CN108031772A - 一种气体保护热张力矫直设备及钴丝材矫直方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体保护热张力矫直设备，包括气体保护装置和用于加热气体保护装置的加热装置，所述气体保护装置的两端分别设置有进料口和出料口，气体保护装置上靠近进料口的位置处连接有进气管道，所述进料口的一侧设置有对型材进行初步矫直的张力机构，所述出料口的一侧依次设置有冷却装置、牵引装置和平行导带，冷却装置位于出料口和牵引装置之间，牵引装置位于冷却装置和平行导带之间。本发明的设备避免了型材表面被压扁、划伤和氧化，提高了型材的矫直效率。另外，本发明还提供了一种钴丝材矫直方法，该方法采用上述设备对钴丝材进行矫直，最终得到直线度小于2mm/m，表面光亮整洁的钴丝材。
Description
技术领域
本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种气体保护热张力矫直设备及钴丝材矫直方法。
背景技术
金属线材、板材、带材等型材在轧制、锻造、挤压、拉拔等加工过程及运输、使用过程中常因为外力作用、温度变化等原因发生弯曲或扭曲变形，为了获得平直的成品型材，必须对其进行矫直。常用的矫直方法分为机械冷矫直和张力热矫直两大类。机械冷矫直对金属型材表面施加压力，从而消除其形状缺陷，该方法的矫直效率高，但由于直接对金属型材表面施力，易划伤表面，且金属型材回弹较大，矫直精度较差。张力热矫直在加热条件下，对金属型材施加超过其屈服极限的纵向压力，使之产生塑性延伸从而实现形状缺陷的矫正，该方法的矫直精度较高，但会使易氧化的金属型材的表面生成氧化层，增加了后续酸洗等处理工艺，降低了矫直效率。
钴是一种放射性材料，在自然界中的含量分布较广，成本相对较低，且容易加工成形，是目前最常用的放射性材料，主要用于制备高温合金、耐磨材料和磁性材料。钴制成的靶材在高中子注量率反应堆中辐照适当时间，可获得比活度高的钴的放射性同位素钴-60，放射性同位素钴-60具有很强的放射性，其半衰期为5.27年，衰变时会放出两束伽马射线，在国防、工业、农业、医学等领域有着广泛的应用。放射性同位素钴-60产品的制备过程如下：首先将金属钴加工成棒、丝材，然后加工成颗粒或团块，经辐照后焊封形成产品。在钴棒、丝材加工成颗粒或团块的过程中，其直线度要求小于3mm/m。由于钴棒、丝材的材质硬而脆，机械冷矫直会划伤其表面，且直线度精度不能满足生产要求；而钴在300℃以上发生氧化，张力热矫直时易生成氧化层，使产品性能改变，甚至无法使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种气体保护热张力矫直设备，该设备利用牵引装置带动型材依次通过张力结构、气体保护装置和冷却装置，在张力作用下进行热矫直处理，避免了型材的表面发生压扁和划伤，并且型材的表面不会被氧化生成氧化层，无需酸洗工艺，提高了型材的矫直效率；本发明还提供了一种钴丝材矫直方法，该方法采用上述气体保护热张力矫直设备对钴丝材进行矫直，最终得到直线度小于2mm/m，表面光亮整洁的钴丝材。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，包括气体保护装置和用于加热气体保护装置的加热装置，所述气体保护装置的两端分别设置有进料口和出料口，气体保护装置上靠近进料口的位置处连接有进气管道，所述进料口的一侧设置有对型材进行初步矫直的张力机构，所述出料口的一侧依次设置有冷却装置、牵引装置和平行导带，冷却装置位于出料口和牵引装置之间，牵引装置位于冷却装置和平行导带之间。
上述的一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，所述进气管道的端口、进料口和出料口均为缩径口。
上述的一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，所述进气管道和气体保护装置均为不锈钢材质。
另外，本发明还提供了一种钴丝材矫直方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构、气体保护装置和冷却装置连接到牵引装置中；所述钴丝材的丝径为0.8mm～5mm；
步骤二、调节加热装置的温度至设定温度，然后通过进气管道向气体保护装置中通入保护气体，排除气体保护装置中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口；
步骤三、启动张力机构，钴丝材在张力机构的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置，钴丝材在牵引装置的牵引下匀速进入气体保护装置中进行热矫直，然后通过冷却装置进行冷却，最后通过牵引装置传送到平行导带上，得到热张力矫直后的钴丝材。
上述的方法，其特征在于，步骤二中所述加热装置的设定温度为450℃～750℃。
上述的方法，其特征在于，步骤二中所述保护气体的压力为3MPa～10MPa，所述保护气体为氩气。
上述的方法，其特征在于，步骤三中所述张力机构拉伸钴丝材的张力为20N～200N。
上述的方法，其特征在于，步骤三中所述牵引装置牵引钴丝材的速度为2m/min～8m/min。
上述的方法，其特征在于，步骤三中所述热张力矫直后的钴丝材的直线度小于2mm/m。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的气体保护热张力矫直设备利用牵引装置带动型材依次通过张力结构、气体保护装置和冷却装置，在张力作用下进行热矫直处理，首先通过张力机构使型材变形产生塑性延伸，对形状缺陷部位进行矫直，避免了型材的表面发生压扁和划伤，并有效改善了型材的表面质量，同时降低了型材的热矫直抗力；然后使变形后的型材在气体保护条件下进行加热，消除了型材变形时产生的内应力，使矫直后的型材组织趋于稳定，避免了型材的表面被氧化生成氧化层，无需酸洗工艺，提高了型材的利用率和矫直效率；最后经矫直后的型材通过冷却装置立即进行降温，进一步避免了型材表面的氧化，适用于丝材、带材、管材和线材的矫直。
