CN112275827B - 一种无镀层金属线材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种无镀层金属线材的生产方法，包括酸洗槽和水洗槽，酸洗槽和水洗槽的底部均设置带有阀门的排水管，酸洗槽内竖向设置转轴，转轴的下端固定安装第一转盘，第一转盘的底部固定连接数个第一拨杆的一端，第一拨杆均斜向设置且间隔均匀，酸洗槽内设有两根横向的辊轴，辊轴的外周均开设螺旋形槽。本装置可于酸洗槽和水洗槽内设置多套转轴和导线轮结构，并于转轴外周设置传动轮并通过传动链或传动带连接，能够同时对多根钢丝进行酸洗；且由于钢丝于酸洗槽和水洗槽内有折弯，这就使得钢丝能够在更小的空间内进行酸洗，有利于减小酸洗槽和水洗槽的占地面积，即有利于缩减生产线的占地面积。
Description
技术领域
本发明属于金属加工领域，具体地说是一种无镀层金属线材的生产方法。
背景技术
我们日常接触的金属线材种类很多，如胎圈钢丝、钢帘线、胶管钢丝等。不管是胎圈钢丝还是钢帘线、或者胶管钢丝，表层都有一层金属镀层，我们称之为有镀层钢丝。钢丝表面的镀层有以下几点作用：①防止钢丝表面被腐蚀；②增加钢丝基体与橡胶之间的粘合性能；③为拉拔过程提供有效的润滑层。
有镀层钢丝，因表面镀层的存在而限制了其在某些方面的应用。如抛丸钢丝，因钢丝需要作用于其他物件，为了防止给作用物件带来杂质污染，要求抛丸钢丝表面不允许有任何镀层杂质元素的存在。
上述钢丝我们称之为无镀层钢丝，无镀层钢丝在金属线材领域占有较大的市场比率，为了避免有镀层钢丝带来的不良影响，我们新开发了一种无镀层钢丝生产技术，利用此生产技术，可以简单便捷的生产各种规格的无镀层钢丝，满足市场对使用钢丝的各种特殊需求。
发明内容
本发明提供一种无镀层金属线材的生产方法，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
如上所述的一种无镀层金属线材的生产方法，包括以下步骤：
步骤１：选材，根据用户对无镀层钢丝的技术要求，选取合适C%、Mn%、Si%、P%、S%含量，表面质量合格的φ５．５ｍｍ原材料；
步骤２：预处理，将选取的原材料进行预处理，依次经过机械剥壳、酸洗、水冲洗、涂硼、烘干工序，然后将原材料卷绕在工字轮上，工字轮直径为φ１２５０；
步骤３：粗拉，用干拉机台将预处理过的合格的原材料拉拔至线径为φ１．３０～φ２．５０ｍｍ的半成品钢丝，半成品钢丝线径不同，拉拔道次不同，线径越细拉拔道次越多，线径越粗拉拔道次越少，拉拔道次为８～１４道，拉拔速度５－１０ｍ／ｓ；
步骤４：热处理，对步骤３中得到的半成品钢丝经脱脂去除表面残留杂质，进入明火炉进行奥氏体化处理，紧接着进入水浴槽进行索氏体转变；
步骤５：表面处理，索氏体转变结束后的半成品钢丝，经水冷却后进入盐酸洗工序，去除钢丝表面的氧化皮，盐酸洗温度６５±５℃，浓度１５０±５０ｇ／Ｌ，后经高压水冲洗将钢丝表面残留的酸冲洗干净；
步骤６：磷化处理，步骤５中的钢丝进入磷化槽进行磷化打底处理，然后经热水洗、烘干工序，卷绕在工字轮上，工字轮直径为φ８００；
步骤７：步骤４、５、６为连续作业方式，依据钢丝线径不同，生产DV值不同，生产DV值为６０～７５ｍｍｍ／ｍｉｎ；
步骤８：湿拉，将步骤６中的钢丝使用湿拉机台，拉拔液润滑，经１３～２３道次拉拔至预先设定的单丝线径，线径越细拉拔道次越多，线径越粗拉拔道次越少，拉拔速度为３～７ｍ／ｓ。
如上所述的一种无镀层金属线材的生产方法，所述的步骤４中奥氏体化处理温度为９２０～１０５０℃，索氏体转变温度为５５０～６５０℃。
