CN113198860A - 一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，包括S1、原材料的选用；S2、第一次皮膜处理：所述不锈钢丝在牵引装置的引导下，在线通过皮膜溶液槽，浸泡在皮膜溶液中；而后在牵引装置的引导下，以垂直姿态出皮膜溶液，进行收卷，皮膜固化后，在不锈钢丝表面的附着厚度为1～5μm；S3、第一次拉拔；S4、第一次退火；S5、第二次皮膜处理；S6、第二次拉拔；S7、第二次退火；S8、第三次拉拔；S9、第三次退火。本发明的一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，能够对不锈钢丝的拉丝生产工艺进行改进，从而获得高性能的可用于眼镜边框用不锈钢丝。

Description

一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺
技术领域
本发明涉及一种专门用于制作眼镜边框的不锈钢丝的拉丝制备工艺。
背景技术
不锈钢丝的应用相当广泛，其生产和制造通常参照GB/T4240～2009《不锈钢丝》，一般都是通过盘条或线坯从拉丝模的模孔拉出，形成设定直径的不锈钢丝。随着不锈钢原材料生产技术的进一步发展，不锈钢丝的用途也得到了不断扩展；目前，眼镜边框制作上不锈钢丝用量越来越大，针对眼镜边框用不锈钢丝的使用需求，有必要设计专门的拉丝工艺，以期不锈钢丝表面无毛边等缺陷，尺寸精度高，材料晶粒度高，弹性好。
中国专利公开号为CN102828122A的眼镜框用不锈钢丝的制造方法，中国专利公开号为 CN110747398A的眼镜框架用不锈钢线材及其加工工艺，均介绍了眼镜边框用不锈钢丝的专门生产过程，但产出的不锈钢丝产品晶粒度仅能达到6级，性能还有提升空间，故有必要进一步改进拉丝生产工艺，提升不锈钢丝产品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，能够对不锈钢丝的拉丝生产工艺进行改进，从而获得高性能的可用于眼镜边框用不锈钢丝。
为达到上述发明的目的，提供了一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，包括
S1、原材料的选用：以截面直径为5.5mm，牌号为130M的不锈钢丝作为原材料；
S2、第一次皮膜处理：所述不锈钢丝在牵引装置的引导下，在线通过皮膜溶液槽，浸泡在皮膜溶液中；而后在牵引装置的引导下，以垂直姿态出皮膜溶液，进行收卷；
S3、第一次拉拔：采用多头连续拉丝机对第一次皮膜处理后的不锈钢丝拉拔；
S4、第一次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1100℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为6.5m/min；
S5、第二次皮膜处理：经过第一次退火处理后的半成品不锈钢丝在牵引装置的引导下，在线通过皮膜溶液槽，浸泡在皮膜溶液中；而后在牵引装置的引导下，以垂直姿态出皮膜溶液，进行收卷；
S6、第二次拉拔：采用多头连续拉丝机对第二次皮膜处理后的不锈钢丝拉拔；
S7、第二次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1100℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为11m/min；
S8、第三次拉拔：选用单头拉拔机对第二次退火后的半成品不锈钢丝进行拉拔，不锈钢丝的截面积最终减小至1.55mm；
S9、第三次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1080℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为14m/min。
具体地，在步骤S2和S5的皮膜处理过程中，所用的皮膜溶液槽上位于不锈钢丝出口处的上方均设有风环，不锈钢丝在线通过皮膜溶液后，竖直穿过所述风环。
具体地，在在步骤S3中，采用5道拉拔，第1道次的减面率为26％，第2道次的减面率为23％，第3道次的减面率为20％，第4道次的减面率为17％，第5道次的减面率为14％；其中，第4～5道次的拉拔使用4～5级粗糙度的金刚石涂层模具。
进一步地，在步骤S3中，每个道次的模具角度按照公式：模具角度＝减面率×50+5进行设置。
