金屬冷加工

1、金屬冷加工知識淺談金屬冷加工知識淺談遼寧特殊鋼集團(tuán)大連金牛股份鋼絲廠呂桂清摘要該文介紹了我國金屬冷加工行業(yè)，特殊鋼絲生產(chǎn)現(xiàn)狀。闡述了鋼絲連續(xù)線生產(chǎn)和周期線生產(chǎn)的特點(diǎn)，介紹了鋼絲生產(chǎn)主要工藝流程，對鋼絲生產(chǎn)的三大要素?zé)崽幚?、表面處理、冷加工變形，進(jìn)行了論述。關(guān)鍵詞鋼絲冷加工連續(xù)線周期線現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)前言金屬冷加工是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的一個重要組成部分。金屬冷加工的種類較多，例如：鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線及其它金屬制品等等。特殊鋼鋼絲生產(chǎn)在我國已有近70年

2、的歷史。它是金屬冷加工行業(yè)較典型的產(chǎn)業(yè)。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，特殊鋼鋼絲（以下簡稱：鋼絲）品種不斷增加，質(zhì)量品位不斷提高。老的作坊式生產(chǎn)摸式，逐步被半自動化、自動化生產(chǎn)所代替。但是，無論設(shè)備如何變革，就鋼絲生產(chǎn)而言，鋼絲的生產(chǎn)方式實(shí)際就是兩條線：連續(xù)線和周期線。1鋼絲生產(chǎn)依據(jù)鋼絲生產(chǎn)主要是依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，確定生產(chǎn)方式。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是供方與顧客之間的紐帶。根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，采用合理工藝，實(shí)行科學(xué)管理，是確保產(chǎn)品合格的基本保證。在鋼絲生產(chǎn)中，同一個

3、鋼號（化學(xué)成分相同），采用不同標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)方式就不同。就T9A為例：當(dāng)執(zhí)行GBT435789彈素彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用連續(xù)線生產(chǎn)，產(chǎn)出的成品鋼絲可用于制造各種彈簧、編制鋼絲繩等。當(dāng)執(zhí)行GBT595286彈素工具鋼絲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須采用周期線生產(chǎn)，產(chǎn)出的成品鋼絲，可用于制造工具。如：刀具、鉆頭、制針等。因?yàn)?，連續(xù)線和周期線產(chǎn)出的鋼絲顯微組織不同、力學(xué)性能不同、工藝性能不同，所以，用途不同。值得闡明的是：不論是連續(xù)線生產(chǎn)還是周期線生產(chǎn)，熱處理

4、、表面處理、加工變形，三大要素缺一不可。2鋼絲生產(chǎn)要素2.1鋼絲熱處理熱處理是鋼絲生產(chǎn)的主要要素之一。曾有業(yè)外人士認(rèn)為：“拔絲屬冷加工，操作簡單，不必?zé)崽幚?，只要有相?yīng)模具擠壓拉拔就行了“。這是對鋼絲生產(chǎn)的一個誤解。所謂冷加工，是指加工變形生產(chǎn)過程在常溫下進(jìn)行。而鋼絲在加工變形前，必須以熱處理手段改善鋼材內(nèi)在質(zhì)量，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的顯微組織、同時(shí)得到良好的物理縮性和延展性，以便順利加工變形。這就是熱處理的重要所在。鋼絲生產(chǎn)的熱處理有四個步驟

5、：它們是原料熱處理、中間熱處理、成前熱處理、成品熱處理（不包括冷拉狀態(tài)交貨的產(chǎn)品）。熱處理主要種類有8種：（1）完全退火：將鋼絲加熱到完全奧氏體化，緩慢冷卻，獲得接近平衡狀態(tài)組織；（2）不完全退火：將鋼絲加熱到Ac1~Ac3之間溫度，達(dá)到不完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻；（3）球化退火：將鋼絲（盤條）加熱到Ac1溫度之上，使鋼的碳化物達(dá)到球化狀態(tài)；（4）再結(jié)晶退火：經(jīng)冷加工變形的鋼絲加熱到再結(jié)晶溫度以上，保溫適當(dāng)時(shí)間，使變形晶粒重新結(jié)晶為均