如上所述的一种无镀层金属线材的生产方法，所述的步骤５中磷化温度为８５±５℃；磷化总酸度为５～１１pt；磷化游离酸度为０．５～１．５pt，烘干温度为１５０±５０℃。
一种无镀层金属线材的生产装置，包括酸洗槽和水洗槽，酸洗槽和水洗槽的底部均设置带有阀门的排水管，酸洗槽内竖向设置转轴，转轴的下端固定安装第一转盘，第一转盘的底部固定连接数个第一拨杆的一端，第一拨杆均斜向设置且间隔均匀，酸洗槽内设有两根横向的辊轴，辊轴的外周均开设螺旋形槽，第一拨杆的另一端能够分别位于螺旋形槽内，辊轴的两端均固定连接连接轴的一端，连接轴的另一端均轴承连接酸洗槽的内壁，每个辊轴对应一个齿轮，齿轮均固定安装于对应的连接轴的外周，两个齿轮啮合，酸洗槽和水洗槽的上方两侧均设有第一导线轮，酸洗槽内部一侧设有第二导线轮，酸洗槽的内部另一侧设有第三导线轮和第四导线轮，第三导线轮和第四导线轮分别位于第二导线轮的前后两侧，酸洗槽和水洗槽的内部两侧分别设有同样的第一导线轮，转轴的外周固定安装第二转盘，第二转盘的底部固定连接数个第二拨杆的一端，第二拨杆均斜向设置且间隔均匀，转轴的上端固定安装第一伞齿轮，第一伞齿轮啮合第二伞齿轮，第二伞齿轮转动安装于酸洗槽的顶部，第二伞齿轮同轴安装第一齿带轮，还包括两个转动方向相反的牵引轮，其中一个牵引轮同轴安装第二齿带轮，第二齿带轮与第一齿带轮通过双面齿传动带连接，水洗槽的顶部转动安装凸轮，凸轮同轴安装第三齿带轮，第三齿带轮与双面齿传动带啮合，水洗槽内固定安装竖向的套筒，套筒内设有与之滑动配合的L型杆，套筒的下端固定连接拉簧的上端，拉簧套装于L型杆的外周且与之固定连接，L型杆的底部固定安装喷头，喷头通过水管连接高压水源。
如上所述的一种无镀层金属线材的生产装置，所述的第二拨杆均为弹性材质。
如上所述的一种无镀层金属线材的生产装置，所述的牵引轮的外周长度为酸洗槽长度的一半，第一齿带轮与第二齿带轮的传动比为１：２。
本方法的优点是：
1、本方法避免了现有有镀层钢丝的缺陷；
2、本方法采用磷化打底处理，可以帮助钢丝在拉拔过程中快速吸收拉拔液，形成有效、稳定的润滑层；
3、本方法中的磷化打底处理加拉拔液润滑体系，可以保证在无镀层的情况下，钢丝能够顺利进行拉拔；
4、本方法适用于各种规格无镀层钢丝的生产，尤其适用于细规格无镀层钢丝的生产。
本装置的优点是：本装置能够在钢丝移动过程中完成酸洗，钢丝浸润于酸洗槽内的盐酸溶液中且在其中移动，酸洗更为充分彻底，随着牵引轮的转动，在双面齿传动带、第二伞齿轮、第一伞齿轮等的传动下，使得转轴转动，第一转盘和第二转盘均随之转动，第一拨杆能沿螺旋形槽滑动，且能带动辊轴转动，由于螺旋形槽的存在，辊轴转动能够轻微搅动盐酸溶液，既有利于盐酸溶液充分与钢丝表面的氧化皮反应，且轻微的水流激荡也有利于钢丝上附着的氧化皮脱落，盐酸溶液的液面起伏较小，还能够避免盐酸溶液溅出酸洗槽外，第二拨杆间歇拨动盐酸液面以上的钢丝，能够使其震荡，从而使附着于其上的盐酸溶液与之分离，更为节省盐酸溶液，随后钢丝进入水洗槽内接受高压水冲洗，由于第三齿带轮与双面齿传动带啮合，因此第三齿带轮、凸轮持续转动，配合以拉簧能够使L型杆反复竖向移动，从而使得喷头上下移动，既能使钢丝持续接受高压水冲洗，且由于水压处于变化状态，使得钢丝受力不匀产生震动，有助于钢丝上附着的水珠脱落，能够避免滴落于水洗槽外，且能够省去沥水的时间；本装置可于酸洗槽和水洗槽内设置多套转轴和导线轮结构，并于转轴外周设置传动轮并通过传动链或传动带连接，能够同时对多根钢丝进行酸洗；且由于钢丝于酸洗槽和水洗槽内有折弯，这就使得钢丝能够在更小的空间内进行酸洗，有利于减小酸洗槽和水洗槽的占地面积，即有利于缩减生产线的占地面积。