本發(fā)明涉及六角鋼絲琴弦的熱處理工藝及其生產(chǎn)工藝領(lǐng)域，特別涉及一種六角鋼絲琴弦的熱處理工藝及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

鋼絲是鋼材的板、管、型、絲四大品種之一，是用熱軋盤(pán)條經(jīng)冷拉制成的再加工產(chǎn)品。

鋼絲生產(chǎn)主要是依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，確定生產(chǎn)方式。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是供方與顧客之間的紐帶。根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，采用合理工藝，實(shí)行科學(xué)管理，是確保產(chǎn)品合格的基本保證。

在鋼絲生產(chǎn)中，同一個(gè)鋼號(hào)（化學(xué)成分相同），采用不同標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)方式就不同。就t9a為例：當(dāng)執(zhí)行g(shù)b/t4357～89彈素彈簧鋼絲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須采用連續(xù)線(xiàn)生產(chǎn)，產(chǎn)出的成品鋼絲可用于制造各種彈簧、編制鋼絲繩等。當(dāng)執(zhí)行g(shù)b/t5952～86彈素工具鋼絲標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須采用周期線(xiàn)生產(chǎn)，產(chǎn)出的成品鋼絲，可用于制造工具。如：刀具、鉆頭、制針等。因?yàn)?，連續(xù)線(xiàn)和周期線(xiàn)產(chǎn)出的鋼絲顯微組織不同、力學(xué)性能不同、工藝性能不同，所以用途不同。

需要說(shuō)明的是：不論是連續(xù)線(xiàn)生產(chǎn)還是周期線(xiàn)生產(chǎn)，熱處理、表面處理、加工變形，三大要素缺一不可。

琴鋼絲，也稱(chēng)為琴鋼線(xiàn)，屬于高碳鋼。用于制造琴弦、閥彈簧和高應(yīng)力彈簧的鋼絲。具有強(qiáng)度高，彈性、抗疲勞、抗蠕變和韌性好，表面光滑潔凈，防銹能力強(qiáng)以及音樂(lè)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

琴鋼絲是經(jīng)鉛浴淬火后冷拉而成，具有非常高的強(qiáng)度極限和彈性極限，是廣泛應(yīng)用的小彈簧材料。鋼絲的質(zhì)量、性能要求嚴(yán)格，除拉伸試驗(yàn)外，還需作扭轉(zhuǎn)、腐蝕、脫碳等試驗(yàn)。

琴鋼絲做琴弦的時(shí)候，需要保證鋼絲本體的強(qiáng)度和線(xiàn)性，但是在拉拔工藝下，生產(chǎn)的鋼絲具有一定的圈徑和矢量，作為琴弦使用不能保證完全的豎直。琴弦使用不能保證完全的豎直的原因是鋼絲具有內(nèi)應(yīng)力，為了消除內(nèi)應(yīng)力，就得看鋼絲熱處理工藝環(huán)節(jié)的質(zhì)量，熱處理的目的主要是改善盤(pán)條的組織及其不均勻性并消除內(nèi)應(yīng)力，鋼絲規(guī)格不同，熱處理的方式也不同，尤其是對(duì)需要應(yīng)用至高端琴弦上的六角鋼絲，傳統(tǒng)的熱處理方式下仍會(huì)具有一定的內(nèi)應(yīng)力，不能保證完全的豎直。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的是提供一種六角鋼絲琴弦的熱處理工藝，其具有消除鋼絲內(nèi)應(yīng)力使其通條線(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種六角鋼絲琴弦的熱處理工藝，包括：

（1）放線(xiàn)；選用原材料，原材料為swp-a、swp-b、swp-v任意一種盤(pán)條經(jīng)過(guò)拉拔后的六角鋼絲；

（2）清洗；將原料置于具有熱水的清洗池內(nèi)沖洗，清洗池內(nèi)熱水溫度為100～120℃；干燥；將清洗后的鋼絲經(jīng)過(guò)烘干槽內(nèi)進(jìn)行烘干；

