CN107377660A - 一种胎圈钢丝的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胎圈钢丝的制作方法。所述一种胎圈钢丝的制作方法，包括以下步骤：放线、焊接、热水洗、钢丝梳线、退火、水浴淬火、表面处理一、水洗、表面处理二、水洗、中和、吹干、收线。本发明具有以下有益效果：消除了生产过程中胎圈钢丝的应力，保证了成品胎圈钢丝拉到9m长的时候残余扭转小于0.5转；五段式回火设计，炉温从低到高再到低的布局设计，在以往四段会回火的基础上增加了保温段回火，钢丝在炉中的时间更长，短时间内完成钢丝应力的消除处理；钢丝质量有了极大的提升，所取得的经济效益显著；本技术的成功研发和产业化，提高了胎圈钢丝性能，增加了胎圈钢丝的市场供给。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢丝的制作方法，具体说是一种胎圈钢丝的制作方法。
背景技术
胎圈钢丝用于轮胎的胎圈部分，是轮胎的主要骨架材料之一，用于制造乘用汽车及其它运载车的轮胎胎圈钢丝束，其作用是使轮胎紧密地固定在轮辋上，并承受着轮胎与轮辋之间的各种相互作用力。
子午线轮胎胎圈部位承受的内压力及负荷下的附加应力都比斜交胎大，所以子午线轮胎胎圈要具备比斜交胎胎圈大得多的支撑刚度，轮胎生产过程中胎圈工艺要求也较严格。子午胎钢丝圈生产多采用单根钢丝缠绕，生产时一根钢丝在卷成盘上反复缠绕，形成断面为正六角形或斜六角形的钢丝圈，钢丝的排列由计算机的程序控制，对钢丝的各项性能有很高的要求，如果胎圈钢丝的残余应力无法得到消除的话，则会出现这些问题，因此，胎圈钢丝残余应力是造成很多质量问题的原因。
钢丝残余应力是在未受外力时其内部存在的保持自身相互平衡的应力系统。钢丝拉拔过程中由于受变形区外摩擦作用造成材料变形金属中心层和边缘层流动速度不同会在材料的内部出现附加应力并以残余应力形式存在于钢丝制品中。若钢丝拉拔过程中宏观上的残余应力的平衡遭到破坏则会使物体内各部分的弹性变形发生变化从而引起产品尺寸及形状的变化出现扭曲甚至形成“∞”字形。目前我国胎圈钢丝生产企业由于工艺、设备的落后，在拉拔过程中会对钢丝产生扭曲，导致生产的成品胎圈钢丝内部存在残余应力，残余应力对胎圈钢丝影响非常大，产品会出现平直度、通条性差等质量问题，胎厂操作工在钢丝圈缠绕时，钢丝经常有“硬弯”现象，造成钢丝圈缠绕困难或散圈。轮胎企业在进行缠圈硫化时，会致使在钢丝圈硫化时钢丝排列间隙逐渐变大，钢丝圈出现变形，严重时钢丝圈全部散乱。轮胎使用后，钢丝圈几何形状进一步破坏，轮胎子口对轮辋的箍紧力下降，钢丝圈在轮胎中的承载能力也会减弱，轮胎在行驶过程中存在极大安全隐患。
申请人作为中国胎圈钢丝行业的领军企业，一直致力于提高钢丝综合性能，提升本土产品的国际市场竞争力，引领和促进行业的进步，推动行业的转型升级与科技创新。为此，申请人改进、完善生产设备及生产工艺，致力于消除产品绝大部分残余应力，保证产品质量，大幅提高钢丝各项性能，提高钢丝圈对轮辋的紧箍力，达到了国内领先水平，有助于带动同行业发展，其产业化前景非常广阔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供种胎圈钢丝的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：种胎圈钢丝的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、放线
核对来料钢号、规格；将预先准备好的半成品轮推入放线机内，按“顶进”按钮顶针顶进轮子中心驱动孔；轮子上线正常运转；底部剩余30米时手工拽出，提前进行人工焊接。
步骤二：焊接
接通电源开启对焊机开关；用脚踏板把钢丝两端分别固定压线夹上，使钢丝两头等长对位；调整对焊机电流旋钮，按对焊开关，再调节电流对钢丝进行回火；用砂轮打磨机对钢丝进行打磨，使其平整。
步骤三：热水洗
开启水泵，使液位循环系统运转，使水洗槽水量充足，并完全浸没过钢丝；打开蒸汽阀门，将水加热到60℃以上。