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明生产装置的结构示意图；图2是图1的A向视图的放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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1：一种无镀层金属线材的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：选材：根据用户对无镀层钢丝的技术要求，选取0.82%C、0.50%Mn、0.17%Si、0.01%P、0.002%S含量，表面质量合格的φ5.5mm盘条；
步骤2：预处理：将选取的φ5.5mm盘条进行预处理，依次经过机械剥壳、酸洗、水冲洗、涂硼、烘干工序，然后将φ5.5mm盘条卷绕在φ1250工字轮上；
步骤3：粗拉：用干拉机台将预处理过的φ5.5mm盘条拉拔至φ1.42mm的半成品钢丝；拉拔道次13道，拉拔速度8m/s；
步骤4：热处理：对步骤3中得到的φ1.42mm半成品钢丝经脱脂去除表面残留杂质，进入明火炉进行奥氏体化处理，炉子五个区的处理温度分别为：940℃、980℃、1035℃、1015℃、980℃，紧接着进入水浴槽进行索氏体转变，转变温度570~600℃；
步骤5：表面处理：索氏体转变结束后的半成品钢丝，经水冷却后进入盐酸洗工序，以去除钢丝表面的氧化皮；盐酸洗温度65±1℃，浓度150±10g/L；后经高压水冲洗将钢丝表面残留的酸冲洗干净；
步骤6：磷化处理：步骤5中的钢丝进入磷化槽进行磷化打底处理，磷化温度85±1℃；磷化总酸度7~8pt；磷化游离酸度0.8~1.0pt；然后经热水洗、烘干工序，卷绕在φ800工字轮上；烘干温度170±10℃；
步骤7：步骤4、5、6为连续作业方式，生产DV值为73.8mmm/min；
步骤8：湿拉：将步骤6中的钢丝使用湿拉机台，拉拔液润滑，经16道次拉拔至预先设定的单丝线径φ0.42mm，拉拔速度5m/s。
实施例2：一种无镀层金属线材的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：选材：根据用户对无镀层钢丝的技术要求，选取0.72%C、0.50%Mn、0.15%Si、0.008%P、0.003%S含量，表面质量合格的φ5.5mm盘条；
步骤2：预处理：将选取的φ5.5mm盘条进行预处理，依次经过机械剥壳、酸洗、水冲洗、涂硼、烘干工序，然后将φ5.5mm盘条卷绕在φ1250工字轮上；
步骤3：粗拉：用干拉机台将预处理过的φ5.5mm盘条拉拔至φ2.20mm的半成品钢丝；拉拔道次8道，拉拔速度8m/s；
步骤4：热处理：对步骤3中得到的φ2.20mm半成品钢丝经脱脂去除表面残留杂质，进入明火炉进行奥氏体化处理，炉子五个区的处理温度分别为：930℃、975℃、1030℃、1015℃、975℃，紧接着进入水浴槽进行索氏体转变，转变温度570~600℃；
步骤5：表面处理：索氏体转变结束后的半成品钢丝，经水冷却后进入盐酸洗工序，以去除钢丝表面的氧化皮；盐酸洗温度65±1℃，浓度150±10g/L；后经高压水冲洗将钢丝表面残留的酸冲洗干净；
