全国服务热线:0318-7659909
网站公告:
安平三石丝网厂家规模较大的铁丝网、铁丝网片、镀锌铁丝网批发、铁丝网围栏厂家之一,铁丝网价格低廉,质量可靠。订购电话:0318-7659909
行业资讯
联系我们
0318-7659909
地址:
河北省衡水市安平县城南工业区(汽车站东行二百米路北)
邮箱:
manager@apsanshi.cn
手机:
+86-133-6318-0129
电话:
0318-7659909
QQ:
1285606956
联系:
苑经理
行业资讯 News
当前位置:首页 > 新闻动态 > 行业资讯
小规格高强度镀锌钢丝网生产工艺
添加时间:2018.01.11

摘 要:采用中间镀锌工艺生产的 0.86 mm, 2 070MPa级小规格高强度制绳用镀锌钢丝, 在镀后拉拔过程中经常脆断。 通过试验对相关工艺参数进行探讨, 控制镀前钢丝拉拔总压缩率在 75%左右, 多道次拉拔平均部分压缩率为 13% ~ 15%;拉拔时确保所有拉丝机卷筒冷却水循环系统正常工作;镀前钢丝拉拔速度控制在合理的范围 , 钢丝直径为 1.00 ~ 1.50 mm时, 拉拔速度控制在 500 ~ 600 m/min, 钢丝直径为 1.51 ~ 2.00 mm时, 拉拔速度控制在 300 ~ 400 m/min;选择机械速比较低的拉丝机生产镀后钢丝, 部分压缩率控制在 10% ~ 13%, 按此工艺生产的小规格高强度制绳用镀锌钢丝各项指标满足标准要求, 可解决镀后钢丝拉拔脆断问题。

01.jpg

小规格高强度镀锌钢丝生产工艺

1、问题的提出:

需生产一批 2 070 MPa级镀锌钢丝绳 , 其中6 ×7 +IWR— 8.2规格钢丝绳,需要 0.86 mm高强度镀锌制绳钢丝。由于三石丝网未生产过 0.86mm, 2 070 MPa级的高强度镀锌制绳钢丝 ,采用中间镀锌工艺[ 1 -2] 生产高强度镀锌钢丝 , 在镀后拉拔过程中经常脆断。三石丝网在生产过程中对相关工艺参数进行调整,试图解决用中间镀锌工艺生产小规格高强度镀锌钢丝镀后拉拔经常脆断这一难题。

根据中丝生产线钢丝的热处理强度,以及盘条价格和便于组织生产等综合因素, 确定用重钢 70钢、 3.42 mm半成品钢丝作原料进行试生产, 工艺路线 1:70 钢、 3.42 mm半成品钢丝 ※LZ10/500中拉机拉拔到 1.71 mm※热镀锌(磷化)线镀锌(速度 25 m/min)※LW450 /1 +LZ350 /15 +LW350/1水箱拉丝机拉拔到 0.86 mm。由工艺路线 1 试生产 50 kg 0.86 mm制绳钢丝, 检测结果见表 1。 表 1显示工艺路线 1的产品抗拉强度部分不合格。

表 1  工艺路线 1生产的制绳钢丝力学性能

Table1 Mechanicalpropertiesofsteelwirefor ropeproducedbyadoptingthefirstprocessroute

项目 抗拉强度 / 弯曲 / 扭转 / 锌层面质量 /

MPa (g· m-2 )  

标准值 ≥2 100 ≥9 ≥22 ≥80

实测值 2 060 ~ 2 120 17 ~ 23 30 ~ 41 141 ~ 195 

将原料调整为重钢 75C, 3.42 mm半成品钢丝 ,热镀锌(磷化 )线运行速度调整为 22 m/min,工艺路线 2:75C钢 3.42 mm半成品钢丝 ※LZ10/500中拉机拉拔到 1.71 mm※热镀锌 (磷化 )线镀锌※LW450/1 +LZ350/15 +LW350 /1水箱拉丝机拉拔到 0.86 mm。

由工艺路线 2试生产 50 kg 0.86 mm制绳钢丝 ,检测结果见表 2。

表 2  工艺路线 2生产的制绳钢丝力学性能

Table2 Mechanicalpropertiesofsteelwireforrope producedbyadoptingthesecondprocessroute

