专利名称：梅花型冷拔扁钢的模具和工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢材冷拉拔模具和冷拉拔工艺，特别是具有定形工作锥面与工作锥角的硬质合金冷拉拔模具，其变形区呈梅花型，有五个工作锥角和二十个工作锥面，用于将圆钢一次拉拔为成品扁钢，可提高道次变形率，减少拉拔道次，解决粘模、崩模等问题，降低生产成本，提高拔制效率。
目前，国内外金属拉拔机中所用的冷拔扁钢模具，均为锥形冷拔模，采用圆钢做坯料拔制扁钢时，坯料在模具中变形靠四个工作锥面和一个工作锥角导入和压缩，这样就限制了变形量的增加，因而需要多次更换不同形状及尺寸规格的模具，进行多道次拔制才能逐步拉拔为成品。对于宽高比数较大的冷拉扁钢传统工艺是先用热轧机轧成比冷拉扁钢大的尺寸，然后再经锥形模拉拔成品。如果用以上两种工艺生产，成本过高，生产效率太低。
本发明的目的是针对上述扁钢冷拔模具的缺点，对其进行改进，研制成梅花型冷拔扁钢模具，从而提高道次变形量，减少拉拔道次，改善了拉拔工艺，同时解决大变形量拉拔时容易产生的粘模、崩模等问题，可降低生产成本，提高拔制效率。
本发明在现有锥形冷拔模的基础上，增加了工作锥面与工作锥角，在模具入口端形成二十个工作锥面和五个工作锥角，其二十个锥面构成梅花型，称为梅花型冷拔模具。
下面结合附图详细介绍梅花型冷拔扁钢模具的结构和原理。
图1是梅花型冷拔扁钢模具的正视图;
图2是梅花型冷拔扁钢模具的剖视图;
图3是梅花型冷拔扁钢模具的B局部剖视图;
图4是整形模具的正视图;
图5是整形模具的剖视图;
图6是整形模具的B局部剖视图;
图7是冷轧机的孔型。
图2中α1是模具的梅花瓣面部工作锥角，其值为17～22度，α2为第一梅花瓣椭圆部分工作锥角，其值为10～12度，α3为第二梅花瓣椭圆部分工作锥角，其值为9～11度，α4为第三梅花瓣椭圆部分的工作锥角，其值为9～10度，模具入口锥角α6，其值为17～20度。图2中α5为梅花瓣根部工作锥角，其值为7～10度。
当圆断面坯料进入梅花型冷拔模的工作带时，首先形成由二十个工作锥面构成的二十面锥体，随后逐渐形成四个角部充挤良好的四面矩形锥体，然后即进入定形带，经过均整定型，形成成品扁钢。在该模具中五个工作锥角与二十个工作锥面的配合增大了由圆断面到扁钢矩形断面的变形量，并改变了金属在模具中的成形条件，断面压缩变形与长度延伸变形同时进行，以形成符合标准要求的冷拔扁钢。
实验结果表明，对于A3和45＃钢的圆钢在梅花形冷拔模中的最高道次变形率已达48%。比一般使用锥形模所允许的道次变形率提高2。1～3。8倍，以相同的优质圆钢坯料拔制成相同规格的扁钢成品，拉拔道次由4～10道减少到一次成材，且一次成材的扁钢成品质量符合GB906～82的技术标准要求。由于各锥面的不同入口锥角结构有利于钢材变形时的润滑，解决了拔制时易发生角部粘模的问题。同时由于五锥角二十锥面的锥形结构改变了模具的受力状态，避免了因拔制变形率增大而产生的崩模现象。
对于要求宽高比数较大的扁钢，为了使成品扁钢表面质量和各项机械性能指标进一步提高，在使用梅花型冷拔模拔制扁钢的过程中，往往需要增加一道冷轧整形轧制，使用专门设计的冷轧整形辊和拉拔整形模进行拉拔。该整形模具的结构如图4、图5所示，由入口锥角、工作带、定形带、出口带四部分组成，工作锥面为四个弧形工作面，均成双锥角梅花型整形冷拔模，其中入口工作锥角α9为15～20度，椭圆工作锥角α7为10～12度，角部锥角α8为8度，入口锥角α10为20～27度，也可视使用时的具体情况而定，定形带断面呈图示的凸边矩形。
