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| 不銹鋼鋼絲的加工技術(shù) | |
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不銹鋼的主要成分是Fe（50%以上），此外，一般還含有Cr（11%以上）。不銹鋼“不銹”的原因是在生產(chǎn)過程中，鋼的表面被氧化，生成鈍化膜，從而使鋼具有耐蝕性和抗氧化性。當(dāng)鈍化膜有瑕疵時，在大氣中有氧的環(huán)境下，鈍化膜可以再生。但在不能再生的環(huán)境下，即使是不銹鋼也會生銹。添加了Cr、Ni、Mo 的不銹鋼，不僅耐蝕性和抗氧化性良好，而且提高了鋼的耐熱性和高溫強(qiáng)度、硬度。在冷加工時，選擇適宜的熱處理條件和拔絲條件可以改變不銹鋼的物理性能和力學(xué)性能。 1 不銹鋼的種類按照鋼的組織，可將不銹鋼分為五大類別：①奧氏體不銹鋼；②鐵素體不銹鋼；③馬氏體不銹鋼；④奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼；⑤析出硬化不銹鋼。1.1 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的代表牌號是18Cr-8Ni。奧氏體不銹鋼具有從低溫到高溫的穩(wěn)定力學(xué)性能，并且具有良好的耐蝕性和加工性，廣泛用于化工機(jī)械、食品機(jī)械等產(chǎn)業(yè)機(jī)械和器具。 奧氏體不銹鋼具有很大的加工硬化性，冷加工就可以使奧氏體不銹鋼達(dá)到高強(qiáng)度化。這是應(yīng)變誘發(fā)相變的結(jié)果。冷加工使γ相（面心立方晶格）發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒啵w心立方晶格）。拔絲速度和加工溫度對應(yīng)變誘發(fā)相變有很大影響，通過對冷加工條件的控制，可以改變鋼的硬化程度。 1.2 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼是含有Cr 的鐵基合金（例如，18Cr 鋼）。鐵素體不銹鋼α相在常溫、高溫下都是穩(wěn)定相，急冷熱處理也不發(fā)生硬化。鐵素體不銹鋼熱處理的目的是消除加工應(yīng)變，降低硬度，獲得韌性。鐵素體不銹鋼退火冷卻時，如果緩慢冷卻到500 ℃以下，會發(fā)生脆化，所以，應(yīng)從650 ℃附近開始空冷。鐵素體不銹鋼的加工硬化性不如奧氏體不銹鋼明顯，因此冷加工性良好。為了進(jìn)一步提高鐵素體不銹鋼的加工性，開發(fā)出降低C、N 含量、添加少量Ti 、Nb 的鐵素體不銹鋼。1.3 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼的耐蝕性雖然不及其他不銹鋼，但淬火硬化性高，適用于要求強(qiáng)度和耐磨性的用途。馬氏體不銹鋼的C 含量越多，硬化性越高，但耐蝕性下降。馬氏體不銹鋼在冷加工前要進(jìn)行退火，以消除內(nèi)部應(yīng)力和調(diào)整組織。C 含量高的馬氏體不銹鋼中有一次碳化物和二次碳化物，所以冷加工困難，有時要進(jìn)行溫加工或熱加工。1.4 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼是具有奧氏體和鐵素體兩種組織的不銹鋼，因此，其特性介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間。調(diào)整鋼中的奧氏體量和鐵素體量的比例，可以改變雙相不銹鋼的各種特性。雙相不銹鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高，所以冷加工時，要求高的加工應(yīng)力。雙相不銹鋼的加工硬化性小于通常的奧氏體不銹鋼。1.5 析出硬化不銹鋼析出硬化不銹鋼是在對鋼進(jìn)行固溶處理后，使Al、Ti、Cu 等元素的化合物在基鋼上析出、發(fā)生硬化的不銹鋼。