CN85100190B

CN85100190B - 弹簧钢丝形变热处理设备

Info

Publication number: CN85100190B
Application number: CN85100190A
Authority: CN
Inventors: 朱达明; 陆蟠引; 王金瑞; 韩相忠; 熊孟昆
Original assignee: XI AN METALLURG BUILDING COLLE
Current assignee: XI AN METALLURG BUILDING COLLE
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1987-11-11
Also published as: CN85100190A

Abstract

本发明所设计的弹簧钢丝形变热处理设备，为一连续作业生产线，能确保工艺参数的准确执行，其特点是合理的总体设计，涂润滑与电极合一装置，形变淬火装置和流动粒子回火炉等，克服了旧方法中拉拔形变时常断丝，产品表面质量低劣，性能不均等缺陷。

Description

弹簧钢丝形变热处理方法及设备

本发明是一种满足弹簧钢丝淬火热处理强化与形变强化的复合强化工艺的专用设备。自60年代以来就有B.Я.3y δ 0B〔MИTOM No.1（俄）2 1962〕，B.M.Armstrong（The Wire Industry-10.1964（美）〕，荒川次郎（热处理（日）第四号第11卷）1971〕，Oskar pawaskki〔Stahlu Flsen 94 No.13（德）1974〕，O.И.Шaбрин〔1978CTaлb（俄）〕，朱磊、苏德达〔第一届全国热处理文集1963（中）等从事研究利用拉丝形变热处理工艺来生产超高强度弹簧钢丝以代替现有的弹簧钢丝油回火（我国称为油淬火）工艺。这些工作都因拉丝时断丝频繁不能连续生产，产品表面质量不高，性能不均，模具冷却不良，造成磨损严重等原因而不能用于工业生产。

B·Я·3yбов、朱磊、苏德达等人的形变热处理生产线，其工作过程是钢丝从放线架（1）引出，在（2）、（3）两铅槽之间，通上大电流，使钢丝迅速升温，槽（3）起分级冷却作用，（4）为拉丝模，（5）为淬火冷却，（6）为铅浴回火炉，（7）为拉丝机，相应的工艺如图-b。这种设备的缺点是用铅作分级冷却和回火加热介质污染严重;钢丝在运行中多次弯曲容易断丝，特别是当淬火钢丝进入回火铅浴处;拉丝模与铅槽（3）分离，分级冷却时间不能缩短至接近于零。模具冷却不良，钢丝表面氧化。

日本钢铁公司专利J53030-917，其缺点是此方法仅适用于0.4～0.9%的碳钢，加热时间及回火时间太长，不易形成连续生产线;采用盐浴冷却增加了清洗工序;获得的产品为高韧性而非超高强度，其工艺以0.69%碳，φ8碳钢丝为例如图2所示。

本发明的任务在于解决钢丝形变热处理过程中的断丝，模具冷却不良，表面氧化等缺陷，同时在工艺上缩短加热时间，回火时间，便于连续生产，提高生产效率，并同时适用于碳钢及合金钢，下列为采取的新措施：

1）生产线的设计总体方案仍采用电接触加热法（见图1），但采用了浸泡在石墨型液态润滑剂中的铜电极代替了铅槽，从而将钢丝接触电极装置和涂敷润滑剂装置合而为一。

2）采用润滑剂与电极合一装置（见图2）

3）本发明的形变淬火装置（如图3所示）形变淬火合一装置中拉丝模的入口面朝向铅铋液，便于分级冷却后的钢丝直接进入拉丝模，其出口端面为流动的淬火油，淬火油除不断冷却钢丝使之淬火外，同时起到不断冷却拉丝模作用，因此，降低了拉丝模的工作温度，延长了寿命，稳定了拉丝过程。

附图说明如下：

图1、本发明弹簧钢丝形变热处理生产线

图中：（1）放线架、（2）自动电压调压器、（3）可控硅电源、（4）涂润滑剂与电极合一装置、（5）Pb-Bi合金槽、（6）-（7）形变与淬火合一装置、（8）流动粒子回火炉、（9）双卷筒拉丝机

图2、涂润滑剂与电极合一装置

图中：（1）钢丝、（2）电极轮、（3）压轮组、（4）支架、（5）压轮组及支架升降调节螺母、（6）钢丝托轮、（7）润滑剂槽、（8）流槽、（9）润滑剂泵入管、（10）润滑剂回流管、（11）电流输入轮、（12）水银盒、（13）水银、（14）电源电极、（15）轮轴

图3、形变淬火合一装置

图中：（1）Pb-Bi合金槽前钢板、（2）拉丝模、（3）模座、（4）外模座、（5）具有缝装开口的管状淬火油槽、（6）喷油头、（7）淬火油

技术解决方案如下所述：

弹簧钢丝形变热处理生产线的工作原理如图1所示，工作时钢丝自放架（1）引出，经润滑、电极合一装置（4），在此进入液态的润滑剂中，并与直流电源负电极铜轮接触，电流乃由电源正极经钢丝流向负极，使钢丝加热升温，电源正极位于Pb-Bi合金槽（5）中，控制电源输出电压，使钢丝在到达（5）入液处时达到所需的淬火温度，红热的钢丝进入Pb-Bi浴停止加热并在运行中冷却至规定时间（1～7秒）后，进入拉丝模（6）减径至规定尺寸，出模后，在淬火装置（7）中淬火之后进入流动粒子炉（8）回火，（9）为拉丝机卷筒，不断地将处理好的成品钢丝卷收成捆。图中（2）为自动电压调压器，（3）为带有自动稳压与稳流装置的可控硅整流电源。