2、本发明的气体保护热张力矫直设备可根据型材的性质和尺寸，通过加热装置来调节热矫直的温度，并可通过调节牵引装置的速度来控制热矫直的时间，适用于多种型材的矫直，方法灵活方便，简单高效。
3、本发明的经冷却后的型材通过牵引装置传送到平行导带上，平行导带对型材起到支撑保护的作用，避免了较软型材的变形和弯曲，进一步保证了型材的直线度，并可通过牵引装置控制型材的下料长度。
4、本发明将气体保护热张力矫直设备用于钴丝材的矫直，有效避免了钴丝材的表面被压扁和划伤，防止了钴丝材表面氧化层的生成，提高了钴丝材的矫直质量，保证了钴丝材的性能，最终得到直线度小于2mm/m，表面光亮整洁的钴丝材。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明气体保护热张力矫直设备的结构示意图。
附图标记说明：
1—型材； 2—张力机构； 3—进气管道；
4—气体保护装置； 4-1—进料口； 4-2—出料口；
5—加热装置； 6—冷却装置； 7—牵引装置；
8—平行导带。
具体实施方式
本发明一种气体保护热张力矫直设备通过实施例1进行详细描述。
实施例1
如图1所示的一种气体保护热张力矫直设备，该设备包括气体保护装置4和用于加热气体保护装置4的加热装置5，所述气体保护装置4的两端分别设置有进料口4-1和出料口4-2，气体保护装置4上靠近进料口4-1的位置处连接有进气管道3，所述进料口4-1的一侧设置有对型材1进行初步矫直的张力机构2，所述出料口4-2的一侧依次设置有冷却装置6、牵引装置7和平行导带8，冷却装置6位于出料口4-2和牵引装置7之间，牵引装置7位于冷却装置6和平行导带8之间。
该气体保护热张力矫直设备通过张力机构2使型材1变形产生塑性延伸，对形状缺陷部位进行矫直，避免了型材1的表面发生压扁和划伤，并有效改善了型材1的表面质量，同时降低了型材的热矫直抗力；然后使变形后的型材1在气体保护条件下进行加热，消除了型材1变形时产生的内应力，使矫直后的型材组织趋于稳定，避免了型材的表面被氧化生成氧化层，无需酸洗工艺，提高了型材的利用率和矫直效率，并可根据型材1的性质和尺寸，通过加热装置5来调节热矫直的温度，并可通过调节牵引装置7的速度来控制热矫直的时间，适用于多种型材的矫直，方法灵活方便，简单高效；最后经矫直后的型材通过冷却装置6立即进行降温，进一步避免了型材表面的氧化。
本实施例中，经冷却后的型材通过牵引装置7传送到平行导带8上，平行导带8对型材1起到支撑保护的作用，避免了型材的变形和弯曲，进一步保证了型材1的直线度，并可通过牵引装置控制型材1的下料长度。
本实施例中，所述进气管道3的端口、进料口4-1和出料口4-2均为缩径口，减少了加热装置5中的热损失，并确保了加热时型材1与氧气隔绝，不产生氧化层，提高了矫直质量。
本实施例中，所述进气管道3和气体保护装置4均为不锈钢材质，具有优异的强韧性，并可以承受较高的加热温度，且性质稳定，不与矫直型材1发生作用，有利于张力热矫直过程的顺利进行。
本发明一种钴丝材矫直方法通过实施例2～实施例7进行详细描述，该矫直方法采用的设备为实施例1中的一种气体保护热张力矫直设备。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将拉拔态钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为0.8mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为450℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为3MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为20N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为2m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为0.6mm/m。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为0.8mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为500℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为3MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为60N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为4m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为1.0mm/m。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为2mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为600℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为5MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为80N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为2m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为0.8mm/m。