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冷却条件对高碳钢丝拉拔性能的影响

发表时间:2019-08-19 10:28
  在冷拉拔过程中钢丝发热是普遍存在的现象,这也是影响拉丝生产的一个关键因素。因高碳钢丝具有较高的抗拉强度和变形抗力,相对于含碳量较低的钢丝相比,在拉拔过程中会产生更多的热量。大部分拉拔工作条件对拉拔后钢丝性能的影响,都可以归纳为温度对钢丝的影响。这个问题显著影响着拉丝机生产能力和钢丝的产品质量。
    消耗于拉拔钢丝上的机械能在拉丝模变形区内约有90%以上都转化为热能,其余不到10%的能量以潜在能(晶格畸变和加工硬化)存在于拉拔后的钢丝内。虽然变形区体积很小,但产生的热量却很多,因此在拉拔过程中钢丝和模具必将因为发热而升温。在变形区内钢丝中心和钢丝表面温度值是不同的。在拉拔过程中,钢丝断面的平均温度迅速升高,在拉拔后由于钢丝的冷却而缓慢降低;钢丝表面温度则迅速上升,从模具中拉出后,几乎以同样的速度降低到钢丝平均温度。此后冷却速度与拉拔后钢丝的平均温度降低的速度相同。
    钢丝的应变时效脆化温度越高,其时效产生的临界值越低。在拉拔瞬间,钢丝表面的温度对以后的时效并不明显,因为温度沿其端面很快地均匀化,所以较薄的外层在短时间发热,对钢丝整个断面上机械性能不会有明显影响。对时效有显著影响的主要是钢丝断面上保持较长时间的平均温度。因此要想保持和提高钢丝的韧性,减少拉拔过程中的非正常断裂,必须采取有效措施,使高碳钢丝出模孔后的平均温度迅速降低到160℃以下,则能够有效防止时效作用对钢丝质量的影响。
 高碳钢丝在拉拔过程中,关键是控制好卷筒和模具的冷却,避免钢丝处于“兰脆”温度区域。采用拉丝卷筒水冷却和风冷、拉丝模具直接水冷的方式,能得到较好的钢丝扭转和弯曲性能指标,同时钢丝的平均强度有所降低,有利于提高钢丝的塑韧性。重新设计了高碳钢拉拔模具,使之具有更大的散热面积,对进一步降低钢丝拉拔温度有明显的作用。合适的冷却方式不但对提高钢丝的性能有好处,还能降低模具消耗,提高有效作业率。


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