CN105772521B - 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置 - Google Patents

一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105772521B
CN105772521B CN201610008873.6A CN201610008873A CN105772521B CN 105772521 B CN105772521 B CN 105772521B CN 201610008873 A CN201610008873 A CN 201610008873A CN 105772521 B CN105772521 B CN 105772521B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wire
finish draw
silk material
heating
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610008873.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105772521A (zh
Inventor
周琦
孔见
王克鸿
周春东
朱军
彭勇
孙宏宇
蔡雅君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Shuoshi Welding Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Shuoshi Welding Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Shuoshi Welding Science & Technology Co Ltd filed Critical Jiangsu Shuoshi Welding Science & Technology Co Ltd
Priority to CN201610008873.6A priority Critical patent/CN105772521B/zh
Publication of CN105772521A publication Critical patent/CN105772521A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105772521B publication Critical patent/CN105772521B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
    • B21C1/02—Drawing metal wire or like flexible metallic material by drawing machines or apparatus in which the drawing action is effected by drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C19/00—Devices for straightening wire or like work combined with or specially adapted for use in connection with drawing or winding machines or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B21C3/12—Die holders; Rotating dies
    • B21C3/14—Die holders combined with devices for guiding the drawing material or combined with devices for cooling heating, or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C9/00—Cooling, heating or lubricating drawing material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种加热‑拉丝‑精拉整形‑冷却的丝材制备方法和装置，该装置主要包括感应加热机构、拉丝模具、精拉整形处理机构、冷却机构、保护气槽，以及密封圈。该拉丝装置适用于高强焊丝和金属导线的制造。本发明采用非接触式感应加热，能够快速将待拉丝材(或线材)加热到一定温度，并提高其塑韧性，便于拉丝。本装置可以提供气体保护，有效防止丝材在加热拉拔过程中被氧化。本发明的丝材制备方法集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体。

Description

一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置
技术领域
本发明属于丝材制备技术领域，具体为一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法和装置，适用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材的生产。
背景技术
高强焊丝在拉拔过程中，由于其强度硬度高，容易发生脆断、粗细不均、损坏挤压模等问题。同时需要多次的拉拔，才能获得一定直径的焊丝，生产效率低下。而本发明可提供感应加热和精拉整形功能，可在短时间内将棒材加热至所需温度，提高棒材的塑韧性，也减小了杆材对挤压模的摩擦破坏，提高了拉丝效率和表面成形质量。
金属导线，如铜杆和铝杆在拉丝机上拉拔的过程中，会发生硬化、变脆，为了恢复单丝的塑性，保持良好的电气性能，因此需要将线材在一定的温度下进行热处理即退火处理。目前常见的退火拉丝机的退火设备主要由退火罐、加热丝等组成，它通过把单丝放置在一个加热的容器内达到退火的目的，该设备的主要优点是设备简单、易维护，缺点是耗电大、单丝性能不稳定，退火周期长、效率低。而本发明提供的装置具有加热和冷却功能，可以实现拉拔与组织控制一体化的功能。
查阅现有的焊丝及导线等丝材制造技术，大多采用分步加热、拉丝、整形、热处理等措施，来保证获得高质量的焊丝和导线等丝材，并没有发现具有集原位加热-拉丝-精拉整形-冷却功能于一体的方法及装置。而本发明提供了一种集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体的高质高效的丝材制备方法与装置，可用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材产品的生产。
发明内容
本发明的目的是提出了一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置及其方法，适用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材的生产。
本发明的技术方案为：
一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置，在拉丝方向依次设置第一密封圈、感应加热机构、拉丝模具、精拉整形处理机构、冷却机构以及第二密封圈；所述的感应加热机构包括陶瓷基体与感应线圈，感应线圈埋置在陶瓷基体上，所述的陶瓷基体内设有第一保护气槽，所述的冷却机构中设有第二保护气槽。
所述的感应加热线圈区域为加热区域，所述的拉丝模具区域为拉丝变形区域，所述的精拉整形处理机构区域为表面修复整形区域，所述的冷却机构区域为冷却控温区域。
如上所述的感应线圈与陶瓷基体的内侧之间铺置绝热绵。
如上所述的保护气槽的气体流通方向为由外向内。
如上所述的冷却机构中也设有保护气槽对打磨后的丝材冷却过程提供气体保护。
如上所述的拉丝模具中设有冷却水槽。
如上所述的精拉整形处理机构为管状结构，其内径和拉丝模具出口端直径相等；精拉整形处理机构需经淬火处理增加表面耐磨性；精拉整形处理机构工作时，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。
一种基于加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材装置的制备方法，其特征在于，包括具体步骤如下：
第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，i＝0,1,2…n-1，其中ξ为常数，为0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩率，n为拉丝次数；
第二步，待拉丝材进入感应加热线圈区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至预热温度区间；感应加热机构内的保护气槽通入保护气；
第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通有冷却水；
第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理；
第五步，精拉整形处理后的丝材进入冷却机构。在冷却机构中的水冷槽和气保槽分别通入冷却水和保护气，将精拉整形处理后的丝材冷却至室温后拉出冷却装置；
第六步，将冷却后直径为Φ1丝材依次进入直径为Φ2、Φ3…、Φ目标的拉丝模具和精拉整形处理机构的拉丝机构中，重复上述步骤，最终获得直径为Φ目标的丝材或线材精拉整形处理机构工作时，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。
第二步中，保护气流速为10L/min～35L/min。
第五步中，保护气流速为10L/min～35L/min。
其中，预热温度区间为待拉丝材的塑性温度的20％至50％。
本发明提供的方法及装置还可以对棒材进行拉丝。
本发明相对于现有技术相比具有如下显著优点：
1)该装置采用非接触式的高频感应加热方法加热待拉棒材(或丝材)，可以在短时间内将待拉棒材(或丝材)加热至一定温度以提高其塑性，避免长时间加热引起待拉棒材(或丝材)晶粒长大造成性能下降的影响。
2)陶瓷感应加热机构中靠陶瓷环内侧安置有保护气槽，可以提供气体保护，且保护气槽的流通方向为由外向内，由于热焊丝的热辐射作用，可以预热保护气，提高保护气的分压和在加热腔里的停留时间。
3)拉丝模具中安设有冷却水槽，可以及时降低拉丝模具的温度，避免由于温度过高出现粘刀的问题。
4)冷却机构中也设有保护气槽对整形修复后的丝材进行冷却处理，同时可以提供气体保护，避免了未冷却到较低温度而被空气氧化的情况。对于在加热拉拔过程中易逸出合金元素的丝材，可通入对应保护气体增大其分压，减少加热拉拔过程中丝材中合金元素的逸出。
5)本发明提供了的一种集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体的高质高效的丝材制备方法与装置，可用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材产品的生产，生产效率高，且棒材或丝材成型及性能好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是拉丝模具6沿A-A的截面图。
其中，1a-待拉丝材，2-第一密封圈，3-第一保护气槽，4-陶瓷基体，5-感应线圈，6-拉丝模具，7-精拉整形处理构件，8-冷却机构，9-第二保护气槽，10-第二密封圈，1b-拉完的丝材。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。以下实例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置：在拉丝方向依次设置第一密封圈2、感应加热机构、拉丝模具6、精拉整形处理机构7、冷却机构8以及第二密封圈10；所述的感应加热机构包括陶瓷基体4与感应线圈5，感应线圈5埋置在陶瓷基体4上，所述的陶瓷基体4内设有第一保护气槽3，所述的冷却机构中设有第二保护气槽9。
所述的感应线圈5与陶瓷基体4的内侧之间铺置绝热绵。
所述的保护气槽的气体流通方向为由外向内。
冷却机构8中也设有保护气槽对打磨后的丝材冷却过程提供气体保护。
所述的拉丝模具6中设有冷却水槽。
精拉整形处理机构7为管状结构，其内径和拉丝模具出口端直径相等；所述的精拉整形处理机构7经淬火处理增加表面耐磨性
实施例一
高氮钢丝材的生产
采用一种基于加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材装置的制备方法生产高氮钢丝材，包括具体步骤如下：
第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，(i＝0,1,2…n-1)，其中ξ为常数，一般取0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩率，n为拉丝次数。
高氮钢预热温度区间为300℃～500℃，选用氮气作为保护气。
根据待拉丝材种类确定预热温度区间和通保护气的种类及通气速率，对于在加热拉拔过程中易逸出合金元素(如氮元素)的丝材，可通入对应保护气体增大其分压，减少加热拉拔过程中丝材中合金元素的逸出。
第二步，待拉丝材进入感应加热区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至300℃～500℃；感应加热机构内的保护气槽通入氮气保护气，保护气流速一般为10L/min～35L/min。
第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通有冷却水；
第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。
第五步，精拉整形处理后的丝材进入冷却机构。在冷却机构中的水冷槽和气保槽分别通入冷却水和氮气保护气，氮气保护气流速为10L/min～35L/min，将精拉整形处理后的丝材冷却至室温后拉出冷却装置；
第六步，拉出的直径为Φ1的丝材依次进入直径为Φ2、Φ3…、Φ目标的拉丝模具和精拉整形处理机构的拉丝机构中，重复上述步骤，最终获得直径为Φ目标的高氮钢丝材或线材。
实施例二
铜导线的生产
与实例一不同是铜导线在拉丝过程中，对温度的控制要求比较高。同时，所需的保护气也不同，此处用氩气作为保护气。
采用一种基于加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材装置的制备方法生产铜导线，包括具体步骤如下：
第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，(i＝0,1,2…n-1)，其中ξ为常数，一般取0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩率，n为拉丝次数。
铜丝材预热温度区间为250℃～450℃，选用氩气作为保护气。
第二步，待拉丝材进入感应加热区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至300℃～500℃；感应加热机构内的保护气槽通入氩气保护气，保护气流速一般为10L/min～35L/min。
第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通有冷却水；
第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。
第五步，精拉整形处理后的丝材进入冷却机构。在冷却机构中的水冷槽和气保槽分别通入冷却水和氩气保护气，氩气保护气流速一般为10L/min～35L/min，将精拉整形处理后的棒材或丝材冷却至室温后拉出冷却装置；
第六步，拉出的直径为Φ1丝材依次进入直径为Φ2、Φ3…、Φ目标的拉丝模具和精拉整形处理机构的拉丝机构中，重复上述步骤，最终获得直径为Φ目标的铜导线。

