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高强度热镀锌弹簧钢丝生产工艺
2018-07-14
      根据高强度镀锌弹簧钢丝的使用性能要求,采用热处理—镀锌连续生产工艺和中镀锌工艺进行生产试验,分析2种生产工艺方式生产的高强度镀锌钢丝性能、盐雾腐蚀、脆断频率等的差异。2种试验方案工艺流程如下,方案1:φ6.50 mm盘条→表面处理→一次半成品拉拔至φ3.50 mm→热处理—镀锌→成品拉拔至φ1.15 mm→检验分类→包装出厂。方案2:φ6.50 mm盘条→表面处理→一次半成品拉拔至φ4.10 mm→热处理→表面处理→二次半成品拉拔至φ2.1 mm→中镀锌→成品拉拔至φ1.15 mm→检验分类→包装出厂。方案2比方案1生产流程长,多了一次半成品钢丝表面处理和拉拔。由于方案2采用中镀后拉工艺生产,为了保证成品钢丝的上锌量,中间镀锌半成品总压缩率一般控制在75%左右,因此设计中间镀锌半成品(二次半成品)钢丝直径为2.1 mm。
      盘条和半成品磷酸盐涂层工艺经过多次试验,得出最佳工艺参数,见表1。

1    磷化工艺参数

项目

总酸度/

游离酸/

ρZnO/g·L-1

ρNO3-/g·L-1

ρPO43-/g·L-1

温度/℃

时间/min

盘条

5070

510

1630

3045

1020

65

812

半成品

5065

49

1630

3045

1020

65

1015



      提出生产高强度镀锌钢丝时,原料选用碳质量分数为0.80%~0.83%的B类优质碳素结构钢盘条,经过对热处理连续镀锌生产线的多次技改和试验,大胆采用结构、尺寸及材料设计合理扇形压辊,使最大生产规格从技改前的φ2.8 mm提高到φ4.5 mm,实现热处理连续镀锌的重大突破。试验得出φ3.5 mm半成品钢丝热处理—镀锌连续生产最佳工艺。
      采用热处理后拉拔至规定中间半成品规格再镀锌的生产方式(间歇式),生产规格范围广,但对钢丝的力学性能影响较大,同时降低钢丝镀锌后的抗拉强度及韧性指标。为了能使钢丝性能指标达到最佳状态,经过多次试验,确定方案2所采用的热处理工艺、中镀锌工艺。成品镀锌钢丝采用水箱拉丝机拉拔,保持钢丝表面干净、光亮,拉丝模采用直线型镀锌钢丝专用拉丝模,工作锥角度6º~8º,拉拔时的滑动系数为1.035。
      方案1和方案2成品镀锌钢丝抗拉强度相差不大,但方案1工艺生产的产品强度偏差小于方案2,这是由于压缩率的差异和过程控制导致的。方案1产品的扭转次数明显高于方案2产品的扭转次数。这是因为采用方案2工艺生产时,比方案1工艺多了一次表面处理,表面处理会降低钢丝的塑韧性指标。
      方案2产品的锌层面质量和盐雾腐蚀时间略高,原因是采用方案2工艺生产时,半成品镀锌后的拉拔道次比方案1少,拉拔过程的的锌损失相对较小,但两个方案产品的上锌量和盐雾腐蚀试验均满足客户要求。  

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