再进一步地，在步骤S6中，采用6道拉拔：第1道次的减面率为28％，第2道次的减面率为22％，第3道次的减面率为19％，第4道次的减面率为16％，第5道次的减面率为13％，第6道次的减面率为13％；6个道次的模具均为人工聚晶钻石模具。
更进一步地，在步骤S8中，所用拉拔模具为天然钻石拉拔模具，所用润滑油为高分子油基润滑油；所述拉拔模具的模具角度按照公式：模具角度＝减面率×50+3进行设置；所用的收卷卷筒采用尼龙喷涂卷筒。
具体地，在步骤S4中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、 1070℃、1080℃和1100℃；且6个区的炉长均为10m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
进一步地，在步骤S7中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃和1100℃；且6个区的炉长均为10m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
更进一步地，在步骤S9中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃和1080℃；且6个区的炉长均为8m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
优选地，在步骤S1中，所述不锈钢丝使用前，进行表面360度表面检查。
本发明一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺跟现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明所制备的眼镜边框用不锈钢丝晶粒度可达到11.0级，抗拉强度高，延展性好，表面光亮，外观无缺陷；
(2)在两次皮膜处理中，采用垂直向上出线，并经过风环后，皮膜结晶更加均匀；
(3)在第一次拉拔、第二次拉拔过程以及第三次拉拔过程中，根据每道次钢丝减面率，研究并确定最佳的模具角度，通过拉拔模具角度以及减面率之间最佳的搭配，易于润滑粉随高速拉拔钢丝进入模具，形成粉膜，保证拉拔钢丝表面细腻不破皮实现最佳的拉拔光亮表面。
附图说明
图1为皮膜溶液槽的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明针对现有市场上眼镜边框用不锈钢丝成产过程中表面缺陷多，内部组织结构不稳定，成材率极低等问题，对生产工艺进行改进，从而获得高性能的眼镜边框用不锈钢丝。
本发明的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，包括如下步骤：
S1、原材料的选用；
以截面直径为5.5mm的130M不锈钢丝，作为原材料；
上述不锈钢丝使用前，进行表面360度检查，杜绝原料表面缺陷。
130M不锈钢丝作为眼镜边框使用，相对于常规的304不锈钢丝或者304HC不锈钢具有以下优点：
1、无磁；
2、屈服强度高。
相应的，在拉丝生产过程中，也存在下述难点：
1、表面硬度高，拉拔易破皮；
2、材料硬，拉拔易脆断。
S2、第一次皮膜处理；
为避免传统浸泡式皮膜前处理钢丝表面皮膜不匀情况，本发明采取在线皮膜前处理，并确定小颗粒度皮膜结晶皮膜合适的皮膜浓度，使用皮膜溶液槽，保证不锈钢丝360度皮膜厚度均一、且结晶细腻。
皮膜溶液为日本ADEKA AM500；
所述皮膜溶液槽如图1所示，不锈钢丝在导向轮22的引导下，通过皮膜溶液槽2，浸泡在皮膜溶液21中；不锈钢丝在导向轮22的引导下分为未浸泡钢丝区11、浸泡钢丝区12，最后在导向轮22的引导下，至出浸泡准备区13，以垂直姿态出皮膜溶液21；最后至收卷区15进行收卷；进一步的，在出浸泡准备区13上方，设有风环23，不锈钢丝出皮膜溶液21后穿过风环23；所述风环23对不锈钢丝表面粘附的溶液进行喷吹，控制皮膜溶液在不锈钢丝表面的附着量，经过所述风环23后为皮膜溶液固化区14，皮膜固化后，在不锈钢丝表面的附着厚度为1～5μm间。
传统皮膜溶液槽是水平出线，会导致不锈钢丝的下部皮膜结晶过多；本发明采用垂直向上出线，且经过风环23后，皮膜结晶更加均匀。
S3、第一次拉拔：粗抽；
根据钢丝材质及拉拔线径，对钙系粉与钠系粉比例进行调整，获得合适的润滑粉。
