專利名稱：梅花型冷拔六角鋼的模具和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材冷拉拔模具和冷拉工藝，特別是具有定形工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其變形區(qū)呈梅花型，有十八個工作錐面和三個工作錐角，用于將圓鋼一次拉拔為成品六角鋼，可提高道次變形率，減少拉拔道次，解決粘模、崩模等問題，降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
目前，國內(nèi)外金屬拉拔機中所用的冷拔六角鋼模具，均為錐形冷拔模，采用圓鋼做坯料拔制六角鋼時，坯料在模具中變形靠六個工作錐面和一個工作錐角導(dǎo)入和壓縮，這樣就限制了變形量的增加，使斷面壓縮變形和延伸變形不能同時進(jìn)行，因而需要多次更換不同形狀及尺寸規(guī)格的模具，進(jìn)行多道次拔制才能逐步拉拔為成品。羅馬尼亞專利RO64306對傳統(tǒng)的六角鋼模具進(jìn)行了改進(jìn)，在入口錐與定形帶中間增加了一個過渡的錐型變形帶，在用熱軋圓鋼為坯料拔制六角鋼時，坯料在模具中靠十二個工作錐面和兩個工作錐角導(dǎo)入和壓縮，比傳統(tǒng)的錐形模道次變形量有了相應(yīng)的提高。但是拉出的坯料往往不直，還需再精整，而且當(dāng)再增加道次變形量時，仍會在鋼材與冷拔模具直接接觸處引起粘模，尤其是在六角鋼的角部更容易粘結(jié)，從而影響冷拔成品的表面質(zhì)量，當(dāng)?shù)来巫冃瘟刻岣叩揭欢ǔ潭葧r，還會發(fā)生崩模。
本發(fā)明的目的是針對上述六角鋼冷拔模具的缺點，對其進(jìn)行改進(jìn)，研制成梅花型冷拔六角鋼模具，從而進(jìn)一步提高道次變形量，減少拉拔道次，改善了拉拔工藝，同時解決大變形量拉拔時易產(chǎn)生的粘模、崩模等問題，可降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
本發(fā)明在現(xiàn)有錐形冷拔模的基礎(chǔ)上，增加了工作錐面與工作錐角，在模具入口端形成十八個工作錐面和三個工作錐角，其十八個錐面構(gòu)成梅花形，稱為梅花型冷拔模具。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹梅花型冷拔六角鋼模具的結(jié)構(gòu)和原理。


圖1是梅花型冷拔六角鋼模具的正視圖;
圖2是梅花型冷拔六角鋼模具的剖視圖;
圖3是梅花型冷拔六角鋼模具的B局部剖視圖;
圖4是整形模具的正視圖;
圖5是整形模具的剖視圖，圖3中α1是模具的梅花瓣面部工作錐角，其值為17～22°，α2為梅花瓣橢圓部分工作錐角，其值為8～12°，圖2中α3為梅花瓣根部工作錐角，其值為7～10°。
當(dāng)圓斷面坯料進(jìn)入梅花形冷拔模的工作帶時，首先形成由十八個工作錐面構(gòu)成的十八面錐體，隨后逐漸形成六個角部充擠良好的六面錐體，然后即進(jìn)入定形帶，經(jīng)過均整定型，形成成品六角鋼。在該模具中三個工作錐角與十八個工作錐面的配合增大了由圓斷面到六角斷面的變形量，并改變了金屬在模具中的成形條件，斷面壓縮變形與長度延伸變形同時進(jìn)行，以形成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的冷拔六角鋼。
實驗結(jié)果表明，對于A3和45＃鋼的圓鋼在梅花形冷拔模中的最高道次變形率已達(dá)48%，比一般使用錐形模所允許的道次變形率提高2.1～3.5倍。以相同的優(yōu)質(zhì)圓鋼坯料拔制相同規(guī)格的六角鋼成品，拉拔道次由4～10道減少到一次成材，且一次成材的六角鋼成品的質(zhì)量符合GB907-82的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于各錐面的不同入口錐角結(jié)構(gòu)有利于鋼材變形時的潤滑，解決了拔制六角鋼時容易發(fā)生的角部粘模問題。同時，由于三錐角十八錐面的錐形結(jié)構(gòu)改變了模具的受力狀態(tài)，避免了因拔制變形率增大而產(chǎn)生的崩?，F(xiàn)象。
對于橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼坯料，為了精整其橢圓度和表面質(zhì)量，且使成品六角鋼表面質(zhì)量和各項機械性能指標(biāo)進(jìn)一步提高，在使用梅花形冷撥模撥制六角鋼的過程中，往往需要增加一道整形拔制，使用專門設(shè)計的整形拉拔模進(jìn)行拉拔。該整形模具的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，由入口錐、工作帶、定形帶、出口帶四部分組成，工作錐面為六個弧形工作面，均成單錐角梅花型整形冷拔模，其中錐角α4為15～20°，入口錐角α5為22～27°，也可視使用時的具體情況而定，定形帶斷面呈圖示的凸邊六角形。
