淺談高精度熱處理鋼絲生產工藝

【摘?要】高精度熱處理鋼絲作為冷拉冷軋鋼絲的原料，在機械加工業、紡織工業、密封鋼絲繩、結構鋼絲和制釘鋼絲等領域應用廣泛，其在尺寸精度、強度散差、表面涂層均有較高的標準要求，如何在實際生產過程中通過工藝控制達到其技術標準，是大生產中的必要的課題。

【關鍵詞】高精度;熱處理鋼絲;生產工藝

Talking about production technology of high precision heat treated steel wire

高精度熱處理鋼絲主要用作冷拉圓形鋼絲、冷軋異形鋼絲的原材料，廣泛應用到機械加工業、紡織工業、密封鋼絲繩、結構鋼絲和制釘鋼絲等領域，需求量較大，但其在尺寸精度、強度散差、表面涂層的技術標準也相對較高，筆者針對高精度熱處理鋼絲的技術標準，結合實際生產過程中的工藝控制，作簡要探討。

1、高精度熱處理鋼絲技術標準

高精度熱處理鋼絲尺寸精度、強度散差、表面涂層直接影響后續加工成品的性能，通常對尺寸精度要求在±0.02mm，強度散差要控制在±50Mpa以內，并要求面縮性能目標值在40%左右，表面涂層因后續加工工藝而定，一般為表面硼砂或者表面磷化層達到一定的要求。

2、實際生產中的工藝控制

2.1拉拔生產

要滿足較高的成品尺寸要求，必須嚴格控制拉拔模具材質的硬度、入口角及定徑帶的長短，此外，模鏈設計是鋼絲拉拔的重要環節，模鏈設計合理與否直接影響成品鋼絲性能，行業經驗普遍認為高碳鋼拉拔模鏈單道次最高壓縮率不得超過25%，而我們實際生產中發現，中低碳鋼拉拔過程中單道次最高壓縮率一旦超過20%，鋼絲所需的潤滑條件將明顯提高，并且成品道次壓縮率應更低，否則極易造成成品鋼絲直徑超差。

2.2熱處理生產

在拉拔過程中，鋼絲的結構會被破壞，晶粒被拉長，斷裂，想要達到對應的強度散差、面縮性能，鋼絲必須經過燃氣爐加熱，使晶粒重新形成滲碳體。在爐子中，被破壞的滲碳體重新融合;在淬火槽中，滲碳體重新排列。

溫度超過723°（取決于鋼絲成分及加熱速度）鋼絲會奧氏體化（詳見圖1 奧氏體組織轉變C曲線）。碳原子滲透到間隙里去，需要一定的時間，這就是為什么我們要使鋼絲加熱到更高的溫度。奧氏體化要盡可能的均勻，需要有很好的溫度及足夠的時間讓碳原子擴散。但如果鋼絲停留在爐子時間太長，晶粒會長得很大。

燃氣爐分為加熱區和保溫區，具體區數因設備廠家可能存在差異，但鋼絲在爐子加熱區要達到950°左右是一致的，保溫區提供鋼絲一個擴散（溶解）的時間，怎樣理想的爐溫分布呢，鋼絲在爐中可以分為幾個階段：

加熱一段：在該區域形成保護性的氧化皮（FeO），顏色更暗，吸熱更快。理論上，當離開加熱一段時已達到轉變溫度>723°。

加熱二段：在理想情況下，該區應該提供所有的熱量來使得珠光體向奧氏體轉變。整個轉變過程中是等溫轉變，熱量提供給組織結構的轉變。

加熱三段：鋼絲被加熱到最終溫度950°左右，此時奧氏體轉變可能還在進行。

保溫階段：保溫區提供一定的時間讓如光亮鋼絲等吸熱慢的鋼絲達到所需的溫度。

爐子各區溫度等于設定溫度，尤其最后區的溫度和燃燒壓力，因為鋼絲在前面區已充分受熱，在最后區僅需補充鋼絲損失的熱量（保溫）。

面縮率是能衡量奧氏體化的重要參數，面縮率的取樣測量必須在24小時以內，否則會產生時效，數值會偏高。如果面縮率值偏高，說明鋼絲溫度太低，保溫時間太短，晶粒太小。碳沒有完全溶解，有殘留碳化物。如果面縮率值偏低，說明鋼絲溫度太高，晶粒增長速度慢，單個奧氏體晶粒太大。鋼絲的延展性差、有脫碳的風險，鋼絲過氧化。

我們也可以通過檢查晶粒尺寸來看溫度設定是否好，正常的晶粒20-25μ。如晶粒太大，則保溫溫度太高，適當降低爐溫。如晶粒正常，不要輕易更改保溫區的溫度，應通過改變前幾區的溫度來調整第四區的燃燒壓力。

AQ水淬火調整的目的是要得到要求的強度。當強度超出上標準時，減小淬火長度（反之，則增加淬火長度），并視復測結果決定是否需要繼續調整。

2.3 表面涂層

表面涂層通常要求為硼砂含量或磷化層含量，由于磷化工藝路徑較多，本次僅針對涂硼工藝作探究，鋼絲表面涂硼的優點是：與鋼絲粘著性好，有中和殘酸作用;缺點是：易于吸濕，造成鋼絲表面生銹。生產過程中我們通常關注槽液濃度及溫度指標，溫度保持在90±5℃，并根據表面涂層檢測結果進行槽液調整。

3結論

1.合理設計拉拔模鏈并保證模具品質是保障鋼絲尺寸精度的關鍵;

2.熱處理工藝是實現鋼絲組織轉變，保障鋼絲強度散差、面縮指標的重要工序，合理的爐溫分布工藝尤為重要;

3.表面涂層的要求需要我們生產過程中關注槽液濃度及溫度指標，并根據鋼絲表面檢測結果及時進行調整。

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作者簡介：

孫曉暉（1992.08.02），男，漢族，江蘇南通，本科，助理工程師，金屬材料加工。

（作者單位：江蘇寶鋼精密鋼絲有限公司）