专利名称：钢丝热处理与调直复合加工工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属加工工艺及其设备，特别是一种钢丝热处理与调直复合加工工艺及其装置。本发明的工艺和装置适合机械加工厂采用。
背景技术：
在已有技术中，钢丝的生产是连续化的，经轧延后的钢丝一般都卷成盘状供应使用单位，使用单位必须将它调直后才能使用，有些钢丝还要经过热处理提高其物理性能。对于圆形截面钢丝的调直技术相对比较成熟，但对于异形截面钢丝的调直仍存在很大的难度，不但工装复杂，而且难以达到一致性的效果。此外还容易伤害钢丝的表面。虽然张力调直是钢丝调直的一种方法，但此法只适合细钢丝的调直，不宜用于粗的钢丝或非圆形截面的钢丝，因此存在很大的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适应性广、可调直各种截面形状和尺寸的钢丝，并可同时对钢丝进行热处理提高钢丝物理性能的钢丝热处理与调直复合加工工艺及其装置。
本发明的钢丝热处量与调直复合加工工艺包括有使用一台张力装置对钢丝施加张力，其步骤如下<1>让钢丝连续通过一个电加热器的两个电接触触点，使两触点间的钢丝被加热到的需要的热处理温度；<2>让加热后的钢丝通过一个喷淋冷却流体的控制冷却装置，使钢丝快速冷却进行所需的热处理；<3>让处理后的钢丝通过一个由夹持辊轮和张力电机构成的张力装置，使钢丝在热态下被拉直，并在随后的冷却过程中定型。
用于实现本发明的工艺的装置包括有一台张力装置，其特征在于还有(a)一个由两个轴承架、两个电接触触头以及一台可调试低电压大电流变压器构成的电加热器，两个电接触触头分别设置在两个轴承架上，可调式低电压大电流变压器的输出端分与两个轴承架连接。
(b)置于电加热器后端的设有若干个冷却流体喷淋口的喷淋管和阀门构成的控制冷却装置。
(c)张力装置设置于控制冷却装置的后端。
在本发明的优选方案中所述的电加热器输出电压为20-70V，输出电流为100-5000A。以便保证生产过程中的安全性和可操作性，并尽量减少对电网的冲击。具体的操作电压及电流根据生产率、加热温度和钢丝截面大小来决定。
所述的电加热器的两个电接触触的距离，即钢丝加热段长度1-10米为合适。太长导致钢丝震动，影响操作；太短会导致电流过高，使加热速度太快，不易控制。钢丝加热段长度L与电压U和电流I以及被处理钢丝的长度电阻率ρ(欧姆/米)存在如下关系L＝U/I/ρ所述的电接触触头为一个是中间开有钢丝槽的双辊子式触头，由可调速电机、减速箱和一对啮合的齿轮带动转动。
在电加热器两个电接触触头之间的钢丝加热段上还设有一个保温套管，以减少热损失。
本发明所采用的张力装置如已有技术一样，由支架、开有钢丝槽的双辊子和力矩电机组成。亦可采用电机带动摩擦片来产生力矩代替力矩电机，但以力矩电机为好，它容易控制，所产生的力矩比较稳定。张力装置施给钢丝的张力以20-50公斤为合适，一般以其张力能将钢丝拉直，又不会将钢丝拉细为限。
至于本发明所采用的钢丝走线速度，由于此参数与加热温度、输入的功率及加热段的长度有关，当加热温度提高及加热段长度增加时，则走线速度减少；而输入功率增大则走线速度增加。因此，走线速度的选定的选定应以实测为准。
电加热装置所用的电接触触头的辊子可用钢或铜制成，在辊面上根据要处理的丝材截面形状加工相应的槽型，以保证辊子与钢丝获得最大限度的接触，同时亦防止钢丝变形。
在需要进行钢线热处理与调直复合工艺时，将盘状的钢丝拉出，让其穿过电加热装置的两对接触辊子，经过控制冷却装置后再穿过张力装置的夹持辊子，然后调整好走丝速度、加热段长度、电加热装置的输出电压和电流、所采用喷淋流体(压缩空气、水或油)的流量与压力以及张力装置的张力，即可启动各装置对钢丝进行调直与热处理品。从张力装置后端拉出的钢丝可通过设置在张力装置后端的切料机按所需长度进行下料。
从本发明所采用的工艺及其装置可以看出，本发明与已有技术相比具有如下优点1、可调直不同钢种、不同尺寸和截面的钢丝，适应性好，不变形，调直精度高。
2、在调直的同时可对钢丝进行包括退火、谇火、固溶以及调质等热处理，改善钢丝的物理性能。
3、本发明所采用的工艺及其装置比较简单、容易操作、稳定性好，便于推广应用。
图1为实现本发明工艺所采用的装置的结构示意图。
图2为图1中沿A-A线的剖视图。
图3为图1中沿B-B线的剖视图。
