淺談拉絲模具消耗的改善范文

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《金屬制品》2017年第4期

摘要:在鋼絲生產(chǎn)過程中，拉絲模具消耗增加，易造成鋼絲直徑超差、拉拔過程中斷絲、鋼絲定尺率下降等問題。以1770MPa0．38mm、0．65mm鋼絲為例，通過對半成品鋼絲熱處理、半成品鋼絲表面磷化狀態(tài)、潤滑液濃度、潤滑液溫度、拉拔工藝、拉絲模具質(zhì)量幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，成品鋼絲每噸耗模數(shù)下降超過10%;平均班產(chǎn)量提高了10%以上;每班不定尺軸數(shù)下降20%以上;平均每班換模數(shù)減少10%以上。拉絲模具消耗的降低，節(jié)約了鋼絲生產(chǎn)成本，提高了鋼絲質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞:鋼絲;熱處理;磷化;潤滑液;拉絲模具

拉絲作為鋼絲繩生產(chǎn)的關(guān)鍵工序，是決定成品鋼絲質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而成品鋼絲的質(zhì)量與拉絲模具的質(zhì)量及生產(chǎn)效率也是息息相關(guān)的。隨著江蘇賽福天鋼索股份有限公司(以下稱賽福天公司)成功上市，鋼絲繩產(chǎn)量不斷提高，鋼絲作為鋼絲繩的核心構(gòu)件，產(chǎn)量也不斷攀升，為此，賽福天公司投入了全新的翻轉(zhuǎn)式水箱拉絲機(jī)，確保鋼絲拉拔速度不低于10m/s。在拉絲模具消耗逐漸上升的同時(shí)，出現(xiàn)了鋼絲直徑超差、拉拔過程中斷絲增加、鋼絲定尺率下降等問題。為了降低拉絲模具的消耗，筆者從半成品鋼絲熱處理、半成品鋼絲表面磷化狀態(tài)、潤滑液濃度、潤滑工藝、潤滑液溫度、拉絲模具質(zhì)量幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整，以降低拉絲模具消耗，提高鋼絲生產(chǎn)效率，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

1生產(chǎn)現(xiàn)狀

由于賽福天公司生產(chǎn)的鋼絲品種規(guī)格較多，故選取直徑0．38mm、0．65mm的1770MPa典型成品鋼絲，通過指定車臺(tái)，三班專人跟蹤，對鋼絲生產(chǎn)狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2原因分析

通過魚骨圖對造成拉絲模具壽命低的原因進(jìn)行分析。

3改進(jìn)措施

3．1熱處理

鋼絲拉拔在水箱中進(jìn)行，環(huán)境溫度低于碳鋼再結(jié)晶溫度，屬于冷加工范圍。而冷加工過程中，金屬發(fā)生加工硬化而無法回復(fù)再結(jié)晶，故半成品鋼絲熱處理組織須是冷加工極限值最高的索氏體。由于索氏體彌散度大，滲碳體層片之間距離短，所以經(jīng)過拉拔后鋼絲綜合力學(xué)性能最優(yōu)［1］。為了提高半成品鋼絲索氏體化率，通過調(diào)節(jié)爐溫、爐壓、鉛溫及鋼絲收線速度等方法，將半成品鋼絲索氏體化率提高到90%以上。

3．2磷化狀態(tài)

磷化膜的厚度及穩(wěn)定性也是影響鋼絲拉拔的重要因素，當(dāng)半成品鋼絲表面磷化膜較薄或不牢固時(shí)，拉拔過程中易造成拉絲模具磨損，鋼絲直徑超差或表面劃傷。通過調(diào)整磷化液總酸度、溫度及磷化時(shí)間等，并增加即時(shí)補(bǔ)充溶液的裝置，穩(wěn)定總酸度及游離酸濃度，最終將磷化膜面質(zhì)量從平均5g/m2增加到平均6．5g/m2以上［2］。

3．3潤滑液濃度

在水箱拉絲機(jī)內(nèi)采用濕式拉拔潤滑劑，減小拉拔過程中鋼絲與模具接觸面的摩擦因數(shù)，在二者之間形成一定厚度的潤滑膜，可降低拉絲模具損耗。潤滑液中濕式潤滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低也是影響鋼絲拉拔速度的關(guān)鍵因素之一，故指派專人定時(shí)添加和檢測潤滑液，最終保證潤滑液中濕式潤滑劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2．5%，改進(jìn)前后潤滑液中濕式潤滑劑質(zhì)量。

