CN113732100A - 一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术 - Google Patents
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Abstract
一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，包括半成品钢丝热处理、成品钢丝拉拔及改进成品钢丝消除应力装置；本发明采用的半成品钢丝热处理通过两高一低的方式来实现钢丝奥氏体充分均匀稳定且转变为均匀一致索氏体组织；采用成品钢丝拉拔，实施保证足够的拉拔道次，对每一道钢丝塑性变形有利；干式拉拔能够充分润滑，卷筒与钢丝之间无相对滑动，有效防止钢丝表面裂纹源扩展；水箱拉拔能提供较多拉拔道次，较多拉拔道次形成每一道次低的压缩率，有效防止卷筒与钢丝之间相对滑动造成的钢丝表面裂纹进一步扩展；采用三辊矫直器减少了对Φ0.65～1.20mm小直径特高强度钢丝经过矫直装置反复弯曲带来的韧性降低，使小钢丝在经过高压缩率拉拔后仍具有良好的成圈性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，具体涉及到一种直径0.65～1.20mm抗拉强度大于2800MPa的冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，属于金属压力加工技术领域 。
背景技术
目前，国内外众多钢丝生产厂家选用GB 699规定的原料生产Φ0.65～1.20mm冷拉圆形碳素钢丝，其钢丝的强度最高只能达到YB/T5220 A7的强度，而对于国内用户使用的强度≥2800MPa Φ0.65～1.20mm冷拉圆形碳素钢丝还不能完全满足使用要求。如果生产Φ0.65～1.20mm强度≥2800MPa的冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝，采用现有的半成品钢丝电接触加热铅淬火连续式索氏体化热处理工艺和拉拔控制技术，会造成生产过程中钢丝裂断严重、强度不能达到2800MPa以上、经过高压缩率冷拉拔后韧性较差、生产过程不能顺利进行。
发明内容
本发明是为了解决采用现有的半成品钢丝电接触加热铅淬火连续式索氏体化热处理工艺和拉拔控制技术生产Φ0.65～1.20mm强度≥2800MPa的冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝，会造成生产过程中钢丝裂断严重、强度不能达到2800MPa以上、经过高压缩率冷拉拔后韧性较差、生产过程不能顺利进行的技术问题。
一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，包括下列生产流程：盘圆线材选择→盘圆表面处理→半成品钢丝拉拔→半成品钢丝热处理→半成品钢丝表面处理→成品钢丝拉拔→成品钢丝矫直及卷取；其特征在于：
所述半成品钢丝热处理的工艺设计为：半成品钢丝公称直径3.90mm，偏差范围±0.01mm，钢号/碳量为82B/0.82%，作为原料进行热处理，参数为：加热温度950℃～980℃，收线速度10～11m/min，铅液淬火温度550～580℃范围，热处理后的半成品钢丝抗拉强度1300～1350 MPa，且表面不能有已凝固的铅液点状物存在；
所述成品钢丝拉拔的工艺设计为：拉拔方式和拉拔路线；
拉拔方式是：半成品钢丝直径3.90mm冷拉至0.80mm，总压缩率为95.8%，由干式拉拔和水箱拉拔两种组合方式，首先进行干式拉拔，确定其干式拉拔过程的最后道直径为1.80mm，偏差±0.01mm，由直径为3.90mm的半成品钢丝冷拉至直径1.80mm，干式拉拔方式总压缩率78.7%，为8道次拉拔；