（3）預(yù)加熱；采用烘干過(guò)程中熱風(fēng)機(jī)送風(fēng)烘干，烘干溫度為180～220℃；

（4）高溫加熱；將鋼絲至于高溫爐a中加熱，于800℃的溫度下保持加熱至奧氏體，加熱時(shí)間為2～3min；

（5）淬火；將奧氏體化后的鋼絲經(jīng)過(guò)浸漬穿過(guò)油槽進(jìn)行高溫油淬，油溫為55～65℃，淬火時(shí)間為1～1.5min；

（6）回火；鋼絲置于高溫爐b中加熱至屈氏體消除應(yīng)力回火，溫度為380～400℃；

（7）冷卻；將回火后至于空氣中冷卻的鋼絲置于具有冷卻水的冷卻池內(nèi)冷卻，冷卻水的溫度為20～30℃；

（8）涂油；毛氈浸漬至帶有防銹油的油槽中，毛氈接觸鋼絲表面進(jìn)行涂油；

（9）干燥；對(duì)涂油后的鋼絲進(jìn)行烘干，烘干溫度為150～200℃，烘干時(shí)間為1～2min；

（10）收線(xiàn)，采用s90工字輪收線(xiàn)，收線(xiàn)速度為60m/min～120m/min。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，六角鋼絲先通過(guò)在清洗中的100～120℃的加熱，再進(jìn)入至風(fēng)干的180～200℃的預(yù)加熱，改變?cè)械臒崽幚矸绞剑A(yù)先對(duì)鋼絲進(jìn)行加溫處理，使鋼絲保持應(yīng)有的組織和性能；利用油溫為55～65℃進(jìn)行油淬，淬火比較緩和，使鋼絲具有合適的硬度且保持較高的強(qiáng)度極限和彈性極限；在油淬之后進(jìn)行快速冷卻，盡可能的消除鋼絲的內(nèi)應(yīng)力，使鋼絲在加工完畢后線(xiàn)性性能較好，在卷繞之后，仍可以恢復(fù)成直線(xiàn)，鋼絲的兩端不會(huì)翹起，適合制成高端琴弦。

進(jìn)一步設(shè)置：所述清洗工藝中，分為兩個(gè)步驟，洗池內(nèi)分為沖洗槽和熱水槽，

步驟（1）將鋼絲置于沖洗槽內(nèi)清水沖洗，清水為冷水；

步驟（2）將鋼絲置于熱水槽內(nèi)二次清洗，熱水槽內(nèi)熱水溫度為100℃，鋼絲完全浸沒(méi)至熱水中穿過(guò)。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，清水沖洗去除雜質(zhì)，再將鋼絲放置至熱水中，進(jìn)一步去除鋼絲表面的異物，通過(guò)熱水槽的溫度，可以早一步的對(duì)鋼絲進(jìn)行預(yù)加熱，采用換熱的方式對(duì)鋼絲進(jìn)行熱處理。

進(jìn)一步設(shè)置：所述高溫加熱工藝中，包括第一加熱和二次加熱；

一次加熱，將鋼絲加熱至500℃，進(jìn)入二級(jí)加熱；

二級(jí)加熱；將鋼絲加熱至800℃，進(jìn)入二級(jí)加熱中均溫800℃的溫度下保持加熱至奧氏體。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鋼絲加熱過(guò)程中，緩慢加熱，熱能利用效率高且耗能低，鋼絲內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)變化有序進(jìn)行，提升鋼絲熱處理后的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步設(shè)置：所述淬火工藝中還包括回收工藝，淬火后由耐熱吸水材料對(duì)鋼絲擦拭并由回收槽進(jìn)行回收擦拭下的油分，并加熱后輸送至淬火油槽中。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鋼絲表面會(huì)帶有油淬后的油分，經(jīng)過(guò)回收工藝中的耐熱吸水材料對(duì)其擦拭掛取并回收，再次加熱任可利用，擦除后一方面可以保證鋼絲的潔凈程度，另一方面避免油溫殘留可以保證鋼絲油淬后的快速冷卻效果。

進(jìn)一步設(shè)置：所述回火工藝中的回火爐的溫度為400℃。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，回火溫度在400℃可獲得較高的彈性和必要的韌性，適合制成鋼絲。

進(jìn)一步設(shè)置：所述將回火后的鋼絲置于20℃的冷卻池內(nèi)冷卻。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，回火后的鋼絲先風(fēng)冷，直接進(jìn)入至冷卻池內(nèi)水冷，冷卻過(guò)程為快冷，避免出現(xiàn)了脆化使其脆性增大，消除回火脆性，保持較高的韌性和彈性。

本發(fā)明的另一目的是提供一種六角鋼絲琴弦的生產(chǎn)工藝，其具有消除鋼絲內(nèi)應(yīng)力使其通條線(xiàn)性好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種六角鋼絲琴弦的生產(chǎn)工藝，帶有上述的熱處理工藝，所述預(yù)加熱之間還具有拉拔工藝，拉拔工藝包括：

