專利名稱：具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具。
傳統(tǒng)的延拉工具機(jī)是在一機(jī)器床面上裝置至少一具以上的延拉模具及由鋼線卷繞的線圈絞盤，鋼線經(jīng)由延拉模具，達(dá)到縮減截面積的加工目的。如

圖1所示，一般線材延拉模具1，由于進(jìn)入口d0大于拉出口d1許多，因此鋼線3從進(jìn)入口d0導(dǎo)入錐孔作延拉時(shí)，雖然能使鋼線3的截面積縮減及長(zhǎng)度增長(zhǎng)，但由于傳統(tǒng)線材延拉模具1進(jìn)入口d0開(kāi)口較大，且鋼線3經(jīng)過(guò)的拉出作用段1較長(zhǎng)，鋼線3與線材延拉模具1接觸面積大，致使延拉時(shí)會(huì)產(chǎn)生高摩擦熱能，不僅影響延拉操作與成品品質(zhì)且模具容易損壞，相對(duì)亦會(huì)使原本附著在鋼線3表面上的干式薄膜減少，以致于鋼線3上的潤(rùn)滑結(jié)合劑附著效果較差，而不利后序產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造。
另外，一般不銹鋼線在拉線等加工過(guò)程中，其作業(yè)流程復(fù)雜，且常出現(xiàn)鋼線有軟硬度不平均的現(xiàn)象及原料損耗等問(wèn)題，以致于鋼線的潤(rùn)滑效果不佳，在后序制程加工制造上會(huì)較困難，使得以鋼線制成的產(chǎn)品的品質(zhì)亦會(huì)不穩(wěn)定。
本發(fā)明的主要目的即在于提供一種具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，使拉制完成的鋼線得到極佳的表面精度與抗拉強(qiáng)度，供后序產(chǎn)業(yè)直接使用。
本發(fā)明的另一主要目的即在于提供一種用于制造具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線的復(fù)式入角延拉模具，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，達(dá)到增加保留鋼線潤(rùn)滑效果，及提高鋼線制成品的再加工制造品質(zhì)，供后序產(chǎn)業(yè)免去再次潤(rùn)滑的麻煩，有利直接生產(chǎn)制造的目的。
本發(fā)明方法是以?shī)W氏體(austenite)系不銹鋼為基材，在其表面預(yù)先進(jìn)行金屬鍍層的皮膜處理，并于鋼線的延拉過(guò)程中通過(guò)一種有效潤(rùn)滑及附著鋼線表面的含鉬結(jié)合劑，使拉制完成的鋼線得到極佳的表面精度與抗拉強(qiáng)度。
本發(fā)明的特征在于采用奧氏體(austenite)系不銹鋼為基材的鋼線，該奧氏體系不銹鋼鋼材基本上含有17％以上的鉻(Cr)及8％以上的鎳(Ni)，上述鋼線經(jīng)固溶化處理，然后在其表面涂附一層含鉬結(jié)合劑，待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后，該鋼線經(jīng)延拉模具制成所需的鋼線。
本發(fā)明優(yōu)選采用的奧氏體系不銹鋼鋼材含有的化學(xué)成分為(重量％)0.20％以下的碳(C)、2.00％以下硅(Si)、2.00％以下的錳(Mn)、0.040％以下的磷(P)、0.040％以下的硫(S)、8％～22％的鎳(Ni)及17％～27％的鉻(Cr)。
本發(fā)明方法可以如圖2所示，加工過(guò)程為奧氏體系不銹鋼鋼線—固溶化處理—鍍鋅、鉻、鎳或銅的金屬鍍層皮膜處理—于鋼線鍍層表面均勻附著一層含鉬結(jié)合劑—含鉬結(jié)合劑在鋼線鍍層表面形成干式薄膜—鋼線進(jìn)入復(fù)式入角延拉模具—制成延拉后鋼線。
該奧氏體系不銹鋼鋼線先經(jīng)固溶化處理，達(dá)適合預(yù)定使用目的，鋼線經(jīng)固溶化處理后，可以方便地進(jìn)行鍍鋅、鉻、鎳或銅的金屬鍍層皮膜處理，也可直接進(jìn)行潤(rùn)滑處理。
一般鋼材是采用非金屬皮膜處理，包括有石灰皮膜、硼砂皮膜及樹脂皮膜等處理方式。本發(fā)明方法則在奧氏體系不銹鋼鋼線上電鍍一層鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、或鋅(Zn)，其中鋅(Zn)及鎳(Ni)具有抗侵蝕作用；銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)具有裝飾用的防護(hù)層功效；鉻(Cr)具有增加表面硬度作用；以上各元素乃可依需求而選擇采用。另外，上述金屬鍍層皮膜處理除了可增加鋼線的材質(zhì)特性外(例如增加抗侵蝕性表面硬度及抗拉強(qiáng)度等)，并使鋼線在伸線(Wire drawing)時(shí)較為容易。