析出硬化不銹鋼的硬化熱處理溫度低于馬氏體不銹鋼，所以熱處理變形和氧化鐵皮的問題不嚴(yán)重。此外，析出硬化不銹鋼的耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼。析出硬化不銹鋼用于軸類部件、渦輪機(jī)部件、彈簧等。SUS630 在固溶狀態(tài)下是馬氏體組織，所以冷加工受到制約。而SUS631 在固溶狀態(tài)下是柔軟的奧氏體組織，所以容易進(jìn)行加工。2 典型的不銹鋼鋼絲制造工藝 以下對各工序的目的進(jìn)行說明。 2.1 熱處理1）固溶處理固溶處理的目的是，將奧氏體不銹鋼線材熱加工時，析出的Cr 碳化物和σ 相等固溶在奧氏體內(nèi)，獲得均勻的組織。通過再結(jié)晶軟化和內(nèi)應(yīng)力消除，使鋼的延性、韌性、耐蝕性、耐熱性得到恢復(fù)。如果固溶處理后，Cr 碳化物在晶界上析出，晶界附近形成貧Cr 區(qū)，成為晶界腐蝕的原因，降低鋼的耐蝕性和加工性。2）光亮退火處理不銹鋼冷加工引起的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，使鋼硬化、韌性下降、并且使耐蝕性不良。如果鋼中殘留內(nèi)部應(yīng)力，會產(chǎn)生時效裂紋、腐蝕裂紋和殘留應(yīng)力釋放導(dǎo)致的變形。因此，要將應(yīng)變誘發(fā)馬氏體返回為奧氏體，消除內(nèi)應(yīng)力。在氫氣或惰性氣體氣氛中進(jìn)行退火，不使不銹鋼因熱處理失去金屬光澤的退火處理叫做光亮退火處理。3）退火處理為了對馬氏體線材進(jìn)行冷加工，必須對線材進(jìn)行退火軟化處理。退火處理有完全退火和低溫退火（消除應(yīng)變退火）。完全退火是將退火材料加熱到高于轉(zhuǎn)變點50℃-100 ℃的高溫區(qū)，并進(jìn)行充分均熱，然后緩慢冷卻，使碳化物成球狀均勻析出在基鋼上。碳化物球化不充分時，不能使鋼充分軟化，在后續(xù)的冷加工中，會產(chǎn)生裂紋和淬火回火后硬度不均勻。完全退火需要在高溫下長時間保溫，而低溫退火加熱溫度低，退火所需要的時間短。低溫退火的目的是使材料軟化，以便進(jìn)行冷加工，鋼的組織沒有大的變化。鐵素體不銹鋼線材經(jīng)熱處理后，硬度幾乎沒有變化。所以鐵素體不銹鋼線材的熱處理基本上都是退火。退火的目的是組織均勻化、完全軟化、提高耐蝕性和韌性。如果鐵素體不銹鋼線材的處理溫度高于正確的退火溫度，則會發(fā)生晶粒顯著粗大、發(fā)生脆化。對于鐵素體不銹鋼線材來說，晶粒度是重要的質(zhì)量指標(biāo)。2.2 酸洗（除鱗）不銹鋼的氧化鐵皮致密而堅固、化學(xué)成分復(fù)雜。不銹鋼的化學(xué)除鱗方法一般采用鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸以及鹽浴處理相組合的處理方法。其中奧氏體不銹鋼的耐酸性很強(qiáng)，一般用氟硝酸處理。機(jī)械除鱗方法有噴丸、輥壓彎曲、研磨等方法。機(jī)械除鱗方法不需要廢酸處理設(shè)備，并且可以在熱處理作業(yè)線或拔絲作業(yè)線上高效率除鱗。所以考慮到環(huán)保因素，采用機(jī)械除鱗的實例不斷增加。2.3 皮膜處理為減小線材與拔絲模具的摩擦力、防止鋼絲表面缺陷的發(fā)生和防止模具磨損，需要對線材表面進(jìn)行皮膜處理。皮膜的種類有樹脂皮膜、水溶性皮膜和草酸皮膜。過去，多采用將四氯乙烯作為溶質(zhì)的氯系樹脂皮膜。為了控制揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放，改用水溶性皮膜。高強(qiáng)度線材高加工率時，使用草酸皮膜。草酸皮膜可以耐高壓力和加工發(fā)熱，防止熱粘結(jié)的發(fā)生。2.4 拔絲加工不銹鋼等高強(qiáng)度線材拔絲時，如果模具的耐久性不良，模具就會產(chǎn)生桔皮狀粗糙和磨損，從而導(dǎo)致鋼絲表面產(chǎn)生桔皮狀粗糙和表面缺陷。