整形模具与梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品扁钢，其表面质量和机械性能更好，严格符合国际的技术标准要求。本发明可用于以圆钢为坯料生产各种规格扁钢的冷拔机中。
本发明与现有锥形冷拉拔模具相比，可提高拔制效率2～5倍，降低生产成本2～3倍，提高道次最大变形率2。1～3·2倍，且表面质量、机械性能等检验项目均符合GB906～82，GB3078～82的相应技术要求。
下面是本发明的一个实施例将φ28mm的45＃优质碳素结构热轧圆钢冷轧一次，成形为椭圆形后再退火、酸洗、润滑，然后经五锥角二十锥面梅花形成品模具拔制成对边距为10×30mm的成品扁钢。经此工艺拔制的成品扁钢与现有工艺利用锥形冷拔模拔制的相同材质、规格的成品扁钢相比，其道次变形率提高3。1倍，拔制道次减少8倍，生产成本降低4倍。
权利要求
1.一种钢材冷拉拔模具，特别是具有定形工作锥角与工作锥面的硬质合金冷拉拔模具。其特征在于该冷拉拔模具变形区呈扁梅花型，有五个工作锥角二十个工作锥面，其中有三个不同椭圆的工作锥角十二个不同椭圆的工作锥面用于拉拔扁钢。
2.根据权利要求1所述的冷拉拔模具，其特征在于所说的五个工作锥角分别为梅花瓣面部工作锥角α1，其值为17～22度;梅花瓣根部工作锥角α5，其值为7～10度;梅花瓣三个不同椭圆面部分的工作锥角分别为α2，其值为10～12度;α3其值为9～11度;α4其值为9～10度，模具入口锥角α6，其值为17～20度。
3.一种钢材冷拉拔工艺，其特征在于使用梅花型冷拉拔模具，可将优质圆钢一次拉拔为成品扁钢，对宽高比大的扁钢，则需先经冷轧机的椭圆形孔型整形一次，对宽高比数小的扁钢，可以用整形冷拉拔模具拉拔一次。然后再经梅花型冷拉拔模具一次拉拔为成品扁钢。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于所述的整形冷拉拔模具有两个工作锥角，椭圆工作锥角α7，其值为10～12度;入口工作锥角α9，其值为15～20度;角部锥角α8，其值为8度，入口椭角α10，其值为20～27度，定型带断面呈凸边矩形。
全文摘要
本发明涉及一种钢材冷拔模具及使用该模具将圆钢拉拔为扁钢的工艺。该模具为具有定形工作锥角与工作锥面的硬质合金冷拉拔模具，其特征在于其变形区呈扁梅花型。有五个工作锥角和二十个工作锥面，其中有三个不同椭圆的工作锥角和十二个不同椭圆的工作锥面，使用该模具可将优质圆钢一次拉拔为成品扁钢。断面压缩率最高可达48.4％对宽高比数大的扁钢，可先经专用的冷轧机冷整形一次，对宽高比数小的扁钢也可以用冷拉拔模具整形一次。然后再经梅花型冷拉拔模具一次拉拔为成品扁钢。使用本发明的模具和工艺可提高道次变形率，减少拉拔道次，解决粘模、崩模等问题，降低生产成本，提高拔制效率。
文档编号B21C3/02GK1040523SQ8910474
公开日1990年3月21日 申请日期1989年7月25日 优先权日1989年7月25日
发明者苏志英 申请人:河北省文安县安里屯冷拉钢材厂