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某旋耕刀生產廠使用60Si2Mn材質、（9.5×90）mm直角扁鋼加工旋耕刀（見圖1），在初期加熱變形時，出現(xiàn)開裂現(xiàn)象（見圖2）。經了解，生產工藝為：下料→剪切→加熱→第1次變形→壓邊→變軋→第2次變形→沖孔→折彎→開刃→淬火→回火→表面處理→噴漆。經確認，開裂問題發(fā)生在第1次變形處理時。1.現(xiàn)場生產調查生產廠為新建廠，所有設備均為新設備，投產剛剛半年，我們對第1次變形及之前生產工藝進行現(xiàn)場了解觀察，原材料下料正常,剪切形狀規(guī)整（圖3），隨后進行加熱，加熱采用電磁感應加熱設備，材料從進爐到出爐約6s,加熱溫度不詳，溫度改變通過調節(jié)電流大小進行。第1次變形時，觀察變形生產100片，26片開裂，開裂處均為受力變形外弧面，位置不固定，相同點為26片開裂斷口相同，開裂斷口無金屬光澤，斷面呈渣狀。廠房相對封閉，設備緊湊，生產節(jié)奏較快。每天產生約5000片。2.發(fā)現(xiàn)生產現(xiàn)場存在的問題（1）現(xiàn)場觀察實際生產，發(fā)現(xiàn)材料加熱溫度較高，材料出爐顏色呈亮白色（見圖4）。（2）加熱工對感應加熱爐設備加熱溫度不詳，溫度僅憑個人感覺，設備溫度變動隨意。（3）員工不了解加熱溫度過高會對金屬材料產生哪些影響，只是片面追求產量。（4）作業(yè)指導書內容比較簡單。（5）員工無具體生產培訓，無生產經驗不足。3.原材料各項技術指標檢驗（1）化學成分分析在原材料上隨機取樣3支樣品用瑞士ARL直讀光譜儀進行化學成分分析，檢測結果見表1?？梢钥闯龌瘜W成分含量符合 GB/T1222—2007 彈簧鋼標準技術要求。表1化學成分（質量分數(shù)）檢測結果 （%）類別編號CSiMnPSCrNiCuAl原材料試樣10.611.760.800.0210.0050.120.010.010.00620.591.770.810.0160.0060.120.010.010.01030.591.740.790.0180.0060.120.020.020.005標準值0.56~0.641.50~2.000.70~1.00≤0.035≤0.035≤0.35≤0.35≤0.25-（2）力學性能及布氏硬度在扁鋼原材料上取樣進行力學性能及布氏硬度檢驗,檢驗結果見表2，由表2檢測結果可知材料力學性能及布氏硬度均符合 GB/T1222—2007 彈簧鋼標準技術要求。表2力學性能及布氏硬度檢測結果類別編號Rm/MPaRp0.2/MPaA11.3（%）Z（%）布氏硬度HBW原材料115001390732297215301360732302315201360733300標準值≥1275≥1180≥5≥25≤321（3）金相檢驗及低倍組織檢驗在扁鋼原材料上取樣進行金相檢驗及低倍熱酸浸蝕檢驗,檢驗結果見表3，由表3檢測結果可知原材料的金相（圖5、圖6）及低倍檢驗結果符合GB/T1222—2007 彈簧鋼標準技術要求。表3 金相檢驗及低倍檢驗結果類別編號非金屬夾雜物（級）顯微組織總脫碳層深度/mm錠形偏析（級）一般疏松（級）中心疏松（級）原材料1A1.5B0.5—D1P+F0.1900.51.02A1.5——D1P+F0.1700.51.03A2—C1D1P+F0.1700.51.0標準值≤2.5≤2.5≤2.0≤2.0—≤0.22≤2.5≤2.5≤2.54.加工開裂與未開裂試樣檢驗隨機選取第1次變形處理開裂試樣（見圖7）與第1次變形處理未開裂試樣（見圖8），分別在相同的部位取樣進行顯微觀察，結果如下：（1）第1次變形處理開裂試樣觀察開裂斷口，形貌呈“豆腐渣”狀，斷口無金屬光澤，在斷口附近取樣進行顯微觀察，斷口附近裂紋呈網絡狀沿晶開裂，晶界上有氧化物，形貌如圖9～12所示。浸蝕后，斷口附近組織形貌如圖13～16所示，晶粒粗大，少量晶界融化開裂，局部晶界氧化。觀察材料表面組織晶粒異常粗大，組織形貌見圖17。（2）第1次變形處理未開裂試樣在與開裂試樣相同位置取樣進行顯微觀察，試樣表面完好無開裂，拋光態(tài)顯微形貌未發(fā)現(xiàn)異常，浸蝕后觀察顯微組織形貌，發(fā)現(xiàn)內部也有少量晶界融化、沿晶開裂的裂紋，缺陷組織形貌如圖18～20所示，表面組織晶粒也粗大，組織形貌如圖21所示。5.綜述（1）原材料各項性能檢驗指標結果均符合國標技術標準要求，開裂主要原因是由于材料下料后加熱不當，出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，使晶界氧化和開裂，破壞了金屬基體的連續(xù)性，使晶間結合力大為降低或完全失效，加熱溫度過高也使晶粒變的異常粗大，也大大降低了材料的各項力學性能，致使在后期變形應力作用下沿晶界開裂。（2）加工未開裂的樣品，晶粒也粗大化，內部也存在顯微裂紋及晶界融化開裂現(xiàn)象，雖然變形加工未開裂，但這些缺陷的存在，在后期的熱處理過程中（或成品使用中）也會是潛在的失效源，容易在這些缺陷處形成應力集中，導致材料失效。（3）作業(yè)指導書比較簡單，對材料加熱溫度控制無詳細說明，操作工經驗相對匱乏，對材料加熱知識了解較少，加熱設備無專人管理，任何人可隨意調動（據了解，工人反映，加熱溫度低，后期加工材料降溫太快，增加磨具損耗，加工困難且噪音變大，降低產量）。6.建議（1）培養(yǎng)員工質量意識，規(guī)范員工生產操作，鼓勵員工學習相關生產專業(yè)知識，提升專業(yè)技能。（2）優(yōu)化、細化生產作業(yè)指導書，對加熱工藝進行細致說明，定期對員工進行生產培訓。（3）加熱設備應專人管理，加熱溫度不能隨意調動，嚴格按照作業(yè)指導書執(zhí)行，增加溫度監(jiān)控顯示設備，方便實時觀察，防止出現(xiàn)過燒、過熱等缺陷的產生。
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