CN110153222B - 一种钢丝的高速拉拔工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钢丝的高速拉拔工艺，所述钢丝高速拉拔工艺包括机械剥壳或淬火、酸洗、磷化处理、涂硼处理、拉拔步骤；所述的机械剥壳：将原料钢丝经过两个剥壳轮凹槽，两组剥壳轮的平面夹角为90°角，剥壳后对钢丝进行水洗；所述的酸洗：酸洗采用120‑180g/L盐酸溶液，酸洗温度为50‑80℃，酸洗时间为3‑5s；所述拉拔：采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔，拉拔速度为9‑15m/s。本发明提供的高速拉拔工艺有效控制了钢丝在拉拔后的表面质量，得到了更为优质的钢丝成品，减少了钢丝的表面质量缺陷；划伤、裂纹、竹节的出现几率降低至0.05%。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种钢丝的高速拉拔工艺。
背景技术
随着经济社会的发展，人们对日常生活中经常用到的材料之一钢丝提出了更高的要求，除了应当具备其他金属材料所具备的好的机械力学性能外，还增加了强度更高、韧性更大、直径更细等要求。在一些对钢丝要求严苛的应用领域，只有同时具备高强度、高硬度且优异韧性的钢丝，才能满足其对材料的要求。
拉拔在是钢丝生产的重要过程，拉拔过程中，钢丝的形状、尺寸、机械性能等多项重要指标均会发生变化。拉拔速度是制约钢丝生产的重要原因之一。
为保证较高的钢丝质量，生产中往往需要保持较低的钢丝拉拔速度受。也就是说传统工艺中的钢丝质量和拉拔速度是相互制约的关系。尤其在高碳钢丝的拉拔过程中，由于其变形应力大，在拉拔过程中很容易高温，影响钢丝的表面质量和物理性能等多项技术指标，使得高碳钢丝在拉拔速度上只能是较低的水平。在保障钢丝质量的前提下，提高钢丝拉拔速度，成为了目前钢丝生产中的关键问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种钢丝的高速拉拔工艺，达到一下发明目的：实现钢丝高强度、高硬度、高韧性的多方面质量指标的同时，提高钢丝的拉拔速度，提升钢丝的生产效率。
为实现以上发明目的，采用以下技术方案：
一种钢丝的高速拉拔工艺，所述方法包括以下步骤：
a）机械剥壳。对原料钢丝盘条进行机械剥壳；将原料钢丝经过两个剥壳轮凹槽，对原料钢丝进行不同方向的预弯剥壳；两组剥壳轮的平面夹角为90°角，剥壳后对钢丝进行水洗。
所述原料钢丝：为碳含量0.60-0.90%的直径为3-6.5mm钢丝。
所述的机械剥壳，也可以是退火和淬火处理；具体为：对钢丝进行明火炉退火处理；退火后对钢丝进行淬火处理。退火炉分5段；控制每一段的退火温度为950-1050℃，退火时间为42-72s；然后，对钢丝进行淬火处理。采用水浴AQ液淬火，所述AQ液浓度为5.5-11.5g/L，温度为85-95℃，淬火时间为1.2-18s。
b）酸洗。对剥壳后或淬火后的钢丝进行酸洗；在酸洗槽中对钢丝进行酸洗。酸洗采用120-180g/L盐酸溶液，酸洗温度为50-80℃，酸洗时间为3-5s。酸洗后对钢丝进行水洗。
c）磷化处理。钢丝在锌系磷化液中进行连续快速磷化处理，磷化温度为72-98℃，磷化时间为3-5s。在磷化后对钢丝进行水洗。所述磷化液：组分包括磷酸根、磷酸二氢根、硝酸根、锌离子、氢离子，总酸度为6.5-12.5点，游离酸度为0.4-2点，硝酸根酸度0.4-1.6点，酸比≥6。
磷化过程进行电化学反应，析出磷酸锌和磷酸锌铁晶体，形成磷化膜，孔隙率为0.5%-1%，能随钢丝延伸15倍以上不剥落，保持基本性能。
该步骤能在钢丝表面形成一层磷化膜润滑涂层，在拉拔过程中能保证润滑涂层对拉丝粉的吸附和拉丝过程中的延展能力。同时能保证磷化膜晶体结构为最适合拉拔状态，具有合适的疏松孔，和更好的变形连续性。所述拉丝粉为脂肪酸纳。
d）涂硼处理。对磷化后的钢丝进行中和涂硼处理。钢丝在硼砂溶液中进行中和硼化处理。在涂硼后对钢丝进行烘干及收线。硼砂浓度为120-200g/L，硼化温度为80-100℃，硼化时间为2-4s；烘干温度为240-300℃，烘干时间为2-3s。
e）拉拔。
对处理好的钢丝进行拉拔。采用的拉拔模具的定径带长度为0.3-1cm，拉拔模具的压缩角为8-10°。
采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔，拉拔速度为9-15m/s。拉丝机的卷筒温度控制在60℃以下，卷筒集线高度在2/3，模盒内冷却水水温小于35℃。