（1）采用直徑式拉絲機(jī)將直徑為1.4的原料盤(pán)條的拉拔為直徑為0.4的鋼絲；

（2）拉拔時(shí)拉拔道次為10次，總壓縮率為90～98%，前3次部分壓縮率為20～25%，后6次部分壓縮率為12～14%，最后一次次部分壓縮率為10～11%，拉絲模工作區(qū)角度9～13o，拉絲模定徑帶長(zhǎng)度(0.4～1.4)d1，d1為出線(xiàn)鋼絲的直徑；拉拔速度為100m/min～200m/min。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，鋼絲拉拔過(guò)程中道次壓縮率和拉絲模的工作錐角度對(duì)斷絲率有著顯著的影響，將鋼絲拉拔過(guò)程的平均道次壓縮率提高、拉絲模工作區(qū)角度下降到9～13o等工藝優(yōu)化，有效提高了心部和邊緣鋼絲拉拔形變的協(xié)調(diào)性，筆尖狀斷絲比例下降了73%。

進(jìn)一步設(shè)置：還包括位于拉拔工藝之后的滾壓工藝；滾壓通過(guò)具有六角?？椎睦z模，將直徑為0.4的圓形鋼絲滾壓為最大直徑為0.358的叫六角鋼絲，該部分壓縮率為9～10%。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，傳統(tǒng)的拉拔工藝，在拉拔過(guò)程中，鋼絲同時(shí)受到徑向壓力和軸向壓力的雙重壓力，使鋼絲本體受擠壓的形變量大，采用滾壓工藝可大大減小鋼絲本體形變，不改變內(nèi)部應(yīng)力，避免拉拔過(guò)程產(chǎn)生裂紋。

進(jìn)一步設(shè)置：所述滾壓工藝中，六角?？追謱?duì)稱(chēng)的上下模具，上模下模間隔設(shè)置且間距調(diào)整為2mm～5mm。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)上下模形成六角?？?，在滾壓時(shí)能調(diào)整上下模的間距，從而調(diào)整六角鋼絲對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度，控制六角鋼絲成型直徑。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：采用六角鋼絲制成的琴弦具有很高的疲勞極限以及良好的抗蠕變和抗松弛性能。使用過(guò)程中后效作用要小，彈性模量恒定。長(zhǎng)期使用仍能保持足夠的彈性極限和良好的抗蠕變性能。

附圖說(shuō)明

圖1是六角鋼絲琴弦的熱處理的示意圖；

圖2a是清洗工藝的示意圖；

圖2b是高溫加熱和油淬的工藝示意圖；

圖3是六角鋼絲琴弦的生產(chǎn)工藝的示意圖；

圖4是六角鋼絲琴弦的生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖；

圖5是鋼絲淬火后顯微組織變化的示意圖；

圖6是鋼絲回火后顯微組織變化的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：一種六角鋼絲琴弦的生產(chǎn)工藝，制備琴弦所用的鋼絲，其生產(chǎn)步驟為：如圖1所示，包括放線(xiàn)、清洗、干燥、預(yù)加熱、高溫加熱、淬火、回火、冷卻、涂油、干燥、收線(xiàn)。

本材料選取原材料為：swp-a、swp-b、swp-v任意一種盤(pán)條，swp～a適應(yīng)直徑為0.08mm～10.0mm；swp～b適應(yīng)直徑為0.08mm～7.0mm；swp～v適應(yīng)直徑為1.00mm～6.0mm。該種琴鋼絲的材質(zhì)組成：c:0.80～0.85；si:0.12～0.32；mn:0.3～0.6；p:0.025以下；s:0.025以下；cu:0.2以下。本實(shí)施例中的原料盤(pán)條直徑為1.4mm。

拉拔；將直徑為1.4的原料盤(pán)條的拉拔為直徑為0.4的鋼絲；1.400、1.248、1.058、0.948、0.830、0.728、0.640、0.564、0.498、0.390。

直徑式拉絲機(jī)，其拉拔時(shí)模拉拔道次為11次，總壓縮率為90～98%，前3次部分壓縮率為20～25%，后6次部分壓縮率為12～14%，最后一次次部分壓縮率為9～10%，拉絲模工作區(qū)角度9～13o，拉絲模定徑帶長(zhǎng)度(0.4～1.4)d1，d1為出線(xiàn)鋼絲的直徑；拉拔速度為100m/min～200m/min。

滾壓；通過(guò)具有六角模孔的拉絲模，將直徑為0.4的圓形鋼絲滾壓為最大直徑為0.358的叫六角鋼絲。六角?？追謱?duì)稱(chēng)的上下模具，上模下模間隔設(shè)置且間距采用滾壓機(jī)調(diào)整兩輥之間間距即可。通過(guò)取樣觀(guān)察，滾壓之后的鋼絲表面為光亮色條帶，無(wú)明顯橫向裂紋也無(wú)明顯刮傷。