因此，不銹鋼拔絲模具一般使用金剛石模具。在對不銹鋼進(jìn)行冷拔絲時，不僅要考慮模具材質(zhì)對拔絲的影響，而且要考慮模具孔型、接近角角度以及潤滑油對拔絲的影響。在冷拔絲過程中，要觀察潤滑劑薄片的狀況和拔絲產(chǎn)生的廢料情況，根據(jù)觀察結(jié)果選用適宜的潤滑劑。觀察時的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：①拔絲材料是否出現(xiàn)桔皮狀粗糙；②拔絲材料是否被潤滑皮膜覆蓋，是否有金屬光澤；③潤滑劑薄片的形狀、大小、顏色是否發(fā)生變化；④拔絲產(chǎn)生的廢料量是否不斷增加。潤滑劑薄片從模具出口出來時，應(yīng)是紙片狀細(xì)長地連續(xù)產(chǎn)生，并且在連續(xù)拔絲的情況下，逐漸變小，呈粉末狀。潤滑狀態(tài)不良時，潤滑劑發(fā)生碳化、顏色變黑。拔絲產(chǎn)生的廢料與潤滑劑熔融為一體成為固化物。這種固化物大量殘留在模具入口時，會影響潤滑劑進(jìn)入模具，使?jié)櫥饔蔑@著下降。3 結(jié)語今后對不銹鋼鋼絲制造的要求是進(jìn)一步提高效率、降低成本。提高拔絲速度是提高不銹鋼鋼絲生產(chǎn)效率的有效方法。為了不降低不銹鋼鋼絲的韌性，需要對鋼絲進(jìn)行強(qiáng)化冷卻以及提高皮膜和潤滑劑的潤滑性。在環(huán)境保護(hù)方面，為減少廢酸和處理淤泥的量，應(yīng)進(jìn)行廢酸回收和處理淤泥有效利用的研究，進(jìn)一步應(yīng)拋棄用酸清洗和除鱗的傳統(tǒng)除鱗方法，推廣機(jī)械除鱗工藝。 不銹鋼的主要成分是Fe（50%以上），此外，一般還含有Cr（11%以上）。不銹鋼“不銹”的原因是在生產(chǎn)過程中，鋼的表面被氧化，生成鈍化膜，從而使鋼具有耐蝕性和抗氧化性。當(dāng)鈍化膜有瑕疵時，在大氣中有氧的環(huán)境下，鈍化膜可以再生。但在不能再生的環(huán)境下，即使是不銹鋼也會生銹。添加了Cr、Ni、Mo 的不銹鋼，不僅耐蝕性和抗氧化性良好，而且提高了鋼的耐熱性和高溫強(qiáng)度、硬度。在冷加工時，選擇適宜的熱處理條件和拔絲條件可以改變不銹鋼的物理性能和力學(xué)性能。 1 不銹鋼的種類按照鋼的組織，可將不銹鋼分為五大類別：①奧氏體不銹鋼；②鐵素體不銹鋼；③馬氏體不銹鋼；④奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼；⑤析出硬化不銹鋼。1.1 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的代表牌號是18Cr-8Ni。奧氏體不銹鋼具有從低溫到高溫的穩(wěn)定力學(xué)性能，并且具有良好的耐蝕性和加工性，廣泛用于化工機(jī)械、食品機(jī)械等產(chǎn)業(yè)機(jī)械和器具。奧氏體不銹鋼具有很大的加工硬化性，冷加工就可以使奧氏體不銹鋼達(dá)到高強(qiáng)度化。這是應(yīng)變誘發(fā)相變的結(jié)果。冷加工使γ相（面心立方晶格）發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)棣粒啵w心立方晶格）。拔絲速度和加工溫度對應(yīng)變誘發(fā)相變有很大影響，通過對冷加工條件的控制，可以改變鋼的硬化程度。 1.2 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼是含有Cr 的鐵基合金（例如，18Cr 鋼）。鐵素體不銹鋼α相在常溫、高溫下都是穩(wěn)定相，急冷熱處理也不發(fā)生硬化。鐵素體不銹鋼熱處理的目的是消除加工應(yīng)變，降低硬度，獲得韌性。鐵素體不銹鋼退火冷卻時，如果緩慢冷卻到500 ℃以下，會發(fā)生脆化，所以，應(yīng)從650 ℃附近開始空冷。鐵素體不銹鋼的加工硬化性不如奧氏體不銹鋼明顯，因此冷加工性良好。為了進(jìn)一步提高鐵素體不銹鋼的加工性，開發(fā)出降低C、N 含量、添加少量Ti 、Nb 的鐵素體不銹鋼。