本发明设备中的涂润滑剂与电极合一装置构造如图2，工作时钢丝（1）进入润滑槽（7），浸没于润滑剂中在压轮组（3）的压力下和电极轮（2）紧密接触，电流乃由电极（14）通过水银触点（13），电流输入轮（11），轮轴（15）电极（2）流向钢丝，并沿着钢丝进入另一电极。电流使钢丝升温，烤干包裹于外层的润滑剂，高温时可免于钢丝氧化。利用螺母（5）调节螺杆及支架（4）的上下位置可以改变钢丝与电极轮的接触电阻及拉丝时的后拉力。

本发明中拉丝模及淬火槽布置及其工作过程。图3中空心圆柱外模座（4）焊在合金槽钢板（1）上，其中心与钢丝引出孔重合，并与导轮（9）位于同一水平，安装拉丝模（2）时，先将其放在模座（3）的座室上，然后将模座（3）装在外模座（4）上，拧紧螺扣将拉丝模压紧在槽板上，以防Pb-Bi外流，再将开有缝状开口的管状淬火油槽（5）插入模座后端的圆孔中，启动油泵，油（7）从喷油口（6）喷出，从管状油槽的缝口流入充满整个油槽，钢丝在Pb-Bi合金槽分级，冷却后进入模具变形，变形后进入淬火油槽冷却，完成淬火过程。移动压轮组（8）（9），可以改变淬火钢丝在槽中的停留时间，从而改变钢丝的分级时间及形变淬火温度。

在合金浴槽中装有一个可以上下浮动的浮筒（10），以控制浴槽液面的高低，在开始穿线时，浮筒上浮，液面下降，拉丝模口露出液面，将磨尖的钢丝穿过拉丝模，用引线拉拔至拉线机卷筒后，即可压下浮筒并用挂钩固定，这时合金液面乃淹没拉丝模口一段钢丝及导轮（9），这时拉丝形变淬火即可进行。

本发明的应用实例及效果

机械性能对比：

由于世界各国尚未把钢丝形变热处理工艺付诸于生产，没有直接可比对象，目前国内外已有的钢丝热处理先进技术为“油淬火技术”，由于这项技术在国外各厂家未予公开，因此，本发明的比较对象为北京特殊钢厂50CrVA油淬火钢丝产品，并把GB2271-84及JISG3565-77作为先进指标进行比较。

a）本发明产品的机械性能：

50CrV阀门油淬火钢丝国标（GB2271-77）同日本（JISG3565-77）的性能及北京特殊钢厂产品实例：GB2271-84（JISG-77）。

北京特殊钢厂50CrV阀门油淬火钢丝产品性能实测：

φmm	2.8	5.0
			σ_bMPa	1667	1569

φ%	48	45
			n_扭	3～12	-
缠绕	自缠合格	2d钢丝缠绕合格

本发明50CrV阀门油淬火钢丝产品性能实测：

φmm	2.8	2.5
			σ_bMPa	1927	1942
φ%	46	47
			n_扭	4	4
缠绕	自缠合格	自缠合格

b）疲劳性能及装机寿命对比：

钢丝制成弹簧寿命就喷油嘴簧装机试验来说已是普通热处理的15倍以上，同机疲劳试验比油淬火钢丝制簧寿命长2～3倍。

c）生产效率：

本发明的设备-生产线：可设计成单线拉丝或同时多线拉丝（如图三）其单线生产效率高，北京特殊钢厂的油淬火钢丝生产线运行速度为1.96～3.9米/分，而本发明的是6.28米/分，φ5的产品则为3.48米/分。以φ3.5钢丝为例，单线年生产量应为102～115吨（二班制）。

d）工艺参数举例：以φ2.5，φ2.8，φ5.0的50CrVA弹簧钢丝产品为例，本发明的工艺参数如下表：

本发明的产品-形变热处理钢丝制成弹簧在一些单位使用，证明其性能优良，例如西安弹簧厂制簧，由陕西汉江油泵油嘴厂在西安草滩农场装机试验，其中第一批已达7500小时尚未断裂，超过设计寿命1500小时的5倍，超过平均寿命500小时的15倍，而使用在咸阳彩电总厂的模具复位弹簧寿命已超过日本进口的原配件。

Claims

1、一种由放线架、加热装置、分级冷却装置、拉丝模、淬火冷却装置、流动粒子回火炉以及拉丝机组成的弹簧钢丝形变热处理设备，其特征在于：

1）涂润滑剂与加热电极合一装置的电极轮（2），压轮组（3）和钢丝全部浸没在润滑剂中，利用螺母（5）调节螺杆及支架（4）的上下位置，改变钢丝与电极轮（2）的接触电阻及拉丝时钢丝的后拉力。

2）形变淬火合一装置中的拉丝模（2）位于焊在Pb-Bi合金槽壁（1）上的模座中，其入口紧贴在合金槽壁上，中心与槽壁上拉丝引出孔重合，并与导轮（9）处于同一水平，拉丝模的出口浸没在淬火冷却槽（5）中，钢丝一出拉丝模，即行淬火，装置附设有浮筒，可以控制合金液面。