奧氏體系不銹鋼鋼線經(jīng)上述金屬鍍層皮膜處理后，于鋼線鍍層表面均勻附著一層含鉬結(jié)合劑，其附著方法包括采用噴敷、浸漬或涂刷等方式將含鉬結(jié)合劑均勻附著在鋼線金屬鍍層表面，該含鉬結(jié)合劑包含有二硫化鉬(MoS2)0.2～1.0％、硅酮(Silicone)1～3％、粘結(jié)劑2～8％及溶劑88～96％。
上述含鉬結(jié)合劑于室溫情況下，即可自然完全干燥、硬化，在鋼線金屬鍍層表面形成干式薄膜，其厚度約0.5×10-3in時(shí)，可使鋼線得到最佳抗磨損效果。當(dāng)結(jié)合劑涂到鋼線表面上時(shí)，該結(jié)合劑因溶于溶劑中而保持懸浮狀態(tài)，當(dāng)涂布完成，則因粘結(jié)劑的作用而可使?jié)櫥瑒┕潭ㄔ阡摼€表面上，待其硬化后，即可使鋼線金屬鍍層表面形成有一層干式薄膜。
其中粘結(jié)劑優(yōu)選使用具有較低摩擦和較高磨損阻抗性的聚硫苯或聚酰胺類材料，而選用的溶劑為常用溶劑，在此不再詳述。
該含鉬結(jié)合劑除含有以上成分外，還可以包含有0.2～0.8％的色素及添加物，其中使用不同的添加物可以控制或增強(qiáng)特定的涂層性質(zhì)，如添加碳酸鈣、硅土、云母或石墨可改變其磨耗性質(zhì)；添加甲硅烷可以增進(jìn)薄膜的完整性及耐磨性；添加腐蝕抑制劑則可抵抗多種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。
該結(jié)合劑使用二硫化鉬(MoS2)具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、其片狀組織是最為理想的固體潤(rùn)滑劑。
2、摩擦系數(shù)低，約為0.03左右，并且可以有效地防止鋼線與復(fù)式入角延拉模具之間的磨損。
3、二硫化鉬除了可以懸浮于油液當(dāng)中使用外，亦可加于潤(rùn)滑脂中使用，而使運(yùn)動(dòng)的接觸面形成固體薄膜。
4、經(jīng)得起500000Psi以上的壓力。
5、適用溫度范圍寬，從-180℃至+450℃，無(wú)氧狀態(tài)時(shí)，可高達(dá)1100℃。
6、可有效使用在極端沖擊環(huán)境下，暴露于液態(tài)或氣態(tài)氧中強(qiáng)力附著于里面上。
本發(fā)明提供的一種用于制造上述具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線延拉模具，為復(fù)式入角延拉模具，其延拉開(kāi)口形成有導(dǎo)入口、進(jìn)入口及壓縮開(kāi)孔，其中進(jìn)入口與開(kāi)孔以拉出直徑作為分界，該拉出直徑設(shè)置于近開(kāi)孔處，鋼線經(jīng)導(dǎo)入口至進(jìn)入口漸進(jìn)后，由定徑區(qū)作截面積縮減及鋼線長(zhǎng)度增加，制成延拉后鋼絲。
本發(fā)明優(yōu)選采用一種如圖3所示的復(fù)式入角延拉模具，由于采用金屬鍍層的皮膜處理及含鉬結(jié)合劑的潤(rùn)滑，鋼線進(jìn)入該復(fù)式入角延拉模具延拉伸線(wiredrawing)時(shí)，該模具的導(dǎo)入口1a與開(kāi)孔2a的開(kāi)口角度約70±20℃，其中進(jìn)入口b與開(kāi)孔2a以拉出直徑d作為分界，而拉出直徑d設(shè)置于近開(kāi)孔2a處，所以鋼線經(jīng)導(dǎo)入口1a至進(jìn)入口b漸進(jìn)后，由壓縮開(kāi)孔α及定徑區(qū)β控制鋼線截面積縮減及長(zhǎng)度增加，而制成延拉后鋼線。
圖中該復(fù)式入角延拉模具2的壓縮開(kāi)孔α約10°左右的開(kāi)口角度，可降低鋼線與復(fù)式入角延拉模具2的磨擦系數(shù)，并節(jié)省了耗電成本，增加鋼線表面上含鉬結(jié)合劑的附著量，保留了較好的潤(rùn)滑效果，可使后序生產(chǎn)制造的廠商能制造更高品質(zhì)與最佳精密度的制品，提高產(chǎn)能，減少不良率，所以極具工業(yè)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值；另外，由于該復(fù)式入角延拉模具2開(kāi)口角度向內(nèi)逐漸減縮，因此能使摩擦熱能降低，該復(fù)式入角延拉模具2的壓縮能加強(qiáng)，不僅使鋼線截面積減小，表面金屬鍍層變薄，成本相對(duì)降低，且潤(rùn)滑劑保留效果佳，同時(shí)模具的使用壽命也能增長(zhǎng)。
根據(jù)上述說(shuō)明，本發(fā)明制造方法及模具裝置能使鋼線延拉時(shí)磨擦系數(shù)減少，降低復(fù)式入角延拉模具損壞率；又因，模具與鋼線磨擦系數(shù)低，且含鉬結(jié)合劑可附著于鋼線表面毛孔上，使鋼線具有完全潤(rùn)滑效果，提高加工產(chǎn)能，減少不良率。
附面說(shuō)明圖1所示為傳統(tǒng)線材延拉模具剖面示意圖。
圖2所示為本發(fā)明的鋼線延拉流程圖。
圖3所示為本發(fā)明復(fù)式入角延拉模具的示意圖。
