CN109865753A - 高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其中，高韧性湿起毛钢丝包括：合金钢基体和设置于所述合金钢基体外表面的铜膜层，所述铜膜层由铜膜带包裹于合金钢基体的外表面形成。由于在合金钢基体的外表面包裹了铜膜层，当钢丝应用于水下环境时，合金钢基体受到铜膜层的保护而不易被腐蚀，且铜的耐腐蚀性更强，因此从整体上提高了钢丝的耐腐蚀性；同时，由于铜膜层的加入，大大提高了钢丝本身的韧性，延长了钢丝的使用寿命，当将钢丝用于针布时，由于合金钢基体具有铁磁性，利用磁铁在针布的表面进行吸附，若能够吸附到断裂的钢丝，则说明该针布存在缺陷，检测过程更加快捷方便。
Description
技术领域
本发明涉及钢丝加工技术领域，特别涉及一种高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺。
背景技术
湿起毛钢丝是指应用在水下环境的钢丝，目前用合金钢制作的钢丝由于耐腐蚀性较差，在水下环境较长时间后易出现断裂，使用寿命较短，为了提高钢丝的耐腐蚀性，一些厂家采用不锈钢作为钢丝的原材料，虽然在一定程度上提高了钢丝的耐腐蚀性，但其韧性较差，使用效果也不佳，而湿起毛钢丝在使用时通常会应用于针布，而由不锈钢制作的钢丝在用于针布时，检测是否有钢丝断裂较为困难。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，具有提高钢丝的耐腐蚀性和韧性、且检测较为方便的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高韧性湿起毛钢丝，包括：合金钢基体和设置于所述合金钢基体外表面的铜膜层，所述铜膜层由铜膜带包裹于合金钢基体的外表面形成。
实现上述技术方案，由于在合金钢基体的外表面包裹了铜膜层，当钢丝应用于水下环境时，合金钢基体受到铜膜层的保护而不易被腐蚀，且铜的耐腐蚀性更强，因此从整体上提高了钢丝的耐腐蚀性；同时，由于铜膜层的加入，大大提高了钢丝本身的韧性，延长了钢丝的使用寿命，当将钢丝用于针布时，由于合金钢基体具有铁磁性，利用磁铁在针布的表面进行吸附，若能够吸附到断裂的钢丝，则说明该针布存在缺陷，检测过程更加快捷方便。
作为本发明的一种优选方案，所述铜膜层的内侧面上设有若干凸棱，所述合金钢基体的外表面设有若干与所述凸棱相咬合的咬合槽。
实现上述技术方案，通过凸棱与咬合槽相互咬合，使得铜膜层与合金钢基体之间固定的更加紧密，提高了钢丝的整体性。
本发明还提供一种高韧性湿起毛钢丝的加工工艺，包括：
步骤一：选取合适直径的合金钢钢丝原料，并对合金钢钢丝原料进行初步拉拔，得到第一中间加工体；
步骤二:将选取的铜膜带包覆在所述第一加工体表面，得到第二加工体；
步骤三：对所述第二加工体进行球化退火处理，得到第三加工体；
步骤四：对所述第三加工体进行拉拔直至预定直径，并使所述钢膜带与所述合金钢钢丝相咬合固定，得到第四加工体；
步骤五：对所述第四加工体进行热处理以最终得到钢丝成品。
实现上述技术方案，首先将合金钢钢丝原料拉拔到合适的直径，从而使得铜膜带的尺寸可以选择的更小，并能够更好的与合金钢钢丝原料相结合，将铜膜带包裹在第一加工体表面后，对第二加工体进行球化退化处理，使得到的第三加工体的韧性和塑性更强，方便对第三加工体进行拉拔，在第三加工体拉拔的过程中，使得铜膜带进一步束紧在合金钢钢丝的表面，且在拉拔的过程中可自然的在铜膜带的内表面形成凸棱在合金钢钢丝的表面形成于凸棱相适配的咬合槽，从而使得铜膜带与合金钢钢丝结合的更加紧密，最后再通过热处理提高钢丝整体的力学性能，使得钢丝具备较好的韧性和耐腐蚀性。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤二具体包括：
分别对合金钢钢丝原料及铜膜带进行清洗和矫正后，将铜膜带紧密包裹在合金钢钢丝原料的外表面；以及，
对包裹完成的铜膜带形成的缝隙进行焊接处理，以使所述铜膜带完全束紧于合金钢钢丝原料。
