陸鵬飛

(金輪藍(lán)海股份有限公司，江蘇 南通 226009)

?生產(chǎn)實(shí)踐

織針針舌用材料DH100A鋼絲的新工藝研究

陸鵬飛

(金輪藍(lán)海股份有限公司，江蘇 南通 226009)

為了提高織針針舌的硬度、彈性及耐磨性，對針舌用鋼絲的主要指標(biāo)進(jìn)行研究分析，選用新材料DH100A，并對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)適用于DH100A材料的生產(chǎn)工藝流程，包括用正火代替退火，調(diào)直方式改為油淬火熱處理工藝，具體為：開坯拉拔→正火→拉拔→球化→輕拉→油淬火調(diào)直。經(jīng)過驗(yàn)證：使用新材料，采用新工藝，能提高拉拔效率，使鋼絲表面脫碳顯著降低，鋼絲表面質(zhì)量顯著提高。

針舌；鋼絲；DH100A；硬度；彈性；直線度；脫碳；退火；工藝

織針針舌用鋼絲屬于高端針用鋼絲，其價(jià)格和產(chǎn)品附加值很高。目前針舌用鋼絲市場基本被進(jìn)口鋼絲壟斷，之所以出現(xiàn)此種情況，是因?yàn)閲鴥?nèi)針舌用鋼絲在成品直線度及球化組織上，與進(jìn)口鋼絲存在一定差距。

根據(jù)使用過程中對針舌用鋼絲的性能需求，其主要質(zhì)量指標(biāo)概括為：① 直線度要求滿足1 m調(diào)直鋼絲在自然狀態(tài)下，弓高不大于15 cm；② 維氏硬度滿足(235±20)HV0.2；③ 球化組織均勻，不得有脫碳現(xiàn)象。

筆者選取新材料DH100A，優(yōu)化傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝路線，生產(chǎn)的針舌用鋼絲在直線度及球化組織等方面均達(dá)到進(jìn)口針舌用鋼絲水平。與T9A材料相比，新材料DH100A可進(jìn)一步提高針舌的硬度、彈性及耐磨性[1]。

1 工藝試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為熱軋態(tài)DH100A的φ5.5 mm盤條，其化學(xué)成分見表1，針舌試驗(yàn)規(guī)格要求為φ0.5 mm。

表1 熱軋態(tài)DH100A化學(xué)成分 單位:%

由表1分析計(jì)算可知，DH100A的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.071%～1.244%。在成品規(guī)格拉拔時(shí)，易產(chǎn)生超模現(xiàn)象，因此，在工藝流程中，需相應(yīng)地調(diào)整前道拉拔工序的壓縮比，并與明火爐或罩式爐工序的工藝相配。

1.2 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝

全工藝流程：周期爐球化退火→酸洗→拔絲→周期爐再結(jié)晶退火→酸洗→拔絲→檢驗(yàn)包裝。

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的周期爐再結(jié)晶退火流程，爐膛大，加熱氣氛不均勻，且退火周期長，導(dǎo)致強(qiáng)度均勻性、脫碳傾向和石墨化等都較難控制。另外，由于成品前和半成品鋼絲外徑尺寸小，經(jīng)酸洗后易亂線，造成拔絲操作難度大且生產(chǎn)效率低。

1.3 新材料DH100A工藝

1.3.1 工藝流程

新材料工藝流程：開坯拉拔φ3.30 mm→正火→φ2.00 mm→正火→φ1.15 mm→正火→φ0.53 mm球化→輕拉φ0.50 mm→油淬火調(diào)直。

1.3.2 拉拔生產(chǎn)

在拉拔過程中，半成品鋼絲采用明火爐等溫淬火工藝，得到的索氏體組織屬于細(xì)片狀珠光體，具有很高的冷拉極限值，能夠承受較大的減面率。采用的設(shè)備均是直進(jìn)式拉絲機(jī)，提高了拉拔的穩(wěn)定性。索氏體狀態(tài)下的半成品鋼絲拉拔，不但提高了鋼絲的拉拔效率，使拉拔速度可達(dá)到8 m/s，而且還提升了鋼絲的表面質(zhì)量[2]。

1.3.3 半成品明火爐工藝

明火爐工序是將鋼絲加熱至奧氏體化后，經(jīng)過鉛浴等溫淬火處理，使半成品鋼絲獲得索氏體組織，塑性增強(qiáng)，以便后續(xù)拉拔。DH100A材料含碳量較高，應(yīng)延長明火爐加熱時(shí)間，增加鋼絲在爐時(shí)間，結(jié)合明火爐設(shè)備DV值控制要求，適當(dāng)降低鋼絲走線速度。不同線徑DH100A材料半成品明火爐工藝參數(shù)見表2。

