CN114700383A - 一种镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍钴合金不锈钢丝，按重量百分比配料：铁Fe：0.001～1.25％，钴Co：1.22～1.25％，铬Cr：10～20％，钼Mo：1～5％，钕Nb+钽Ta：4～6％，铝Al：0.001～3％，钛Ti：0.001～2％，碳C：0.001～0.1％，磷P：0.01～0.03％，镁Mg：0.001～0.01％，硼B：0.001～0.02％，锆Zr：0.001～0.1％，硅Si：3～8％，余量为镍Ni，该镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺，提高了镍钴合金不锈钢丝在高湿度、高温等恶劣环境下抗氧化能力，而且，通过拉拔冷却装置，实现了拉拔完毕后镍钴合金不锈钢丝的冷却，防止镍钴合金不锈钢丝在收卷过程中收缩而绷断或擦伤，同时也起到了清洁、润滑镍钴合金不锈钢丝的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺，属于不锈钢丝生产领域。
背景技术
镍(Ni)和钴(Co)作为合金化元素得到广泛应用，分别用于生产不锈钢、高温合金、磁性材料及催化剂等。
不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
不锈钢丝又称不锈钢线，用不锈钢为原材料制作的各类不同规格和型号的丝质产品。镍钴合金不锈钢丝，镍有抗腐蚀的作用，钴有固溶强化作用，赋予钢热硬性，改善钢的高温性能。镍钴合金不锈钢丝在正常环境下虽已有一定的抗氧化能力，但在高湿度、高温等恶劣环境下使用时，仍然会出现氧化的现象，导致其使用寿命缩短。
另外，镍钴不锈钢丝在拉拔工序时，将盘条或线坯从拉丝模的模孔拉出，以生产小断面的镍钴不锈钢丝，镍钴不锈钢丝在拉拔力、模具工作锥的压力和模具键的摩擦力混合作用下，产生连续不断的塑性变形，以及大量的变形热和摩擦热，导致拉拔后的镍钴不锈钢丝温度升高，拉拔后的镍钴不锈钢丝卷绕在收卷机上，当镍钴不锈钢丝上的温度降低后，镍钴不锈钢丝在收卷机上收缩，经常使镍钴不锈钢丝绷断，绷断率约为每10万米3次。
因此，需要有一种镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺，提高镍钴合金不锈钢丝的抗氧化能力，并防止镍钴不锈钢丝绷断。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种镍钴合金不锈钢丝，按重量百分比配料：铁Fe：0.001～1.25％，钴Co：1.22～1.25％，铬Cr：10～20％，钼Mo：1～5％，钕Nb+钽Ta：4～6％，铝Al：0.001～3％，钛Ti：0.001～2％，碳C：0.001～0.1％，磷P：0.01～0.03％，镁Mg：0.001～0.01％，硼B：0.001～0.02％，锆Zr：0.001～0.1％，硅Si：3～8％，余量为镍Ni。
作为优选，一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，包括一下步骤：
S1、权利要求1所述的镍钴合金不锈钢丝盘圆入场；
S2、预处理：钢丝原料表面涂膜后烘干，涂料为草酸盐；
S3、拉拔：将钢丝原料通过拉拔设备进行拉拔处理，减小钢丝直径，拉拔过程中钢丝涂抹滑石粉减小与拉模之间的摩擦力；
S4、退火：将钢丝加热后立即通过水冷至室温；
S5、包装：对镍钴合金不锈钢丝进行检测后包装入库。
作为优选，所述拉拔设备包括拉拔装置和拉拔冷却装置，所述拉拔冷却装置位于拉拔装置的后方，所述拉拔冷却装置包括油箱，所述油箱顶部的两侧均固定设置有第一定滑轮，所述油箱内的底部固定设置有第二定滑轮，所述油箱内设置有清洁组件和收集组件。
