專利名稱：梅花型冷拔扁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拔工藝，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，有五個(gè)工作錐角和二十個(gè)工作錐面，用于將圓鋼一次拉拔為成品扁鋼，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(guó)內(nèi)外金屬拉拔機(jī)中所用的冷拔扁鋼模具，均為錐形冷拔模，采用圓鋼做坯料拔制扁鋼時(shí)，坯料在模具中變形靠四個(gè)工作錐面和一個(gè)工作錐角導(dǎo)入和壓縮，這樣就限制了變形量的增加，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。對(duì)于寬高比數(shù)較大的冷拉扁鋼傳統(tǒng)工藝是先用熱軋機(jī)軋成比冷拉扁鋼大的尺寸，然后再經(jīng)錐形模拉拔成品。如果用以上兩種工藝生產(chǎn)，成本過高，生產(chǎn)效率太低。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述扁鋼冷拔模具的缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，研制成梅花型冷拔扁鋼模具，從而提高道次變形量，減少拉拔道次，改善了拉拔工藝，同時(shí)解決大變形量拉拔時(shí)容易產(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，在模具入口端形成二十個(gè)工作錐面和五個(gè)工作錐角，其二十個(gè)錐面構(gòu)成梅花型，稱為梅花型冷拔模具。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹梅花型冷拔扁鋼模具的結(jié)構(gòu)和原理。


圖1是梅花型冷拔扁鋼模具的正視圖;
圖2是梅花型冷拔扁鋼模具的剖視圖;
圖3是梅花型冷拔扁鋼模具的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6是整形模具的B局部剖視圖;
圖7是冷軋機(jī)的孔型。
圖2中α1是模具的梅花瓣面部工作錐角，其值為17～22度，α2為第一梅花瓣橢圓部分工作錐角，其值為10～12度，α3為第二梅花瓣橢圓部分工作錐角，其值為9～11度，α4為第三梅花瓣橢圓部分的工作錐角，其值為9～10度，模具入口錐角α6，其值為17～20度。圖2中α5為梅花瓣根部工作錐角，其值為7～10度。
當(dāng)圓斷面坯料進(jìn)入梅花型冷拔模的工作帶時(shí)，首先形成由二十個(gè)工作錐面構(gòu)成的二十面錐體，隨后逐漸形成四個(gè)角部充擠良好的四面矩形錐體，然后即進(jìn)入定形帶，經(jīng)過均整定型，形成成品扁鋼。在該模具中五個(gè)工作錐角與二十個(gè)工作錐面的配合增大了由圓斷面到扁鋼矩形斷面的變形量，并改變了金屬在模具中的成形條件，斷面壓縮變形與長(zhǎng)度延伸變形同時(shí)進(jìn)行，以形成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的冷拔扁鋼。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)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。8倍，以相同的優(yōu)質(zhì)圓鋼坯料拔制成相同規(guī)格的扁鋼成品，拉拔道次由4～10道減少到一次成材，且一次成材的扁鋼成品質(zhì)量符合GB906～82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(shí)的潤(rùn)滑，解決了拔制時(shí)易發(fā)生角部粘模的問題。同時(shí)由于五錐角二十錐面的錐形結(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)生的崩模現(xiàn)象。
對(duì)于要求寬高比數(shù)較大的扁鋼，為了使成品扁鋼表面質(zhì)量和各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)進(jìn)一步提高，在使用梅花型冷拔模拔制扁鋼的過程中，往往需要增加一道冷軋整形軋制，使用專門設(shè)計(jì)的冷軋整形輥和拉拔整形模進(jìn)行拉拔。該整形模具的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，由入口錐角、工作帶、定形帶、出口帶四部分組成，工作錐面為四個(gè)弧形工作面，均成雙錐角梅花型整形冷拔模，其中入口工作錐角α9為15～20度，橢圓工作錐角α7為10～12度，角部錐角α8為8度，入口錐角α10為20～27度，也可視使用時(shí)的具體情況而定，定形帶斷面呈圖示的凸邊矩形。
整形模具與梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品扁鋼，其表面質(zhì)量和機(jī)械性能更好，嚴(yán)格符合國(guó)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)各種規(guī)格扁鋼的冷拔機(jī)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(jī)械性能等檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合GB906～82，GB3078～82的相應(yīng)技術(shù)要求。
下面是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例將φ28mm的45＃優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)熱軋圓鋼冷軋一次，成形為橢圓形后再退火、酸洗、潤(rùn)滑，然后經(jīng)五錐角二十錐面梅花形成品模具拔制成對(duì)邊距為10×30mm的成品扁鋼。經(jīng)此工藝拔制的成品扁鋼與現(xiàn)有工藝?yán)缅F形冷拔模拔制的相同材質(zhì)、規(guī)格的成品扁鋼相比，其道次變形率提高3。1倍，拔制道次減少8倍，生產(chǎn)成本降低4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角與工作錐面的硬質(zhì)合金冷拉拔模具。其特征在于該冷拉拔模具變形區(qū)呈扁梅花型，有五個(gè)工作錐角二十個(gè)工作錐面，其中有三個(gè)不同橢圓的工作錐角十二個(gè)不同橢圓的工作錐面用于拉拔扁鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷拉拔模具，其特征在于所說的五個(gè)工作錐角分別為梅花瓣面部工作錐角α1，其值為17～22度;梅花瓣根部工作錐角α5，其值為7～10度;梅花瓣三個(gè)不同橢圓面部分的工作錐角分別為α2，其值為10～12度;α3其值為9～11度;α4其值為9～10度，模具入口錐角α6，其值為17～20度。
3.一種鋼材冷拉拔工藝，其特征在于使用梅花型冷拉拔模具，可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品扁鋼，對(duì)寬高比大的扁鋼，則需先經(jīng)冷軋機(jī)的橢圓形孔型整形一次，對(duì)寬高比數(shù)小的扁鋼，可以用整形冷拉拔模具拉拔一次。然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模具一次拉拔為成品扁鋼。
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冷拉拔模具有兩個(gè)工作錐角，橢圓工作錐角α7，其值為10～12度;入口工作錐角α9，其值為15～20度;角部錐角α8，其值為8度，入口橢角α10，其值為20～27度，定型帶斷面呈凸邊矩形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼材冷拔模具及使用該模具將圓鋼拉拔為扁鋼的工藝。該模具為具有定形工作錐角與工作錐面的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其特征在于其變形區(qū)呈扁梅花型。有五個(gè)工作錐角和二十個(gè)工作錐面，其中有三個(gè)不同橢圓的工作錐角和十二個(gè)不同橢圓的工作錐面，使用該模具可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品扁鋼。斷面壓縮率最高可達(dá)48.4％對(duì)寬高比數(shù)大的扁鋼，可先經(jīng)專用的冷軋機(jī)冷整形一次，對(duì)寬高比數(shù)小的扁鋼也可以用冷拉拔模具整形一次。然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模具一次拉拔為成品扁鋼。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(hào)B21C3/02GK1040523SQ8910474
公開日1990年3月21日 申請(qǐng)日期1989年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月25日
發(fā)明者蘇志英 申請(qǐng)人:河北省文安縣安里屯冷拉鋼材廠