整形模具與梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品六角鋼，其表面質(zhì)量和機械性能更好，嚴(yán)格符合國際的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明可用于以圓鋼為坯料生產(chǎn)各規(guī)格六角鋼的冷拔機中。
本發(fā)明與現(xiàn)有錐形冷拉拔模具相比，可提高拔制效率2～5倍，降低生產(chǎn)成本2～3倍，提高道次最大變形率2.1～3.2倍，且表面質(zhì)量、機械性能等檢驗項目均符合GB907-82，GB3078-82的相應(yīng)技術(shù)要求。
下面是本發(fā)明的一個實施例。
將φ50mm的45＃優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)熱軋圓鋼經(jīng)退火、酸洗、潤滑后，在50噸冷拔機上，首先經(jīng)單錐角梅花形整形冷拔模拔制成凸邊方鋼，然后進(jìn)行退火、酸洗、潤滑，再經(jīng)三錐角十八錐面梅花形成品模具而拔制成對邊距為41mm(S41)的成品六角鋼。經(jīng)此工藝拔制的成品六角鋼與現(xiàn)有工藝?yán)缅F形冷拔模拔制相同材質(zhì)、規(guī)格的成品六角鋼相比，其道次變形率提高2.1倍，拔制道次減少5倍，生產(chǎn)成本降低3倍。
權(quán)利要求
1.一種鋼材冷拉拔模具，特別是具有定形工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其特征在于該冷拉拔模具變形區(qū)呈六角梅花型，有十八個工作錐面和三個工作錐角，用于拉拔六角鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷拉拔模具，其特征在于所說的三個工作錐角分別為梅花瓣面部工作錐角α1，其值為17～22°，梅花瓣根部工作錐角α3，其值為7～10°，梅花瓣橢圓部分工作錐角α2，其值為8～12°。
3.一種鋼材冷拉拔工藝，其特征在于使用梅花型冷拉拔模，可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品六角鋼，對橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼，則需先經(jīng)整形模拉拔一次，然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模一次拉拔為成品六角鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于所述的整形模具有兩個錐角，α4＝15～20°，α5＝22～27°，定形帶斷面呈凸邊六角形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼材冷拉拔模具及使用該模具將圓鋼拉拔為六角鋼的工藝，該模具為具有定型工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其特征在于其變形區(qū)呈六角梅花型，有十八個工作錐面和三個工作錐角，使用該模具可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品六角鋼，斷面壓縮率最高可達(dá)48％，對橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼，可先經(jīng)整形模拉拔一次，然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模一次拉拔為成品六角鋼，使用本發(fā)明的模具和工藝可提高道次變形率，減少拉拔道次，解決粘模、崩模等問題，降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
文檔編號B21C3/02GK1035627SQ8810715
公開日1989年9月20日 申請日期1988年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月29日
發(fā)明者蘇志英 申請人:河北省文安縣安里屯冷拉鋼材廠