拉拔路线是：3.55→3.05→2.65→2.38→2.15→1.95→1.85→1.80；将干式拉拔的最后道直径为1.80mm的钢丝作为原料存放16～24小时，并标识头尾；然后进行水箱拉拔，由直径为1.80mm的钢丝原料头部作为水箱拉拔的进料端，即顺向拉拔方式，再次拉拔为0.80mm成品钢丝，水箱拉拔方式总压缩率为80.2%，为11道次拉拔，拉拔路线是：1.73→1.62→1.51→1.39→1.27→1.17→1.08→0.99→0.91→0.85→0.80；通过拉拔组合方式故能有效地保证拉拔过程顺利进行，全过程塑性变形使钢丝强度不断上升，强度达到2800 MPa以上，保证产品质量要求；
所述的成品钢丝矫直及卷取工序中包括使用成品钢丝消除应力装置，该装置中包括三辊矫直器，过线轮直径220mm，需要保证钢丝经过矫直器、过线轮及卷筒时处于水平面内。
采用上述技术方案的有益效果是：
1、本发明采用的半成品钢丝热处理工艺设计为高的加热温度，高的铅液淬火温度，低的收线速度，通过两高一低的方式来实现钢丝奥氏体充分均匀稳定且转变为均匀一致索氏体组织，得到适合后续高压缩率冷拉的索氏体组织。
2、本发明采用的成品钢丝拉拔工艺设计的实施，保证足够的拉拔道次，对每一道钢丝塑性变形有利；干式拉拔能够充分润滑，卷筒与钢丝之间无相对滑动，有效防止钢丝表面裂纹源扩展；水箱拉拔能提供较多拉拔道次，较多拉拔道次形成每一道次低的压缩率，有效防止卷筒与钢丝之间相对滑动造成的钢丝表面裂纹进一步扩展，且水箱拉拔设备占地不大，生产的产品肉眼可见表面清洁。
3、本发明采用的成品钢丝消除应力装置矫直器由九辊矫直器，过线轮直径150mm改进为三辊矫直器，过线轮直径220mm，改进后装置的实施，减少了对Φ0.65～1.20mm小直径特高强度钢丝经过矫直装置反复弯曲带来的韧性降低；且九辊矫直器辊数增多，人工调节辊压弯深度不一致可能性增大，而三辊矫直器压弯深度只有一个，这样可防止某个压弯深度过大造成断裂；同时结合增大过线轮直径，增大钢丝的弯曲半径，能有效的解决钢丝在工艺装置上断丝的现象，降低断丝的频次，并且保证钢丝的圈径、矢高要求，使小钢丝在经过高压缩率拉拔后仍具有良好的成圈性能。
附图说明
图1为现有技术中使用的九辊矫直器的结构示意图。
图2为本发明中使用的三辊矫直器的结构示意图。
图中：1-九辊矫直器，2-Φ150过线轮，3-三辊矫直器，4-Φ220过线轮，5-卷筒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，包括下列生产流程：盘圆线材选择→盘圆表面处理→半成品钢丝拉拔→半成品钢丝热处理→半成品钢丝表面处理→成品钢丝拉拔→成品钢丝矫直及卷取；
所述半成品钢丝热处理的工艺设计为：半成品钢丝公称直径3.90mm，偏差范围±0.01mm，钢号/碳量为82B/0.82%，作为原料进行热处理，参数为：加热温度950℃～980℃，收线速度10～11m/min，铅液淬火温度550～580℃范围，热处理后的半成品钢丝抗拉强度1300～1350 MPa，且表面不能有已凝固的铅液点状物存在；该工艺设计是采用高的加热温度，高的铅液淬火温度，低的收线速度，通过两高一低的方式来实现钢丝奥氏体充分均匀稳定且转变为均匀一致索氏体组织，得到适合后续高压缩率冷拉的索氏体组织。
所述成品钢丝拉拔的工艺设计为：拉拔方式和拉拔路线；
拉拔方式是：半成品钢丝直径3.90mm冷拉至0.80mm，总压缩率为95.8%，由干式拉拔和水箱拉拔两种组合方式，首先进行干式拉拔，确定其干式拉拔过程的最后道直径为1.80mm，偏差±0.01mm，由直径为3.90mm的半成品钢丝冷拉至直径1.80mm，干式拉拔方式总压缩率78.7%，为8道次拉拔；