清洗；清洗鋼絲，清洗池內(nèi)分為沖洗槽和熱水槽，將鋼絲置于沖洗槽內(nèi)一次沖洗，去除表面雜質(zhì)顆粒，一次沖洗的沖洗槽內(nèi)具有流動(dòng)水，保持水流充足即可；再將鋼絲置于熱水槽內(nèi)二次清洗，二次沖洗的熱水槽內(nèi)的溫度為100℃。熱水槽清洗鋼絲后，通過(guò)毛刷抵觸鋼絲表面再次去除雜質(zhì)。

干燥；將清洗后的鋼絲經(jīng)過(guò)烘干槽內(nèi)進(jìn)行烘干。

預(yù)加熱：烘干槽內(nèi)部溫度由熱風(fēng)機(jī)加熱，烘干溫度為200℃。通過(guò)該步驟實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲的預(yù)加熱，加熱的鋼絲再進(jìn)行熱處理。

高溫加熱；鋼絲經(jīng)過(guò)高溫爐a進(jìn)行二級(jí)加熱。

一級(jí)加熱；將鋼絲加熱至500℃，進(jìn)入二級(jí)加熱；

二級(jí)加熱；將鋼絲加熱至800℃，進(jìn)入二級(jí)加熱中均溫800℃的溫度下保持加熱至奧氏體，高溫爐a加熱段的二級(jí)加熱的總加熱時(shí)間為2～3min。

淬火；將奧氏體化后的鋼絲經(jīng)過(guò)浸漬穿過(guò)油槽進(jìn)行高溫油淬，油溫為60℃，淬火時(shí)間為1～1.5min。淬火后由耐熱吸水材料對(duì)其擦拭。在油槽淬火后擦拭的油進(jìn)行回油加熱再利用。

回火；鋼絲經(jīng)過(guò)高溫爐b加熱至屈氏體消除應(yīng)力回火，高溫爐b的溫度為400℃，保溫1.5～3min后進(jìn)行風(fēng)冷，與傳統(tǒng)的在空氣中冷卻效率更高。

350℃～400℃，鋼絲經(jīng)回火后，材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力得到一定的消除。強(qiáng)度和硬度比冷拉狀態(tài)的都有提高，斷面收縮率無(wú)變化，耐腐蝕性無(wú)變化。

鋼絲進(jìn)行油淬火和回火處理后，進(jìn)行金相分析，如圖5所示，鋼絲淬火后顯微組織變化，鋼絲經(jīng)過(guò)油淬火后其金相組織轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡l狀馬氏體組織。

圖5中，a)55℃油淬100倍；b)55℃油淬500倍；c)60℃油淬100倍；d)60℃油淬500倍；e)65℃油淬100倍；f)65℃油淬500倍。

如圖6所示，鋼絲回火后顯微組織變化，對(duì)油淬火后的鋼絲進(jìn)行不同溫度下的回火處理，隨著回火溫度的變化。

圖6中，a)60℃油淬380℃回火；b)60℃油淬400℃回火；c)60℃油淬500℃回火；d)65℃油淬380℃回火；e)65℃油淬400℃回火；f)65℃油淬500℃回火。

隨著回火溫度的升高，板條狀馬氏體逐漸消失，在a)、b)、d)的溫度條件下，金相組織為稍有馬氏體位相的回火屈氏體組織；c)、e)、f)的溫度條件下，金相組織為保持馬氏體位的回火索氏體組織。

從油淬火回火工藝分析，鋼絲經(jīng)過(guò)油淬火加回火處理后消除了連續(xù)冷加工造成的內(nèi)應(yīng)力，加工硬化指數(shù)得到提高，表明鋼絲的可加工性能得到改善，鋼絲在后期的冷加工中不容易產(chǎn)生裂紋和開(kāi)裂。鋼絲經(jīng)油淬火回火后強(qiáng)度下降，塑性略有提高，并且回火溫度不斷提高，強(qiáng)度不斷下降，塑性不斷提高。當(dāng)油淬火溫度為60℃，回火溫度為400℃時(shí)，其強(qiáng)度為1412mpa，延伸為4.2%，綜合性能最好，是油淬火回火工藝中最優(yōu)的工藝。

冷卻；將回火后的鋼絲置于20℃的冷卻池內(nèi)冷卻，冷卻池內(nèi)具有流動(dòng)水，保持水流充足即可。

涂油；毛氈浸漬至帶有防銹油的油槽中，毛氈接觸鋼絲表面進(jìn)行涂油。

干燥；對(duì)涂油后的鋼絲進(jìn)行烘干，烘干溫度為150～200℃，烘干時(shí)間為1～2min，最后進(jìn)行收線(xiàn)，收線(xiàn)速度為60m/min～120m/min。

上述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。