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钢丝加工技术
 
更新时间:2011.08.15 浏览次数:
 
金属冷加工是钢铁工业生产的一个重要组成部分。金属冷加工的种类较多,例如:钢丝、钢丝绳、钢绞线及其它金属制品等等。特殊钢钢丝生产在我国已有近70年的历史。它是金属冷加工行业较典型的产业。
    随着工业的不断发展,特殊钢钢丝(以下简称:钢丝)品种不断增加,质量品位不断提高。老的作坊式生产摸式,逐步被半自动化、自动化生产所代替。但是,无论设备如何变革,就钢丝生产而言,钢丝的生产方式实际就是两条线:连续线和周期线。
1 钢丝生产依据
    钢丝生产主要是依据产品标准要求,确定生产方式。产品标准是供方与顾客之间的纽带。根据产品标准,采用合理工艺,实行科学管理,是确保产品合格的基本保证。
    在钢丝生产中,同一个钢号(化学成分相同),采用不同标准,生产方式就不同。就T9A为例:当执行GB/T4357-89弹素弹簧钢丝标准时,必须采用连续线生产,产出的成品钢丝可用于制造各种弹簧、编制钢丝绳等。当执行GB/T5952- 86 弹素工具钢丝标准时,就必须采用周期线生产,产出的成品钢丝,可用于制造工具。如:刀具、钻头、制针等。因为,连续线和周期线产出的钢丝显微组织不同、力学性能不同、工艺性能不同,所以,用途不同。
    值得阐明的是:不论是连续线生产还是周期线生产,热处理、表面处理、加工变形,三大要素缺一不可。
2 钢丝生产要素
2.1 钢丝热处理
    热处理是钢丝生产的主要要素之一。曾有业外人士认为:"拔丝属冷加工,操作简单,不必热处理,只要有相应模具挤压拉拔就行了"。这是对钢丝生产的一个误解。所谓冷加工,是指加工变形生产过程在常温下进行。而钢丝在加工变形前,必须以热处理手段改善钢材内在质量,达到标准要求的显微组织、同时得到良好的物理缩性和延展性,以便顺利加工变形。这就是热处理的重要所在。
    钢丝生产的热处理有四个步骤:它们是原料热处理、中间热处理、成前热处理、成品热处理(不包括冷拉状态交货的产品)。
热处理主要种类有8种:
(1)完全退火:将钢丝加热到完全奥氏体化,缓慢冷却,获得接近平衡状态组织;
(2)不完全退火:将钢丝加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓慢冷却;
(3)球化退火:将钢丝(盘条)加热到Ac1温度之上,使钢的碳化物达到球化状态;
(4)再结晶退火:经冷加工变形的钢丝加热到再结晶温度以上,保温适当时间,使变形晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒,消除冷加工硬化;
(5)光亮退火:钢丝在保护气氛或真空中退火,以防止氧化,保持钢丝表面光亮;
(6)正火:将钢丝加热到Ac3以上30~50℃,保温适当时间,再进行冷却;
(7)索氏体化处理(派登脱处理):将中碳或高碳钢丝奥氏体化后,迅速移在Ar1以下适当温度(约500℃左右)的热溶中等温或空气中冷却,以获得索氏体组织;
(8)时效处理:钢丝经过固溶处理或冷缩性变形后,在室温或一定温度保温,以达到沉淀硬化目的(1)。
    根据钢丝生产的具体情况,如:钢丝状态-- 原料、半成品、成品前、成品;产品标准要求;确定热处理种类,非常重要。当然,加热方式直接影响热处理质量。目前为止,我国冷加工的热处理加热方式较多,各有所长。
2.1.1 加热方式
加热方式有五种:
(1)燃煤加热;
(2)燃煤--土法煤气发生加热;
(3)天然气加热;
(4)管道煤气加热;
(5)电加热。
    第一种加热方式成本较低,但,炉温不易稳定,钢丝表面易产生脱碳;第二种加热方式较第一种方式略占优势;第三种和第四种加热方式较优越,炉温较稳定;第五种加热方式是最理想的,虽然成本较高,但,无污染、炉温稳定、加热均匀、产品内在质量将大大提高,是生产高品位钢丝的最明智选择。
2.1.2 热处理主要目的
对盘条(原料)或钢丝加热主要目的有四种:
一是索氏体化(细化晶粒),提高抗拉强度,增加韧性和延展性;
二是球化退火,得到合理的显微组织,增加缩性和延展性,;
三是再结晶退火,使变形晶粒重新结晶为均匀的等轴晶粒,消除冷加工硬化,有利于再次冷加工;
四是软化退火,无显微组织变化,仅仅是消除加工应力,满足力学要求(多用于成品钢丝)。
2.2 表面处理作用
    表面处理是钢丝生产的第二大要素。表面处理有四个程序:一是去除热处理产生的氧化皮(氧化膜);二是中和,目的是防止残留酸性物质对钢的基体产生腐蚀;三是涂层,为增加载体保证润滑,有利于冷加工变形,确保钢丝表面质量;四是去除表面有害杂质(包括去涂层),确保钢丝无腐蚀,表面光滑洁净。
2.3 冷加工变形
    冷加工变形(以下简称拉拔)是钢丝生产的第三大要素,也是最直观的一个要素。该要素是钢丝生产的主要过程。

 
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