影響鋼絲質(zhì)量的主要因素

1、影響鋼絲質(zhì)量的主要因素摘 要：為滿足鋼絲制品應(yīng)用領(lǐng)域日益增長的市場需求，提升鋼絲質(zhì)量非常關(guān)鍵。該文總結(jié)了影響鋼絲質(zhì)量的10個主要因素：線材、外表處理、熱處理、拉絲模與模盒、摩擦與潤滑、冷卻、拉拔速度、壓縮率、對焊接頭、拉絲工。其中拉絲工作為一個主要影響因素是首次提出，應(yīng)該引起鋼絲生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。關(guān)鍵詞：金屬制品 鋼絲 拉絲 產(chǎn)品質(zhì)量影響因素中圖分類號：TG356                

2、 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A             文章編號：1672-3791202104b-0065-03鋼絲是以熱軋線材為原料，經(jīng)過外表準(zhǔn)備、熱處理、拉拔、鍍涂、包覆層四大主要工序加工而成【1】。我國鋼絲制品低端產(chǎn)品居多，高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品的比率仍處于較低水平，現(xiàn)有的產(chǎn)品難以滿足應(yīng)用領(lǐng)域日益增長的市場需求。現(xiàn)在不再是鋼絲產(chǎn)品產(chǎn)量的擴(kuò)張，而是鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量的提升，誰在質(zhì)量上有所作為，誰就會持續(xù)開展。影響我國鋼絲生產(chǎn)質(zhì)量的因素很多，通過研究認(rèn)為有10個主要因素

3、。1 線材線材是鋼絲生產(chǎn)的主要原料，線材質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著鋼絲成品的質(zhì)量。鋼絲生產(chǎn)企業(yè)要與線材生產(chǎn)企業(yè)密切合作，從鋼種的研發(fā)和線材的品質(zhì)入手，滿足鋼絲制品企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)要求。高質(zhì)量的線材要輔以嚴(yán)格的管理，嚴(yán)把原料進(jìn)廠關(guān)，從驗收到投料，都要有一整套嚴(yán)密的規(guī)章制度，才能在穩(wěn)定的工藝條件下，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。線材大體分為4類：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼線材、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼線材、焊條鋼線材、合金鋼線材。鋼絲生產(chǎn)對線材有很多具體的要求，一般來說主要是尺寸精度、內(nèi)在質(zhì)量內(nèi)在質(zhì)量主要指不得有縮孔、氣泡、收縮疏松，非金屬夾雜、脫碳等缺陷、外表質(zhì)量線材外表應(yīng)光滑，不得有目視可見的折疊、裂縫、耳子、分層、結(jié)疤及

4、夾雜等缺陷、力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面收縮率、斷后伸長率等要求、大盤重、包裝、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲存等【2】。2 外表處理外表準(zhǔn)備的任務(wù)和主要目的是去除氧化皮和涂覆潤滑載體。2.1去除氧化皮線材外表氧化皮的存在會造成鋼絲外表缺陷和模具過早損壞，甚至?xí)枞？祝率估螖嗔?。去除氧化皮的要求是完全徹底去除。碳素鋼線材外表氧化皮的去除方法有：機(jī)械法、化學(xué)法、電解酸洗法。合金鋼線材外表氧化皮的去除方法有：混合酸洗法、熔融鹽處理法、苛性鈉高錳酸鉀溶液浸洗法等【3】。2.2涂覆潤滑載體為保證潤滑劑能牢固地粘附在絲材外表，能順利地進(jìn)入拉拔變形區(qū)，到達(dá)預(yù)期的潤滑效果，拉拔前要對絲材進(jìn)行涂覆潤滑載體

5、。一定粗糙度的潤滑載體涂層將潤滑劑載入?？變?nèi)，和潤滑劑一起組成足夠厚的潤滑膜，這就是潤滑涂層【3】。鋼絲的涂層種類較多，常用涂層有：磷化、涂硼砂、鍍銅、皂化、涂石灰等。目前采用最多、最有代表性的涂覆潤滑載體是磷化。磷化主要工藝參數(shù)有：總酸度、游離酸度、ZnO含量、HNO3含量、H3PO4含量、溫度、時間。在磷化中，酸比是磷化的關(guān)鍵。酸比是指總酸度的點數(shù)和游離酸度的點數(shù)之比，記為：酸比=總酸度/游離酸度。3 熱處理鋼絲進(jìn)行熱處理主要是為了消除其組織的不均勻性、消除冷加工造成的加工硬化、保證成品鋼絲的最終機(jī)械性能或物理性能。熱處理方法有：等溫淬火處理、退火處理、正火處理、回火處理、調(diào)質(zhì)處