项目 抗拉强度 / 弯曲 / 扭转 / 锌层面质量 /

MPa (g· m-2 )  

标准值 ≥2 100 ≥9 ≥22 ≥80

实测值 2 110 ~ 2 250 16 ~ 19 30 ~ 39 95 ~ 154 

表 2检测结果表明工艺路线 2 完全能满足要求 ,可以正常投料生产 。

三石丝网技术科在生产时安排了几组不同的生产工艺进行试验 ,通过对比分析 ,探索解决钢丝镀后拉拔经常脆断这一难题。

2、试验:

2.1、主要设备及试验条件:

2.1.1、主要设备主要拉丝设备有:LZ10/500 直进式拉丝机、LW450/1 +LT350 /15 +LW350 /1水箱拉丝机 (简称LT350拉丝机 )、LT260/15 +LW260 /1水箱拉丝机(简称 LT260拉丝机 )、LT360 /17水箱拉丝机 (简称LT360拉丝机)。

2.1.2、试验条件:

在同一批经热处理、磷化的钢丝中 ,任选 12盘 800 kg左右的重钢 75C, 3.42 mm半成品 , 采用 4 组不同的工艺进行生产, 每组用料 3盘 ,约 2 400 kg, 选择技术好的拉丝技师进行生产, 并记录钢丝拉拔时脆断的次数及力学性能检测情况.

2.1.2.1、镀前钢丝部分压缩率:

镀前钢丝拉拔条件 :LZ10/500直进式拉丝机拉拔, 500 m/min的拉拔速度, 水冷充分、润滑良好, 不同的平均部分压缩率 (14.28%, 15.91%, 17.97%, 20.63%)。

镀后钢丝拉拔条件 :LT350拉丝机在 500 m/min 的速度下生产。

2.1.2.2、镀前钢丝拉拔时循环水冷却的状况镀前钢丝拉拔条件 :LZ10/500直进式拉丝机拉拔, 500 m/min的拉拔速度, 平均部分压缩率14.28%,润滑良好, 不同的循环水冷却。镀后钢丝拉拔条件 :LT350拉丝机在 400 m/min 的速度下生产。

2.1.2.3、镀前钢丝的拉拔速度镀前钢丝拉拔条件 :LZ10/500直进式拉丝机拉拔, 不同的拉拔速度 (300 m/min, 450 m/min,600 m/min, 750 m/min), 水冷充分 、润滑良好, 平均部分压缩率 14.28%。

镀后钢丝拉拔条件:LT350拉丝机在 400 m/min 的速度下生产。

2.1.2.4、镀后钢丝的部分压缩率镀前钢丝拉拔条件 :LZ10/500直进式拉丝机拉拔, 500 m/min的拉拔速度, 水冷充分、润滑良好, 平均部分压缩率 14.28%。

镀后钢丝拉拔条件:不同型号 (LT350 拉丝机、LT260拉丝机 、LT360拉丝机 )的拉丝机以 400 m/ min的速度生产。

2.2、试验结果:

对 4组钢丝在镀后拉拔时的脆断次数及力学性能检测情况进行统计,结果如下。

(1)镀前钢丝拉拔平均部分压缩率对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响见表 3。

(2)镀前钢丝拉拔时各卷筒冷却对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响见表 4。

(3)镀前钢丝拉拔速度对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响见表 5。

(4)镀后钢丝平均部分压缩率对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响见表 6。

 小规格高强度镀锌钢丝生产工艺

3、结果分析及应用措施:

3.1、钢丝拉拔时部分压缩率的影响:

在总压缩率一定的情况下 ,用不同的部分压缩率拉拔,获得的钢丝力学性能是不一样的。一般情况下部分压缩率增大会使强度增加而韧性和塑性下降。在拉拔高碳钢丝时 , 部分压缩率的选择极为重

