如何克服高碳鋼絲拉拔分層問(wèn)題

　　高碳鋼絲經(jīng)過(guò)大應(yīng)變冷拉拔后強(qiáng)度極高，在拉拔過(guò)程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象而報(bào)廢。為了突破高碳鋼絲的強(qiáng)度極限，必須解決鋼絲分層問(wèn)題。鋼絲分層是一種縱向缺陷，影響分層的因素很多，包括母材的微觀組織結(jié)構(gòu)，殘余應(yīng)力以及拉拔工藝等。研究認(rèn)為，拉拔過(guò)程中滲碳體的溶解是出現(xiàn)分層的主要原因。

　　為了克服高碳鋼絲拉拔分層問(wèn)題，國(guó)家金屬線材制品工程技術(shù)研究中心選用84C鉛浴鋼絲作為試驗(yàn)材料，在直進(jìn)式干拉機(jī)上采用多種方案進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，分別從Ф2.7mm拉拔至Ф0.43mm，總壓縮率為97.5%，平均道次壓縮率分別為13%和20%左右，拉絲模錐角分別為9°和12°。他們的研究得出以下結(jié)論：

　　一，用扭角-扭矩曲線可作為判斷鋼絲分層的一種方法。研究表明，鋼絲發(fā)生分層時(shí)其典型特點(diǎn)是在單向扭轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)與拉伸曲線的屈服點(diǎn)相似的峰值降落現(xiàn)象。檢測(cè)表明，當(dāng)鋼絲扭轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生峰值降落的現(xiàn)象對(duì)應(yīng)著鋼絲分層的發(fā)生，此時(shí)鋼絲表面出現(xiàn)裂紋，隨后擴(kuò)展成斷口。扭轉(zhuǎn)斷口呈螺旋狀，貫穿整個(gè)鋼絲；而扭角-扭矩曲線未出現(xiàn)峰值降落的鋼絲斷口則為不規(guī)則斷口或平斷口。

　　二，拉拔時(shí)拉絲模錐角對(duì)拉拔后鋼絲性能有重要影響。拉絲模錐角為12°的鋼絲屈服點(diǎn)強(qiáng)度高于9°拉絲模錐角的鋼絲，由于其內(nèi)部殘余應(yīng)力較高，其在鋼絲扭角-扭矩曲線上出現(xiàn)屈服峰值較早，說(shuō)明拉絲模錐角較小條件下拉拔的鋼絲在扭轉(zhuǎn)時(shí)裂紋的出現(xiàn)相對(duì)于拉絲模錐角較大的工藝有所推遲，也就是推遲了鋼絲分層。實(shí)驗(yàn)證明，9°拉絲模錐角拉拔的鋼絲，其扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)中的扭轉(zhuǎn)次數(shù)都高于12°拉絲模錐角拉拔的鋼絲，可見(jiàn)，較小拉絲模錐角鋼絲扭轉(zhuǎn)性能更好。

　　三，壓縮率對(duì)拉拔后鋼絲性能有重要影響?？偟膩?lái)說(shuō)，剪切強(qiáng)度隨著總壓縮率的增加而增加，但在總壓縮率達(dá)到一定值后出現(xiàn)拐點(diǎn)，這是由于壓縮率達(dá)到一定值后鋼絲內(nèi)部出現(xiàn)缺陷所致。但是，每道次壓縮率較小的拉拔出現(xiàn)拐點(diǎn)較晚（平均道次壓縮率13%的試樣與和平均道次壓縮率20%的試樣對(duì)比），即可以在較高的總壓縮率下出現(xiàn)拐點(diǎn)。這說(shuō)明多道次、小壓縮率拉拔工藝提高了鋼絲的最大剪切強(qiáng)度，推遲分層缺陷的產(chǎn)生。

　　另有研究指出，在冷拉拔過(guò)程中鋼絲發(fā)熱是普遍存在的現(xiàn)象，這也是影響拉絲生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵因素。為了保持和提高鋼絲的韌性，減少拉拔過(guò)程中的非正常斷裂，有效防止時(shí)效脆化，必須采取有效措施，使高碳鋼絲出?？缀蟮钠骄鶞囟妊杆俳档偷?60℃以下。在拉拔過(guò)程中，控制好卷筒和模具的冷卻，避免鋼絲處于“蘭脆”溫度區(qū)域十分重要。采用拉絲卷筒水冷卻和風(fēng)冷、拉絲模具直接水冷的方式，能得到較好的鋼絲扭轉(zhuǎn)和彎曲性能指標(biāo)，同時(shí)鋼絲的平均強(qiáng)度有所降低，有利于提高鋼絲的塑韌性。