实现上述技术方案，先将铜膜带压紧包裹在合金钢钢丝的外表面，而包裹后铜膜带的两个自由侧之间会形成缝隙，将该缝隙焊接后即可使铜膜带完全束紧在合金钢钢丝原料的表面。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤三中球化退火处理具体为：
将所述第二加工体置于球化退火炉后，将温度在第一预定时长范围内缓慢上升至第一预定温度阈值，所述第一预定时长范围为6-8h，所述第一预定温度阈值为680-710℃；
保持温度在所述第一温度预定阈值达到第二预定时长，所述第二预定时长为6-10h；以及，
在第三预定时长内使温度缓慢下降至第二预定温度阈值后自然冷却至室温，所述第三预定时长为3.5-4.5h，所述第二预定温度阈值为580-660℃。
实现上述技术方案，通过上述温度变化的过程，使得球化退火后得到的第三加工体的韧性较佳。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤五具体包括：
将所述第四加工体浸入清洗水中进行清洗；
对清洗后的所述第四加工体进行干燥处理；
对所述第四加工体加热进行奥氏体化处理；
对所述第四加工体进行油冷淬火；
对所述第四加工体进行回火处理；以及，
将回火处理后的所述第四加工体冷却后进行收卷。
实现上述技术方案，通过依次进行的奥氏体化处理、油冷淬火和回火等热处理过程，使得钢丝的物理属性得到极大的提高。
作为本发明的一种优选方案，所述清洗水的温度为90-100℃，且清洗过程为超声波清洗；所述干燥处理温度为180-250℃；所述奥氏体化处理的温度为780-850℃；所述油冷淬火的温度为50-65℃；所述回火处理的温度为380-450℃。
作为本发明的一种优选方案，所述干燥处理包括：
对清洗后的所述第四加工体进行热风鼓吹以去除所述第四加工体上的水渍；以及，
对所述第四加工体进行烘干预热。
实现上述技术方案，通过热风鼓吹后使得第四加工体基本保持干燥的状态，再通过烘干预热过程进一步取出第四加工体表面的水分，同时将第四加工体的温度升高到一定的温度，使后续热处理过程进行的更加流畅。
作为本发明的一种优选方案，对所述第四加工体进行收卷之前还对所述第四加工体的进行表面清洁处理和防锈涂油处理。
实现上述技术方案，有利于对得到的成品钢丝进行保存。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例通过提供一种高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其中，高韧性湿起毛钢丝包括：合金钢基体和设置于所述合金钢基体外表面的铜膜层，所述铜膜层由铜膜带包裹于合金钢基体的外表面形成。由于在合金钢基体的外表面包裹了铜膜层，当钢丝应用于水下环境时，合金钢基体受到铜膜层的保护而不易被腐蚀，且铜的耐腐蚀性更强，因此从整体上提高了钢丝的耐腐蚀性；同时，由于铜膜层的加入，大大提高了钢丝本身的韧性，延长了钢丝的使用寿命，当将钢丝用于针布时，由于合金钢基体具有铁磁性，利用磁铁在针布的表面进行吸附，若能够吸附到断裂的钢丝，则说明该针布存在缺陷，检测过程更加快捷方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为本发明实施例二的工艺流程图。
图3为本发明实施例二中球化退化处理的温度变化流程图。
图4为本发明实施例二中热处理的工艺流程图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
100、合金钢基体；101、咬合槽；200、铜膜层；201、凸棱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种高韧性湿起毛钢丝，如图1所示，包括：合金钢基体100和设置于合金钢基体100外表面的铜膜层200，铜膜层200由铜膜带包裹于合金钢基体100的外表面形成；合金钢基体100采用具有铁磁性的碳钢，铜膜带包裹在合金钢基体100上后，通过一侧或多次拉拔与合金钢基体100紧密结合在一起，在拉拔的过程中，铜膜层200的内侧面向内挤压形成若干凸棱201，合金钢基体100的外表面形成若干与凸棱201相咬合的咬合槽101，通过凸棱201与咬合槽101相互咬合，使得铜膜层200与合金钢基体100之间固定的更加紧密，提高了钢丝的整体性。。