步骤四：钢丝梳线
梳线时把梳线器放在钢丝上，梳线器的大头放在前头，用钩子钩住分线器，把针从分线器的前头拿到后头松开钩子。
步骤五：退火
加热炉点火时开启前、后炉门，待点火完毕后再关闭；五段退火炉各段温度分别达到970℃，1000℃，1100℃，980℃，960℃，控制范围±10℃；钢丝在加热炉内按轨道运行。
步骤六：水浴淬火
向水浴槽内加入纯净水，打开蒸气阀门，升温至60～80℃；添加AQ液，硼砂浓度≤35g/l。
步骤七：水洗
开启补水阀门，水洗槽内注入水；开启水洗泵。
步骤八：表面处理一
溶液槽内注入水；酸洗浓度60～120g/l，铁离子浓度≤170g/l；打开蒸气阀门，升温至50～70℃；开启酸洗泵。
步骤九：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十：表面处理二
向磷化槽加入水，开启蒸汽阀门，加热至70～80℃；磷化液总酸度点数6～9Pt，游离酸点数0.4～1.8，酸比≥5.0，促进剂0.8～1.8；磷化液表面用石蜡覆盖，防止热量挥发。
步骤十一：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十二：中和
向硼砂槽内加入水，开启蒸汽阀门，加热至70～80℃；配置溶液浓度达到50～110g/l。
步骤十三：吹干
打开吹干风机开关；风机对准钢丝吹风并将钢丝吹干。
步骤十四：收线
将空工字轮推入收线机内，旋转“顶进”按钮将顶针顶进工字轮中心驱动孔；钢丝满盘后用断线钳剪断钢丝，并手工拉动钢丝，在钢丝正常运行中，将满盘卸下并将准备好的空轮快速换上，将集线收到空轮上，旋转“顶进"按钮，顶针顺利顶进工字轮驱动孔后按“启动”开始正常收线。
进一步的，所述步骤五中，5段炉内气氛分别达到0.2～1.2，0.8～1.7，1.0～2.0，1.5～2.5，1.8～3.0。
进一步的，所述步骤五中，燃烧后的高温气体以100m-150m/s的速度喷出。从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，炉温均匀，少了燃气的使用量，并采用间歇式燃烧的方式，燃气的使用量大幅减少。炉温容易控制，回火质量提高。
进一步的，所述步骤六中加入聚丙烯酸酯，并经过经8-12道模冷拔。根据不同规格的钢丝，配置相应的聚丙烯酸酯的精度，控制了钢丝的冷却速度，经多道模冷拔后，钢丝内部应力得到更好的消除。
进一步的，所述步骤六中，丙烯酸酯、硼砂、纯水混合液加温至88-92℃。进一步的提高水浴的效果，减小钢丝的预应力。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：消除了生产过程中胎圈钢丝的应力，保证了成品胎圈钢丝拉到9m长的时候残余扭转小于0.5转， 极大的减少了钢丝圈散圈、翘头、椭圆等质量问题的发生，想国内同规格胎圈钢丝相比性能得到极大的提升；五段式回火设计，回火炉式炉温设计，炉温从低到高再到低的布局设计，回火炉在以往四段会回火的基础上增加了保温段回火，钢丝在炉中的时间更长，钢丝应力消除，硬度较高，有较高弹性极限和良好的抗冲击韧性，短时间内完成钢丝应力的消除处理；钢丝质量有了极大的提升，较改善工艺前每吨胎圈钢丝提高约200元，按照我公司目前年生产20万吨胎圈钢丝来看，每年将增加经济收入8000万元，所取得的经济效益显著；本技术的成功研发和产业化，提高了胎圈钢丝性能，增加了胎圈钢丝的市场供给，可部分替代进口产品，而且产品质量能够满足要求，生产成本低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种胎圈钢丝的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、放线
核对来料钢号、规格；将预先准备好的半成品轮推入放线机内，按“顶进”按钮顶针顶进轮子中心驱动孔；轮子上线正常运转；底部剩余30米时手工拽出，提前进行人工焊接。
步骤二：焊接
