出口鈹片表面質量提高研究

劉兆剛，王維一

出口鈹片表面質量提高研究

劉兆剛，王維一

（西北稀有金屬材料研究院稀有金屬特種材料國家重點實驗室，寧夏石嘴山 753000）

目前生產的出口鈹片超一半因其表面質量問題達不到要求，要提高出口鈹片的表面質量，必須重新研制表面處理加工量較大的、不僅能徹底消除鈹片表面的氧化鈹薄層，更能大幅度降低、消除整個軋制過程中產生的及原材料本身帶來的而遺留到產品表面處理工序的表面缺陷的新的鈹片表面非化洗處理方式。采用磨砂砂光拉絲機對出口鈹片表面進行砂光拉絲處理，能較大幅度地降低、消除出口鈹片表面缺陷，能較大幅度地提高出口鈹片的表面質量。

鈹片；表面缺陷；非化洗處理；砂光拉絲

目前生產的出口鈹片其合格率還很低，僅有40%。究其原因，除了國外用戶對其所需鈹片的表面質量要求嚴格苛刻之外，關鍵的因素還在于：（1）主要生產設備陳舊、落后；（2）生產出口鈹片的方式、方法及其工藝還不夠完善、成熟。影響出口鈹片表面質量的主要因素在于：出口鈹片表面存在劃痕、劃傷、凸起、凸包、輥印、輥痕、坑點、麻點、黑渣、黑點、兩色、邊緣毛刺、臟污等缺陷。盡管上述缺陷中大多數是輕微的、不明顯的、不影響其使用性能的，但由于國外用戶對其所需鈹片要求無任何可檢測到的表面缺陷，按照國外用戶的標準，目前所生產的出口鈹片超一半表面質量達不到要求。

1 出口鈹片表面缺陷產生的主要環(huán)節(jié)

1.1軋制環(huán)節(jié)

由于鈹是脆、硬、低塑性金屬，因此鈹在軋制過程中極易碎裂、掉渣、掉末、橫裂，這不僅使所軋鈹板表面產生坑點、麻點等表面缺陷，更主要的是使軋輥輥面易被損傷。另外，現有的軋輥其表面硬度低（相對軋制鈹來說），輥面軟，輥面更易被損傷。而損傷的輥面反過來直接影響所軋鈹片的表面，產生更多如凸包、凸起、輥印、輥痕、坑點等表面缺陷，軋制環(huán)節(jié)產生的表面缺陷約占總缺陷的53%。

1.2加熱環(huán)節(jié)

加熱爐陳舊，膛內耐火層受熱時局部易脫落掉渣，其細小的渣粒易附著在鈹片表面，在軋制過程不易被發(fā)現或不易被清除或沒有及時清除而直接軋入鈹片表面形成黑渣、黑點、麻點、坑點等表面缺陷，加熱環(huán)節(jié)產生的表面缺陷約占總缺陷的3%。

1.3熱處理環(huán)節(jié)

目前用多用的熱處理爐進行鈹片熱處理，由于爐內氣氛差，導致熱處理后的鈹片表面脆硬、局部色澤不一，產生兩色，熱處理環(huán)節(jié)產生的表面缺陷約占總缺陷的3%。

1.4線切割環(huán)節(jié)

由于切割時沒有給定適當的過切量，導致切割始末點沒有完全重合而產生邊緣毛刺；同時線切割的切割操作技術及切割后的處理方法還不夠完善，鈹片在切割過程中及切割后的表面清潔、擦拭、自檢等環(huán)節(jié)其表面極易被劃而產生劃傷、劃痕；同時由于切割后的表面清潔、擦拭不徹底而留有臟污。線切割環(huán)節(jié)產生的表面缺陷約占總缺陷的14%。

1.5原材料環(huán)節(jié)

生產鈹片的原材料本身就直接帶來了如黑渣、黑點、麻坑、表面針眼、麻點等“遺傳”性表面缺陷，原材料環(huán)節(jié)表面缺陷約占總缺陷的16%。

1.6檢測、檢驗環(huán)節(jié)