拉拔路线是：3.55→3.05→2.65→2.38→2.15→1.95→1.85→1.80；将干式拉拔的最后道直径为1.80mm的钢丝作为原料存放16～24小时，并标识头尾；然后进行水箱拉拔，由直径为1.80mm的钢丝原料头部作为水箱拉拔的进料端，即顺向拉拔方式，再次拉拔为0.80mm成品钢丝，水箱拉拔方式总压缩率为80.2%，为11道次拉拔，拉拔路线是：1.73→1.62→1.51→1.39→1.27→1.17→1.08→0.99→0.91→0.85→0.80；通过拉拔组合方式故能有效地保证拉拔过程顺利进行，全过程塑性变形使钢丝强度不断上升，强度达到2800 MPa以上，保证产品质量要求；
该成品钢丝拉拔的工艺设计的实施，保证足够的拉拔道次，对每一道钢丝塑性变形有利；干式拉拔能够充分润滑，卷筒与钢丝之间无相对滑动，有效防止钢丝表面裂纹源扩展；水箱拉拔能提供较多拉拔道次，较多拉拔道次形成每一道次低的压缩率，有效防止卷筒与钢丝之间相对滑动造成的钢丝表面裂纹进一步扩展，且水箱拉拔设备占地不大，生产的产品肉眼可见表面清洁。
所述的成品钢丝矫直及卷取工序中包括使用成品钢丝消除应力装置，该装置中包括三辊矫直器3，过线轮4直径220mm，如图2所示，需要保证钢丝经过矫直器3、过线轮4及卷筒5时处于水平面内。
直径0.80mm成品钢丝经过矫直器3矫直后缠绕在卷筒5上，由成品卷筒5实现收线。
将原九辊矫直器1，过线轮2直径150mm改进为三辊矫直器3，过线轮4直径220mm，如图1所示，改进后装置的实施，减少了对Φ0.65～1.20mm小直径特高强度钢丝经过矫直装置反复弯曲带来的韧性降低；且九辊矫直器1辊数增多，人工调节辊压弯深度不一致可能性增大，而三辊矫直器3压弯深度只有一个，这样可防止某个压弯深度过大造成断裂；同时结合增大过线轮直径，增大钢丝的弯曲半径，能有效的解决钢丝在工艺装置上断丝的现象，降低断丝的频次，并且保证钢丝的圈径、矢高要求，使小钢丝在经过高压缩率拉拔后仍具有良好的成圈性能。
Claims (1)
1.一种冷拉圆形特高强度碳素弹簧钢丝生产技术，包括下列生产流程：盘圆线材选择→盘圆表面处理→半成品钢丝拉拔→半成品钢丝热处理→半成品钢丝表面处理→成品钢丝拉拔→成品钢丝矫直及卷取；其特征在于：
所述半成品钢丝热处理的工艺设计为：半成品钢丝公称直径3.90mm，偏差范围±0.01mm，钢号/碳量为82B/0.82%，作为原料进行热处理，参数为：加热温度950℃～980℃，收线速度10～11m/min，铅液淬火温度550～580℃范围，热处理后的半成品钢丝抗拉强度1300～1350 MPa，且表面不能有已凝固的铅液点状物存在；
所述成品钢丝拉拔的工艺设计为：拉拔方式和拉拔路线；
拉拔方式是：半成品钢丝直径3.90mm冷拉至0.80mm，总压缩率为95.8%，由干式拉拔和水箱拉拔两种组合方式，首先进行干式拉拔，确定其干式拉拔过程的最后道直径为1.80mm，偏差±0.01mm，由直径为3.90mm的半成品钢丝冷拉至直径1.80mm，干式拉拔方式总压缩率78.7%，为8道次拉拔；
拉拔路线是：3.55→3.05→2.65→2.38→2.15→1.95→1.85→1.80；将干式拉拔的最后道直径为1.80mm的钢丝作为原料存放16～24小时，并标识头尾；然后进行水箱拉拔，由直径为1.80mm的钢丝原料头部作为水箱拉拔的进料端，即顺向拉拔方式，再次拉拔为0.80mm成品钢丝，水箱拉拔方式总压缩率为80.2%，为11道次拉拔，拉拔路线是：1.73→1.62→1.51→1.39→1.27→1.17→1.08→0.99→0.91→0.85→0.80；通过拉拔组合方式故能有效地保证拉拔过程顺利进行，全过程塑性变形使钢丝强度不断上升，强度达到2800 MPa以上，保证产品质量要求；
所述的成品钢丝矫直及卷取工序中包括使用成品钢丝消除应力装置，该装置中包括三辊矫直器，过线轮直径220mm，均需要保证钢丝经过矫直器、过线轮及卷筒时处于水平面内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211203 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |