專利名稱：高精度冷鐓成品絲處理工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷鐓成品絲處理工藝及設(shè)備。
背景技術(shù)：
冷鐓成品絲可在冷鐓設(shè)備上直接用來(lái)鐓制出各種桿類零件，零件精度高、互換性強(qiáng)，特別是生產(chǎn)效率高、成本低，可大幅減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)、汽摩配零件生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。其中冷鐓成品絲的本身質(zhì)量是首要關(guān)鍵，只有高質(zhì)量的冷鐓成品絲(如金相組織細(xì)密、表面潤(rùn)滑)才能生產(chǎn)出難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的冷鐓制品，才能保證制品質(zhì)量好，不然在制品冷鐓過程中容易出現(xiàn)開裂，不能成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜制品，另外模具的使用壽命也會(huì)大受影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于目前公知技術(shù)存在的問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在于提供一種經(jīng)處理的冷鐓成品絲具有球化率高、脫碳率低及潤(rùn)滑易用優(yōu)點(diǎn)的高精度冷鐓成品絲處理工藝。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)施的:
高精度冷鐓成品絲處理工藝，其特征在于:具有的工藝步驟為:①將成品絲放入球化退火爐內(nèi)進(jìn)行球化退火，工藝步驟a，爐膛內(nèi)加氮?dú)猓拥獨(dú)饬颗c爐膛容腔體積比大于5:1，b，對(duì)于中碳、高碳冷鐓成品絲材料，爐膛溫度加熱到550°C-600°C后開始加入甲醇裂化物CO和H，甲醇裂化爐的甲醇添加量控制在30ml/min以上，C，爐膛溫度加熱到750°C-850°C，升溫時(shí)間控制在2.5-3小時(shí)，d，恒溫時(shí)間5_6小時(shí)后開始降溫，降溫速度控制在8 0C-1O 0C /小時(shí)，當(dāng)溫度降到650°C時(shí)停止添加甲醇，e，自然降溫至550°C以下后爐膛內(nèi)開始吹強(qiáng)冷風(fēng)冷卻，f，當(dāng)爐膛溫度降至300°C時(shí)停止吹風(fēng)，自然冷卻至常溫；②成品絲球化退火后進(jìn)行檢驗(yàn)，成品絲的晶相組織達(dá)到5-6級(jí)為合格，合格的成品絲進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)間10-15天；③將時(shí)效處理后的成品絲放到處理池內(nèi)進(jìn)行表面處理，工藝步驟a，在酸洗池內(nèi)進(jìn)行三道酸洗，第一道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度5-10%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，第二道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度10-15%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，第三道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度15-20%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，b，在水洗池內(nèi)進(jìn)行水洗，C，在草酸池內(nèi)進(jìn)行草酸洗，草酸洗控制參數(shù)，草酸濃度0.5-2%，溫度常溫，時(shí)間0.5-1分鐘，d，在磷化池內(nèi)進(jìn)行磷化，磷化控制參數(shù)，主鹽Zn (H2P04) 2濃度57_67pt，游離酸H3P04濃度8-llpt，磷化時(shí)間5-15分鐘，磷化溫度70-85 °C, e，在皂化池內(nèi)進(jìn)行皂化，控制參數(shù)，C17H35C00Na濃度1.5-2.5pt，皂化時(shí)間2-5分鐘，皂化溫度70-85 ° C，④干燥。通過上述技術(shù)方案 ，進(jìn)料的冷鐓成品絲經(jīng)球化退火爐的球化退火處理后，金相組織可從進(jìn)料時(shí)的1、2級(jí)提高至5、6級(jí)，而且脫碳率低，極大提高材料的強(qiáng)度和塑性加工性能，然后合格的冷鐓成品絲經(jīng)酸洗、水洗、草酸洗、磷化和皂化處理后，在材料表面形成化學(xué)保護(hù)層，使冷鐓成品絲潤(rùn)滑易用，冷鐓成品絲可在后續(xù)過程中輕松地拉拔成高外圓精度。經(jīng)上述工藝處理后的冷鐓成品絲，由于具有球化率高、脫碳率低及潤(rùn)滑易用的優(yōu)點(diǎn)，所以可生產(chǎn)難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的冷鐓制品，制品質(zhì)量好，可防止制品冷鐓過程中開裂及大幅提高模具使用壽命。本發(fā)明還提供了一種實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備，其特征在于:包括球化退火爐和處理池,球化退火爐具有外爐膛、內(nèi)爐膛、爐蓋和離心風(fēng)扇，內(nèi)爐膛設(shè)在外爐膛內(nèi)，外爐膛外設(shè)有電加熱裝置，所述離心風(fēng)扇安裝于內(nèi)爐膛爐底和外爐膛爐底之間，離心風(fēng)扇工作時(shí)，在內(nèi)爐膛內(nèi)、內(nèi)爐膛頂與爐蓋空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐壁空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐底空隙之間形成強(qiáng)制對(duì)流回路，所述退火爐設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口、甲醇進(jìn)口、鼓風(fēng)進(jìn)口和過壓排氣口。所述爐蓋與內(nèi)爐膛頂正對(duì)的爐蓋底為球面弧形。所述處理池為花崗巖材料砌成。本發(fā)明球化退火爐的最大特點(diǎn)，在爐膛內(nèi)設(shè)有通暢的強(qiáng)制對(duì)流通道，爐膛內(nèi)溫度均勻，無(wú)加溫死角，同時(shí)輔以氮?dú)?、甲醇的使用，爐膛內(nèi)保護(hù)氣氛充分，從而使球化退火爐處理的冷鐓成品絲球化率高、脫碳率低。處理池為花崗巖材料砌成，可避免其它材料砌成的處理池對(duì)成品絲表面處理造成不良影響。


本發(fā)明有如下附圖:
圖1為實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備圖，
圖2為球化退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、2所示，實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備，包括球化退火爐I和處理池2，球化退火爐具有外爐膛4、內(nèi)爐膛5、爐蓋3和離心風(fēng)扇6，內(nèi)爐膛5設(shè)在外爐膛4內(nèi)，所述爐蓋3與內(nèi)爐膛5頂正對(duì)的爐蓋底為球面弧形，外爐膛4外設(shè)有電加熱裝置7，所述離心風(fēng)扇6安裝于內(nèi)爐膛5爐底和外爐膛4爐底之間，離心風(fēng)扇工作時(shí)，在內(nèi)爐膛內(nèi)、內(nèi)爐膛頂與爐蓋空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐壁空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐底空隙之間形成強(qiáng)制對(duì)流回路，所述退火爐設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口 10、甲醇進(jìn)口 11、鼓風(fēng)進(jìn)口 8和過壓排氣口 9，甲醇進(jìn)口 11接甲醇裂化爐的出口，甲醇從甲醇裂化爐的進(jìn)口添加，所述鼓風(fēng)進(jìn)口 8接強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)；所述處理池2為花崗巖材料砌成，包括三只酸洗池、五只水洗池、一只草酸洗池、一只磷化池和一只皂化池。本發(fā)明的高精度冷鐓成品絲處理工藝的工藝步驟為:①將成品絲放入球化退火爐內(nèi)進(jìn)行球化退火，工藝步驟a，爐膛內(nèi)加氮?dú)?，加氮?dú)饬颗c爐膛容腔體積比大于5:1，加氮?dú)獾哪康氖窍♂尃t內(nèi)空氣、排除氧氣，b，對(duì)于中碳、高碳冷鐓成品絲材料，爐膛溫度加熱到550°C-600°C后開始加入甲醇裂化物CO和H，甲醇裂化爐的甲醇添加量控制在30ml/min以上，甲醇裂化物CO和H具有高還原性，在整個(gè)爐膛內(nèi)形成良好的保護(hù)氣氛，可以去除爐膛內(nèi)殘留的氧及材料表面的氧化物，防止材料脫碳，C，爐膛溫度加熱到750°C-850°C，升溫時(shí)間控制在2.5-3小時(shí)，d，恒溫時(shí)間5_6小時(shí)后開始降溫，降溫速度控制在8 0C-1O 0C /小時(shí)，當(dāng)溫度降到650°C時(shí)停止添加甲醇，e，自然降溫至550°C以下后爐膛內(nèi)開始吹強(qiáng)冷風(fēng)冷卻，f，當(dāng)爐膛溫度降至300°C時(shí)停止吹風(fēng)，自然冷卻至常溫；②成品絲球化退火后進(jìn)行檢驗(yàn)，成品絲的晶相組織達(dá)到5-6級(jí)為合格，合格的成品絲進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)間10-15天；③將時(shí)效處理后的成品絲放到處理池內(nèi)進(jìn)行表面處理，工藝步驟a，在酸洗池內(nèi)進(jìn)行三道酸洗，第一道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度5-10%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，起材料表面的氧化皮剝離作用，第二道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度10-15%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，起氧化皮剝離和素材侵蝕作用，第三道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度15-20%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，起素材侵蝕作用，利于后續(xù)的材料表面處理，b，在水洗池內(nèi)進(jìn)行三道水洗，第一道水洗采用溢流自來(lái)水，時(shí)間0.5-1分鐘，第二道水洗也采用溢流自來(lái)水，時(shí)間0.5-1分鐘，第三道水洗采用新鮮自來(lái)水，時(shí)間0.5-1分鐘，最終水洗水的污染度應(yīng)小于2，C，在草酸池內(nèi)進(jìn)行草酸洗，草酸洗控制參數(shù)，草酸濃度0.5-2%，溫度常溫，時(shí)間
0.5-1分鐘，草酸洗的目的是去除水洗后線材表面的薄層水銹，以利于磷化處理，d，在磷化池內(nèi)進(jìn)行磷化，磷化控制參數(shù)，主鹽Zn (H2P04) 2濃度57_67pt，游離酸H3P04濃度8-llpt，磷化時(shí)間5-15分鐘，磷化溫度70-85 °C，磷化的目的在線材表面形成磷化膜，反應(yīng)機(jī)理:Fe+ H3P04 — Fe (H2P04 ) 2 + H2 t , Zn (H2P04) 2+O
— Fe P04 丨 + H3P04+H20，H2+O—H20, Zn (H2P04)2+ H20 — Zn3 (P04)2.H20+ 4H3P04,Fe+ Zn (H2P04)2+ H20+0—Zn2 Fe (P04) 2.4H20+ 4H3P04，磷化膜由磷酸鋅Zn3 (P04) 2.H20和磷酸鋅鐵Zn2 Fe (P04) 2.4H20的混合物組成；e，在皂化池內(nèi)進(jìn)行皂化，控制參數(shù)，C17H35COONa濃度1.5-2. 5pt，皂化時(shí)間2-5分鐘，皂化溫度70-85 ° C，磷化膜是作為潤(rùn)滑劑的底材而存在的，在潤(rùn)滑處理中發(fā)揮極其重要的作用，因?yàn)榱谆さ哪Σ料禂?shù)并不低，不能賦予加工時(shí)充分的潤(rùn)滑性，但它能與鈉皂反應(yīng)生成金屬鈉層，可以極大提高線材表面的潤(rùn)滑性能，反應(yīng)機(jī)理:Zn3 (P04)2+ 6C17H35 COONa — Zn (C17H35 C00)2+2Na3P04，潤(rùn)滑處理的主要目的是減少模具與金屬材料之間產(chǎn)生的摩擦，防止模具與金屬材料直接接觸，不產(chǎn)生燒傷現(xiàn)象，從而使塑性加工更容易，同時(shí)保護(hù)模具。④干燥，經(jīng)過磷化潤(rùn)滑后的金屬具有較高的溫度(約70-85 °C)，在空氣中可自然干燥，只有當(dāng)線材表面完全干燥后才可進(jìn)行后續(xù)加工。
權(quán)利要求
1.高精度冷鐓成品絲處理工藝，其特征在于:具有的工藝步驟為:①將成品絲放入球化退火爐內(nèi)進(jìn)行球化退火，工藝步驟a，爐膛內(nèi)加氮?dú)?，加氮?dú)饬颗c爐膛容腔體積比大于5:1，b，對(duì)于中碳、高碳冷鐓成品絲材料，爐膛溫度加熱到550°C-600°C后開始加入甲醇裂化物CO和H，甲醇裂化爐的甲醇添加量控制在30ml/min以上，C，爐膛溫度加熱到750°C-850°C，升溫時(shí)間控制在2.5-3小時(shí)，d，恒溫時(shí)間5_6小時(shí)后開始降溫，降溫速度控制在8 0C-1O 0C /小時(shí)，當(dāng)溫度降到650°C時(shí)停止添加甲醇，e，自然降溫至550°C以下后爐膛內(nèi)開始吹強(qiáng)冷風(fēng)冷卻，f，當(dāng)爐膛溫度降至300°C時(shí)停止吹風(fēng)，自然冷卻至常溫；②成品絲球化退火后進(jìn)行檢驗(yàn)，成品絲的晶相組織達(dá)到5-6級(jí)為合格，合格的成品絲進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)間10-15天；③將時(shí)效處理后的成品絲放到處理池內(nèi)進(jìn)行表面處理，工藝步驟a，在酸洗池內(nèi)進(jìn)行三道酸洗，第一道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度5-10%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，第二道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度10-15%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，第三道酸洗控制參數(shù)，鹽酸濃度15-20%，溫度常溫，酸洗時(shí)間0.5-2小時(shí)，b，在水洗池內(nèi)進(jìn)行水洗，C，在草酸池內(nèi)進(jìn)行草酸洗，草酸洗控制參數(shù)，草酸濃度0.5-2%，溫度常溫，時(shí)間0.5-1分鐘，d，在磷化池內(nèi)進(jìn)行磷化，磷化控制參數(shù)，主鹽Zn (H2P04) 2濃度57_67pt，游離酸H3P04濃度8-llpt，磷化時(shí)間5-15分鐘，磷化溫度70-85 °C, e，在皂化池內(nèi)進(jìn)行皂化，控制參數(shù)，C17H35COONa濃度1.5-2.5pt，皂化時(shí)間2-5分鐘，皂化溫度70-85 ° C，④干燥。
2.實(shí)施權(quán)利要求1所述高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備，其特征在于:包括球化退火爐和處理池,球化退火爐具有外爐膛、內(nèi)爐膛、爐蓋和離心風(fēng)扇，內(nèi)爐膛設(shè)在外爐膛內(nèi)，外爐膛外設(shè)有電加熱裝置，所述離心風(fēng)扇安裝于內(nèi)爐膛爐底和外爐膛爐底之間，離心風(fēng)扇工作時(shí)，在內(nèi)爐膛內(nèi)、內(nèi)爐膛頂與爐蓋空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐壁空隙、內(nèi)爐膛與外爐膛爐底空隙之間形成強(qiáng)制對(duì)流回路，所述退火爐設(shè)有氮?dú)膺M(jìn)口、甲醇進(jìn)口、鼓風(fēng)進(jìn)口和過壓排氣□。
3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備，其特征在于:所述爐蓋與內(nèi)爐膛頂正對(duì)的爐蓋底為球面弧形。
4.如權(quán)利要求2所述的實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備，其特征在于:所述處理池為花崗巖材料砌成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度冷鐓成品絲處理工藝，具有的工藝步驟為①將成品絲放入球化退火爐內(nèi)進(jìn)行球化退火；②成品絲球化退火后進(jìn)行檢驗(yàn)，合格的成品絲進(jìn)行時(shí)效處理；③將時(shí)效處理后的成品絲放到處理池內(nèi)進(jìn)行表面處理，工藝步驟a，在酸洗池內(nèi)進(jìn)行三道酸洗，b，在水洗池內(nèi)進(jìn)行水洗，c，在草酸池內(nèi)進(jìn)行草酸洗，d，在磷化池內(nèi)進(jìn)行磷化，e，在皂化池內(nèi)進(jìn)行皂化，④干燥。經(jīng)本發(fā)明處理的冷鐓成品絲具有球化率高、脫碳率低及潤(rùn)滑易用的優(yōu)點(diǎn)，可生產(chǎn)難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的冷鐓制品，制品質(zhì)量好，可防止制品冷鐓過程中開裂及大幅提高模具使用壽命。同時(shí)本發(fā)明還公開了一種實(shí)施高精度冷鐓成品絲處理工藝的設(shè)備。
文檔編號(hào)C21D9/52GK103114180SQ201210573519
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者陳利榮, 徐小紅, 徐順慶 申請(qǐng)人:瑞安市瑞利標(biāo)準(zhǔn)件有限公司