用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝的制作方法

專利名稱：：用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋼絞線生產工藝，特別是用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝。
背景技術：
：高強度電力電訊用熱鍍鋅鋼絞線(以下簡稱高強度鋼絞線)是指符合GB/T3428-2002標準中高強度鍍鋅鋼線要求的產品。相對于普通強度的鋼絞線，其l%伸長應力和抗拉強度都有較大幅度提高。普通強度鋼絞線一般用65鋼線材生產，其1%伸長應力和抗拉強度等性能指標都能達到普通強度標準需求。高強度鋼統線由于在強度上提高的幅度較大，必須選擇新的鋼種和新的生產工藝來進行生產。
發明內容本發明的目的在于提供一種用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝，其工藝步驟合理，易于搡作，用其生產的鋼絞線強度高，產品質量好。本發明的目的是這樣實現的一種用77MnA鋼生產高強度鋼統線工藝，依次包括下列工序原料選擇、線材表面處理、拉拔、脫脂、助鍍、熱鍍鋅以及絞制工序，其中線材表面處理工序釆用磷化工藝，該磷化工藝流程依次為鹽酸洗—水漂洗—高壓水沖洗—磷化—水洗—皂化—烘干，其中鹽酸洗步驟所用的鹽酸濃度為15%~20%,在室溫條件下對線材酸洗時間為812min,鹽酸中亞鐵離子濃度控制在小于或等于200g/L;磷化步驟的磷化溫度為60°C~75°C,磷化酸比10~15，磷化時間1015min,控制磷化膜厚度大于或等于11)am;拉拔工序采用LT-9/560重型水箱拉絲機進行拉絲;脫脂工序采用灼燒方式來脫脂，即利用熔融的高溫鉛液對線材進行灼燒脫脂，鉛液溫度控制在410°C~430°C之間；助鍍工序中采用氯化氨和氯化鋅混合助鍍液，二者的重量比為ZnCl2:NH4C1=1:3，該混合助鍍液的濃度為8%~12%，PH值為4~5,其中的亞鐵鹽濃度小于或等于10g/L,助鍍時，該混合助鍍液溫度需大于或等于60。C,助鍍步驟中的烘干溫度應大于或等于15(TC;在熱鍍鋅工序中需要進行鍍前鋼絲表面處理，其流程依次為放線—鉛洛—水洗—酸洗—水洗—助鍍，該工序中鋅液溫度控制在460。C土5。C;鍍鋅后采用木炭加凡士林抹拭鋼絲，所用木炭顆粒粒度為2mm3mm,將木炭和凡士林攪拌均勻后點燃并使之處于燃燒狀態；在鋼絲引出路徑上分別設置水冷噴嘴和風嘴，同時利用風冷和水冷對鋼絲進行冷卻；在絞制工序中，鋼絞線壓線模采用膠木壓線模，其孔徑為鋼絞線直徑的0.9-1倍，壓線模工作段的長度為140~160mm。本發明工藝與現有的用65鋼生產鋼絞線工藝相比，從實際生產工序的各個步驟入手對生產工藝特別是其中各工序中的各個關鍵細節參數進行了全面優化，著重突出了本發明的工藝特點首先從原料選擇出發，選擇77MnA鋼種作為原料，該鋼種中的碳含量更高，并增加了合金元素含量，能提高所產鋼絲的強韋刃性。然后根據77MnA鋼種的特點，對線材表面處理工序進行了優化，著重優化了其磷化工藝，增加了磷化膜厚度，從而更有利于對線材進行拉拔。繼而采用重型水箱拉絲機對線材進行拉拔，能更好地確保拉拔后鋼絲的性能要求和表面質量；對脫脂工序采用灼燒脫脂方式，既能保證鋼絲的表面清潔，又能減少漏鍍缺陷。助鍍工序采用了復合助鍍劑，大大提高了鋅層和鋼絲基體的結合力，確保了鋼絲鋅層質量。