接通电源开启对焊机开关；用脚踏板把钢丝两端分别固定压线夹上，使钢丝两头等长对位；调整对焊机电流旋钮，按对焊开关，再调节电流对钢丝进行回火；用砂轮打磨机对钢丝进行打磨，使其平整。
步骤三：热水洗
开启水泵，使液位循环系统运转，使水洗槽水量充足，并完全浸没过钢丝；打开蒸汽阀门，将水加热到60℃以上。
步骤四：钢丝梳线
梳线时把梳线器放在钢丝上，梳线器的大头放在前头，用钩子钩住分线器，把针从分线器的前头拿到后头松开钩子。
步骤五：退火
加热炉点火时开启前、后炉门，待点火完毕后再关闭；五段退火炉各段温度分别达到960℃，990℃，1000℃，970℃，950℃，；钢丝在加热炉内按轨道运行。5段炉内气氛分别达到0.2，0.8，1.0，1.5，1.8。
步骤六：水浴淬火
向水浴槽内加入纯净水，打开蒸气阀门，升温至60℃；添加AQ液，硼砂浓度≤35g/l。
步骤七：水洗
开启补水阀门，水洗槽内注入水；开启水洗泵。
步骤八：表面处理一
溶液槽内注入水；酸洗浓度60g/l，铁离子浓度≤170g/l；打开蒸气阀门，升温至50℃；开启酸洗泵。
步骤九：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十：表面处理二
向磷化槽加入水，开启蒸汽阀门，加热至70℃；磷化液总酸度点数6Pt，游离酸点数0.4，酸比≥5.0，促进剂0.8；磷化液表面用石蜡覆盖，防止热量挥发。
步骤十一：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十二：中和
向硼砂槽内加入水，开启蒸汽阀门，加热至70℃；配置溶液浓度达到50g/l。
步骤十三：吹干
打开吹干风机开关；风机对准钢丝吹风并将钢丝吹干。
步骤十四：收线
将空工字轮推入收线机内，旋转“顶进”按钮将顶针顶进工字轮中心驱动孔；钢丝满盘后用断线钳剪断钢丝，并手工拉动钢丝，在钢丝正常运行中，将满盘卸下并将准备好的空轮快速换上，将集线收到空轮上，旋转“顶进"按钮，顶针顺利顶进工字轮驱动孔后按“启动”开始正常收线。
实施例2
一种胎圈钢丝的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、放线
核对来料钢号、规格；将预先准备好的半成品轮推入放线机内，按“顶进”按钮顶针顶进轮子中心驱动孔；轮子上线正常运转；底部剩余30米时手工拽出，提前进行人工焊接。
步骤二：焊接
接通电源开启对焊机开关；用脚踏板把钢丝两端分别固定压线夹上，使钢丝两头等长对位；调整对焊机电流旋钮，按对焊开关，再调节电流对钢丝进行回火；用砂轮打磨机对钢丝进行打磨，使其平整。
步骤三：热水洗
开启水泵，使液位循环系统运转，使水洗槽水量充足，并完全浸没过钢丝；打开蒸汽阀门，将水加热到60℃以上。
步骤四：钢丝梳线
梳线时把梳线器放在钢丝上，梳线器的大头放在前头，用钩子钩住分线器，把针从分线器的前头拿到后头松开钩子。
步骤五：退火
加热炉点火时开启前、后炉门，待点火完毕后再关闭；五段退火炉各段温度分别达到970℃，1000℃，1100℃，980℃，960℃，；钢丝在加热炉内按轨道运行。5段炉内气氛分别达到0.7，1.2，1.5，2，2.4。
步骤六：水浴淬火
向水浴槽内加入纯净水，打开蒸气阀门，升温至70℃；添加AQ液，硼砂浓度≤35g/l。
步骤七：水洗
开启补水阀门，水洗槽内注入水；开启水洗泵。
步骤八：表面处理一
溶液槽内注入水；酸洗浓度90g/l，铁离子浓度≤170g/l；打开蒸气阀门，升温至70℃；开启酸洗泵。
步骤九：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十：表面处理二
向磷化槽加入水，开启蒸汽阀门，加热至75℃；磷化液总酸度点数7.5Pt，游离酸点数1.1，酸比≥5.0，促进剂1.3；磷化液表面用石蜡覆盖，防止热量挥发。
步骤十一：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十二：中和
向硼砂槽内加入水，开启蒸汽阀门，加热至75℃；配置溶液浓度达到80g/.