如图1所示，本发明的工艺所采用的装置由电加热装置1、控制冷却装置2和张力装置3组成。如图2所示，电加热装置1是由两个轴承架4、两对由两个钢制的中间开有钢丝槽的辊子构成的电接触触头5以及一台可调式低电压大电流变压器6组成。可根据所需的钢丝加热段长度调整两个轴承架4之间的位置。在其中一个电接触触头5的辊子上安装一台调速电机7和减速箱8并通过一对相互啮合的齿轮9带动上下两个辊子转动。可调式低电压大电流变压器6输出端的两根导线分别与两个轴承架4连接。保温套管10设在两个电接触触头5之间的中心线上。控制冷却装置2设置于电加热器1的后端。该控制冷却装置2由一根置于钢丝上方、开有若干个喷淋口的喷淋管11和一个阀门12组成，使用时，将该喷淋管11与外接冷却流体供应装置连接便可。外接冷却流体可以是空气、水或油。张力装置3紧接控制冷却装置2的后端。该张力装置3由支架13，装于支架14上的一对开有钢丝槽的辊子14和一台与辊子14连接的力矩电机15组成，在上下辊子14的转轴上还装有一对相互啮合的齿轮16(如图3所示)。图1中17为钢丝。
本发明的钢丝热处理与调直复合架工工艺有如下实施例实施例1固溶态φ5毫米SUS304不锈钢钢丝直条的生产电压为50V、电流为500A，加热段长度4米，最高加热温度1050℃，采用水冷却，张力20-50公斤，走线速度8米/分。
实施例2硬态φ6毫米GCr15轴承钢直条的生产电压50V、电流800A，加热段长度4米，加热温度860℃，采用压缩空气冷却，张力40-70公斤，走线速度8米/分。切裁后的钢丝送到回炉进行回火。
实施例3固溶态4×705毫米椭圆截面SVS304不锈钢钢丝直条的生产电压40V，电流450A，加热段长度，加热温度1050℃，采用水冷却，张力为20-50公斤，走线速度8米/分。切裁后送回火炉回火。
权利要求
1.一种钢丝热处理与调直复合加工工艺，包括有使用一台张力装置对钢丝施加张力，其特征在于按如下步骤进行<1>让钢丝连续通过一个电加热装置的两个电接触触点，使两触点间的钢丝被加热到的需要的热处理温度；<2>让加热后的钢丝通过一个喷淋冷却流体的控制冷却装置，使钢丝快速冷却进行所需用热处理；<3>让处理后的钢丝通过一个由夹持辊轮和张力电机构成的张力装置，使钢丝在热态下被拉直，并在随后的冷却过程中定型。
2.一种实施上述复合加工工艺的装置，包括有一台张力装置(3)，其特征在于还有(a)一个由两个轴承架(4)、两对接触触头(5)以及一台可调试低电压大电流变压器(6)构成的电加热装置，两个电接触触头(5)分别设置在两个轴承架(4)上，可调式低电压大电流变压器(6)的输出端分别与两个电接触触头(5)连接。(b)置于电加热器后端的设有若干个冷却流体喷淋口的喷淋管(11)和阀门(12)构成的控制冷却装置(2)。(c)张力装置(3)设置于控制冷却装置的后端(2)。
3.根据权利要求1所述的复合加工工艺，其特征在于电加热器输出的电压为20-70伏特，电流为100-5000安培。
4.根据权利要求1所述的复合加工工艺，其特征在于钢丝加热段长度为1-10米。
5.根据权利要求1所述的复合加工工艺，其特征在于张力装置的张力为20-50公斤。
6.根据权利要求2所述的复合加工装置，其特征在于电加热装置(1)两个电接触触头(5)间的钢丝加热段上还设有一个保温套管(10)。
7.根据权利要求2所述的复合加工装置，其特征在于电接触触头(5)为一个中间开有钢丝槽的双辊子式触头，由可调速电机(7)、减速箱(8)和一对啮合的齿轮(9)驱动。
全文摘要
本发明提供一种钢丝热处理与调直复合加工工艺及其装置，其特征是让钢丝通过一个有两个电接触触点的电加热装置使钢丝加热到所需的热处理温度，随后让钢丝通过一个控制冷却装置让其冷，最后让钢丝通过一个张力装置拉直即可。该工艺所采用的装置包括有一台张力装置，其特征在于还有一个由两个支承架、两个电接触触头以及一台低电压大电流变压器构成的电加热器和一个置于电热加热器后端的设有若干个冷却流体喷淋头的喷淋管和阀门构成的冷却控制装置，张力装置设置于控制冷却装置的后端。本发明具有结构简单、容易操作、适应性好、不变形、调直精度高以及可以同时对钢丝进行热处理等优点。
文档编号B21F1/02GK1450181SQ0211505
公开日2003年10月22日 申请日期2002年4月9日 优先权日2002年4月9日
发明者安爱民 申请人:广东省钢铁研究所