Claims (3)

1.一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置，其特征在于：在拉丝方向依次设置第一密封圈、感应加热机构、拉丝模具、精拉整形处理机构、冷却机构以及第二密封圈；所述的感应加热机构包括陶瓷基体与感应线圈，感应线圈埋置在陶瓷基体上，所述的陶瓷基体内设有第一保护气槽，所述的冷却机构中设有第二保护气槽；所述的精拉整形处理机构为管状结构，其内径和拉丝模具出口端直径相等；精拉整形处理机构工作时，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理；所述的感应线圈与陶瓷基体的内侧之间铺置绝热绵；所述的精拉整形处理机构经淬火处理增加表面耐磨性。
2.根据权利要求1所述的加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置，其特征在于，所述的保护气槽的气体流通方向为由外向内。
3.根据权利要求1所述的加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置，其特征在于，所述的拉丝模具中设有冷却水槽。
CN201610008873.6A 2016-01-06 2016-01-06 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置 Active CN105772521B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610008873.6A CN105772521B (zh) 2016-01-06 2016-01-06 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610008873.6A CN105772521B (zh) 2016-01-06 2016-01-06 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105772521A CN105772521A (zh) 2016-07-20
CN105772521B true CN105772521B (zh) 2018-09-07

Family

ID=56390066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610008873.6A Active CN105772521B (zh) 2016-01-06 2016-01-06 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105772521B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108568456B (zh) * 2018-03-16 2020-05-15 昆明理工大学 一种高熔点金属丝制备方法
CN109926460A (zh) * 2019-04-18 2019-06-25 江西富鸿金属有限公司 一种键合镀锡合金线超高速拉丝设备
CN111299357B (zh) * 2020-03-02 2021-12-21 翟述基 高强钢型材热成形综合淬火整形系统
CN114011892B (zh) * 2021-10-29 2022-07-05 华中科技大学 可控温控速超声振动辅助薄壁毛细管拉拔成形装置及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6732562B2 (en) * 2000-05-09 2004-05-11 University Of Central Florida Apparatus and method for drawing continuous fiber
CN101249520A (zh) * 2008-03-28 2008-08-27 沈阳理工大学 一种无模拉丝成形方法及装置
CN102133582B (zh) * 2011-05-04 2013-04-24 北京科技大学 一种有模/无模联合拉拔工艺与装置
CN203725528U (zh) * 2014-02-27 2014-07-23 铜陵长江铜业有限公司 一种铜线拉丝模出口端整形及预热装置
CN205362247U (zh) * 2016-01-06 2016-07-06 江苏烁石焊接科技有限公司 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105772521A (zh) 2016-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105642688B (zh) 一种加热‑拉丝‑精拉整形‑冷却的丝材制备方法
CN105772521B (zh) 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置
CN205362247U (zh) 一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置
CN105543596B (zh) 一种航空用铝合金棒材的制造方法
CN104775053B (zh) 用于制造克氏针的医用Ti‑6Al‑7Nb合金丝的制备工艺
CN103695609B (zh) 用于铜包铝复合扁排性能调控的高频感应退火装置及工艺
CN201512563U (zh) 带钢多功能超快加热设备
CN102719650B (zh) 钢丝绳用高碳碳素钢丝热处理工艺
CN105463277B (zh) 一种铝合金棒材及其生产方法
CN102719643A (zh) 一种钢丝绳用高碳碳素钢盘条热处理工艺
CN106834836A (zh) 一种铝合金导线材料及其生产工艺
CN106399649A (zh) 一种低合金高强度焊丝球化退火方法
CN103785801B (zh) 一种镁合金纤维丝的生产装置
CN102676791A (zh) 钢丝感应加热处理装置、方法、轮胎钢帘线及硅片切割丝
CN102605153A (zh) 一种高硅电工钢带材中低温轧制制备方法
CN203754789U (zh) 一种半封闭管状铝型材热处理装置
CN103045839A (zh) 双金属带锯条热处理生产线淬火回火感应快速加热设备及其工艺
CN106884077B (zh) 一种高温合金冷拉材两段式电淬火软化退火工艺
CN102719651A (zh) 一种快速感应加热钢丝风冷热处理工艺
CN107904389A (zh) 一种铜铌复合线材的退火方法
CN101905275B (zh) 金属编织筛网的制造方法
CN210974821U (zh) 热处理炉
CN108774671B (zh) 以s48c为材料的采用锻后余热淬火的环件制造工艺
CN101733617B (zh) 双金属包覆方法
CN203065529U (zh) 双金属带锯条热处理生产线淬火回火感应快速加热设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant