冷镦盘条拉拔过程的优化
发布时间:2013-02-17
发布者: 张力 专家
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①冷镦盘条强度的优化

  如果冷镦盘条含碳量较高,强度较高,可在拉拔前对其进行软化退火,加热到Ac1以上6~13℃保温后,炉冷至500℃以下再空冷的热处理工艺;(低合金钢球化退火,加热到Ac1以上20~30℃保温后,炉冷至约Ar1以上690~710℃保温后,550℃以下再空冷的热处理工艺),使其降低冷镦盘条的硬度,提高塑性和韧性,以便于冷变形加工。如果多道次拉拔使其成品丝中存在残余应力(残余应力是产生应力腐蚀和裂纹的根源),可利用再结晶退火,是将工件加热至600~700℃保温后随炉缓慢冷却;(即去应力退火,去应力退火是将工件加热至500~650℃保温后随炉缓慢冷却),来消除或减少残余应力,降低冷镦盘条的强度和硬度。

②减面率及拉拔道次的优化

  减面率与拉拔工艺有直接关系,总减面率表明盘条冷拉到什么程度,部分减面率是确定拉拔路线的依据。同一含碳量的冷镦盘条,由于总减面率的不同,就可判断它的性能和工艺之难易。

  减少拉拔道次可以增加小时产量(在成品丝尺寸不变情况下),但是盘条容易断头,并且影响性能。增加拉拔道次会消耗模具并产量下降。因此,减面率的确定,不但要保证拉拔的顺利进行和冷镦盘条成品丝的质量,而且还能合理地减少拉拔道次,增加产量,提高生产效率。

  低碳钢含碳量低,塑性好,机械性能要求不高,成品丝或半成品丝多数或经过软化退火,因此受总减面率的限制不大。

  中、高碳钢则不能单纯依靠增大总减面率提高强度,否则会使其塑性、韧性匹配不当,影响拉拔成形。部分减面率主要受含碳量、钢中含金元素含量、成品机械性能、拉拔速度、拉拔道次等影响,根据成品要求,在设备允许情况下,可以一次出料,要求表面质量,可以两次出料,第一道次拉拔探伤确定表面缺陷,并为第二道次拉拔留一定余量,处理后再拉拔成品。

③拉拔模的优化

  拉拔模是直接和冷镦盘条接触并发生变形的工具,是影响拉拔精度的最关键因素之一。因此,应在统一模具尺寸的前提下,根据产品拉拔道次的要求不同,将半成品模具或成品模具进行分类管理。一般半成品拉拔后的模具表面容易造成的损耗较大,经过半成品拉拔后的模具表面出现粗糙、环形沟槽和开裂等缺陷,这些模具如一般修磨后再用于拉拔成品,则成品丝的表面精度难以保证,可将此类缺陷的模具挑选出来专门用于半成品的拉拔。精心挑选高精度(椭圆度≤0.005mm)、表面砂眼、划伤、凹坑、环形沟槽的模具,用专用研磨膏进行精抛,使其表面光洁度达到镜面要求,以便用于成品丝的拉拔。

  对于单道次减面率小于5%的轻拉产品,可适当缩小模具锥度,延长定径带长度,有利于确保拉拔直线度。对于直线度要求不高的,容易产生拉毛的合金钢,可通过缩小模具锥度减少晃动,缩短定径带减少拉毛。

④拉拔速度的优化

  在生产中对φ20mm盘条拉拔到φ19.5mm和φ19mm拉拔到φ18mm的SWRCH35K钢进行拉拔速度逐渐提高试验,可看到表面的粗糙度发生微小的变化。在拉拔速度大于50m/min时,冷镦盘条表面粗糙度 有升高。随着拉拔速度的继续增大,表面粗糙度基本不发生变化。结合试验和拉拔速度对机械性能的影响因素考虑,根据生产实际,在拉拔直径在≥6mm冷镦盘条时,采用拉拔速度35m/min,拉拔后盘条表面粗糙度最佳。

表1 拉拔速度对冷镦盘条表面粗糙度的影响
规格/mm
粗糙度/μm
20m/min
30m/min
35m/min
40m/min
45m/min
50m/min
60m/min
20→19.5
1.230
1.241
1.235
1.238
1.240
1.257
1.240
19→18
1.015
0.983
0.976
0.980
1.028
1.008
1.012

⑤其它拉拔条件的优化

  为了减少拉拔过程中的摩擦,提高成品丝表面质量,使用合理的润滑剂和润滑方式具有十分重要的意义。良好的润滑剂附着力强、摩擦系数低、抗高压高温,可以满足高速拉拔的需要。

  对于拉拔难度较大的合金钢,经过酸洗表面光滑,如直接采用润滑油拉拔,表面油膜不牢固,拉拔过程易破裂,导致模具和盘条直接接触,使盘条表面起毛,模具磨损加剧。此时改用干式润滑和湿式润滑相结合的措施可以获得满意的效果。先在盘条表面润滑涂层,经过干燥后,再进行润滑油拉拔,起到良好的润滑作用,可有效改善盘条的润滑条件,提高模具使用寿命和生产效率。
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