H62 黄銅熱間圧延: 冷間圧延性に対する冷却効果

合金と冷却が重要な理由

H62 は、約 62% の銅と 38% の亜鉛を含む二相アルファ プラス ベータ銅-亜鉛合金で、鍛造銅および銅合金グレードの組成帯は GB/T 5231 によって定められています。高強度、良好な熱間可塑性、適度な冷間可塑性と、有用な機械加工性および耐食性を兼ね備えており、ピン、リベット、ナット、ワッシャー、導波管コンポーネント、クランプ プレート、ラジエーター部品、造船・製紙機械用部品など。

ストリップの製造において重要なプロセスステップは、熱間圧延そのものではなく、その後の冷却です。ベータ相は高温では柔らかく延性があるため、熱間圧延の際に役立ちますが、室温では硬くて脆くなりますが、アルファ相は延性を保ちます。したがって、コイル内にどの程度のベータ相が保持されるかによって、圧延荷重、パスあたりの達成可能な圧下率、プレートの形状、および冷間圧延機でのエッジ亀裂のリスクが決まります。

微細構造のメカニズム

熱間圧延温度ではベータ相が存在し、変形可能であるため、スラブは管理可能な荷重で亀裂を生じることなく圧延されます。

冷却すると、ベータは、さらなる冷間圧下に十分な延性を備えたアルファに富んだ構造に向かって徐々に変態します。{0}

変態は時間に依存するため、最終温度だけでなく冷却速度も保持されるベータ部分を決定します。

高い水流で急速に冷却すると、コイル内で大量のベータが凍結し、変形しにくく、端に亀裂が入りやすいストリップが残ります。

初期段階でゆっくりと冷却することで、ベータ相が変態する時間が与えられますが、最後に冷却速度が速くなることで、ストリップが長時間高温に留まり、粗大な結晶粒が成長するのを防ぎます。

均一な急速冷却がストリップに与える影響

最後の熱間圧延パスの直後に冷却水の最大流量が適用されると、コイルは高いベータ含有量で固定されます。この状態での生産記録は、損傷を明確に示しています。仕上げスタンド上の回転力は急激に増加し、4 回目のパスでは約 1200 t に達しました。プレートの形状が劣化します。横方向の厚さの公差は広がり、約 63 マイクロメートルに達します。深刻なエッジの亀裂が発生し、オペレーターはさらに厳しいトリミングを余儀なくされ、歩留まりが低下します。

削減も非効率になります。ストリップを 14.0 mm から 3.0 mm にするには、パスあたりの減少量が非常に小さい 8 パスが必要になる場合があります。これにより、プロセスが長くなり、圧延時間が長くなり、ストリップが圧延限界に近い負荷で繰り返し加工されるため、表面品質が低下します。素材に欠陥はありません。相状態は冷間加工には単純に間違っています。

段階的な冷却体制

段階的レジームでは、コイル内のベータ含有量が著しく低下し、その違いは金属組織学的検査で確認できます。その後、冷間圧延はあらゆる測定可能な方法で改善されます。つまり、最終ゲージに達するまでのパスが減り、圧延力が低下し、横方向の厚さの公差が約 10 マイクロメートル以内に保たれ、エッジ割れが解消されます。下流では、形状とゲージの一貫性の向上が、ワッシャー、端子、ラジエ​​ーター部品などの完成部品のスリッティング、ブランキング、寸法精度にまで反映されます。

ミル周りのプロセス値は、このグレードの典型的な帯域内に保たれます。最終パス後の出口温度は約 820 ℃、最終パス温度は材料の加工可能性を維持するために約 550 ℃ を下回らないようにし、摩擦と冷却のためにエマルジョン濃度は 1.2% 付近に制御されます。これらは標準圧延スケジュールのミル設定値であり、新しい製品を実行する前に、実際のミル構成とコイル サイズに対して再確認する必要があります。{4}}

検証と供給への影響

この利点は微細構造から得られるため、冷却レシピだけではなく、証拠に基づいて受け入れられる必要があります。ベータ相含有量の金属組織学的検査、コイル幅全体および長さに沿った硬度、厚さプロファイルの測定、およびサンプルコイルの冷間圧延試行が実際的なチェックです。完成したストリップの引張および硬度の結果は、GB/T 2059 が銅合金ストリップを管理し、GB/T 5231 がグレード組成を管理する、該当する製品規格の要件に従います。

H62 ストリップの購入者にとってのメッセージは、一貫したホットミルの冷却実践が、安定した圧延荷重、予測可能な厚さ公差、きれいなエッジ、プレス加工でのスクラップの減少など、一貫した下流のパフォーマンスとして現れるということです。サプライヤーが生産性を向上させるために冷却方式を変更する場合、通常、その変化はまず厚さの変動の拡大とエッジ トリムの増加として現れ、後になって完成部品の寸法チェックの不合格として初めて現れます。

よくある質問

Q: 熱間圧延後に急速水冷すると、H62 の冷間圧延が難しくなるのはなぜですか?

A: 急速冷却により、コイルを変形させるのではなく、硬くて脆いベータ相の大部分が凍結してコイルになります。その後、ストリップは変形に抵抗し、圧延荷重が上昇し、形状が悪化してエッジの亀裂が発生します。

Q: どのような冷却スケジュールが推奨されますか?

A: 段階的冷却: ストリップが約 400℃に達するまで水流量を 1 時間あたり約 1000 立方メートルに減らし、その後、冷却を速やかに終了して粒子の成長を制限するために 1 時間あたり 2000 立方メートル近くの全流量にします。

Q: コールドミルではどのような改善が見られますか?

A: 同じ縮小率でもパス数が減り、転がり力が低下し、横方向の厚さの公差が約 63 マイクロメートルから約 10 マイクロメートル以内に改善され、エッジの亀裂がなくなりました。

Q: 購入者は、正しい冷却方法が使用されたことをどのように確認できますか?

A: ベータ相含有量の金属組織学的検査、コイル全体の硬度と厚さプロファイルの測定、および納入されたロットのサンプルに対する短い冷間圧延試験を通じて行われます。

Q: 冷却方式によって H62 の化学仕様は変わりますか?

A: いいえ。組成は GB/T 5231 で設定されたままです。冷却を実施すると相バランスが変化するため、同じ組成範囲内の同じ合金の機械的挙動および成形挙動が変化します。

Q: 最終パス温度を約 550℃ 以上に保つのはなぜですか?

A: ローリング スケジュールの終了時点でも材料がまだ作業可能である必要があるためです。冷間圧延しすぎると負荷が上昇し、エッジ割れが促進され、冷却制御による位相バランスの改善の目的が損なわれます。