拉拔过程中钢丝的温度≤170℃；可进行最高15道次的拉拔。
同规格情况下扭转数据提高5以上。
拉拔过程的总压缩率可达到95%，每道次拉拔的压缩率在11-30%。
其第一道次拉拔压缩率20.5-26.5%，第二道次压缩比为22.5-29.5%；第二道次压缩率比第一道次高2-3%，其后道次压缩率在第二道次的基础上逐级降低1-2%，直至拉拔至规定线径。
本发明一种钢丝的高速拉拔工艺具有以下有益效果：
1.本发明提供的高速拉拔工艺有效控制了钢丝在拉拔后的表面质量，得到了更为优质的钢丝成品，减少了钢丝的表面质量缺陷；划伤、裂纹、竹节的出现几率降低至0.05%。
2.本发明提供的高速拉拔工艺有效的保证了钢丝的成品的物理性能，使得钢丝的抗拉强度、韧性达到以下效果：拉拔过程的总压缩率达到95%，获得成品钢丝直径0.89mm-1.3mm,抗拉强度1680Mpa以上，弯折13次以上，扭转32次以上。
3.本发明提供的高速拉拔工艺有效的提高了钢丝的拉拔速度，拉拔速度达到拉拔速度为9-15m/s，钢丝的生产效率提高了20%以上。
具体实施方式
实施例1 一种钢丝的高速拉拔工艺
包括以下步骤：
a）对原材料盘条进行机械剥壳。对原材料进行不同方向的预弯剥壳。两组剥壳轮互成90°剥壳后对钢丝进行水洗。
所述原料钢丝：为碳含量为0.72% ，直径为5.5mm钢丝。
b）对剥壳后或淬火后的钢丝进行酸洗。在酸洗槽中对钢丝进行酸洗。酸洗后对钢丝进行水洗。酸洗溶液采用150g/L盐酸。酸洗温度为60℃。酸洗时间为3s。
c）对酸洗后的钢丝进行磷化处理。钢丝在锌系磷化液中进行连续快速磷化处理。在磷化后对钢丝进行水洗。磷化液总酸度为8点，游离酸度为0.4-2点，酸比7。磷化温度为85℃，磷化时间为3s。
d）对磷化后的钢丝进行中和涂硼处理。钢丝在硼砂溶液中进行中和硼化处理。在涂硼后对钢丝进行烘干及收线。硼砂浓度为160g/L。硼化温度为90℃，硼化时间为2s。烘干温度为270℃，烘干时间为2s。
e）对处理好的钢丝进行拉拔。其拉拔速度为9m/s。采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔。进行14道次的拉拔。
采用的拉拔模具的定径带长度为0.5cm，拉拔模具的压缩角为9°。
卷筒温度控制在60℃以下，模盒内冷却水水温小于35℃。卷筒集线高度在2/3。
其工艺条件如表1；
表1 5.5mm钢丝拉拔至1.30mm的拉拔工艺
成品1.30mm钢丝性能如表2。
表2 1.30mm钢丝成品性能
可见，直径5.5mm钢丝拉拔至1.30mm，成品钢丝抗拉强度1680Mpa以上，弯折13次以上，扭转32次以上。
实施例2
本实施例提供种钢丝的高速拉拔工艺，所述生产方法包括以下步骤：
a）钢丝进行退火及淬火处理。对钢丝进行明火炉退火处理。退火后对钢丝进行淬火处理。退火炉分5段，退火温度为950-1050℃。对钢丝进行淬火处理。采用水浴AQ液淬火。AQ液浓度为8g/L，温度为90℃。
所述原料钢丝：为碳含量为0.82% ，直径为3.38mm钢丝。
b）对剥壳后或淬火后的钢丝进行酸洗。在酸洗槽中对钢丝进行酸洗。酸洗后对钢丝进行水洗。酸洗溶液采用150g/L盐酸。酸洗温度为60℃。酸洗时间为3s。
c）对酸洗后的钢丝进行磷化处理。钢丝在锌系磷化液中进行连续快速磷化处理。在磷化后对钢丝进行水洗。磷化液总酸度为8点，游离酸度为0.4-2点，酸比7。磷化温度为85℃，磷化时间为3s。
d）对磷化后的钢丝进行中和涂硼处理。钢丝在硼砂溶液中进行中和硼化处理。在涂硼后对钢丝进行烘干及收线。硼砂浓度为160g/L。硼化温度为90℃，硼化时间为2s。烘干温度为270℃，烘干时间为2s。
e）对处理好的钢丝进行拉拔。其拉拔速度为12m/s。采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔。进行10道次的拉拔。
采用的拉拔模具的定径带长度为0.3cm，拉拔模具的压缩角为9°。
卷筒温度控制在60℃以下，模盒内冷却水水温小于35℃。卷筒集线高度在2/3。
其工艺条件如表3。
表3 3.38mm钢丝拉拔至0.95mm的拉拔工艺
成品钢丝性能如表4；
表4 0.95mm钢丝成品性能
可见，直径3.38mm钢丝拉拔至0.95mm，成品钢丝抗拉强度1900Mpa以上，弯折13次以上，扭转50次以上。