作为优选，所述清洁组件包括竖向固定设置的固定管，所述固定管位于第二定滑轮的上方，所述固定管的顶端固定设置有橡胶环，所述橡胶环与固定管同轴设置，所述油箱的一侧水平固定穿设有气管，所述气管与固定管连通，所述气管上设置有气泵，所述气泵固定设置在油箱的外壁，所述固定管内设置有转动管和两个清洁刷，所述转动管与固定管同轴设置，所述转动管通过第一轴承与固定管连接，两个清洁刷以转动管的轴线为中心周向均匀分布在转动管的下方，所述清洁刷与转动管固定连接，所述气管内设置有传动单元，所述气管内空气的流动通过传动单元驱动转动管转动。
作为优选，所述传动单元包括扇叶和传动轴，所述传动轴与气管同轴设置，所述扇叶位于气管内，所述扇叶安装在传动轴的一端，所述传动轴的另一端安装有驱动锥齿轮，所述转动管的外壁安装有从动锥齿轮，所述驱动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述传动轴通过第二轴承与气管连接。
作为优选，所述转动管上设置有密封环，所述密封环与转动管同轴设置，所述转动管穿过密封环，所述转动管与密封环固定且密封连接，所述密封环与固定管的内壁滑动且密封连接。
作为优选，所述收集组件包括两个收集单元，所述收集单元与清洁刷一一对应，所述收集单元位于第二定滑轮和固定管之间，所述收集单元包括连接管，所述连接管与转动管固定连接，所述连接管的远离转动管轴线的一侧设置有收集管，所述收集管的一端安装有滤网，所述收集管的另一端贴附有密封盘，所述密封盘与收集管密封连接，所述密封盘与连接管固定连接，所述收集管上设置有两个移动部件，两个移动部件分别设置在收集管的顶部和底部。
作为优选，所述移动部件包括水平设置的导杆，所述导杆的轴线与转动管的轴线垂直且相交，所述导杆上活动套设有滑块，所述滑块固定设置在收集管的外壁，所述滑块通过弹簧与导杆连接。
作为优选，退火温度为1050℃以上，水冷温度为20-60℃。
作为优选，滑石粉包括30％的钙粉和70％的钠粉，钙粉由氧化钙、石灰石为基体，加油脂、矿蜡、挤压添加剂制成，其中，挤压添加剂为硬脂酸，钠粉为纯钠粉。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明一种镍钴合金不锈钢丝及其生产工艺，提高了镍钴合金不锈钢丝在高湿度、高温等恶劣环境下抗氧化能力，而且，通过拉拔冷却装置，实现了拉拔完毕后镍钴合金不锈钢丝的冷却，防止镍钴合金不锈钢丝在收卷过程中收缩而绷断，同时也起到了清洁、润滑镍钴合金不锈钢丝的功能。
附图说明
图1为拉拔冷却装置的结构示意图；
图2为清洁组件的结构示意图；
图3为图2的B部放大图；
图4为图1的A部放大图；
图5为收集单元的结构示意图；
其中：1.油箱，2.第一定滑轮，3.第二定滑轮，4.固定管，5.橡胶环，6.气管，7.气泵，8.转动管，9.清洁刷，10.第一轴承，11.扇叶，12.传动轴，13.驱动锥齿轮，14.从动锥齿轮，15.第二轴承，16.密封环，17.连接管，18.收集管，19.滤网，20.密封盘，21.导杆，22.滑块，23.弹簧，24.镍钴合金不锈钢丝。
具体实施方式
如图1-5所示，本实施例中的一种镍钴合金不锈钢丝，按重量百分比配料：铁Fe：0.001～1.25％，钴Co：1.22～1.25％，铬Cr：10～20％，钼Mo：1～5％，钕Nb+钽Ta：4～6％，铝Al：0.001～3％，钛Ti：0.001～2％，碳C：0.001～0.1％，磷P：0.01～0.03％，镁Mg：0.001～0.01％，硼B：0.001～0.02％，锆Zr：0.001～0.1％，硅Si：3～8％，余量为镍Ni。
表1：高湿度、高温等恶劣环境硅Si与抗氧化系数R表
表2：抗氧化系数R评定表
| 抗氧化系数R | 抗氧化性分类 |
| ＜0.1 | 完全抗氧化性 |
| 0.1-1 | 抗氧化性 |
| 1-3 | 次抗氧化性 |
| 3-10 | 弱抗氧化性 |
| ＞10 | 不抗氧化性 |
如此得出：