步骤十三：吹干
打开吹干风机开关；风机对准钢丝吹风并将钢丝吹干。
步骤十四：收线
将空工字轮推入收线机内，旋转“顶进”按钮将顶针顶进工字轮中心驱动孔；钢丝满盘后用断线钳剪断钢丝，并手工拉动钢丝，在钢丝正常运行中，将满盘卸下并将准备好的空轮快速换上，将集线收到空轮上，旋转“顶进"按钮，顶针顺利顶进工字轮驱动孔后按“启动”开始正常收线。
实施例3
一种胎圈钢丝的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、放线
核对来料钢号、规格；将预先准备好的半成品轮推入放线机内，按“顶进”按钮顶针顶进轮子中心驱动孔；轮子上线正常运转；底部剩余30米时手工拽出，提前进行人工焊接。
步骤二：焊接
接通电源开启对焊机开关；用脚踏板把钢丝两端分别固定压线夹上，使钢丝两头等长对位；调整对焊机电流旋钮，按对焊开关，再调节电流对钢丝进行回火；用砂轮打磨机对钢丝进行打磨，使其平整。
步骤三：热水洗
开启水泵，使液位循环系统运转，使水洗槽水量充足，并完全浸没过钢丝；打开蒸汽阀门，将水加热到60℃以上。
步骤四：钢丝梳线
梳线时把梳线器放在钢丝上，梳线器的大头放在前头，用钩子钩住分线器，把针从分线器的前头拿到后头松开钩子。
步骤五：退火
加热炉点火时开启前、后炉门，待点火完毕后再关闭；五段退火炉各段温度分别达到980℃，1100℃，1200℃，990℃，970℃；钢丝在加热炉内按轨道运行。5段炉内气氛分别达到1.2，1.7，2.0，2.5，3.0。
步骤六：水浴淬火
向水浴槽内加入纯净水，打开蒸气阀门，升温至80℃；添加AQ液，硼砂浓度≤35g/l。
步骤七：水洗
开启补水阀门，水洗槽内注入水；开启水洗泵。
步骤八：表面处理一
溶液槽内注入水；酸洗浓度120g/l，铁离子浓度≤170g/l；打开蒸气阀门，升温至70℃；开启酸洗泵。
步骤九：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十：表面处理二
向磷化槽加入水，开启蒸汽阀门，加热至80℃；磷化液总酸度点数9Pt，游离酸点数1.8，酸比≥5.0，促进剂1.8；磷化液表面用石蜡覆盖，防止热量挥发。
步骤十一：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵。
步骤十二：中和
向硼砂槽内加入水，开启蒸汽阀门，加热至70～80℃；配置溶液浓度达到。110g/l。
步骤十三：吹干
打开吹干风机开关；风机对准钢丝吹风并将钢丝吹干。
步骤十四：收线
将空工字轮推入收线机内，旋转“顶进”按钮将顶针顶进工字轮中心驱动孔；钢丝满盘后用断线钳剪断钢丝，并手工拉动钢丝，在钢丝正常运行中，将满盘卸下并将准备好的空轮快速换上，将集线收到空轮上，旋转“顶进"按钮，顶针顺利顶进工字轮驱动孔后按“启动”开始正常收线。
实施例4
实施例2中，所述步骤五中，燃烧后的高温气体以100mm/s的速度喷出。从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，炉温均匀，少了燃气的使用量，并采用间歇式燃烧的方式，燃气的使用量大幅减少。炉温容易控制，回火质量提高。
所述步骤六中加入聚丙烯酸酯，并经过经8道模冷拔。根据不同规格的钢丝，配置相应的聚丙烯酸酯的精度，控制了钢丝的冷却速度，经多道模冷拔后，钢丝内部应力得到更好的消除。
所述步骤六中，丙烯酸酯、硼砂、纯水混合液加温至88℃。进一步的提高水浴的效果，减小钢丝的预应力。
实施例5
实施例2中，所述步骤五中，燃烧后的高温气体以125m/s的速度喷出。从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，炉温均匀，少了燃气的使用量，并采用间歇式燃烧的方式，燃气的使用量大幅减少。炉温容易控制，回火质量提高。
所述步骤六中加入聚丙烯酸酯，并经过经10道模冷拔。根据不同规格的钢丝，配置相应的聚丙烯酸酯的精度，控制了钢丝的冷却速度，经多道模冷拔后，钢丝内部应力得到更好的消除。
所述步骤六中，丙烯酸酯、硼砂、纯水混合液加温至90℃。进一步的提高水浴的效果，减小钢丝的预应力。
实施例6
实施例2中， 所述步骤五中，燃烧后的高温气体以150m/s的速度喷出。从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，炉温均匀，少了燃气的使用量，并采用间歇式燃烧的方式，燃气的使用量大幅减少。炉温容易控制，回火质量提高。
