2010 年之后，随着汽车行业的高速发展，客户对产品交付质量的要求越来越高。楔横轧生产过程中，由于原材料、加热温度、导板等因素的异常，可能会导致产品出现折叠、疏松、卡料、过热、过烧、尺寸不一致、划痕、深坑等缺陷。这些缺陷不仅对质量造成不良影响，还制约了生产的稳定性，影响订单的交付。如何消除这些质量缺陷，提升生产稳定性，尤为重要，本文将从原材料、温度、导板三个方面，分析对产品质量的影响，并提出有效的工艺对策。
原材料对产品质量的影响及工艺对策
对楔横轧工艺造成影响的原材料缺陷主要分两类：一类是原材料的外观缺陷，例如原材料裂纹、折叠、凹坑、端面不平整、缩颈、弯曲、椭圆等，这些原材料的外观缺陷，在塑性成形时，会“遗传”-到楔横轧产品的表面；另一类是原材料的内部缺陷，例如夹杂、疏松等，也会导致楔横轧产品的内部缺陷。原材料折叠和疏松是影响锻件的主要因素，下面进行重点分析。
原料材折叠
对于黑皮材圆钢，偶尔会存在原材料折叠的情况，且在圆钢状态下不易发现。但在楔横轧生产后，热态、冷态、机加工后均可明显看出，如图1 所示。
措施：由于原材料折叠属于热轧圆钢的缺陷，可在钢材协议中要求光亮材(修磨材)交付，增加表面缺陷检验。如果考虑成本因素，使用黑皮材，则应在楔横轧生产时对热轴进行100%外观检验，避免缺陷流入下一道工序。
原材料疏松
齿轮和齿轮轴是汽车变速箱的核心零部件，对心部强度、抗弯抗扭、冲击韧性等力学性能要求很高，一般使用热轧圆钢。
热轧齿轮钢在连铸过程中，由于拉速过快、过热度偏高等因素，易造成铸坯缩孔、疏松类缺陷。且在后续热轧过程中，如果始轧温度、轧制比等轧制工艺参数不合适，无法将铸坯缺陷焊合，这就会导致钢材疏松。一般使用钢棒相控阵超声无损检测和低倍组织及缺陷酸蚀检验法进行疏松缺陷的检验，钢材疏松及检验情况如图2所示。
措施：楔横轧工艺无法改善钢材疏松情况，使用疏松的钢材，一般会将缺陷传到楔横轧产品中。因此，一般在钢材协议中要求轧制比不小于9，较大的轧制比可以使热轧钢材的变形深入心部，改善铸坯缺陷，得到合格的钢材。
加热温度对产品质量的影响及工艺对策
楔横轧工艺生产轴类件，一般使用中频感应加热，加热温度与模锻基本一致，一般要求1100 ～1200℃，不同材质的钢材要求有所差别。加热温度过高或过低都会导致卡料、过热过烧、尺寸不一致、中空疏松等缺陷。下面对卡料、过热过烧、尺寸不一致等缺陷进行重点分析。
卡料
当加热温度低于工艺要求温度，或未及时启动轧机、导致热态原料被冷却水降温，会造成轧制力不足，导致卡料，如图3 所示。当温度过高，导致原料变形抗力过小，而轧机转速与摩擦条件不变，也会破坏旋转条件，导致卡料。
措施：使用测温探头+自动三分选系统，可以有效地解决该问题。测温探头可以测量每根出炉料段的温度，并在自动分选系统输入温度范围，超过下限就会自动将料段甩到低温料架，超过上限会将料段甩到超温料架。由于中频出料一般采用快速链条将热态料段快速带出，存在一定程度的振动，需要定期对测温探头进行紧固，避免探头的位置偏差。此外，需要定期使用测温枪比对、校准。
过热和过烧
当加热温度超过工艺要求温度或在高温下停留时间过长时，就会引起奥氏体晶粒迅速长大，导致过热缺陷。当坯料加热温度超过了过热温度，还会引起氧化性气体渗入晶界，使晶间物质Fe、C、S 发生氧化，甚至晶界产生熔化，完全破坏晶粒间的结合，导致过烧缺陷，如图4 所示。
措施：需要严格按照加热规范，使用测温探头+自动三分选装置，对于分选出的超温料段，必须报废处理。
尺寸不一致
楔横轧生产轴类件，一般采用对称轧制，一轧二件、一轧四件、甚至一轧六件。比如，对于一轧四件产品，由于料段比较长，在中频加热时，如果出现料段加热温度不均匀，则会导致四件的尺寸一致性较差，甚至出现尺寸超差的情况，如图5 所示。
对于气缸推料的中频加热设备(非连续进料)，是导致该问题的一个重要原因。料段在中频炉内加热，当料段靠近或超出炉口时，易导致一端温度偏低。由于四件产品对应的模具在设计时是按照均匀的温度工况原则，当料段在中频炉内的摆放位置不合适时，温度的不均匀就会导致产品尺寸不一致。
中频加热时，当料段靠近或超出入炉口、出炉口，就会导致温度不均匀，如图6(a)所示。应当通过调节气缸限位的位置和料段数量，使得首、尾料段均在炉内，且距离炉口50mm 以上，避免散热降温过快，保证温度均匀，如图6(b)所示。
导板对产品质量的影响及工艺对策
二辊立式楔横轧轧机有上、下两个轧辊，上辊安装上模具，下辊安装下模具，前后有两个导板，用于控制轧件，在生产时防止轧件的摆动，保证轧制过程的稳定。轧辊、模具、轧件、导板的位置关系如图7 所示。
划痕缺陷
划痕缺陷就是产品外圆面上的沟状缺陷，一般发生在产品的大台外圆上，如图8(a)所示。划痕是在轧制过程中，导板上粘的料冷却变硬之后，划伤了正在旋转成形的热轴外圆。只有避免在塑性成形中，导板将热轴表面的料刮下来，才能避免料粘在导板上，导致划痕缺陷。稳定的轧制过程，前后导板位置不在同一水平线上，应该是轴件的外圆面贴到导板的中间部位，如图8(b)所示。
当导板调整的高度位置不合理，热轴的外圆面接近导板上下边缘时，易导致刮料，对于这种情况，需要调整导板上、下高度。当上、下模具对轧件的作用力相差较大，使得热态轧件紧贴一侧导板且受力较大时，也易导致轧件表面的料粘到导板上，进而产生划痕。这时，需要采取调整相位、导板的前后位置、修理模具成形面等方法，避免轧件与单侧导板作用力过大。另外，导板的表面硬度也很关键，根据实践经验，采用D322 焊条堆焊，磨床加工，其硬度超过60HRC，磨损较慢，能够减少粘料情况的发生。
深坑缺陷
深坑缺陷可能发生在轧件任意台阶，往往在抛丸后显现出来。深坑缺陷和划痕缺陷产生的根源相同。由于轧制过程中一直浇水冷却，粘在导板上的料一般都为冷态，当粘在导板上的料掉落，就会压入到热轴的表面，如图9(a)所示。在抛丸钢砂的作用下，粘在轴件表面的料就会掉落，形成深坑缺陷，如图9(b)所示。解决方法与解决划痕缺陷的方法相同，只有避免导板刮下热轴表面的料，才能解决深坑缺陷。