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为2mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为650℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为6MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为100N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为5m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为1.0mm/m。
实施例6
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为5mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为750℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为8MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为150N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为6m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为1.2mm/m。
实施例7
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构2、气体保护装置4和冷却装置6连接到牵引装置7中；所述钴丝材的丝径为5mm；
步骤二、调节加热装置6的温度为500℃，然后通过进气管道3向气体保护装置4中通入氩气，排除气体保护装置4中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口4-1；所述氩气的压力为10MPa；
步骤三、启动张力机构2，钴丝材在张力机构2的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置7，钴丝材在牵引装置7的牵引下匀速进入气体保护装置4中进行热矫直，然后通过冷却装置6进行冷却，最后通过牵引装置7传送到平行导带8上，得到热张力矫直后的钴丝材；所述张力机构2拉伸钴丝材的张力为200N；所述牵引装置2牵引钴丝材的速度为8m/min；所述热张力矫直后的钴丝材的直线度为1.0mm/m。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，包括气体保护装置(4)和用于加热气体保护装置(4)的加热装置(5)，所述气体保护装置(4)的两端分别设置有进料口(4-1)和出料口(4-2)，气体保护装置(4)上靠近进料口(4-1)的位置处连接有进气管道(3)，所述进料口(4-1)的一侧设置有对型材(1)进行初步矫直的张力机构(2)，所述出料口(4-2)的一侧依次设置有冷却装置(6)、牵引装置(7)和平行导带(8)，冷却装置(6)位于出料口(4-2)和牵引装置(7)之间，牵引装置(7)位于冷却装置(6)和平行导带(8)之间。
2.根据权利要求1所述的一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，所述进气管道(3)的端口、进料口(4-1)和出料口(4-2)均为缩径口。
3.根据权利要求1所述的一种气体保护热张力矫直设备，其特征在于，所述进气管道(3)和气体保护装置(4)均为不锈钢材质。
4.一种利用权利要求1～3中任一权利要求所述的气体保护热张力矫直设备对钴丝材进行矫直的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将钴丝材的一端依次经过张力机构(2)、气体保护装置(4)和冷却装置(6)连接到牵引装置(7)中；所述钴丝材的丝径为0.8mm～5mm；
步骤二、调节加热装置(5)的温度至设定温度，然后通过进气管道(3)向气体保护装置(4)中通入保护气体，排除气体保护装置(4)中的空气，再用耐火纤维棉封闭进料口(4-1)；
步骤三、启动张力机构(2)，钴丝材在张力机构(2)的拉伸下产生变形，同时启动牵引装置(7)，钴丝材在牵引装置(7)的牵引下匀速进入气体保护装置(4)中进行热矫直，然后通过冷却装置(6)进行冷却，最后通过牵引装置(7)传送到平行导带(8)上，得到热张力矫直后的钴丝材。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述加热装置(5)的设定温度为450℃～750℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述保护气体的压力为3MPa～10MPa，所述保护气体为氩气。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述张力机构(2)拉伸钴丝材的张力为20N～200N。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述牵引装置(7)牵引钴丝材的速度为2m/min～8m/min。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述热张力矫直后的钴丝材的直线度小于2mm/m。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180515 |