實(shí)施例奧氏體系不銹鋼鋼線，其含有的化學(xué)成分為(重量％)0.20％以下的碳(C)、2.00％以下硅(Si)、2.00％以下的錳(Mn)、0.040％以下的磷(P)、0.040％以下的硫(S)、8％～22％的鎳(Ni)及17％～27％的鉻(Cr)，先對(duì)鋼線進(jìn)行固溶化處理，然后外表電鍍一層鉻層皮膜，在該金屬鍍層表面采用噴敷法使之均勻附著一層含鉬結(jié)合劑，使用的含鉬結(jié)合劑含有的化學(xué)成分為溶劑92％、二硫化鉬0.5％、硅酮2％、聚硫苯粘結(jié)劑5％、色素及適量甲硅烷0.5％；鋼線進(jìn)入該復(fù)式入角延拉模具延拉伸線(wire drawing)，如圖3所示，該模具的導(dǎo)入口1a與開(kāi)孔2a的開(kāi)口角度約70±20℃，其中進(jìn)入口b與開(kāi)孔2a以拉出直徑d作為分界，而拉出直徑d設(shè)置于近開(kāi)孔2a處，鋼線經(jīng)導(dǎo)入口1a至進(jìn)入口b漸進(jìn)后，由壓縮開(kāi)孔α及定徑區(qū)β控制鋼線截面積縮減及長(zhǎng)度增加，而制成延拉后鋼線。
權(quán)利要求
1.一種具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于使用以?shī)W氏體系不銹鋼為基材的鋼線，該奧氏體系不銹鋼鋼線基本上含有17％以上的鉻及8％以上的鎳；上述鋼線經(jīng)固溶化處理，然后在其表面涂附一層含鉬結(jié)合劑，待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后，該鋼線經(jīng)延拉模具制成所需的鋼線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該奧氏體系不銹鋼鋼材含有的化學(xué)成分的(重量％)0.20％以下的碳、2.00％以下硅、2.00％以下的錳、0.040％以下的磷、0.040％以下的硫、8％～22％的鎳及17％～27％的鉻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，所述含鉬結(jié)合劑中包含有二硫化鉬0.2～1.0％、硅酮1～3％、粘結(jié)劑2～8％及溶劑88～96％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該含鉬結(jié)合劑中還包含有0.2～0.8％的色素及添加物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，鋼線固溶化處理后，在鋼線表面上可鍍一層金屬鍍層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該金屬鍍層是指在鋼線上電鍍一層鎳、鉻、銅、或鋅。
7.一種用于制造具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線的延拉模具，其特征在于，該模具為復(fù)式入角延拉模具，其延拉開(kāi)口形成有導(dǎo)入口、進(jìn)入口及壓縮開(kāi)孔，其中進(jìn)入口與開(kāi)孔以拉出直徑作為分界，該拉出直徑設(shè)置于近開(kāi)孔處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于制造具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線的延拉模具，其特征在于，該模具的導(dǎo)入口與開(kāi)孔的開(kāi)口角度70°±20°、壓縮開(kāi)孔的開(kāi)口角度10°。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，含鉬結(jié)合劑含有的化學(xué)成分為溶劑92％、二硫化鉬0.5％、硅酮2％、聚硫苯粘結(jié)劑5％、色素及添加物0.5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有潤(rùn)滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具,使用以?shī)W氏體(austenite)系不銹鋼為基材的鋼線,該奧氏體系不銹鋼鋼線基本上含有17%以上的鉻(Cr)及8%以上的鎳(Ni);上述鋼線經(jīng)固溶化處理,然后在其表面涂附一層含鉬結(jié)合劑,待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后,該鋼線經(jīng)復(fù)式入角延拉模具延拉制成鋼線,本發(fā)明具有增加保留鋼線潤(rùn)滑效果,提高鋼線成品品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21C3/04GK1262153SQ9910045
公開(kāi)日2000年8月9日 申請(qǐng)日期1999年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者陳顯靈 申請(qǐng)人:旭崇企業(yè)股份有限公司