采用5道面积递减拉拔：第1道次的减面率为26％，第2道次的减面率为23％，第3道次的减面率为20％，第4～5道次的减面率为递减3％；经粗抽后，不锈钢丝的截面积减70％，即截面尺寸减小至3.06mm；保证高速拉拔效率，获得最好的钢丝表面。
第4～5道次的拉拔使用4～5级粗糙度的金刚石涂层模具进行。
采用金刚石涂层模具，具有获得更加细腻的表面，且易于下道酸洗退火。
同时，根据每道次钢丝减面率，研究并确定最佳的模具角度，使模具的角度为钢丝减面率的0.5倍加5度；即减面率为26％时，模具角度为18°，计算公式：(26)×0.5+5＝(18)，更易于润滑粉随高速拉拔钢丝进入模具，形成粉膜，保证拉拔钢丝表面细腻不破皮。
最终保证半成品钢丝高速拉拔效率下，钢丝表面细腻，无粗糙翘皮情况，表面只有一层薄薄润滑粉，便于下道次清洗。
S4、第一次退火；
对经过S3步骤后的半成品不锈钢丝，进行退火处理。
退火炉采用分区加热，逐步升温；分6区加热；各炉区参数如下：
Figure RE-GDA0003114129620000041
走线速度为6.5m/min，使钢丝均匀受热；钢丝在固溶热处理中完全奥氏体化，N元素均匀弥散到晶体结构中。
S5、第二次皮膜处理；
采取在线皮膜前处理，并确定小颗粒度皮膜结晶皮膜合适的皮膜浓度，使用皮膜溶液槽，保证钢丝360度皮膜厚度均一、且结晶细腻。
S6、第二次拉拔：细抽；
采用6道面积递减拉拔：第1道次的减面率为28％，第2道次的减面率为22％，第3道次的减面率为19％，第4～6道次的减面率为递减3％；使用全道次人工聚晶钻石模具，不锈钢丝的截面积减小70％，即截面尺寸减小至1.7mm。
采用人工聚晶钻石模具，获得更加细腻的表面，且易于下道酸洗退火。
S7、第二次退火；
对经过S6步骤后的半成品钢丝，进行退火处理。
退火炉采用分区加热，逐步升温；分6区加热；各炉区参数如下：
Figure RE-GDA0003114129620000051
走线速度为11m/min，使钢丝均匀受热；钢丝在固溶热处理中完全奥氏体化，N元素均匀弥散到晶体结构中。
第二次退火时，采用的加热炉区设置与上述S4中第一次退火配置一致，以节约设备资源；但相应的走线速度由6.5m/min提高到11m/min，因为不锈钢丝经过S6第二次拉拔后，直径已变细，故更容易受热，实现完全奥氏体化。
S8、第三次拉拔：终抽；
采用1道面积递减拉拔：选用天然钻石拉拔模具以及高分子油基润滑油，通过拉拔模具角度以及减面率之间最佳的搭配，实现最佳的拉拔光亮表面；
不锈钢丝的截面积最终减小至1.55mm。
拉拔模具角度为钢丝减面率的0.5倍加上3度。
拉拔所使用的卷筒采用特种尼龙喷涂卷筒，实现了钢丝与卷筒之间无任何表面擦伤情况。
S9、第三次退火；
对经过S8步骤后的半成品钢丝，进行退火处理。
退火炉采用分区加热，逐步升温；分6区加热；各炉区参数如下：
Figure RE-GDA0003114129620000052
走线速度为14m/min，避免钢丝在固溶退火奥氏体化过程中晶粒粗大，使钢丝能够达到最理想的细晶粒状态。
避免钢丝固溶处理过程中晶粒粗大，降低热处理过程中钢丝走线速度，保证钢丝表面不受损。
经上述拉丝工艺生产出的眼镜边框用不锈钢丝，具有如下性能：
屈服强度 650MPA～700MPA；
抗拉强度 820～860MPA；
延伸率 55～65％；
硬度 HV 250～280；
平均晶粒尺寸8.35um，晶粒度达到11.0级。
传统工艺制备的眼镜边框用不锈钢丝，详细工艺过程参考公告号为CN102828122B的中国发明专利，性能如下：
屈服强度 300MPA～400MPA；
抗拉强度 550～650MPA；
延伸率 50～60％；
硬度 HV 200～300；
晶粒度达到6.0级。
由此可见，采用本发明提供的工艺所制备的眼镜边框用不锈钢丝相对于传统工艺，晶粒度可达到11.0级，显著提高，抗拉强度、屈服强度和延展性等物理性能也得到相应的提高。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不仅限于所述的的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，包括
S1、原材料的选用：以截面直径为5.5mm，牌号为130M的不锈钢丝作为原材料；
S2、第一次皮膜处理：所述不锈钢丝在牵引装置的引导下，在线通过皮膜溶液槽，浸泡在皮膜溶液中；而后在牵引装置的引导下，以垂直姿态出皮膜溶液，进行收卷；
S3、第一次拉拔：采用多头连续拉丝机对第一次皮膜处理后的不锈钢丝拉拔；