表 3 镀前钢丝平均部分压缩率对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响  

  Table3  Theinfluenceofsteelwirebeforegalvanizedaveragepartialcompressibilityon  

  drawingfracturetimesofsteelwireaftergalvanizedandmechanicalproperties    

  镀前钢丝拉拔的 镀后拉拔脆断次数 抗拉强度 弯曲平均 扭转平均  

  平均部分压缩率 /% (100 kg钢丝)/次 平均值 /MPa 值 /次 值 /次    

  14.28 0.17 2 143 18.0 34.0  

  15.91 0.50 2 139 17.5 35.0  

  17.97 0.83 2 170 15.0 32.0  

  20.63 1.50 2 201 10.0 26.0   

  表 4 镀前钢丝拉拔水冷却对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响  

  Table4 Theinfluenceofsteelwirebeforegalvanizeddrawingwatercooling  

  ondrawingfracturetimesofsteelwireaftergalvanizedandmechanicalproperties    

  循环水冷却情况 镀后拉拔脆断次数 抗拉强度 弯曲平均值 / 扭转平均值 /

  (100 kg钢丝)/次 平均值 /MPa 次   

  各卷筒均有水冷 0.1 2 139 17.0 34.0  

  6#卷筒无水冷 1.5 2 143 15.0 34.0  

  9#卷筒无水冷 3.0 2 160 13.0 27.0  

  6#, 9#卷筒无水冷 4.0 2 190 10.0 22.0  

  3#, 6#, 9#卷筒无水冷 5.0 2 225 8.0 22.0  

  表 5 镀前钢丝拉拔速度对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响  

  Table5 Theinfluenceofsteelwirebeforegalvanizeddrawingspeedonsteel  

  wiredrawingfracturetimesandmechanicalpropertiesaftergalvanized    

  镀前钢丝拉拔速度 / 镀后拉拔脆断次数 抗拉强度 弯曲平均值 / 扭转平均值 /

  (m· min-1) (100 kg钢丝)/次 平均值 /MPa

  300 0.17 2 121 18 36  

  450 0.33 2 120 17 32  

  600 1.00 2 163 15 32  

  750 2.00 2 241 8 23    

  表 6 镀后钢丝平均部分压缩率对镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能的影响  

  Table6 Theinfluenceofaftergalvanizedsteelwireaveragepartialcompressibility

  onsteelwiredrawingfracturetimesandmechanicalproperties    

  拉丝机 机械 镀后钢丝平均 镀后拉拔脆断次数 抗拉强度 弯曲平均 扭转平

  型号 速比 部分压缩率 /% (100 kg钢丝)/次 平均值 /MPa 值 /次 均值 /次   

  LT350 1.096 5 11.0 0.25 2 134 17.0 36.0  

  LT260 1.144 0 14.7 0.50 2 130 13.0 35.0  

  LT360 1.167 0 16.4 1.00 2 140 14.0 28.0  

   

注:拉拔时滑动系数为 1.025。  

要 ,为了达到较高的抗拉强度, 必须采用较高的总压缩率;而为了保证必要的韧性和塑性又必须采用较小的部分压缩率[ 3 -4] 。在实际生产过程中 ,为了获得良好的钢丝综合性能, 一般采用较高的总压缩率和较小的部分压缩率进行多道次拉拔。

02.jpg

3.1.1、结果分析 :

由表 1和表 3 可知 ,当镀前钢丝拉拔平均部分压缩率 <17.97%时, 镀后钢丝拉拔的脆断次数及力学性能不合格情况较低 ;当镀前钢丝拉拔平均部分压缩率 >17.97%时, 随平均部分压缩率增加 ,镀后钢丝拉拔的脆断次数及力学性能不合格情况明显增加。这是由于高碳钢丝在拉拔时, 在压缩率较低的情况下,索氏体组织内的渗碳体片能够进行塑性弯曲和轴向旋转 ,保证索氏体形态沿拉拔方向伸长而不会破坏 ,对钢丝的韧性和塑性有利。降低部分压缩率 ,使钢丝的道次变形量减小, 钢丝的发热减小 ,使钢丝在 “加工硬化 ”过程中, 减小韧性和塑性的损失[ 5] 。

用于拉拔镀前钢丝的直进式拉丝机属于卷筒式无级调速的连拉机,以 LZ10/500直进式拉丝机(因钢丝规格太大 ,成品卷筒无法带动, 甩去成品卷筒 ,仅余 9个卷筒 )由 3.42 mm拉拔到 1.71 mm为例 ,进行配模计算。