由于在合金钢基体100的外表面包裹了铜膜层200，当钢丝应用于水下环境时，合金钢基体100受到铜膜层200的保护而不易被腐蚀，且铜的耐腐蚀性更强，因此从整体上提高了钢丝的耐腐蚀性；同时，由于铜膜层200的加入，大大提高了钢丝本身的韧性，延长了钢丝的使用寿命，当将钢丝用于针布时，由于合金钢基体100具有铁磁性，利用磁铁在针布的表面进行吸附，若能够吸附到断裂的钢丝，则说明该针布存在缺陷，检测过程更加快捷方便。
实施例二
一种高韧性湿起毛钢丝的加工工艺，所述加工工艺用于加工如实施例一中所述的湿起毛钢丝，如图2所示，包括如下步骤：
步骤一：选取合适直径的合金钢钢丝原料，并对合金钢钢丝原料进行初步拉拔，得到第一中间加工体。
合金钢钢丝原料采用更具有铁磁性的碳钢，其直径根据最终所需生产的钢丝直径确定。
步骤二:将选取的铜膜带包覆在第一加工体表面，得到第二加工体。
步骤二具体包括：
S201，分别对合金钢钢丝原料及铜膜带进行清洗和矫正后，将铜膜带紧密包裹在合金钢钢丝原料的外表面，铜膜带通过专用的包覆设备包覆在合金钢钢丝原料上，通过包覆设备的辊轮将铜膜带压紧变形成圆形包裹在合金钢钢丝原料上；以及，
S202，对包裹完成的铜膜带形成的缝隙进行焊接处理，以使铜膜带完全束紧于合金钢钢丝原料，焊接处理的过程采用氩弧焊的方式，使铜膜带的缝隙完全闭合。
先将铜膜带压紧包裹在合金钢钢丝的外表面，而包裹后铜膜带的两个自由侧之间会形成缝隙，将该缝隙焊接后即可使铜膜带完全束紧在合金钢钢丝原料的表面。
步骤三：对第二加工体进行球化退火处理，得到第三加工体。
球化退火处理的在球化炉中进行，具体的，如图3所示，包括如下步骤：
S301，将第二加工体置于球化退火炉后，将温度在第一预定时长范围内缓慢上升至第一预定温度阈值，第一预定时长范围为6-8h，第一预定温度阈值为680-710℃，本实施例中，第一预定时长为7h，第一预定温度阈值为680℃；
S302，保持温度在第一温度预定阈值达到第二预定时长，第二预定时长为6-10h，本实施例中，第二预定时长为8h；以及，
S303，在第三预定时长内使温度缓慢下降至第二预定温度阈值后自然冷却至室温，第三预定时长为3.5-4.5h，第二预定温度阈值为580-660℃.本实施例中，第三预定时长为4h，第二预定温度阈值为650℃。
通过上述温度变化的过程，使得球化退火后得到的第三加工体的韧性较佳。
步骤四：对第三加工体进行拉拔直至预定直径，并使钢膜带与合金钢钢丝相咬合固定，得到第四加工体；第三加工体在拉拔的过程中会自然的使铜膜带的内表面相内凹陷形成若干凸棱，若干凸棱呈锯齿状，相应的，在合金钢钢丝的表面形成与凸棱相适配的咬合槽，使得铜膜带与合金钢钢丝紧密的结合在一起。
步骤五：对第四加工体进行热处理以最终得到钢丝成品。
具体的，如图4所示，步骤五具体包括：
S501，通过工字轮对第四加工体进行放料，使第四加工体经过超声波清洗槽并浸入到清洗水中，通过超声波清洗槽对第四加工体进行超声波清洗，清洗水的温度为90-100℃，本实施例中清洗水的温度为90℃；
S502，对清洗后的第四加工体进行干燥处理，干燥处理温度为180-250℃，本实施中干燥处理温度选用230℃，具体为：先对清洗后的第四加工体进行热风鼓吹以去除第四加工体上的水渍，再使第四加工体通过一烘干箱进行烘干预热；通过热风鼓吹后使得第四加工体基本保持干燥的状态，再通过烘干预热过程进一步取出第四加工体表面的水分，同时将第四加工体的温度升高到一定的温度，使后续热处理过程进行的更加流畅；
S503，对第四加工体加热进行奥氏体化处理，奥氏体化处理在奥氏体炉中进行，温度为780-850℃，本实施例中，奥氏体化处理的温度选用830℃；
S504，对第四加工体进行油冷淬火，油冷淬火的温度为50-65℃，本实施例中选用55℃；
S505，对第四加工体进行回火处理，回火处理的温度为380-450℃，本实施例中，回火处理的温度为420℃；
S506，将回火处理后的第四加工体进行冷却，冷却可采用水冷，冷却温度为18-25℃；
S507，对冷却后的第四加工体进行清洁处理，去除第四加工体表面的杂质；
S508，对清洁后的第四加工体进行防锈处理，以利于对成品钢丝进行保存；