S4、第一次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1100℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为6.5m/min；
S5、第二次皮膜处理：经过第一次退火处理后的半成品不锈钢丝在牵引装置的引导下，在线通过皮膜溶液槽，浸泡在皮膜溶液中；而后在牵引装置的引导下，以垂直姿态出皮膜溶液，进行收卷；
S6、第二次拉拔：采用多头连续拉丝机对第二次皮膜处理后的不锈钢丝拉拔；
S7、第二次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1100℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为11m/min；
S8、第三次拉拔：选用单头拉拔机对第二次退火后的半成品不锈钢丝进行拉拔，不锈钢丝的截面积最终减小至1.55mm；
S9、第三次退火：退火炉采用分区加热，逐步升温，温度范围为1000℃～1080℃，所述半成品不锈钢丝的走线速度为14m/min。
2.据权利要求1所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S2和S5的皮膜处理过程中，所用的皮膜溶液槽上位于不锈钢丝出口处的上方均设有风环，不锈钢丝在线通过皮膜溶液后，竖直穿过所述风环。
3.据权利要求1所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S3中，采用5道拉拔，第1道次的减面率为26％，第2道次的减面率为23％，第3道次的减面率为20％，第4道次的减面率为17％，第5道次的减面率为14％；其中，第4～5道次的拉拔使用4～5级粗糙度的金刚石涂层模具。
4.据权利要求3所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S3中，每个道次的模具角度按照公式：模具角度＝减面率×50+5进行设置。
5.根据权利要求4所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S6中，采用6道拉拔：第1道次的减面率为28％，第2道次的减面率为22％，第3道次的减面率为19％，第4道次的减面率为16％，第5道次的减面率为13％，第6道次的减面率为13％；6个道次的模具均为人工聚晶钻石模具。
6.根据权利要求5所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S8中，所用拉拔模具为天然钻石拉拔模具，所用润滑油为高分子油基润滑油；所述拉拔模具的模具角度按照公式：模具角度＝减面率×50+3进行设置；所用的收卷卷筒采用尼龙喷涂卷筒。
7.据权利要求1所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S4中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃和1100℃；且6个区的炉长均为10m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
8.据权利要求5所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S7中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃和1100℃；且6个区的炉长均为10m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
9.据权利要求6所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S9中，退火炉分6个区，6个区的温度依次为1000℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃和1080℃；且6个区的炉长均为8m；所述不锈钢丝依次通过这6个区。
10.据权利要求1～9任一项所述的眼镜边框用不锈钢丝的拉丝工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述不锈钢丝使用前，进行表面360度检查。
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