由于檢測、檢驗者檢測、檢驗過程中取、拿、操作、放、裝等細節(jié)不夠仔細或檢測、檢驗工具、儀器客觀局限所致，此環(huán)節(jié)鈹片表面易被劃或被弄臟而產生劃傷、劃痕、臟污等缺陷。檢測、檢驗環(huán)節(jié)產生的表面缺陷約占總缺陷的11%。

2 問題與討論

2.1鈹片表面缺陷遺留到產品表面處理工序的原因

鈹片表面缺陷中的大多數缺陷比較頑固，通常用化洗的辦法方能有效消除、降低。國外用戶要求生產鈹片產品的整個工藝過程均不能對其表面進行化洗處理。因此鈹片軋制過程中產生的及原材料本身帶來的表面缺陷以及鈹片加熱軋制時形成的氧化鈹薄層就幾乎全部遺留到產品表面處理工序。

2.2采用平式離心流動研磨進行非化洗處理效果欠佳

目前采取研磨拋光方式對出口鈹片表面進行非化洗處理，由于采用的平式離心流動研磨機，其研磨時的鈹片表面磨削加工量很小，其作用主要是去除鈹片表面的氧化鈹薄層，而對于鈹片表面缺陷只能有限輕微化，而幾乎無法將其消除、降低。

2.3“改進、更新、提高、完善、合理”后的效果

通過采取合理的軋制改進措施、通過對熱處理及加熱環(huán)節(jié)設備的更新、通過對線切割環(huán)節(jié)切割技術的提高及切割后處理方法的完善、通過采取仔細檢測、檢驗操作及合理檢測、檢驗手段，出口鈹片的表面缺陷會有一定幅度的降低，其表面質量及合格率會有一定幅度的提高，但提高幅度不會太大。

2.4提高出口鈹片表面質量的方法

要提高出口鈹片的表面質量及其合格率，必須重新研制表面處理加工量較大的、不僅能徹底消除鈹片表面的氧化鈹薄層，更能大幅度降低、消除整個軋制過程中產生的及原材料本身帶來的而遺留到產品表面處理工序的表面缺陷的新的鈹片表面非化洗處理方式，較大幅度提高出口鈹片的表面質量，最終較大幅度提高出口鈹片的合格率。

3 方案實施

3.1出口鈹片表面缺陷分析歸類

經過細致的分析歸類，出口鈹片在生產過程中其表面產生的主要缺陷類型有：凸包、凸起、輥印、輥痕、坑點、黑渣、黑點、麻點、坑點、兩色、邊緣毛刺、劃傷、劃痕、麻坑、表面針眼、臟污。

3.2統計各工序環(huán)節(jié)產生的缺陷占總缺陷的百分

比及各工序環(huán)節(jié)產生的不合格率

經過對出口鈹片生產各工序環(huán)節(jié)產生缺陷的分析統計，各工序環(huán)節(jié)產生的缺陷占總缺陷的百分比及各工序環(huán)節(jié)產生的不合格率見表1。

表1 各環(huán)節(jié)產生的缺陷所占百分比及不合格率%

3.3針對分析、歸類、統計的結果，采取有效措施

根據分析、歸類、統計的結果，制定的出口鈹片生產各工序環(huán)節(jié)缺陷產生的控制降低措施、實施情況及效果見表2。

表2 各環(huán)節(jié)缺陷產生的控制降低措施、實施情況、效果

通過對出口鈹片生產各工序環(huán)節(jié)缺陷產生的控制及采取措施，出口鈹片的表面缺陷有了一定幅度的降低，其不合格率通過上述方案降低了12.6%，即：合格率通過上述方案提高了12.6%。至此，出口鈹片的合格率提高至52.6%。由表2可知：通過更換新的加熱爐和購買鈹片熱處理專用高真空爐，加熱及熱處理工序環(huán)節(jié)缺陷的產生基本上得到了控制。至此，出口鈹片表面缺陷的產生就基本上集中在軋制、原材料本身、線切割、檢測、檢驗工序環(huán)節(jié)。由于線切割、檢測、檢驗工序環(huán)節(jié)在鈹片表面非化洗處理之后，因此，通過對出口鈹片生產各工序環(huán)節(jié)缺陷產生的控制及采取措施后，鈹片表面非化洗處理主要針對軋制工序環(huán)節(jié)產生的及原材料本身帶來的未控制住及未消除的表面頑固余留缺陷［1］。