总压缩率 q=(1 -dk2 /do2 )×100% =75%,其中 :dk为拉拔后钢丝直径 , mm;do为拉拔前钢丝直径 , mm。平均部分压缩率 qcp =(1 -9  1 -q)×100% =14.28 %。

各道次部分压缩率总和 A=qcp×9 =128.52%。根据常规的部分压缩率分配原则:第 1道次较小 ,第 2道次最大 , 随后逐渐减小, 成品道次最小的原则, 分配各道次压缩率, 并使各道次部分压缩率的和等于 A, 得到第 1至第 9道次部分压缩率分别为 :

14.74%, 15.20%, 15.18%, 15.06%, 14.79%, 14.35%, 13.77%, 13.71%, 11.72%。

为了便于控制成品尺寸 ,常常从成品道次往前依次计算各道次尺寸。

由 dn-1  =dn/ 1 -qn(dn为第 n道次钢丝直径 ,qn为第 n道次部分压缩率 )可得各道次钢丝直径分别为:d9 =1.71 mm, d8 =1.82 mm, d7 =1.96 mm, d6 =2.11 mm, d5 =2.28 mm, d4 =2.47 mm, d3 =2.68mm, d2 =2.91 mm, d1 =3.16 mm。

由此可得镀前钢丝拉拔工艺路线: 3.42※ 3.16※2.91※2.68※2.47※2.28※2.11※1.96※ 1.82※1.71 mm。

3.1.2、实际应用(1)应合理确定镀前钢丝拉拔的总压缩率分配 ,三石丝网一般控制镀前钢丝拉拔总压缩率在75%左右。

(2)用直进式拉丝机生产镀前钢丝时,尽量将所有的卷筒用上,并控制平均部分压缩率为 13%~15%。

3.2、镀前钢丝拉拔时循环水冷却的影响:

3.2.1 结果分析由表 4 可知, 用直进式拉丝机生产镀前钢丝时, 卷筒有无水冷对钢丝性能的影响特别明显 :(1) 在单卷筒无水冷的情况下,越接近成品卷筒 ,水冷对钢丝性能的影响越明显;(2)多卷筒无水冷使镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能不合格情况比单卷筒无水冷的要多。

造成这些现象的原因:在无水冷的连续拉拔条件下 ,拉丝模的累积温度很高 ,钢丝在变形过程中又要释放大量热量 (正常拉拔条件下 , 高碳钢丝拉拔每道次平均温升 100 ~ 160 ℃), 造成钢丝拉拔后的温度很高。温度升高一方面会导致润滑不良, 残余应力加大 ,钢丝表面产生裂纹的可能性加大 ;另一方面钢丝处于200 ~ 400 ℃时极易引起应变时效, 钢丝强度增加, 塑性、韧性下降, 钢丝变脆 ,伸长率、弯曲值、扭转值显著降低。

3.2.2、实际应用(1)调整生产计划, 生产前要检查所有卷筒的冷却水循环系统是否正常,如发现有堵塞、无水冷却等异常情况,必须修复、检查合格以后才能生产。

(2)生产过程中, 必须 30 min检查一次水冷却系统 ,发现有堵塞、开关损坏、无水冷却等异常情况,必须立即停车 ,待修复、检查合格后才能生产。

3.3、镀前钢丝拉拔速度的影响:

3.3.1、结果分析:

由表 5可知, 当镀前钢丝拉拔速度在 300 ~ 450 m/min时, 镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能不合格情况较少。 当镀前钢丝拉拔速度在 600 ~750m/min时 ,由于中镀钢丝规格较大, 在快速拉拔时, 单位时间内的变形程度大 ,加工硬化使钢丝塑性降低;出拉丝模的钢丝温度升高 , 钢丝温度处于200~ 400 ℃内易引起应变时效 ;拉拔速度过快 , 润滑不良时 ,钢丝表面有轻微拉伤, 随拉拔速度增加拉拔时的脆断次数明显增加。

3.3.2、实际应用(1)根据中镀钢丝规格大小 、拉丝机台的循环水冷却情况确定合适的拉拔速度 , 三石丝网现用直进式拉丝机拉拔镀前钢丝速度与中镀钢丝直径的对应关系见表 7。