在熱鍍鋅步驟中，木炭抹拭時處于燃燒狀態，能隔絕和消耗空氣中的氧氣，防止鋅與氧的反應；鋼絲冷卻釆用水冷加風冷的形式，可以使鋼絲鍍鋅層迅速冷卻，減少高溫下在空氣中的氧化，得到表面質量較好的鋼絲。在絞制工序中，采用的膠木壓線模比橡膠壓線模更耐磨，并增加了工作長度，減少了絞制后鋼絲產生松股的缺陷。本發明工藝中的各個參數都是經過發明人大量創造性勞動、反復試驗總結出來的，雖然以現有65鋼絞線生產工藝為參照，但在這個基礎上又不斷完善、提高和發展出了本發明工藝，其中的每個環節、每個參數都對本發明鋼絞線的產品質量有著重大的影響，不是通過簡單推理就能輕易得出來的。本發明工藝步驟合理，易于操作，用其生產的鋼絞線強度高，產品質量好，生產成本低廉。具體實施方式1、原料選擇原料性能和化學成分的要求(1)強度范圍11001200MPa,強度偏差《50MPa。(2)延伸率>15%，面縮率>45%。(3)索氏體化率>85%。(4)鋼中全氧含量《30ppm,氮含量<50ppm。(5)中心偏析才1.5級，A類夾雜物等級:H.5級。(6)晶粒度8.5級。(7)鉻含量0.14%~0.24%。(8)銅含量《0.12%。(9)直徑偏差《士0.3mm，不圓度《0.3mm。(10)不得有標準規定的其它缺陷。根據上述要求，選擇的鋼種為77MnA。原料化學成分的要求具體見表1。表l高強度鋼絞線原料的化學成分要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、線材表面處理線材表面處理釆用磷化工藝。磷化是一種常用的金屬表面處理工藝，廣泛用于中高碳鋼盤條拉拔前的潤滑涂層。其工作原理是盤條表面在磷化液的化學和電化學作用下，形成一層磷酸鹽薄膜，這層薄膜的微觀組織呈多孔性，可以在后續的拉拔過程中使潤滑劑附著在孔隙中，從而使鋼絲基體與拉拔模具之間形成潤滑膜，起到良好的潤滑效果。選取的磷化工藝流程為鹽酸洗一水漂洗一髙壓水沖洗一磷化一水洗一皂化一烘干。具體工藝參數如下.-(1)鹽酸濃度15%~20%。(2)酸洗溫度為室溫。(3)酸洗時間約10min。(4)酸中亞鐵離子濃度《200g/L,如鹽酸中亞鐵離子濃度可以為150g/L。(5)采用中溫磷化，磷化溫度60°C~75°C,優選磷化溫度為70°C。(6)磷化酸比10-15，優選磷化酸比為12;(7)磷化時間10~15min,優選磷化時間為13min。(8)磷化膜厚度》lliLim,優選磷化膜厚度等于13jam。由于增加了磷化膜厚度，使得磷化膜內能夠得以容納更多的潤滑劑，從而更有利于對線材進行拉拔。3、拉拔拉拔釆用LT-9/560重型水箱拉絲機。這種拉絲機冷卻效果較好，鋼絲表面質量較好，并能確保鋼絲的力學性能。對鋼絲進行拉拔時，道次壓縮率小于或等于20%。以06.5mm線材拉拔03.07,鋼絲為例，配模工藝見表2。表20>3.07tntn鋼絲配模工藝道次123456789規格5.825.324.864.444.093.763.463.192.98部分壓縮率19.8%17.2%16,5%16.5%15.1%15.5%15.3%15.0%12.7%在配模工藝上選擇了較小的道次壓縮率，原因是因為77MnA鋼種強度較高，塑性較差，若壓縮率過大，會致使鋼絲加工硬化趨勢更明顯，對鋼絲軔性和塑性不利。同時過大的壓縮率有可能造成-模具的損傷，影響鋼絲外觀質量。4、脫脂采用灼燒方式來脫脂。具體做法是設置一座鉛鍋，利用熔融的高溫鉛液灼燒脫脂。由于鉛的比重較大，還可對鋼絲表面進行抹拭。