步骤6：磷化处理：步骤5中的钢丝进入磷化槽进行磷化打底处理，磷化温度85±1℃；磷化总酸度7~8pt；磷化游离酸度0.8~1.0pt；然后经热水洗、烘干工序，卷绕在φ800工字轮上；烘干温度150±10℃；
步骤7：步骤4、5、6为连续作业方式，生产DV值为61.6mmm/min；
步骤8：湿拉：将步骤6中的钢丝使用湿拉机台，拉拔液润滑，经13道次拉拔至预先设定的单丝线径φ0.73mm，拉拔速度4m/s。
一种无镀层金属线材的生产装置，如图1所示，包括酸洗槽1和水洗槽2，顶部均开口，酸洗槽1和水洗槽2的底部均设置带有阀门的排水管10，酸洗槽1内竖向设置转轴3，通过轴承座连接酸洗槽1的顶部，转轴3的下端固定安装第一转盘4，第一转盘4的底部固定连接数个第一拨杆5的一端，第一拨杆5均斜向设置且间隔均匀，酸洗槽1内设有两根横向的辊轴6，辊轴6的外周均开设螺旋形槽7，第一拨杆5的另一端能够分别位于螺旋形槽7内，辊轴6的两端均固定连接连接轴8的一端，连接轴8的另一端均轴承连接酸洗槽1的内壁，每个辊轴6对应一个齿轮9，齿轮9均固定安装于对应的连接轴8的外周，两个齿轮9啮合，酸洗槽1和水洗槽2的上方两侧均设有第一导线轮11，均通过轴承座安装于酸洗槽1或水洗槽2上，酸洗槽1内部一侧设有第二导线轮12，其位于远离水洗槽2的一侧，且其轴线为竖向，酸洗槽1的内部另一侧设有第三导线轮13和第四导线轮14，第三导线轮13和第四导线轮14分别位于第二导线轮12的前后两侧，第三导线轮13和第四导线轮14的轴线均为纵向，第四导线轮14高于第三导线轮13，酸洗槽1内有用以酸洗的盐酸溶液，第二导线轮12、第三导线轮13和第四导线轮14均位于液面以上，酸洗槽1和水洗槽2的内部两侧分别设有同样的第一导线轮11，线材依次绕过第一导线轮11、第二导线轮12、第三导线轮13和第四导线轮14，转轴3的外周固定安装第二转盘15，第二转盘15的底部固定连接数个第二拨杆16的一端，第二拨杆16均斜向设置且间隔均匀，第二拨杆16的另一端对齐第二线轮12，当线材绕过第二线轮12后，第二拨杆16以转轴3为中心转动时，能够拨动线材，转轴3的上端固定安装第一伞齿轮17，第一伞齿轮17啮合第二伞齿轮18，其轴线为纵向，第二伞齿轮18转动安装于酸洗槽1的顶部，可采用轴承座等方式，第二伞齿轮18同轴安装第一齿带轮19，第一传动轮19随第二伞齿轮18同步转动，还包括两个转动方向相反的牵引轮20，其连接动力装置，设于水洗槽2远离酸洗槽1的一侧，两牵引轮20的外周接触配合，线材从两牵引轮20之间穿过，当两牵引轮20转动时，能够带动线材移动，其中一个牵引轮20同轴安装第二齿带轮21，第二齿带轮21与第一齿带轮19通过双面齿传动带22连接，水洗槽2的顶部转动安装凸轮23，凸轮23同轴安装第三齿带轮24，第三齿带轮24与双面齿传动带22啮合，水洗槽2内固定安装竖向的套筒25，套筒25内设有与之滑动配合的L型杆26，套筒25的下端固定连接拉簧27的上端，拉簧27套装于L型杆26的外周且与之固定连接，L型杆26的底部固定安装喷头28，喷头28通过水管29连接高压水源，水管29为软质结构。