CN1024812C - 提高冷加工线材延伸率的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提高冷加工线材延伸率的方法及装置。其主要技术方案有两种：一是反复弯曲法；二是电热法。前者是使被冷加工钢材在冷拔或冷轧减径流程中或成品收线前，通过一组交错排列的辊子。辊子分为两排，辊子总数≥7，辊子直径为50～70mm，辊间距为55～75mm。使钢材经过反复弯曲过程。电热法是在线材减径流程中或收线前运行的线材上通以电流，利用电阻发热，使线材达到250～450℃。两者都是通过减小残余应力，并使之趋于均匀分布，提高延伸率。

Description

本发明属于金属冷变形辅助加工方法和装置。主要适用提高冷加工线材的延伸率。
现有技术均采用冷拔或冷轧的方法生产线材（包括钢丝和钢筋）。其工艺流程为：
原材料（多为热轧线材）→机械剥壳（去除氧化铁皮）→冷拔或冷轧减径、刻痕→成品收线。
这种冷加工工艺主要是通过对钢材施加一定量的压缩率，产生冷作强化，使产品达到预定的强度。但该工艺流程生产的钢丝或钢筋，在原材料的总压缩率大于一定数值（例如40%）后，则产品的延伸率δ100大幅度下降，可由原来的22～26%降至2～3.5%。而总压缩率大于40%又往往是这种产品加工工艺所需要的，否则，总压缩率太低，则抗拉强度达不到规定的要求。实际上，这种冷加工丝材或线材是以牺牲延伸率，来满足强度要求的。致使通常的冷加工钢丝或钢筋等的延伸率只为2～3.5%（中国国家标准GBJ204-83;日本《预应力混凝土构件用冷拉钢丝及刻痕钢丝》标准JISG3538）。而建筑部门等则要求这类钢材的延伸率δ100≥4%。
本发明的目的在于提供一种能在线提高冷加工线材延伸率的 方法及装置。而且方法及装置都很简单，其延伸率δ100能提高4%以上。
为了达到上述目的，本发明采用了反复弯曲法和电热法两个技术方案，使δ100达到4%以上。
现有技术中，冷加工线材生产方法，在钢材的塑性变形过程中所产生的残余应力值是很大的，而且这种残余应力沿钢材截面的分布是不均匀的，这就导致钢材延伸率的显著下降。
本发明的主要原理及技术方案就是减小这部分残余应力，并使之分布均匀，使得损失的部分延伸率得以恢复，从而达到提高冷加工线材延伸率的目的。
现将技术方案作进一步说明：
<1>反复弯曲法
使冷加工线材在冷拔或冷轧减径流程中或进入收线前，再通过一组交错排列的辊子，使钢材经过一次反复弯曲的过程。在反复弯曲过程中，残余应力将减小，且趋于均匀分布，达到提高延伸率的目的。
辊子分为两排。辊子的直径为50～70mm，辊间距为55～75mm，两排辊子的轴间距离小于上排辊与下排辊半径之和，辊子总数≥7。其中一列辊子的位置可沿着与线材运行的垂直方向调节。每个辊子可以自转。
辊子上装有滚动轴承，便于与线材相对配合运行。
这一组反复弯曲辊子安装在冷拔或冷轧生产线的减径道次流程中或成品收线工序之前。
<2>电热法
使冷加工线材在冷拔或冷轧减径流程中或进入收线前在运行的线材上通以电流，利用线材本身的电阻发热，使线材达到250～450℃，减小线材中的残余应力，从而达到提高延伸率的目的。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
①可以保证冷加工线材（包括钢丝和钢筋）的延伸率δ100≥4%。
②在提高延伸率的同时，可以不降低或少降低钢丝或钢筋的抗拉强度，使其仍符合相应的钢丝或钢筋强度等级标准。
③所需装置简单，在原有冷加工生产线上，仅增加部分较简易的设备，就可满足要求。不需另设生产线，可减小投资和能耗。
④本发明可处理各种形状的钢丝或钢筋等线材。
附图说明
附图为本发明反复弯曲法的装置结构示意图。
图中1为辊子，A为辊间距，B为两排辊子的轴间距离，2为被加工的钢丝或钢筋。
实施例
1、反复弯曲法
采用本发明所述的反复弯曲法，将直径分别为φ3.35、φ5.4和φ5.0mm的钢丝，通过一组交错排列的辊子，进行反复弯曲处理，处理前后，分别测定钢丝的抗拉强度和延伸率δ100，所得结果如表1所示。
表1    钢丝在反复弯曲处理前后的性能对比
钢丝    处理前    处理后
批号    直径
φmm    抗拉强度    延伸率    抗拉强度    延伸率
σbδ100σbδ100
MPa    %    MPa    %
1    5.35    640    3.0    635    7.5
2    5.4    655    3.5    655    9.5
3    5.0    735    2.5    730    5.5
2、电热法
根据本发明所述的电热法，采用牌号为Q235线材做试验，原始材料的直径为φ6.5mm，对钢丝通电处理，通过控制电流，将3批钢丝分别通电加热到250、300、450℃温度，钢丝运行速度为2M/S。表2列举了钢丝在电热法处理前后的性能对比
表2    钢丝在电热法处理前后的性能对比
钢丝    电加热    处理前    处理后
批号    直径    温度
mm    ℃    抗拉强度    延伸率    抗拉强度    延伸率
σbδ100σbδ100
MPa    %    MPa    %
4    5    250    855    3.0    855    4.5
5    5    300    795    3.0    790    4.8
6    5    450    780    3.5    775    8.5

Claims (3)

1、一种提高冷加工线材(包括钢丝和钢筋)延伸率的方法，其特征在于使冷加工线材在冷拔或冷轧减径流程中或进入成品收线前，通过一组交错排列的辊子，使钢材经过一次反复弯曲的过程，减小残余应力，并使其趋于均匀分布。
2、一种提高冷加工线材（包括钢丝和钢筋）延伸率的方法，其特征在于使冷加工线材在冷拔或冷轧减径流程中或进入成品收线前，在运行的线材上通以电流，利用线材本身的电阻发热，使线材达到250～450℃，减小线材中的残余应力。
3、一种利用反复弯曲法提高冷加工线材延伸率的装置，其特征在于它由一组交错排列的辊子组成;辊子分为两排;辊子总数≥7;辊子直径为50～70mm;辊间距为55～75mm;两排辊子的轴间距离小于上排辊与下排辊半径之和。
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