在镍钴合金不锈钢丝原料中加入3～8％的硅Si，有效提高镍钴合金不锈钢丝24在高湿度、高温等恶劣环境下抗氧化能力。
作为优选，一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，包括一下步骤：
S1、权利要求1所述的镍钴合金不锈钢丝盘圆入场；
S2、预处理：钢丝原料表面涂膜后烘干，涂料为草酸盐；
S3、拉拔：将钢丝原料通过拉拔设备进行拉拔处理，减小钢丝直径，拉拔过程中钢丝涂抹滑石粉减小与拉模之间的摩擦力；
S4、退火：将钢丝加热后立即通过水冷至室温；
S5、包装：对镍钴合金不锈钢丝进行检测后包装入库。
作为优选，所述拉拔设备包括拉拔装置和拉拔冷却装置，所述拉拔冷却装置位于拉拔装置的后方，所述拉拔冷却装置包括油箱1，所述油箱1顶部的两侧均固定设置有第一定滑轮2，所述油箱1内的底部固定设置有第二定滑轮3，所述油箱1内设置有清洁组件和收集组件。
镍钴合金不锈钢丝24经拉拔装置拉拔，镍钴合金不锈钢丝24在拉拔力、模具工作锥的压力和模具键的摩擦力混合作用下，产生连续不断的塑性变形，以及大量的变形热和摩擦热，导致拉拔后的镍钴不锈钢丝温度升高，此时，将拉拔后的镍钴合金不锈钢丝24依次绕过其中一个第一定滑轮2、第二定滑轮3和另一个第一定滑轮2，且在油箱1中加入冷却油，使冷却油吸收镍钴合金不锈钢丝24上的热量，实现油冷和润滑，并使镍钴合金不锈钢丝24上的杂质溶于冷却油中，实现镍钴合金不锈钢丝24的清洁，因拉拔完毕后，需将镍钴合金不锈钢丝24卷绕在收卷机上，防止镍钴合金不锈钢丝24在收线机上冷却期间因收缩使镍钴合金不锈钢丝24绷断，另外，还可以防止收缩期间产生摩擦导致镍钴合金不锈钢丝24表面擦伤，并通过清洁组件清除镍钴合金不锈钢丝24上多余的冷却油，防止滴落造成浪费，还通过收集组件收集冷却油中的杂质，防止杂质再次粘附在镍钴合金不锈钢丝24上。
作为优选，所述清洁组件包括竖向固定设置的固定管4，所述固定管4位于第二定滑轮3的上方，所述固定管4的顶端固定设置有橡胶环5，所述橡胶环5与固定管4同轴设置，所述油箱1的一侧水平固定穿设有气管6，所述气管4与固定管4连通，所述气管6上设置有气泵7，所述气泵7固定设置在油箱1的外壁，所述固定管4内设置有转动管8和两个清洁刷9，所述转动管8与固定管4同轴设置，所述转动管8通过第一轴承10与固定管4连接，两个清洁刷9以转动管8的轴线为中心周向均匀分布在转动管8的下方，所述清洁刷9与转动管8固定连接，所述气管6内设置有传动单元，所述气管6内空气的流动通过传动单元驱动转动管8转动。
油冷期间，使镍钴合金不锈钢丝24依次穿过固定管4和橡胶环5，而冷却油液位位于转动管8的下方，并时固定管4的底端位于冷却油内，且实际上，橡胶环5的内径与镍钴合金不锈钢丝24的直径相等，且通过气泵7将空气从气管6输送至固定管4内，固定管4内的空气穿过转动管8后输送至冷却油内形成气泡，气泡上浮后破裂，通过空气的流动，不仅可以吸收冷却油内的热量并排出，实现冷却油的降温，便于提升冷却效果，还可以将镍钴合金不锈钢丝24上的杂质和多余的冷却油吹离，提升镍钴合金不锈钢丝24除杂效果，防止镍钴合金不锈钢丝24上的冷却油过多而发生滴落，造成浪费，另外，通过气管6内空气的流动作为驱动力使传动单元驱动转动管8在第一轴承10上转动，转动管8的转动带动清洁刷9转动，使清洁刷9刷下镍钴合金不锈钢丝24上的杂质，进一步提升镍钴合金不锈钢丝24清洁效果，
表3：镍钴合金不锈钢丝收卷绷断概率表
通过表3可以得知，拉拔后未经冷却的镍钴合金不锈钢丝24每收卷10万米的绷断次数约为3次，而拉拔后经冷却的镍钴合金不锈钢丝24的绷断次数为0次，如此可以得出，镍钴合金不锈钢丝24拉拔后经过冷却，可以有效防止绷断。
作为优选，所述传动单元包括扇叶11和传动轴12，所述传动轴12与气管6同轴设置，所述扇叶11位于气管6内，所述扇叶11安装在传动轴12的一端，所述传动轴12的另一端安装有驱动锥齿轮13，所述转动管8的外壁安装有从动锥齿轮14，所述驱动锥齿轮13与从动锥齿轮14啮合，所述传动轴12通过第二轴承15与气管6连接。
