[发明专利]一种大直径高碳线材拉拔工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种大直径高碳线材拉拔工艺，属于金属制品加工技术领域。

背景技术

高性能钢丝及制品不但要求足够高的强度，还要求良好的抗疲劳性能和高的成材率。拉拔作为钢丝的第一次冷拔大形变过程，决定钢丝的性能，研究表明，在拉拔过程中，形变抗力很大，故这一过程中因材料形变将产生大量的热量。根据文献，拉拔过程约有90%机械做功转变为热量。故此，因形变与摩擦而产生热量引起的瞬间温升就不仅不能忽略，甚至有可能成为影响与制约产品质量和生产效率的关键因素。特别是在生产大规格、高强钢丝制品如预应力钢绞线、大桥缆索、矿山机械用绳时，由于变形量较大并且多在干摩擦条件下变形，温升现象尤为严重，因此通过对温度控制，提升钢丝通条性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大直径高碳线材拉拔工艺，解决大直径、高碳线材拉拔后钢丝质量问题，提高钢丝表面质量及机械性能。

本发明的技术方案是，钢丝拉拔速度2—3.5m/s，采用控制部分压缩率与绝对变形量之间的关系，最大的部分压缩率、绝对变形量不能出现在同一道次，且最大绝对变形量不能超过1.4mm。钢丝的温度控制，钢丝的温度不能超过130℃。采用该工艺要求对大直径、高碳线材进行拉拔，能提高拉拔后钢丝塑性指标及通条性能，提高产品综合质量。

下面对本发明工艺技术参数的作用机理进行说明：

1、压缩率影响

拉丝过程既要保证拉拔顺利进行，使钢丝合理减径，又要保证产品具有良好的综合性能。在拉丝工艺中采用的变形条件直接影响其综合性能，总压缩率与部分压缩率是关键的变形条件之一。

几乎所有钢丝的强度都随总压缩率的增加而升高，这是因为受外力作用的钢丝，当其晶体滑移系上的分切应力超过临界分切应力时，晶体借助位错产生滑移，宏观上表现为塑性变形，随着变形的进行，各滑移位错密度迅速增高，产生塞积群或形成缠结和胞状亚结构，使继续变形的流变应力显著提高，当变形量继续增大到一定程度时，可导致渗碳体破碎，使钢丝的反复弯曲性能急剧下降。因此在拉拔过程中既要考虑达到强度要求又要考虑符合弯曲性能，合理分配部分压缩率及变形量。

2、压缩率与变形量之间关系

1）部分压缩率与绝对变形量之间存在一定联系，尤其对大直径、高碳钢丝拉拔，传统分配采用“马鞍型”，当第一卷筒压缩率在平均值时，绝对变形量达到最大值，如果在提高第一卷的压缩率，则会出现更大的变形量，那么在拉拔过程中应变速率增加，则塑性变形不能在变形体内充分扩展和完成，而弹性变形仅是原子离开其平衡位置，增大或缩小其原子间距，因此扩展速度很大；而根据虎克定律，弹性变形越大，应力越大，也即意味着真实应力的增大。既然真实应力随应变速率增加而升高，而断裂抗力却变化不大，那么，随着应变速率的增加，金属就会就早达到断裂阶段，也即金属塑性降低。因此在对大直径线材进行拉拔时，必须考虑卷筒之间的绝对变形量与压缩率关系，最大变形量与最大部分压缩率不能同时出现在同一卷筒上，且最大绝对变形量不能超过1.4mm。

2）由于磷化膜作为润滑载体，若前面的绝对变形量过大，造成磷化膜携带的润滑剂在变形过程中瞬间产生大量热量，造成润换剂的结焦堵塞模孔，影响后续的拉拔进行。

3）为了确保钢丝的塑性指标，拉拔过程中，钢丝的温度不能超过130℃。

采用上述技术方案的有益效果是：大直径、高碳钢线材经拉拔后钢丝表面状况良好、性能指标满足要求，同时提高生产作业率。

具体实施方式

本发明结合下列实例作进一步详述：

以采用直径φ14mm、钢号82B盘条线材拉拔φ5.65mm钢丝为例进行说明：

本发明的一种大直径高碳线材拉拔工艺实施步骤如下：

1、选定线材的理化指标如下：

化学成分含量：C：0.84%、S：0.009%、P：0.013%、Si：0.20%、Mn：0.82%、Cr：0.28%、V：0.009%，抗拉强度1200MPa；

2、制定拉拔工艺

拉拔工艺道次设计为9道次拉拔，设计的各道次拉拔工艺路线为14mm→12.7mm→11.4mm→10.16mm→9.13mm→8.23mm→7.44mm→6.75mm→6.16mm→5.65mm；

各道次部分压缩率（%）为：17.8→19.5→20.5→19.2→18.7→18.3→17.6→16.7→15.8；

各道次绝对压缩量（mm）为：1.3→1.3→1.24→1.03→0.9→0.79→0.69→0.59→0.51；