鉛液溫度控制在41(TC43(TC之間，優選鉛液溫度為420°C。實際使用中，灼燒脫脂效果較化學脫脂為好，基本杜絕了因為脫脂問題產生的漏鍍缺陷。5、助鍍助鍍又稱溶劑處理，是鋼絲熱鍍鋅時的一種特殊處理方式。其目的是去除鋼絲在酸洗后和水洗后表面形成的氧化物和氫氧化物，預防鋼絲進入鋅鍋時產生表面氧化，去除鋼絲入鋅鍋處的鋅液表面的氧化鋅。其作用機理是在鋼絲表面形成一層薄的溶劑膜，隔絕空氣，防止氧化；同時溶劑膜在遇到高溫時迅速氣化，可以將鋅液表面的氧化物吹拂掉，從而保證鋼絲表面的潔凈，并使鋅液充分潤濕鋼絲，形成光滑的鍍鋅層。因此這層溶劑膜的形成質量至關重要，為此，實際釆用的助鍍工藝參數如下(1)釆用氯化氨和氯化鋅混合助鍍液,重量比為ZnCl2:NH4C1=1:3。(2)助鍍液濃度為8%~12%,pH值4-5。(3)助鍍液溫度^60。C。(4)助鍍液中的亞鐵鹽濃度《10g/L。(5)烘干溫度^150。C。6、熱鍍鋅熱鍍鋅工序不但是高強度鋼絞線質量控制的關鍵環節，也是生產成本控制的重要環節。驗證熱鍍鋅鋼絲鍍層質量好壞的的主要指標有鋅層重量、鋅層的均勻性、幾何尺寸、鋅層的附著性和表面質量等。這些指標跟鍍前鋼絲表面處理、鋼絲浸鋅時間、收線速度、鋅液溫度、抹拭工藝、鋼絲張力控制、鋅壓輥狀態等密切相關。特別是對鋅液溫度的控制尤其重要，既不能太高也不能太低。該工序的工藝參數如下(1)鍍前鋼絲表面處理工藝流程放線一鉛洛一水洗-(2)鋅液溫度控制在460。C士5。C;(3)不同鋼絲鍍鋅時間如表3。表3不同規格的鋼絲鍍鋅時間-酸洗一水洗一助鍍;<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>(4)鍍鋅后釆用木炭加凡士林抹拭鋼絲。木炭顆粒粒度2mm3iM,并摻入一定量的機油和凡士林，攪拌均勻后先預熱至10(TC左右再進行使用，木炭顆粒在鋼絲引出處的堆積髙度為50mm-80mm,并使機油和凡士林處于燃燒狀態，以消耗和隔絕空氣，防止鋅層氧化。(5)鋼絲采用工字輪被動放線，工字輪放線軸上安裝有可微調的阻尼裝置，保證每根鋼絲運行中張力均勻一致。(6)釆用內加熱形式的陶瓷鋅鍋。(7)在鋼絲引出路徑上分別設置水冷噴嘴和風嘴，同時利用風冷和水冷對鋼絲進行冷卻；即鋼絲引出后約500mm處設置一道水冷噴嘴，并在其下方設置風嘴。(8)鋅層厚度按照用65鋼生產鋼絞線的生產標準進行控制。7、絞制鋼絲鍍鋅后，還需要進行絞制，即將7根鋼絲捻為一股。絞制工序應注意以下質量問題(1)鋼絞線上下壓線模的軸向中心要與管絞機中心線吻合，上下壓線模進口圓弧應與鋼絲收口角度偏差不大，壓線模孔徑略小于需要絞制的鋼絞線，并及時更換磨損過度的壓線模。根據現場經驗，壓線模孔徑為鋼絞線直徑的0.95倍左右，工作段的長度取140160rmn，優選長度為150隱。(2)各根鋼絲放線張力一致，并保證放線順暢。各根鋼絲放線張力不一致易產生因鋼絲松緊度不同而導致的鋼絞線蛇形彎曲。這樣的鋼絞線在受力時，各根鋼絲受力狀態不一致，形成平面錯位，嚴重影響其力學性能。(3)管絞機托輥位置應調整合適，以達到防止震動或者偏心的目的為準。(4)矯直器調整合適，在前兩道采用較大的壓下量，然后逐漸減小以后各道次壓下量，使鋼絞線逐漸平直。否則會導致鋼統線中心絲伸直性不好，影響鋼絞線結構的緊密性。用本發明工藝生產的高強度鋼絞線相對于普通強度鋼絞線，其1%伸長應力和抗拉強度都有較大幅度提高。其性能主要區別見表4。