通过气管6内空气的流动作为驱动力使扇叶11转动，从而使传动轴12在第二轴承15上转的，第二轴承15的转动带动驱动锥齿轮13转动，驱动锥齿轮13的转动通过从动锥齿轮14带动转动管8转动。
作为优选，所述转动管8上设置有密封环16，所述密封环16与转动管8同轴设置，所述转动管8穿过密封环16，所述转动管8与密封环16固定且密封连接，所述密封环16与固定管4的内壁滑动且密封连接。
密封环16的作用是防止固定管4内的空气在转动管8的外部流动，便于空气作用到镍钴合金不锈钢丝24上。
作为优选，所述收集组件包括两个收集单元，所述收集单元与清洁刷9一一对应，所述收集单元位于第二定滑轮3和固定管4之间，所述收集单元包括连接管17，所述连接管17与转动管8固定连接，所述连接管17的远离转动管8轴线的一侧设置有收集管18，所述收集管18的一端安装有滤网19，所述收集管18的另一端贴附有密封盘20，所述密封盘20与收集管18密封连接，所述密封盘20与连接管17固定连接，所述收集管18上设置有两个移动部件，两个移动部件分别设置在收集管18的顶部和底部。
转动管8的转动带动连接管17转动，连接管17的转动通过移动部件带动收集管18转动，收集管18在离心力的作用下向着远离转动管8轴线方向移动并与密封盘20分离，此时，冷却油穿过收集管18，并通过滤网19实现冷却油中杂质的截留，实现了收集杂质的功能，当转动管8停止转动后，通过移动部件使收集管18反向移动实现复位，并使密封盘20对收集管18的一端实现密封，防止滤网19上截留的杂质发生泄露。
作为优选，所述移动部件包括水平设置的导杆21，所述导杆21的轴线与转动管8的轴线垂直且相交，所述导杆21上活动套设有滑块22，所述滑块22固定设置在收集管18的外壁，所述滑块22通过弹簧23与导杆21连接。
转动管8的转动通过导杆21带动滑块22转动，滑块22的转动带动收集管18转动，收集管18在离心力的作用下带动滑块22在导杆21上向着远离转动管8轴线方向移动，并使弹簧23产生形变，当转动管8停止转动后，通过弹簧23的弹性作用，使滑块22带动收集管18复位。
作为优选，退火温度为1050℃以上，水冷温度为20-60℃。
作为优选，滑石粉包括30％的钙粉和70％的钠粉，钙粉由氧化钙、石灰石为基体，加油脂、矿蜡、挤压添加剂制成，其中，挤压添加剂为硬脂酸，钠粉为纯钠粉。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镍钴合金不锈钢丝，其特征在于：按重量百分比配料：铁Fe：0.001～1.25％，钴Co：1.22～1.25％，铬Cr：10～20％，钼Mo：1～5％，钕Nb+钽Ta：4～6％，铝Al：0.001～3％，钛Ti：0.001～2％，碳C：0.001～0.1％，磷P：0.01～0.03％，镁Mg：0.001～0.01％，硼B：0.001～0.02％，锆Zr：0.001～0.1％，硅Si：3～8％，余量为镍。
2.一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：包括一下步骤：
S1、权利要求1所述的镍钴合金不锈钢丝盘圆入场；
S2、预处理：钢丝原料表面涂膜后烘干，涂料为草酸盐；
S3、拉拔：将钢丝原料通过拉拔设备进行拉拔处理，减小钢丝直径，拉拔过程中钢丝涂抹滑石粉减小与拉模之间的摩擦力；
S4、退火：将钢丝加热后立即通过水冷至室温；
S5、包装：对镍钴合金不锈钢丝进行检测后包装入库。
3.根据权利要求2所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述拉拔设备包括拉拔装置和拉拔冷却装置，所述拉拔冷却装置位于拉拔装置的后方，所述拉拔冷却装置包括油箱(1)，所述油箱(1)顶部的两侧均固定设置有第一定滑轮(2)，所述油箱(1)内的底部固定设置有第二定滑轮(3)，所述油箱(1)内设置有清洁组件和收集组件。
