、軋製面凹坑缺陷

軋製面凹坑的產生原因可分為2大類：一類為原材料本身的缺陷，如摺疊處翹起鐵皮掉落引起的凹坑；另一類為硬物軋人鋼絲表面。 ^[3] 

扁鋼絲主要生產方式有：平輥軋製或採用具有一定孔型軋輥軋製；模拉，將熱軋或者冷軋後的寬板縱剪。由於壓扁軋製生產的扁鋼絲質量優、成本低， 因而具有廣泛的應用和研究價值。

平輥軋製是指在軋機上採用一對不帶任何孔型的軋輥將拉拔到一定規格的圓鋼絲軋製成扁鋼絲的工藝，其具有以下幾個問題：（1）由於圓鋼絲軋製成扁鋼絲時第1道次橫截面變化的特殊性，各種因素的綜合結果尚不清楚，因此未能得到合理的計算公式。 （2）金屬變形中流動不均勻引起的殘餘應力， 在大變形下易導致鋼絲出現邊浪等缺陷，而關於殘餘應力的測定及控制方法的探討卻寥寥無幾。 （3）軋輥材質、軋輥表面質量和接觸區潤滑對扁鋼絲成品表面光潔度的影響還未引起較多的關注。 ^[1] 

原料表面存在深度超過0.1mm的深裂紋，在拉拔過程中不易發現，這是由於鋼絲表面完全被潤滑層包圍。但在壓扁過程中出現局部開裂，大多數情況是沒有明顯裂開，而是在扁鋼絲的自由弧邊處形成許多微細裂紋，造成鋼絲的力學性能嚴重下降，在壓力容器機架纏繞過程中鋼絲斷裂。

一、心部有淬火組織

熱軋盤條在軋製控冷過程中，由於控冷不當，造成心部存在部分淬火組織（馬氏體或屈氏體）。或者原料在鉛淬火熱處理過程中操作不當，使心部存在部分淬火組織。當淬火組織較多時，在拉拔過程中就會斷裂，根本拉拔不成。當僅在局部有淬火組織時對拉拔過程影響不大，但在軋扁過程中就會開裂。這是由於鋼絲在拉拔、軋鋼過程中，因原料心部存在淬火組織，變形不協調，心部產生裂紋，首先由心中開裂，導致扁絲開裂。

二、原料中存在貝氏體組織

熱軋盤條在控冷過程中，由於冷卻速度過快，造成過冷度大，使盤條產生貝氏體組織，或者原料在鉛淬火熱處理過程中，由於過冷度大，產生貝氏體組織。貝氏體組織的存在直接影響鋼絲的深加工，當有貝氏體組織存在時，在軋製過程中也會出現開裂，只不過沒有淬火組織影響嚴重。

當原料組織中索氏體含量偏低，主要組織為珠光體時，這時原料的抗拉強度較低，一般為800~900MPa。成品扁絲要求達到用户要求的抗拉強度，如果不進行鉛淬火熱處理，而採用增加總壓縮率的方法，雖然鋼絲在軋製前具有較高的抗拉強度，但鋼絲的韌性較差，在軋製過程中會出現局部開裂，主要原因是變形量過大，鋼絲的韌性急劇下降所致。 ^[4]