表4普通強度和高強度產品性能要求區別<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求1、一種用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝，包括下列工序原料選擇、線材表面處理、拉拔、脫脂、助鍍、熱鍍鋅、絞制，其特征在于a、線材表面處理工序采用磷化工藝，該磷化工藝流程依次為鹽酸洗-水漂洗-高壓水沖洗-磷化-水洗-皂化-烘干，其中鹽酸洗步驟所用的鹽酸濃度為15％-20％，在室溫條件下對線材酸洗時間為8-12min，鹽酸中亞鐵離子濃度控制在小于或等于200g/L；磷化步驟的磷化溫度為60℃-75℃，磷化酸比10-15，磷化時間10-15min，控制磷化膜厚度大于或等于11μm；b、拉拔工序采用LT-9/560重型水箱拉絲機進行拉絲；c、脫脂工序采用灼燒方式來脫脂，即利用熔融的高溫鉛液對線材進行灼燒脫脂，鉛液溫度控制在410℃-430℃之間；d、助鍍工序中采用氯化氨和氯化鋅混合助鍍液，二者的重量比為ZnCl2∶NH4Cl＝1∶3，該混合助鍍液的濃度為8％-12％，PH值為4-5，其中的亞鐵鹽濃度小于或等于10g/L，助鍍時，該混合助鍍液溫度需大于或等于60℃，助鍍步驟中的烘干溫度應大于或等于150℃；e、在熱鍍鋅工序中需要進行鍍前鋼絲表面處理，其流程依次為放線-鉛浴-水洗-酸洗-水洗-助鍍，該工序中鋅液溫度控制在460℃±5℃；鍍鋅后采用木炭加凡士林抹拭鋼絲，木炭顆粒粒度2mm～3mm，將木炭和凡士林攪拌均勻后點燃使之處于燃燒狀態；在鋼絲引出路徑上分別設置水冷噴嘴和風嘴，同時利用風冷和水冷對鋼絲進行冷卻；f、在絞制工序中，鋼絞線壓線模采用膠木壓線模，其孔徑為鋼絞線直徑的0.9-1倍，壓線模工作段的長度為140-160mm。2、根據權利要求1所述的用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝，其特征在于在線材表面處理工序中在室溫條件下對線材酸洗時間為10min，鹽酸中亞鐵離子濃度控制在150g/L;磷化步驟的磷化溫度為70°C，磷化酸比12,磷化時間13min,控制磷化膜厚度等于13pm;脫脂工序中鉛液溫度控制在420。C;在絞制工序中，壓線模工作段的長度為150mm。3、根據權利要求1所述的用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝，其特征在于在拉拔工序中，對鋼絲進行拉拔時，道次壓縮率小于或等于20%。全文摘要本發明公開了一種用77MnA鋼生產高強度鋼絞線工藝，包括原料選擇、線材表面處理、拉拔、脫脂、助鍍、熱鍍鋅、絞制工序，線材表面處理工序中所用的鹽酸濃度為15％-20％，酸洗時間為8-12min，磷化溫度為60℃-75℃，磷化酸比10-15，磷化時間10-15min，磷化膜厚度大于或等于11μm；拉拔工序采用LT-9/560重型水箱拉絲機進行拉絲；脫脂工序采用灼燒方式脫脂，鉛液溫度在410℃-430℃之間；助鍍工序中采用氯化氨和氯化鋅混合助鍍液；熱鍍鋅工序中鋅液溫度在460℃±5℃；鍍鋅后采用燃燒的木炭加凡士林抹拭鋼絲，同時利用風冷和水冷進行冷卻；在絞制工序中，壓線模采用膠木壓線模。文檔編號C23F17/00GK101403119SQ200810072960公開日2009年4月8日申請日期2008年9月23日優先權日2008年9月23日發明者馮躍平,張紅田,楊朝東,王衛東,劍肖,波胡,陳海軍,黃治國申請人:新疆八一鋼鐵股份有限公司煉鋼廠