进一步的，所述步骤六中加入聚丙烯酸酯，并经过经12道模冷拔。根据不同规格的钢丝，配置相应的聚丙烯酸酯的精度，控制了钢丝的冷却速度，经多道模冷拔后，钢丝内部应力得到更好的消除。
进一步的，所述步骤六中，丙烯酸酯、硼砂、纯水混合液加温至92℃。进一步的提高水浴的效果，减小钢丝的预应力。
实施例1-6中，分别随机的选择十个样品进行测试，其平均值如下：
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对照 |
| 破断力（N） | 1111 | 1124 | 1115 | 1127 | 1130 | 1129 | 11.8 |
| 断后伸长率（%） | 9.1 | 9.3 | 9.2 | 9.4 | 9.5 | 9.4 | 9.0 |
| 残余扭转（周/9m） | 0.45 | 0.44 | 0.45 | 0.43 | 0.42 | 0.43 | 0.49 |
本发明中用到的设备均为本领域的常用设备，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种胎圈钢丝的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、放线
核对来料钢号、规格；将预先准备好的半成品轮推入放线机内，按“顶进”按钮顶针顶进轮子中心驱动孔；轮子上线正常运转；底部剩余30米时手工拽出，提前进行人工焊接；
步骤二：焊接
接通电源开启对焊机开关；用脚踏板把钢丝两端分别固定压线夹上，使钢丝两头等长对位；调整对焊机电流旋钮，按对焊开关，再调节电流对钢丝进行回火；用砂轮打磨机对钢丝进行打磨，使其平整；
步骤三：热水洗
开启水泵，使液位循环系统运转，使水洗槽水量充足，并完全浸没过钢丝；打开蒸汽阀门，将水加热到60℃以上；
步骤四：钢丝梳线
梳线时把梳线器放在钢丝上，梳线器的大头放在前头，用钩子钩住分线器，把针从分线器的前头拿到后头松开钩子；
步骤五：退火
加热炉点火时开启前、后炉门，待点火完毕后再关闭；五段退火炉各段温度分别达到970℃，1000℃，1100℃，980℃，960℃，控制范围±10℃；钢丝在加热炉内按轨道运行；
步骤六：水浴淬火
向水浴槽内加入纯净水，打开蒸气阀门，升温至60～80℃；添加AQ液，硼砂浓度≤35g/l；
步骤七：水洗
开启补水阀门，水洗槽内注入水；开启水洗泵；
步骤八：表面处理一
溶液槽内注入水；酸洗浓度60～120g/l，铁离子浓度≤170g/l；打开蒸气阀门，升温至50～70℃；开启酸洗泵；
步骤九：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵；
步骤十：表面处理二
向磷化槽加入水，开启蒸汽阀门，加热至70～80℃；磷化液总酸度点数6～9Pt，游离酸点数0.4～1.8，酸比≥5.0，促进剂0.8～1.8；磷化液表面用石蜡覆盖，防止热量挥发；
步骤十一：水洗
打开补水开关向水洗槽注入水；开启水洗泵；
步骤十二：中和
向硼砂槽内加入水，开启蒸汽阀门，加热至70～80℃；配置溶液浓度达到50～110g/l；
步骤十三：吹干
打开吹干风机开关；风机对准钢丝吹风并将钢丝吹干；
步骤十四：收线
将空工字轮推入收线机内，旋转“顶进”按钮将顶针顶进工字轮中心驱动孔；钢丝满盘后用断线钳剪断钢丝，并手工拉动钢丝，在钢丝正常运行中，将满盘卸下并将准备好的空轮快速换上，将集线收到空轮上，旋转“顶进"按钮，顶针顺利顶进工字轮驱动孔后按“启动”开始正常收线。
2.根据权利要求1所述的一种胎圈钢丝的制作方法，其特征在于，所述步骤五中，5段炉内气氛分别达到0.2～1.2，0.8～1.7，1.0～2.0，1.5～2.5，1.8～3.0。
3.根据权利要求1或2所述的一种胎圈钢丝的制作方法，其特征在于，所述步骤五中，燃烧后的高温气体以100m-150m/s的速度喷出。
4.根据权利要求1或2所述的一种胎圈钢丝的制作方法，其特征在于，所述步骤六中加入聚丙烯酸酯，并经过经8-12道模冷拔。
5.根据权利要求4所述的一种胎圈钢丝的制作方法，其特征在于，所述步骤六中，丙烯酸酯、硼砂、纯水混合液加温至88-92℃。
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2017
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