一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法技术

本发明专利技术公开了一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法，其装置主要包括感应加热机构、拉丝模具、精拉整形处理机构、冷却机构、保护气槽，以及密封圈。该拉丝装置适用于高强焊丝和金属导线的制造。本发明专利技术采用非接触式感应加热，能够快速将待拉丝材或线材加热到一定温度，并提高其塑韧性，便于拉丝。本装置可以提供气体保护，有效防止丝材在加热拉拔过程中被氧化。本发明专利技术的丝材制备方法集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于丝材制备
，具体为一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法和装置，适用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材的生产。
技术介绍
高强焊丝在拉拔过程中，由于其强度硬度高，容易发生脆断、粗细不均、损坏挤压模等问题。同时需要多次的拉拔，才能获得一定直径的焊丝，生产效率低下。而本专利技术可提供感应加热和精拉整形功能，可在短时间内将棒材加热至所需温度，提高棒材的塑韧性，也减小了杆材对挤压模的摩擦破坏，提高了拉丝效率和表面成形质量。金属导线，如铜杆和铝杆在拉丝机上拉拔的过程中，会发生硬化、变脆，为了恢复单丝的塑性，保持良好的电气性能，因此需要将线材在一定的温度下进行热处理即退火处理。目前常见的退火拉丝机的退火设备主要由退火罐、加热丝等组成，它通过把单丝放置在一个加热的容器内达到退火的目的，该设备的主要优点是设备简单、易维护，缺点是耗电大、单丝性能不稳定，退火周期长、效率低。而本专利技术提供的装置具有加热和冷却功能，可以实现拉拔与组织控制一体化的功能。查阅现有的焊丝及导线等丝材制造技术，大多采用分步加热、拉丝、整形、热处理等措施，来保证获得高质量的焊丝和导线等丝材，并没有发现具有集原位加热-拉丝-精拉整形-冷却功能于一体的方法及装置。而本专利技术提供了一种集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体的高质高效的丝材制备方法与装置，可用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材产品的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出了一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法，适用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材的生产。本专利技术的技术方案为：一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置，在拉丝方向依次设置第一密封圈、感应加热机构、拉丝模具、精拉整形处理机构、冷却机构以及第二密封圈；所述的感应加热机构包括陶瓷基体与感应线圈，感应线圈埋置在陶瓷基体上，所述的陶瓷基体内设有第一保护气槽，所述的冷却机构中设有保护第二气槽。所述的感应加热线圈区域为加热区域，所述的拉丝模具区域为拉丝变形区域，所述的精拉整形处理机构区域为表面修复整形区域，所述的冷却机构区域为冷却控温区域。如上所述的感应线圈与陶瓷基体的内侧之间铺置绝热绵。如上所述的保护气槽的气体流通方向为由外向内。如上所述的冷却机构中也设有保护气槽对打磨后的丝材冷却过程提供气体保护。如上所述的拉丝模具中设有冷却水槽。如上所述的精拉整形处理机构为管状结构，其内径和拉丝模具出口端直径相等；精拉整形处理机构需经淬火处理增加表面耐磨性；精拉整形处理机构工作时，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。一种基于加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材装置的制备方法，其特征在于，包括具体步骤如下：第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，i＝0,1,2…n-1，其中ξ为常数，为0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩率，n为拉丝次数；第二步，待拉丝材进入感应加热线圈区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至预热温度区间；感应加热机构内的保护气槽通入保护气；第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通有冷却水；第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理；第五步，精拉整形处理后的丝材进入冷却机构。在冷却机构中的水冷槽和气保槽分别通入冷却水和保护气，将精拉整形处理后的丝材冷却至室温后拉出冷却装置；第六步，将冷却后直径为Φ1丝材依次进入直径为Φ2、Φ3…、Φ目标的拉丝模具和精拉整形处理机构的拉丝机构中，重复上述步骤，最终获得直径为Φ目标的丝材或线材精拉整形处理机构工作时，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理。