实施例3
本实施例提供种钢丝的高速拉拔工艺，所述生产方法包括以下步骤：
a）钢丝进行退火及淬火处理。对钢丝进行明火炉退火处理。退火后对钢丝进行淬火处理。退火炉分5段，退火温度为950-1050℃。对钢丝进行淬火处理。采用水浴AQ液淬火。AQ液浓度为8g/L，温度为90℃。
所述原料钢丝：为碳含量为0.82% ，直径为3.10mm钢丝。
b）对剥壳后或淬火后的钢丝进行酸洗。在酸洗槽中对钢丝进行酸洗。酸洗后对钢丝进行水洗。酸洗溶液采用150g/L盐酸。酸洗温度为60℃。酸洗时间为3s。
c）对酸洗后的钢丝进行磷化处理。钢丝在锌系磷化液中进行连续快速磷化处理。在磷化后对钢丝进行水洗。磷化液总酸度为9点，游离酸度为0.4-2点，酸比8。磷化温度为85℃，磷化时间为3s。
d）对磷化后的钢丝进行中和涂硼处理。钢丝在硼砂溶液中进行中和硼化处理。在涂硼后对钢丝进行烘干及收线。硼砂浓度为150g/L。硼化温度为90℃，硼化时间为2s。烘干温度为270℃，烘干时间为2s。
e）对处理好的钢丝进行拉拔。其拉拔速度为12m/s。采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔。进行10道次的拉拔。
采用的拉拔模具的定径带长度为0.3cm，拉拔模具的压缩角为9°。
卷筒温度控制在60℃以下，模盒内冷却水水温小于35℃。卷筒集线高度在2/3。
其工艺条件如表5。
表5 3.10mm钢丝拉拔至0.89mm的拉拔工艺
成品钢丝性能如表6。
表6 0.89mm钢丝成品性能
可见，直径3.10mm钢丝拉拔至0.89mm，成品钢丝抗拉强度1900Mpa以上，弯折13次以上，扭转50次以上。
综上，上述实施例中钢丝均达到要求，成品稳定，质量优良，拉拔速度明显提升，有效提高了钢丝的生产效率。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于：所述钢丝高速拉拔工艺包括机械剥壳或淬火、酸洗、磷化处理、涂硼处理、拉拔步骤；所述的机械剥壳：将原料钢丝经过两个剥壳轮凹槽，两组剥壳轮的平面夹角为90°角，剥壳后对钢丝进行水洗；所述的酸洗：酸洗采用120-180g/L盐酸溶液，酸洗温度为50-80℃，酸洗时间为3-5s；所述拉拔：采用直进式连续拉丝机对钢丝进行拉拔，拉拔速度为9-15m/s；采用的拉拔模具的定径带长度为0.3-1cm，拉拔模具的压缩角为8-10°；拉丝机的卷筒温度控制在60℃以下，卷筒集线高度在2/3，模盒内冷却水水温小于35℃；拉拔过程中钢丝的温度≤170℃；
制得的成品钢丝直径0.89mm-1.3mm,抗拉强度1680Mpa以上，弯折13次以上，扭转32次以上。
2. 根据权利要求1所述的一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于： 所述的淬火：对退火后的钢丝进行淬火处理；退火温度为950-1050℃，退火时间为42-72s；采用水浴AQ液淬火，所述AQ液浓度为5.5-11.5g/L，温度为85-95℃，淬火时间为1.2-18s。
3.根据权利要求1所述的一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于：所述的原料钢丝：为碳含量0.60-0.90%的直径为3-6.5mm钢丝。
4.根据权利要求1所述的一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于：所述的磷化处理：磷化温度为72-98℃，磷化时间为3-5s，采用的磷化液总酸度为6.5-12.5点，游离酸度为0.4-2点，酸比≥6，形成的磷化膜孔隙率为0.5%-1%。
5.根据权利要求1所述的一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于：所述的涂硼处理：硼砂浓度为120-200g/L，硼化温度为80-100℃，硼化时间为2-4s；烘干温度为240-300℃，烘干时间为2-3s。
6.根据权利要求1所述的一种钢丝的高速拉拔工艺，其特征在于：所述拉拔：每道次拉拔的压缩率在11-30%。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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