4.根据权利要求3所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述清洁组件包括竖向固定设置的固定管(4)，所述固定管(4)位于第二定滑轮(3)的上方，所述固定管(4)的顶端固定设置有橡胶环(5)，所述橡胶环(5)与固定管(4)同轴设置，所述油箱(1)的一侧水平固定穿设有气管(6)，所述气管(4)与固定管(4)连通，所述气管(6)上设置有气泵(7)，所述气泵(7)固定设置在油箱(1)的外壁，所述固定管(4)内设置有转动管(8)和两个清洁刷(9)，所述转动管(8)与固定管(4)同轴设置，所述转动管(8)通过第一轴承(10)与固定管(4)连接，两个清洁刷(9)以转动管(8)的轴线为中心周向均匀分布在转动管(8)的下方，所述清洁刷(9)与转动管(8)固定连接，所述气管(6)内设置有传动单元，所述气管(6)内空气的流动通过传动单元驱动转动管(8)转动。
5.根据权利要求4所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述传动单元包括扇叶(11)和传动轴(12)，所述传动轴(12)与气管(6)同轴设置，所述扇叶(11)位于气管(6)内，所述扇叶(11)安装在传动轴(12)的一端，所述传动轴(12)的另一端安装有驱动锥齿轮(13)，所述转动管(8)的外壁安装有从动锥齿轮(14)，所述驱动锥齿轮(13)与从动锥齿轮(14)啮合，所述传动轴(12)通过第二轴承(15)与气管(6)连接。
6.根据权利要求4所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述转动管(8)上设置有密封环(16)，所述密封环(16)与转动管(8)同轴设置，所述转动管(8)穿过密封环(16)，所述转动管(8)与密封环(16)固定且密封连接，所述密封环(16)与固定管(4)的内壁滑动且密封连接。
7.根据权利要求4所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述收集组件包括两个收集单元，所述收集单元与清洁刷(9)一一对应，所述收集单元位于第二定滑轮(3)和固定管(4)之间，所述收集单元包括连接管(17)，所述连接管(17)与转动管(8)固定连接，所述连接管(17)的远离转动管(8)轴线的一侧设置有收集管(18)，所述收集管(18)的一端安装有滤网(19)，所述收集管(18)的另一端贴附有密封盘(20)，所述密封盘(20)与收集管(18)密封连接，所述密封盘(20)与连接管(17)固定连接，所述收集管(18)上设置有两个移动部件，两个移动部件分别设置在收集管(18)的顶部和底部。
8.根据权利要求7所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：所述移动部件包括水平设置的导杆(21)，所述导杆(21)的轴线与转动管(8)的轴线垂直且相交，所述导杆(21)上活动套设有滑块(22)，所述滑块(22)固定设置在收集管(18)的外壁，所述滑块(22)通过弹簧(23)与导杆(21)连接。
9.根据权利要求2所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：退火温度为1050℃以上，水冷温度为20-60℃。
10.根据权利要求2所述的一种镍钴合金不锈钢丝生产工艺，其特征在于：滑石粉包括30％的钙粉和70％的钠粉，钙粉由氧化钙、石灰石为基体，加油脂、矿蜡、挤压添加剂制成，其中，挤压添加剂为硬脂酸，钠粉为纯钠粉。
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