(2)生产过程中每 30 min搅拌一次拉丝粉

3.4、镀后钢丝平均部分压缩率的影响:

3.4.1、结果分析:

表 7  镀前钢丝拉拔速度与中镀钢丝直径的对应关系

Table7  Thecorrespondingrelationbetweensteelwire beforegalvanizeddrawingspeedandintermediate galvanizedsteelwirediameter

钢丝直径 /mm 拉拔速度 /(m· min-1)

1.00 ~ 1.25 ≤600

1.25 ~ 1.50 ≤500

1.50 ~ 1.75 ≤400

1.75 ~ 2.00 ≤300 

由表 6可知 ,当镀后钢丝在 LT360拉丝机上拉拔时, 镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能不合格情况多于在 LT260拉丝机上拉拔 ;在 LT260拉丝机上拉拔, 镀后钢丝拉拔脆断次数及力学性能不合格情况多于在 LT350拉丝机上拉拔。

经索氏体化处理后, 钢丝冷拉时抗拉强度随总压缩率的变化可分为 3个阶段。第 1阶段 (压缩率≤20%),热处理后进行冷拉拔 ,择优取向的晶粒首先发生塑性变形 ,较硬位向的晶粒阻碍变形,随宏观变形量的增大,依靠晶粒的转动, 逐步进行变形 ,加工硬化较明显;第 2阶段(压缩率在 20% ~ 80%)为较小硬化阶段,是钢丝内部组织纤维化的过程 ,即珠光体类组织沿着拉伸轴伸长,进一步加工硬化 ,速度较第 1阶段慢些 ;第 3阶段为很高硬化阶段,当总压缩率在 80% ~ 85%才开始, 硬化速度再次增大 ,这是因为钢丝内部组织强烈碎化、细化所造成的。

由于镀前钢丝拉拔总压缩率为 75%, 在变形的第 1和第 2阶段以内。在此阶段的拉拔过程中 ,拉拔条件不同将使拉拔后的镀前钢丝具有不同的塑性及内在缺陷。在镀后钢丝的拉拔过程中(即第 3阶段 ,总压缩率 93.7%),索氏体组织内的渗碳体已经不能承受较大程度的塑性弯曲和轴向旋转 , 低的部分压缩率能确保索氏体形态沿拉拔方向伸长而不会破坏。

用 LT350水箱拉丝机拉拔镀后钢丝配模计算如下。

滑动拉丝时线径与速比之间存在 dn-1  =dn· iT的关系, 其中 :dn-1为第 n-1道次钢丝直径 ;dn 为第 n道次钢丝直径;i为机械速比, 由表 6 可知LT350拉丝机的机械速比为 i=1.096 5;T为滑动系数 ,一般为 1.015 ~1.040,取 T=1.025。

由此计算出各道次直径 , 并列出 1.71※0.86 mm镀后拉拔路线 : 1.71※1.61※1.51※1.42※1.33※1.25※1.17※1.10※1.03※0.97※0.91※ 0.86 mm。

3.4.2、实际应用:

(1)尽量选用机械速比较低的拉丝机 (如LT350拉丝机)生产镀后钢丝 , 部分压缩率控制在 10% ~ 13%,此时钢丝弯曲和扭转性能最佳。

(2)在不断丝的情况下, 拉丝机选用较小的滑动系数。

 03.jpg

4、结论:

(1)用中间镀锌工艺生产小规格高强度镀锌制绳钢丝时 ,合理制定镀前钢丝的拉拔工艺是解决镀后钢丝在拉拔过程中脆断问题的关键。

(2)镀前钢丝拉拔速度应控制在合理的范围内, 中镀钢丝直径为 1.00 ~ 1.50 mm时, 镀前钢丝拉拔速度应控制在 500 ~ 600 m/min;中镀钢丝直径为 1.51 ~ 2.00 mm时 ,镀前钢丝拉拔速度应控制在300 ~ 400 m/min。(3)用直进式拉丝机生产镀前钢丝时 , 尽量将所有的卷筒用上, 一般控制镀前钢丝拉拔的总压缩率在 75%左右,平均部分压缩率在 13% ~ 15%。

(4)小规格高强度镀锌钢丝镀后拉拔部分压缩率控制在 10% ~ 13%, 可以获得较好的综合性能。