表2 不同線徑DH100A半成品鋼絲明火爐工藝參數(shù)

線徑/mm加熱溫度/℃預(yù)熱段(中性或微還原)加熱一段(還原性)加熱二段(還原性)均熱段(還原性)鉛溫/℃速度/(m·min?1)3．30975955950940560～570152．00975955950940560～570251．15975955950940560～57040

1.3.4 球化退火工藝

由于φ0.52 mm半成品鋼絲的前道熱處理工藝是等溫淬火而非球化退火，因此在設(shè)計(jì)球化退火工藝時(shí)，要適當(dāng)增加加熱溫度，并延長保溫時(shí)間[3]，試驗(yàn)后的球化退火工藝見圖1。

圖1 半成品φ0.52 mm球化退火工藝

1.3.5 調(diào)直處理

球化退火后的鋼絲，硬度較低，尤其小規(guī)格鋼絲，在內(nèi)應(yīng)力完全消除的狀態(tài)下保持線材的直條性，退火后的鋼絲根本無法達(dá)到要求。但是，針舌用鋼絲要求鋼絲放開后，在1 m的自然狀態(tài)下，弓高不大于15 cm。

目前普遍采用的工藝是機(jī)械調(diào)直，機(jī)械調(diào)直過程中，容易造成鋼絲表面碰傷問題。鑒于油淬火回火鋼絲的工藝特性，采用低溫加熱對鋼絲直線度進(jìn)行熱處理調(diào)校，同樣能達(dá)到直線度要求，而且提升了鋼絲表面質(zhì)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

生產(chǎn)過程中拉拔、正火較為順暢，常規(guī)物理指標(biāo)均滿足要求，檢測的維氏硬度均為240 HV0.2，球化組織均勻，但是球化后脫碳問題較為嚴(yán)重，不能滿足要求，見圖2。

將退火工藝調(diào)整為正火工藝，同時(shí)免去酸洗工藝，提升拉拔速度，鋼絲表面質(zhì)量改善。但是酸洗可去除鋼絲表面氧化物，降低脫碳層。因此，優(yōu)化工藝流程為:開坯拉拔φ3.30 mm→正火→φ2.00 mm→正火→φ1.15 mm→球化→酸洗→拉拔φ0.53 mm→球化→輕拉φ0.50 mm→球化→油淬火調(diào)直，鋼絲脫碳顯著降低，達(dá)到要求，見圖3。

圖2 脫碳組織

圖3 工藝調(diào)整后脫碳情況改進(jìn)

3 結(jié)語

3.1 φ3.30 mm和φ2.00 mm規(guī)格鋼絲新工藝均采用正火替代退火工藝，拉拔效率得到大幅提高，縮短了工藝周期，提高了半成品表面質(zhì)量。

3.2 采用油淬火熱處理工藝調(diào)直代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式調(diào)直，有效保護(hù)了成品鋼絲的表面質(zhì)量。

3.3 工藝流程減少了退火次數(shù)，可以減少脫碳發(fā)生的頻次，為保證無脫碳，仍需要進(jìn)行酸洗。

3.4 織針針舌用鋼絲關(guān)鍵點(diǎn)控制在于無脫碳指標(biāo)，采用無氧化罩式爐退火工藝時(shí)，成品檢測重點(diǎn)關(guān)注脫碳問題。

[1] 徐效謙，明紹芳.特殊鋼鋼絲[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[2] 費(fèi)永江，趙光.針舌用鋼絲新工藝[J].金屬制品，1998，24(6)：20-24.

[3] 于克勇.鋼絲鉛淬火在爐時(shí)間加熱時(shí)間的控制[J].天津冶金，2005(Z1)：61-62，76.

Research on the New Process of the Steel Wire DH100A for Needle Latch

LU Pengfei

(Geron Blue Ocean Co.,Ltd.,Nantong 226009,China)

To improve hardness,elasticity and abrasion resistance of the needle latch,analysis is done to the main indices of the new steel wire DH100A for needle latch fabrication.Optimization is done to the traditional process to cater requirement of the new wire,including normalizing replacing annealing,oil quenching process replacing straightening method,in details：cogging drawing→normalizing→drawing→balling→light drawing→oil quenching straightening.It is validated that using new materials with new process can improve the drawing efficiency,decarburization of steel wire significantly reduced,the surface quality of steel wire markedly improved.

needle latch；steel wire；DH100A；hardness；elasticity；straightness；decarburization； annealing；process

2016-11-22

陸鵬飛(1985—)，男，江蘇南通人，工程師，主要從事金屬制品加工工藝及組織性能的研究。

TS103.82+1

A

1001-9634(2017)04-0009-02