6、理等。鋼絲熱處理工藝參數(shù)主要有：鋼絲的加熱溫度、鋼絲的加熱時間、淬火介質(zhì)的溫度、淬火時間。鋼絲熱處理設(shè)備除局部退火爐以外，大多采用連續(xù)式熱處理爐進(jìn)行加熱。鉛鍋是鋼絲索氏體化處理的重要設(shè)備，鉛鍋結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)性能良好，對提高鋼絲索氏體化處理的質(zhì)量極為重要，一般采用煤氣、天然氣、煤或用電管式加熱器加熱。4 拉絲模與模盒4.1模具材質(zhì)鋼絲生產(chǎn)中應(yīng)用的拉絲模具按材質(zhì)分為：硬質(zhì)臺金模、金剛石拉絲模、人造聚晶金剛石拉絲模、涂層拉絲模、陶瓷拉絲模。我國拉拔鋼絲現(xiàn)在使用的模具主要是硬質(zhì)臺金模。硬的模具材料可降低拉撥力。用金剛石模比硬質(zhì)合金模拉拔力減少20%50%。4.2?？鬃冃螀^(qū)的幾何形狀直線型拉絲

7、模具由入口區(qū)、工作區(qū)、定徑帶和出口區(qū)組成，其特征是?？卓仔偷拿烤植烤手本€形，并且每兩條相鄰直線交接局部呈折線狀。直線形拉絲模適應(yīng)了高速拉絲的要求。我國現(xiàn)行硬質(zhì)臺金模全部是直線形拉絲模，硬質(zhì)合金拉絲模由模芯和模套兩局部組成，模芯分為A型、B型、C型、D型、E型和F型，模套分為Z型和K型【4】。4.3?？坠ぷ鲄^(qū)角度鋼絲壓縮率較大時宜采用較大工作區(qū)角度，粗規(guī)格鋼絲道次減面率大，模孔工作區(qū)角度多項選擇用14°16°中等規(guī)格鋼絲道次壓縮率適中，模孔工作區(qū)角度多項選擇用12°14°較細(xì)規(guī)格小于1.5mm鋼絲道次壓縮率小，?？坠ぷ鲄^(qū)角度多項選擇用10°13

8、°。4.4模盒拉絲模盒內(nèi)裝有潤滑劑和拉絲模具。一是模盒應(yīng)保持清潔，要經(jīng)常去除氧化皮和臟物，如發(fā)現(xiàn)拉絲粉受潮或焦化結(jié)塊應(yīng)及時更換。二是拉拔前一定要調(diào)整模盒的角度，保證“三點一線?！叭c一線是指鋼絲通過模盒入口處，拉絲?？着c拉絲卷筒圓周切點要成一條直線。模盒校準(zhǔn)后要緊固，防止擺動。這樣鋼絲線盤卸線后，就防止出現(xiàn)上翹、散亂、扭勁、螺旋線、“字線等。5 摩擦與潤滑5.1摩擦在拉拔過程中絲材與模具直接接觸，不可防止地產(chǎn)生摩擦力，降低摩擦力是提高拉拔效率的最有效途徑。摩擦力大小取決于3要素：正壓力、摩擦系數(shù)和接觸面積。改變摩擦狀態(tài)才是降低摩擦力的關(guān)鍵舉措。按摩擦理論，滑動摩擦有4種狀態(tài)

9、：干摩擦干摩擦狀態(tài)的摩擦系數(shù)高達(dá)0.71.0;邊界潤滑摩擦摩擦系數(shù)約為0.100.30;混合潤滑摩擦摩擦系數(shù)約為0.0050.10;流體動力潤滑摩擦摩擦系數(shù)可達(dá)0.0010.005。拉拔過程中影響摩擦系數(shù)的因素有：金屬的性質(zhì)、變形過程的條件、工具與金屬相接觸外表的狀態(tài)、接觸外表的正壓力、所采用的潤滑劑。5.2潤滑方式潤滑對鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，在拉絲生產(chǎn)中做好潤滑非常關(guān)鍵。拉絲潤滑方式可分為干式潤滑和濕式潤滑兩種，濕式潤滑又分為油性潤滑和水性潤滑兩種。按冷卻效果排列，水性潤滑優(yōu)于油性潤滑，濕式潤滑優(yōu)于干式潤滑。1干粉潤滑。干式潤滑通常選用干粉狀皂類潤滑劑。干粉狀潤滑劑的主要成分是脂肪酸與堿金屬

10、或堿土金屬的化合物，即金屬皂。在潤滑劑中添加適量的粘附添加劑硼砂、元明粉、磷酸鹽等也能有效增加潤滑膜的厚度。干粉狀潤滑劑中有時還含有一定量層狀無機(jī)物，如滑石、膠體石墨、云母、二硫化鉬，以及防銹劑和著色劑等。2油性潤滑。油性潤滑劑通常由礦物油、動植物油、合成油、油性改善劑、極壓添加劑、粘度改善劑、抗氧化劑、防銹劑，以及消泡劑組成。3水性潤滑。水性潤滑劑可分為乳化液和皂溶液兩類。乳化液是水中加油組成的一種水包油型的乳濁液，通常由礦物油、油性添加劑、乳化劑、防腐劑、抗氧化劑等組成。皂溶液是由水溶性堿金屬皂鉀皂、鈉皂，參加防腐劑、消泡劑組成。6 冷卻在鋼絲拉拔生產(chǎn)過程中，鋼絲的變形和與模具的