6、勻的等軸晶粒，消除冷加工硬化；（5）光亮退火：鋼絲在保護(hù)氣氛或真空中退火，以防止氧化，保持鋼絲表面光亮；3連續(xù)線生產(chǎn)連續(xù)線生產(chǎn)一般適合批量較大的、品種較單一的鋼絲。所謂連續(xù)線，必備條件是，采用連續(xù)式高溫加熱爐（鉛浴爐）；有三連以上的連續(xù)拔絲機(jī)；有相應(yīng)表面處理的必要手段。碳素鋼絲、奧氏體不銹鋼絲生產(chǎn)，均適合在連續(xù)線進(jìn)行。3.1彈素彈簧鋼絲的生產(chǎn)3.1.1彈素彈簧鋼絲常用鋼號及現(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)彈素彈簧鋼絲常采用高碳鋼，其鋼號和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)詳見下表所示。

7、3.1.2主要生產(chǎn)流程由于彈素彈簧鋼絲的特性所決定，不但力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度較高外，還要求高的韌性。所以，該鋼絲拉拔前的熱處理，必須采用鉛淬火（索氏體化）。而且，從盤條加工至鋼絲成品，必須有足夠的拉拔減面率，以確保鋼絲滿足高的抗拉強(qiáng)度和高的韌性。生產(chǎn)流程見圖1所示。圖1碳素彈簧鋼絲生產(chǎn)流程圖從圖1的流程圖中可看出，碳素彈簧鋼絲的主要生產(chǎn)過程：從鉛淬火到拉拔，是反復(fù)進(jìn)行的。這是鋼絲生產(chǎn)的需要，也是為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在具體生產(chǎn)過程中，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同

8、、交貨組別不同、成品鋼絲尺寸不同，需采用合理的生產(chǎn)工藝，從而產(chǎn)出顧客需求的產(chǎn)品。3.1.3碳素彈簧鋼絲產(chǎn)品用途采用連續(xù)線生產(chǎn)的碳素彈簧鋼絲主要用于：直接制造各種型號的壓縮彈簧、拉力彈簧（回火定型），得到預(yù)期的力學(xué)性能。并且，可編制鋼絲繩等。3.2奧氏體不銹鋼絲生產(chǎn)3.2.1奧氏體不銹鋼絲常用鋼號及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼絲一般采用1Cr18Ni9、0Cr19Ni10、H0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、GH2132、GH3030、GH

9、2036、D659、D660、ML1Cr19Ni9Ti等鋼號生產(chǎn)。不銹鋼絲常用于：高尖端彈簧、高精度軸承、重要工具、耐腐蝕纜繩、耐腐蝕錄井線、重要用途冷頂件、焊接、制釘、編網(wǎng)等。由于用途廣泛，所以，標(biāo)準(zhǔn)較多。常用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)見表1。3.2.2奧氏體不銹鋼絲生產(chǎn)特點(diǎn)奧氏體不銹鋼絲生產(chǎn)特點(diǎn)是需要高溫?zé)崽幚?、急冷，?yán)格表面處理、對涂層要求苛刻，對潤滑介質(zhì)要求高。因?yàn)?，奧氏體不銹鋼耐高溫、冷加工硬化快、拉拔后，必須通過高溫固溶，快速冷卻才能消除應(yīng)力

10、、避免偏析。同時(shí)，獲得較低的抗拉強(qiáng)度和較高的延展性，以便鋼絲拉拔，確保鋼絲表面質(zhì)量。對固溶后的不銹鋼盤條或半成品，應(yīng)進(jìn)行浸堿、酸洗，將氧化膜徹底清除，中和后進(jìn)行涂層處理。涂層應(yīng)均勻、牢固，以便增加潤滑載體，保護(hù)鋼的基體不受創(chuàng)傷。拉拔后，應(yīng)及時(shí)去除涂層，保證鋼絲表面無腐蝕、光滑潔凈。3.2.3奧氏體不銹鋼絲產(chǎn)品用途奧氏體不銹鋼絲價(jià)格較昂貴，一般用于制造關(guān)鍵部件。如：航空用鉚釘、航天航空用彈簧、抗腐蝕繩纜、耐腐蝕錄井線、不銹滾珠、不銹篩網(wǎng)、