[发明专利]一种热轧盘条表面氧化铁皮结构快速分析方法

说明书

本发明涉及一种热轧盘条表面氧化铁皮结构快速分析方法，其工艺步骤是：首先进行试样的制备，切割出待测热轧盘条横截面试样，采用保边型热镶嵌料对试样进行镶嵌，对试样进行磨平与抛光，制备出所需试样；再将制备好的截面试样用导电胶带固定在扫描电镜的样品台上，获得清晰的不同层次氧化铁皮形貌像；采用能谱对不同层次氧化铁皮进行微区成分分析；再采用扫描电镜测量尺对氧化铁皮厚度进行测量，在能谱分析位置分别测量各个层次氧化铁皮厚度以及氧化铁皮总厚度；最后得出热轧盘条表面氧化铁皮厚度、组分的具体信息。解决了易破碎、导电性能差的氧化铁皮样品的制备困难及氧化铁皮组分定量表征检测复杂、效率低的问题，克服了常规金相显微镜检测无法精确定量表征氧化铁皮微观结构的问题。

技术领域

本发明涉及一种结构分析方法技术领域，更具体地说，它涉及热轧盘条表面氧化铁皮结构快速分析方法。

背景技术

热轧盘条多数要进行拉拔、冷镦等深加工，深加工的前处理工序是去除表面氧化铁皮。氧化铁皮去除不干净时，盘条表面会残存较多的氧化铁皮，并在拉拔时刮伤模具和钢丝表面，减低拉丝模寿命，同时会使钢丝表面产生伤疤等缺陷，严重时会引起断丝。目前常用的去除氧化铁皮方法有酸洗和机械剥壳，酸洗是采用酸和氧化铁皮发生化学反应，溶解掉表面氧化铁皮，所以酸洗去除氧化铁皮时要求氧化铁皮越薄越好。机械剥壳则是借助于振动、抛丸、变形等外力，使氧化铁皮剥离基体，相对而言，氧化铁皮越厚，越容易整体剥离基体，剥壳效果越好。

另外热轧盘条氧化铁皮通常有三种结构组成，分别是最外层Fe₂O₃，次外层的Fe₃O₄，内层的FeO。氧化铁皮的相组成在理论上一般由2~3种成分不同的氧化物组成，由铁氧相图可见各相的氧含量非定值而在一定区间范围内存在。三种氧化铁皮晶体结构不同，FeO是氯化钠型离子晶体，Fe₃O₄是具磁性的黑色晶体，Fe₂O₃晶体结构为刚玉型（密排六方）。三层氧化铁皮结构对酸洗和剥壳敏感性也不同，比如低价的氧化铁皮（FeO）更容易机械剥壳，高价的氧化铁皮（Fe₂O₃）则更容易酸洗。

因此对氧化铁皮结构进行详细解析，生产过程中可通过调整轧制和冷却工艺，控制氧化铁皮厚度和结构组分。酸洗或剥壳前对氧化铁结构进行解析，可通过氧化铁皮厚度和各层组分，制定合适的酸洗工艺或剥壳工艺，在保证氧化铁皮去除质量的前提下有效降低加工成本。

目前热轧盘条表面氧化铁皮测量，通常将盘条试样加工、镶嵌、磨制，在抛光状态下利用光学显微镜观察。选取氧化铁皮厚度较均匀的区域，利用图像分析软件测量至少五个点的氧化铁皮厚度，五个值的平均数即为平均氧化铁皮厚度值。此方法简易操作，但是无法表征氧化铁皮结构以及不同组分氧化铁皮的厚度。

公开号为CN101879530A 的专利“热连轧带钢表面氧化铁皮厚度软测量方法”，其内容属于轧钢技术领域，主要涉及实时进行热连轧过程氧化铁皮厚度预测。但是，其测量方法建立厚度软测量模型，通过与热连轧过程机建立实时通讯，从而对热连轧过程氧化铁皮厚度进行预测。不适用于盘条表面氧化铁皮的实际测量。

公开号为CN103837557A的中国专利“采用EBSD表征热轧钢板截面氧化铁皮微观结构的方法”，其内容属于金属材料物理性能检验技术领域。利用电子束照射到样品表面后形成的背散射衍射信息获得样品的物相、取向、应力状态等数据对晶态材料进行分析。EBSD表征氧化铁皮结构可以得到详细的组分信息，但目前EBSD在实验室还未普及，多数实验室不具备检测能力，EBSD样品对表面残余应力要求高，制样难度大，后续分析过程复杂，检测效率低，不适合批量检测。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热轧盘条表面氧化铁皮结构快速分析方法，解决了易破碎、导电性能差的氧化铁皮样品的制备困难及氧化铁皮组分定量表征检测复杂、效率低的问题，克服了常规金相显微镜检测无法精确定量表征氧化铁皮微观结构的问题。