11、摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱使鋼絲溫度急劇上升。拉拔發(fā)熱引起的危害有：潤滑劑的潤滑失效、模具壽命縮短、鋼絲外表質(zhì)量下降或拉斷。冷卻是保證鋼絲生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。6.1模具冷卻拉拔發(fā)熱主要發(fā)生在模具變形區(qū)，要實現(xiàn)高速、連續(xù)拉拔首先要解決模具冷卻問題。模具冷卻的目的是防止?jié)櫥瑒┮驕囟忍叻纸?、焦化失?防止模具磨損超標(biāo)和損壞。模具冷卻方式有間接水冷、自流水冷、強(qiáng)制水冷、直接水冷等。間接水冷是將模具裝在冷卻水套中，通過水套內(nèi)的水循環(huán)實現(xiàn)模具冷卻，單次拉絲機(jī)和生產(chǎn)低碳、低合金鋼絲的拉絲機(jī)多采用這種冷卻方式。自流水冷和強(qiáng)制水冷是對模具外套進(jìn)行直接水冷，自流水冷指將水注入外套四周空間，任其自流回儲水槽中的敞開式水冷。

12、強(qiáng)制水冷指將水泵入外套四周空間，讓水在壓力驅(qū)動下流回儲水槽中的封閉式水冷。6.2卷筒冷卻現(xiàn)在直線式連續(xù)拉絲機(jī)幾乎全部采用薄壁卷筒縫隙強(qiáng)制水冷的方式。薄壁卷筒縫隙水冷通常是多臺拉絲機(jī)配備一個水循環(huán)系統(tǒng)集中供水，冷卻水預(yù)先進(jìn)行軟化處理，循環(huán)過程進(jìn)行多道次過濾，及時去除油污和雜物，循環(huán)壓力控制在0.40.6MPa，大局部配置冷卻水塔或制冷裝置。使用中要定期去除卷筒和模具冷卻系統(tǒng)水垢，疏通上回管水道，適當(dāng)加大絲材在卷筒上的纏繞圈數(shù)。7 拉拔速度拉拔速度是指絲材運(yùn)動速度。在拉絲設(shè)備平穩(wěn)，潤滑狀態(tài)良好的條件下，適當(dāng)提高拉拔速度，斷線幾率降低，拉拔平安系數(shù)提高。對水箱式拉絲機(jī)，因存在累積滑動問題，

13、高速拉拔斷線的可能性比低速要大。提高拉拔速度給絲材力學(xué)性能帶來什么樣的變化，主要取決于絲材自身特性，如化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)。8 壓縮率半成品絲材的拉拔總壓縮率要根據(jù)組織結(jié)構(gòu)、變形能力、用途確定，成品絲材的拉拔總壓縮率主要根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的各項技術(shù)指標(biāo)確定，無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時根據(jù)用途確定。總壓縮率的選擇原那么：既使鋼絲強(qiáng)度到達(dá)要求，又得到較高的韌性前提下，使中間熱處理次數(shù)最少，工藝循環(huán)周期最短。道次壓縮率的分配需考慮絲材的變形抗力、冷加工強(qiáng)化系數(shù)、拉拔潤滑和冷卻方式、力學(xué)性能和工藝性能要求等。道次壓縮率的分配原那么：從有利于鋼絲拉拔中潤滑及成品鋼絲外表質(zhì)量出發(fā)，目前普遍采用第一道及最后一道的拉拔

14、選取較小局部壓縮率，第二道取最大局部壓縮率，隨后平穩(wěn)或逐道減小的分配原那么。9 對焊接頭為了實現(xiàn)連續(xù)和高速生產(chǎn)，鋼絲拉拔過程中，必須通過焊接將線材的端部連接起來，或由于斷絲及工藝要求，需要對鋼絲進(jìn)行對焊接頭。電阻對焊原理：是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。高碳鋼鋼絲對焊操作步驟：鋼絲夾持鋼絲加熱沖壓空氣冷卻回火焊縫磨光彎曲法焊接質(zhì)量檢查。10 拉絲工拉絲工是使用鋼絲生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行拉絲生產(chǎn)的操作人員。拉絲工要團(tuán)結(jié)合作，認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格遵守工藝文件，標(biāo)準(zhǔn)操作，要做到“三勤：眼勤勤量線、防止鋼絲在拉拔中直徑出現(xiàn)偏差、手勤勤攪拌潤滑料，以確保鋼絲在拉拔中得到充分潤滑、腿勤勤走、勤看、勤觀察設(shè)備運(yùn)行情況，防止發(fā)生故障，重視平安、環(huán)保，堅持文明生產(chǎn)，保持生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境整潔，保證產(chǎn)品質(zhì)量。鋼絲生產(chǎn)企業(yè)要高度重視拉絲工的職業(yè)道德和操作技能的培養(yǎng)，充分發(fā)揮拉絲工的主觀能動性，那么鋼絲質(zhì)量就會得到可靠保證。11 結(jié)語影響鋼絲生產(chǎn)質(zhì)量的主要因素有10個：線材、外表處理、熱處理、拉絲模與模盒、摩擦與潤滑、冷卻、拉拔速度、壓縮率、對焊接