3．4潤滑液溫度

鋼絲在拉拔過程中由于自身變形和與模具內(nèi)壁摩擦而發(fā)熱，經(jīng)過多道次拉拔后，鋼絲溫度會(huì)累積增加，若不及時(shí)降溫，將會(huì)造成潤滑失效、模具壽命縮短等現(xiàn)象［3］。為保證鋼絲拉拔速度不低于10m/s，水箱拉絲機(jī)中的潤滑液采用循環(huán)冷卻的方式將其溫度穩(wěn)定在50～80℃。通過定期檢修循環(huán)設(shè)備、定期檢測潤滑液溫度等方式，確保了拉拔速度穩(wěn)定，提高了鋼絲產(chǎn)量。

3．5拉拔工藝

鋼絲原材料采用滿足GB/T4354的優(yōu)質(zhì)碳素鋼熱軋盤條，半成品熱處理后再拉拔至1770MPa0．38mm和0．65mm成品鋼絲。拉拔過程中的總壓縮率不超過95%，最大一次部分壓縮率控制在25%～26%。通過重新分配部分壓縮率，使得部分壓縮率盡量符合圖4所示先小后大再依次遞減的原則，即:第1道部分壓縮率小，保證半成品鋼絲表面潤滑層不被破壞;第2道充分利用鋼絲塑性，使部分壓縮率較大;后續(xù)為避免加工硬化而使部分壓縮率逐漸減小。這種拉拔原則既可保證鋼絲獲得最佳的綜合力學(xué)性能，又降低了設(shè)備能耗［4－5］。

3．6拉絲模具

中高碳鋼絲在拉拔過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，此外鋼絲與拉絲模內(nèi)壁存在相互摩擦等，故需要拉絲模有很高的硬度、耐磨性、光潔度、導(dǎo)熱率等。目前賽福天公司采用的是性價(jià)比相對較高的鎢鋼模，此種拉絲模具有硬度高、耐磨性好、導(dǎo)熱率高、成本低等特點(diǎn)。為了提高拉絲模的使用壽命，將拉絲模的孔型由圖5a的曲線型改為圖5b的直線型。直線型拉絲模各區(qū)域工作錐面是平直的，降低了鋼絲拉拔阻力，其次增加了工作區(qū)的高度，減少了拉絲模具對鋼絲表面涂層的損傷等。

4改進(jìn)結(jié)果

在指定員工、車臺(tái)、半成品材料及相同的拉拔工藝條件下，通過上述改進(jìn)內(nèi)容的逐步實(shí)施。

5結(jié)論

通過半成品鋼絲熱處理、半成品鋼絲表面磷化狀態(tài)、拉拔中潤滑液濃度、拉拔溫度、拉拔工藝、拉絲模具質(zhì)量的改進(jìn)，降低了拉絲模具的消耗、不定尺鋼絲軸數(shù)量，提高了成品鋼絲的產(chǎn)量，并減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，還可以通過選取更適宜的拉絲模具材質(zhì)(如金剛石等)，及時(shí)維護(hù)和修復(fù)拉絲模具，使用中合理固定拉絲模具等措施降低鋼絲拉拔的模具消耗。

參考文獻(xiàn)

［1］李志深．鋼絲生產(chǎn)工藝:上冊［M］．湖南:湘潭鋼鐵公司職工大學(xué)，1992．

［2］戴峭峰，劉紅芳，蔡文祥，等．鋼絲磷化工藝技術(shù)研究［J］．金屬制品，2012(2):15－18．

［3］張雅菊，李廣宇．鋼絲拉拔過程中的發(fā)熱及其危害［J］．金屬制品，2000(6):16－19．

［4］馬明剛．拉拔工藝及模具對鋼絲力學(xué)性能的影響［D］．貴州:貴州大學(xué)，2006．

［5］李志深．鋼絲生產(chǎn)工藝:下冊［M］．湖南:湘潭鋼鐵公司職工大學(xué)，1992．

［6］肖東平．拉絲模的最佳孔型結(jié)構(gòu)及加工方式［J］．金屬制品，2003(1):44－46.

作者：魏志遠(yuǎn) 單位：江蘇賽福天鋼索股份有限公司