1.3 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼的耐蝕性雖然不及其他不銹鋼，但淬火硬化性高，適用于要求強(qiáng)度和耐磨性的用途。馬氏體不銹鋼的C 含量越多，硬化性越高，但耐蝕性下降。馬氏體不銹鋼在冷加工前要進(jìn)行退火，以消除內(nèi)部應(yīng)力和調(diào)整組織。C 含量高的馬氏體不銹鋼中有一次碳化物和二次碳化物，所以冷加工困難，有時要進(jìn)行溫加工或熱加工。1.4 奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼是具有奧氏體和鐵素體兩種組織的不銹鋼，因此，其特性介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間。調(diào)整鋼中的奧氏體量和鐵素體量的比例，可以改變雙相不銹鋼的各種特性。雙相不銹鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高，所以冷加工時，要求高的加工應(yīng)力。雙相不銹鋼的加工硬化性小于通常的奧氏體不銹鋼。1.5 析出硬化不銹鋼析出硬化不銹鋼是在對鋼進(jìn)行固溶處理后，使Al、Ti、Cu 等元素的化合物在基鋼上析出、發(fā)生硬化的不銹鋼。析出硬化不銹鋼的硬化熱處理溫度低于馬氏體不銹鋼，所以熱處理變形和氧化鐵皮的問題不嚴(yán)重。此外，析出硬化不銹鋼的耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼。析出硬化不銹鋼用于軸類部件、渦輪機(jī)部件、彈簧等。SUS630 在固溶狀態(tài)下是馬氏體組織，所以冷加工受到制約。而SUS631 在固溶狀態(tài)下是柔軟的奧氏體組織，所以容易進(jìn)行加工。 2 典型的不銹鋼鋼絲制造工藝以下對各工序的目的進(jìn)行說明。 2.1 熱處理 1）固溶處理固溶處理的目的是，將奧氏體不銹鋼線材熱加工時，析出的Cr 碳化物和σ 相等固溶在奧氏體內(nèi)，獲得均勻的組織。通過再結(jié)晶軟化和內(nèi)應(yīng)力消除，使鋼的延性、韌性、耐蝕性、耐熱性得到恢復(fù)。如果固溶處理后，Cr 碳化物在晶界上析出，晶界附近形成貧Cr 區(qū)，成為晶界腐蝕的原因，降低鋼的耐蝕性和加工性。 2）光亮退火處理不銹鋼冷加工引起的應(yīng)變誘發(fā)馬氏體，使鋼硬化、韌性下降、并且使耐蝕性不良。如果鋼中殘留內(nèi)部應(yīng)力，會產(chǎn)生時效裂紋、腐蝕裂紋和殘留應(yīng)力釋放導(dǎo)致的變形。因此，要將應(yīng)變誘發(fā)馬氏體返回為奧氏體，消除內(nèi)應(yīng)力。在氫氣或惰性氣體氣氛中進(jìn)行退火，不使不銹鋼因熱處理失去金屬光澤的退火處理叫做光亮退火處理。 3）退火處理為了對馬氏體線材進(jìn)行冷加工，必須對線材進(jìn)行退火軟化處理。退火處理有完全退火和低溫退火（消除應(yīng)變退火）。完全退火是將退火材料加熱到高于轉(zhuǎn)變點50℃-100 ℃的高溫區(qū)，并進(jìn)行充分均熱，然后緩慢冷卻，使碳化物成球狀均勻析出在基鋼上。碳化物球化不充分時，不能使鋼充分軟化，在后續(xù)的冷加工中，會產(chǎn)生裂紋和淬火回火后硬度不均勻。完全退火需要在高溫下長時間保溫，而低溫退火加熱溫度低，退火所需要的時間短。低溫退火的目的是使材料軟化，以便進(jìn)行冷加工，鋼的組織沒有大的變化。鐵素體不銹鋼線材經(jīng)熱處理后，硬度幾乎沒有變化。所以鐵素體不銹鋼線材的熱處理基本上都是退火。退火的目的是組織均勻化、完全軟化、提高耐蝕性和韌性。如果鐵素體不銹鋼線材的處理溫度高于正確的退火溫度，則會發(fā)生晶粒顯著粗大、發(fā)生脆化。對于鐵素體不銹鋼線材來說，晶粒度是重要的質(zhì)量指標(biāo)。 2.2 酸洗（除鱗）不銹鋼的氧化鐵皮致密而堅固、化學(xué)成分復(fù)雜。