本装置能够在钢丝移动过程中完成酸洗，钢丝浸润于酸洗槽1内的盐酸溶液中且在其中移动，酸洗更为充分彻底，随着牵引轮20的转动，在双面齿传动带22、第二伞齿轮18、第一伞齿轮17等的传动下，使得转轴3转动，第一转盘4和第二转盘15均随之转动，第一拨杆5能沿螺旋形槽7滑动，且能带动辊轴6转动，由于螺旋形槽7的存在，辊轴6转动能够轻微搅动盐酸溶液，既有利于盐酸溶液充分与钢丝表面的氧化皮反应，且轻微的水流激荡也有利于钢丝上附着的氧化皮脱落，盐酸溶液的液面起伏较小，还能够避免盐酸溶液溅出酸洗槽1外，第二拨杆16间歇拨动盐酸液面以上的钢丝，能够使其震荡，从而使附着于其上的盐酸溶液与之分离，更为节省盐酸溶液，随后钢丝进入水洗槽2内接受高压水冲洗，由于第三齿带轮24与双面齿传动带22啮合，因此第三齿带轮24、凸轮23持续转动，配合以拉簧27能够使L型杆26反复竖向移动，从而使得喷头28上下移动，既能使钢丝持续接受高压水冲洗，且由于水压处于变化状态，使得钢丝受力不匀产生震动，有助于钢丝上附着的水珠脱落，能够避免滴落于水洗槽2外，且能够省去沥水的时间；本装置可于酸洗槽1和水洗槽2内设置多套转轴3和导线轮结构，并于转轴3外周设置传动轮并通过传动链或传动带连接，能够同时对多根钢丝进行酸洗；且由于钢丝于酸洗槽1和水洗槽2内有折弯，这就使得钢丝能够在更小的空间内进行酸洗，有利于减小酸洗槽1和水洗槽2的占地面积，即有利于缩减生产线的占地面积。
具体而言，本实施例所述的第二拨杆16均为弹性材质。当第二拨杆16掠过线材时，既能使其受到拨动，还能够避免线材过于紧绷导致断裂。
具体的，如图1所示，本实施例所述的牵引轮20的外周长度为酸洗槽1长度的一半，第一齿带轮19与第二齿带轮21的传动比为１：２。第二齿带轮21的直径同牵引轮20，即牵引轮20转动两圈，第一齿带轮19转动一圈，以第一伞齿轮17和第二伞齿轮18的传动比为１：１，第二转盘15对应两个第二拨杆16为例，线材从酸洗槽1内能够被拨动２－３次，从而能够除去其上附着的氧化皮和残留的盐酸。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种无镀层金属线材的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：选材，选取表面质量合格的φ５．５ｍｍ原材料；
步骤２：预处理，将选取的原材料进行预处理，依次经过机械剥壳、酸洗、水冲洗、涂硼、烘干工序，然后将原材料卷绕在工字轮上；
步骤３：粗拉，用干拉机台将预处理过的合格的原材料拉拔至线径为φ1．３０～φ２．５０ｍｍ的半成品钢丝，拉拔道次为８～1４道，拉拔速度５－1０ｍ／ｓ；
步骤４：热处理，对步骤３中得到的半成品钢丝经脱脂去除表面残留杂质，进入明火炉进行奥氏体化处理，紧接着进入水浴槽进行索氏体转变；
步骤５：表面处理，索氏体转变结束后的半成品钢丝，经水冷却后进入盐酸洗工序，去除钢丝表面的氧化皮，后经高压水冲洗将钢丝表面残留的酸冲洗干净；
步骤６：磷化处理，步骤５中的钢丝进入磷化槽进行磷化打底处理，然后经热水洗、烘干工序，卷绕在工字轮上；
步骤７：步骤４、５、６为连续作业方式，依据钢丝线径不同，生产DV值为６０～７５ｍｍｍ／ｍｉｎ；
步骤８：湿拉，将步骤６中的钢丝使用湿拉机台，拉拔液润滑，经1３～２３道次拉拔至预先设定的单丝线径，线径越细拉拔道次越多，线径越粗拉拔道次越少，拉拔速度为３～７ｍ／ｓ。
2.根据权利要求1所述的一种无镀层金属线材的生产方法，其特征在于：所述的步骤４中奥氏体化处理温度为９２０～1０５０℃，索氏体转变温度为５５０～６５０℃。
3.根据权利要求1所述的一种无镀层金属线材的生产方法，其特征在于：所述的步骤５中磷化温度为８５±５℃；磷化总酸度为５～11pt；磷化游离酸度为０．５～1．５pt，烘干温度为1５０±５０℃。
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