3.4研究制定新的鈹片表面非化洗處理方式方法

要較大幅度提高出口鈹片的表面質量及其合格率，必須重新研制表面處理加工量較大的，不僅能夠去除出口鈹片表面的氧化鈹薄層，更能大幅度降低、消除出口鈹片軋制工序環(huán)節(jié)產生的及原材料本身帶來的而遺留到產品表面處理工序的鈹片表面頑固余留缺陷的新的鈹片表面非化洗處理方式，以便較大幅度提高出口鈹片的表面質量，最終較大幅度提高出口鈹片的合格率。

通過查閱資料及分析，目前，對金屬板材表面進行機械處理后能達到：（1）具有較大的表面機械加工量，能最大化消除表面系列缺陷；（2）處理方式為單向機械處理；（3）處理后表面呈單向均勻細絲紋［2］且無明顯劃傷等后序缺陷產生的效果最好的設備為砂光機。

3.5通過具體的對比實驗，確定出口鈹片表面非化洗處理方式的基本工藝

在鈹片表面砂光拉絲后其厚度公差符合標準而不超差的前提下，砂光拉絲前鈹片厚度盡可能大地留有余量，以便對鈹片表面砂光拉絲時有較大的砂光加工量，以便最大化地降低、消除鈹片表面頑固余留缺陷。

確定的工藝：（1）砂光拉絲道次：15～20道次，每砂光一次進行換面砂光，以便對板形進行及時有效的矯正；（2）砂光實際總加工量：0.02～0.03 mm；（3）選用砂帶規(guī)格：0.025 mm；（4）砂光加工調節(jié)量：每五道次調節(jié)一次，每次調節(jié)0.02 mm。

值得注意的是：砂光加工調節(jié)量過小，砂光作用不大、砂光效果差、砂光效率低；砂光加工調節(jié)量過大，被砂光鈹板易碎裂、易變形，同時易損壞砂帶和輸送帶。

嚴格執(zhí)行上述工藝，鈹片表面經砂光處理后，其表面缺陷大多數被消除，表面呈現光潔且色澤統一的很好效果，表面質量得到了大幅度的提高。砂光拉絲前后鈹板表面效果對比如圖1所示。

圖1 砂光拉絲前后鈹板表面效果對比

4 結 論

用磨砂砂光拉絲機對出口鈹片表面進行砂光拉絲處理后，因對其表面的砂光加工量較大，所以出口鈹片表面的大多數缺陷被消除。因此，采用磨砂砂光拉絲機對出口鈹片表面進行砂光拉絲處理，能較大幅度地降低、消除出口鈹片在軋制工序環(huán)節(jié)產生的及原材料本身帶來的而遺留到產品表面處理工序的鈹片表面余留缺陷，能較大幅度地提高出口鈹片的表面質量，最終能較大幅度地提高出口鈹片的合格率。

［1］ 吳炳乾.金屬鍍層與酸處理［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1989.

［2］ 陳立新.有色金屬表面處理［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1992.

Export Beryllium Tablets Surface Quality Im prove Research

LIU Zhao-gang，WANGWei-yi
（NorthwestRareMetalMaterialResearchInstitute，StateKey LaboratoryofRareMetalsSpecialtyMaterials，Shizuishan753000，China）

Currently super half of the export beryllium tablets production is not up to the requirement because of the surface quality.To improve the surface quality of export beryllium tablets，must again development surface processing，and not only can completely eliminate beryllium tablets surface of oxidation beryllium thin layer，but also significantly reduced，and eliminated produced in whole rolling process and the raw materials itself brings of and legacy to products surface processing process of surface defects of new of beryllium tablets surface non-of wash processing way.Use sanding wire drawing machine to arind on the export beryllium surface can greatly reduce the surface defects of beryllium，eliminate surface defects，and greatly improve surface quality.

beryllium sheet；surface defects；non-processing；sand drawing and wiredrawing

TG146.24

：A

：1003－5540（2016）06－0050－03

2016－09－23

劉兆剛（1981－），男，工程師，主要從事鈹及鈹合金的制備工藝研究工作。