S509，通过工字轮将对成品钢丝进行收卷成盘。
通过依次进行的奥氏体化处理、油冷淬火和回火等热处理过程，使得钢丝的物理属性得到极大的提高。
加工时，首先将合金钢钢丝原料拉拔到合适的直径，从而使得铜膜带的尺寸可以选择的更小，并能够更好的与合金钢钢丝原料相结合，将铜膜带包裹在第一加工体表面后，对第二加工体进行球化退化处理，使得到的第三加工体的韧性和塑性更强，方便对第三加工体进行拉拔，在第三加工体拉拔的过程中，使得铜膜带进一步束紧在合金钢钢丝的表面，且在拉拔的过程中可自然的在铜膜带的内表面形成凸棱在合金钢钢丝的表面形成于凸棱相适配的咬合槽，从而使得铜膜带与合金钢钢丝结合的更加紧密，最后再通过热处理提高钢丝整体的力学性能，使得钢丝具备较好的韧性和耐腐蚀性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种高韧性湿起毛钢丝，其特征在于，包括：合金钢基体和设置于所述合金钢基体外表面的铜膜层，所述铜膜层由铜膜带包裹于合金钢基体的外表面形成。
2.根据权利要求1所述的高韧性湿起毛钢丝，其特征在于，所述铜膜层的内侧面上设有若干凸棱，所述合金钢基体的外表面设有若干与所述凸棱相咬合的咬合槽。
3.一种高韧性湿起毛钢丝的加工工艺，其特征在于，包括：
步骤一：选取合适直径的合金钢钢丝原料，并对合金钢钢丝原料进行初步拉拔，得到第一中间加工体；
步骤二:将选取的铜膜带包覆在所述第一加工体表面，得到第二加工体；
步骤三：对所述第二加工体进行球化退火处理，得到第三加工体；
步骤四：对所述第三加工体进行拉拔直至预定直径，并使所述钢膜带与所述合金钢钢丝相咬合固定，得到第四加工体；
步骤五：对所述第四加工体进行热处理以最终得到钢丝成品。
4.根据权利要求3所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，所述步骤二具体包括：
分别对合金钢钢丝原料及铜膜带进行清洗和矫正后，将铜膜带紧密包裹在合金钢钢丝原料的外表面；以及，
对包裹完成的铜膜带形成的缝隙进行焊接处理，以使所述铜膜带完全束紧于合金钢钢丝原料。
5.根据权利要求3或4所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，所述步骤三中球化退火处理具体为：
将所述第二加工体置于球化退火炉后，将温度在第一预定时长范围内缓慢上升至第一预定温度阈值，所述第一预定时长范围为6-8h，所述第一预定温度阈值为680-710℃；
保持温度在所述第一温度预定阈值达到第二预定时长，所述第二预定时长为6-10h；以及，
在第三预定时长内使温度缓慢下降至第二预定温度阈值后自然冷却至室温，所述第三预定时长为3.5-4.5h，所述第二预定温度阈值为580-660℃。
6.根据权利要求3所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，所述步骤五具体包括：
将所述第四加工体浸入清洗水中进行清洗；
对清洗后的所述第四加工体进行干燥处理；
对所述第四加工体加热进行奥氏体化处理；
对所述第四加工体进行油冷淬火；
对所述第四加工体进行回火处理；以及，
将回火处理后的所述第四加工体冷却后进行收卷。
7.根据权利要求6所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，所述清洗水的温度为90-100℃，且清洗过程为超声波清洗；所述干燥处理温度为180-250℃；所述奥氏体化处理的温度为780-850℃；所述油冷淬火的温度为50-65℃；所述回火处理的温度为380-450℃。
8.根据权利要求6所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，所述干燥处理包括：
对清洗后的所述第四加工体进行热风鼓吹以去除所述第四加工体上的水渍；以及，
对所述第四加工体进行烘干预热。
9.根据权利要求6所述的高韧性湿起毛钢丝及其加工工艺，其特征在于，对所述第四加工体进行收卷之前还对所述第四加工体的进行表面清洁处理和防锈涂油处理。
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