不銹鋼的化學(xué)除鱗方法一般采用鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸以及鹽浴處理相組合的處理方法。其中奧氏體不銹鋼的耐酸性很強(qiáng)，一般用氟硝酸處理。機(jī)械除鱗方法有噴丸、輥壓彎曲、研磨等方法。機(jī)械除鱗方法不需要廢酸處理設(shè)備，并且可以在熱處理作業(yè)線或拔絲作業(yè)線上高效率除鱗。所以考慮到環(huán)保因素，采用機(jī)械除鱗的實例不斷增加。 2.3 皮膜處理為減小線材與拔絲模具的摩擦力、防止鋼絲表面缺陷的發(fā)生和防止模具磨損，需要對線材表面進(jìn)行皮膜處理。皮膜的種類有樹脂皮膜、水溶性皮膜和草酸皮膜。過去，多采用將四氯乙烯作為溶質(zhì)的氯系樹脂皮膜。為了控制揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放，改用水溶性皮膜。高強(qiáng)度線材高加工率時，使用草酸皮膜。草酸皮膜可以耐高壓力和加工發(fā)熱，防止熱粘結(jié)的發(fā)生。 2.4 拔絲加工不銹鋼等高強(qiáng)度線材拔絲時，如果模具的耐久性不良，模具就會產(chǎn)生桔皮狀粗糙和磨損，從而導(dǎo)致鋼絲表面產(chǎn)生桔皮狀粗糙和表面缺陷。因此，不銹鋼拔絲模具一般使用金剛石模具。在對不銹鋼進(jìn)行冷拔絲時，不僅要考慮模具材質(zhì)對拔絲的影響，而且要考慮模具孔型、接近角角度以及潤滑油對拔絲的影響。在冷拔絲過程中，要觀察潤滑劑薄片的狀況和拔絲產(chǎn)生的廢料情況，根據(jù)觀察結(jié)果選用適宜的潤滑劑。 觀察時的判斷標(biāo)準(zhǔn)是： ①拔絲材料是否出現(xiàn)桔皮狀粗糙； ②拔絲材料是否被潤滑皮膜覆蓋，是否有金屬光澤； ③潤滑劑薄片的形狀、大小、顏色是否發(fā)生變化； ④拔絲產(chǎn)生的廢料量是否不斷增加。潤滑劑薄片從模具出口出來時，應(yīng)是紙片狀細(xì)長地連續(xù)產(chǎn)生，并且在連續(xù)拔絲的情況下，逐漸變小，呈粉末狀。潤滑狀態(tài)不良時，潤滑劑發(fā)生碳化、顏色變黑。拔絲產(chǎn)生的廢料與潤滑劑熔融為一體成為固化物。這種固化物大量殘留在模具入口時，會影響潤滑劑進(jìn)入模具，使?jié)櫥饔蔑@著下降。3 結(jié)語今后對不銹鋼鋼絲制造的要求是進(jìn)一步提高效率、降低成本。提高拔絲速度是提高不銹鋼鋼絲生產(chǎn)效率的有效方法。為了不降低不銹鋼鋼絲的韌性，需要對鋼絲進(jìn)行強(qiáng)化冷卻以及提高皮膜和潤滑劑的潤滑性。在環(huán)境保護(hù)方面，為減少廢酸和處理淤泥的量，應(yīng)進(jìn)行廢酸回收和處理淤泥有效利用的研究，進(jìn)一步應(yīng)拋棄用酸清洗和除鱗的傳統(tǒng)除鱗方法，推廣機(jī)械除鱗工藝。 安平縣振超金屬絲網(wǎng)制品廠座落于被國家五金協(xié)會予名的“中國絲網(wǎng)之鄉(xiāng)”的河北省安平縣，是專業(yè)致力于不銹鋼絲網(wǎng)、不銹鋼板網(wǎng)生產(chǎn)與研發(fā)的廠家，不銹鋼材質(zhì)有201、304、304L、316、316L、321、314、431、310s等。 主要產(chǎn)品有不銹鋼軋花網(wǎng)、不銹鋼電焊網(wǎng)、不銹鋼勾花網(wǎng)、不銹鋼編織網(wǎng)、不銹鋼沖孔網(wǎng)、不銹鋼拉伸網(wǎng)、不銹鋼裝飾網(wǎng)、不銹鋼篩網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)筐籃、不銹鋼分樣篩、不銹鋼濾網(wǎng)等。產(chǎn)品多用于礦業(yè)、航天、航空、石油、化工、食品、醫(yī)藥、橡膠、塑料、機(jī)械等行業(yè)。 振超網(wǎng)業(yè)http://www.ddwxmy.com |
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