第二步中，保护气流速为10L/min～35L/min。第五步中，保护气流速为10L/min～35L/min。其中，预热温度区间为待拉丝材的塑性温度的20％至50％。本专利技术提供的方法及装置还可以对棒材进行拉丝。本专利技术相对于现有技术相比具有如下显著优点：1)该装置采用非接触式的高频感应加热方法加热待拉棒材(或丝材)，可以在短时间内将待拉棒材(或丝材)加热至一定温度以提高其塑性，避免长时间加热引起待拉棒材(或丝材)晶粒长大造成性能下降的影响。2)陶瓷感应加热机构中靠陶瓷环内侧安置有保护气槽，可以提供气体保护，且保护气槽的流通方向为由外向内，由于热焊丝的热辐射作用，可以预热保护气，提高保护气的分压和在加热腔里的停留时间。3)拉丝模具中安设有冷却水槽，可以及时降低拉丝模具的温度，避免由于温度过高出现粘刀的问题。4)冷却机构中也设有保护气槽对整形修复后的丝材进行冷却处理，同时可以提供气体保护，避免了未冷却到较低温度而被空气氧化的情况。对于在加热拉拔过程中易逸出合金元素的丝材，可通入对应保护气体增大其分压，减少加热拉拔过程中丝材中合金元素的逸出。5)本专利技术提供了的一种集感应加热、拉丝、精拉整形、组织控制等功能于一体的高质高效的丝材制备方法与装置，可用于高强难拉焊丝和金属导线等丝材产品的生产，生产效率高，且棒材或丝材成型及性能好。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是拉丝模具6沿A-A的截面图。其中，1a-待拉丝材，2-第一密封圈，3-第一保护气槽，4-陶瓷基体，5-感应线圈，6-拉丝模具，7-精拉整形处理构件，8-冷却机构，9-第二保护气槽，10-第二密封圈，1b-拉完的丝材。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。以下实例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供了一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备装置：在拉丝方向依次设置第一密封圈2、感应加热机构、拉丝模具6、精拉整形处理机构7、冷却机构8以及第二密封圈10；所述的感应加热机构包括陶瓷基体4与感应线圈5，感应线圈5埋置在陶瓷基体4上，所述的陶瓷基体4内设有第一保护气槽3，所述的冷却机构中设有第二保护气槽9。所述的感应线圈5与陶瓷基体4的内侧之间铺置绝热绵。所述的保护气槽的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热‑拉丝‑精拉整形‑冷却的丝材制备方法，其特征在于，包括具体步骤如下：第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，i＝0,1,2…n‑1，其中ξ为常数，为0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩率，n为拉丝次数；第二步，待拉丝材进入感应加热线圈区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至预热温度区间；感应加热机构内的保护气槽通入保护气；第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通有冷却水；第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝材进行整形修复处理；第五步，精拉整形处理后的丝材进入冷却机构。在冷却机构中的水冷槽和气保槽分别通入冷却水和保护气，将精拉整形处理后的丝材冷却至室温后拉出冷却装置；第六步，将冷却后直径为Φ1丝材依次进入直径为Φ2、Φ3…、Φ目标的拉丝模具和精拉整形处理机构的拉丝机构中，重复上述步骤，最终获得直径为Φ目标的丝材或线材。...

【技术特征摘要】
1.一种加热-拉丝-精拉整形-冷却的丝材制备方法，其特征在于，包括具体步骤如
下：
第一步，根据待拉丝材的直径Φ0和目标丝材的直径Φ目标，选择孔径为Φ1，Φ2、Φ
3，……，Φn的拉丝模具和精拉整形机构，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目标，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，i＝0,1,2…n-1，其中ξ为常数，为0.2～0.6，Ψ为材料断面收缩
率，n为拉丝次数；
第二步，待拉丝材进入感应加热线圈区域，调节感应加热电流，将待拉丝材加热至
预热温度区间；感应加热机构内的保护气槽通入保护气；
第三步，预热后的待拉丝材进入拉丝模具，拉压成Φ1的丝材，同时拉丝模具中通
有冷却水；
第四步，拉压处理后的丝材进入精拉整形处理机构，与拉丝模具配合，拉丝模具将
丝材在圆周方向固定，精拉整形处理机构旋转，对拉完的丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，孔见，王克鸿，周春东，朱军，彭勇，孙宏宇，蔡雅君，
申请(专利权)人：江苏烁石焊接科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32