专利名称：一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺，属于金属制品设备加工技术领域。
背景技术：
拉丝机卷筒表面直接接触被拉拔线材，承受拉拔力所形成的对卷筒外壁的正压力，同时还存在两个方向的摩擦力一是由于拉拔过程是靠被拉线材缠绕在卷筒上产生的静摩擦而被卷筒牵动进行的，所以存在圆周方向的摩擦力，二是由于拉拔过程中被拉线材必须从拉拔进线区逐渐挤向出线区，因此，被拉线材与卷筒表面之间存在沿轴向的摩擦力。 卷筒上线材进线位置的压力为拉拔力，出线位置的压力为初拉力或反拉力，相关研究表明初拉力仅为拉拔力的15 20%，最大不超过30%，缠绕的圈数越多，初拉力越小。说明卷筒所受压力从进线端到出线端，呈逐渐减小的分布态势；由于摩擦力与正压力成正比，摩擦力也呈逐渐减小的分布态势。从使用的情况看，进线位置不仅磨损较为严重，而且出现圆周被勒陷出较深的槽和边上的金属隆起的现象，说明卷筒的表面不仅发生了磨损，而且发生了塑性变形；而靠近出线端，磨损和勒陷得现象都很轻微，这说明越靠近进线端，正压力越大， 摩擦力也越大。据了解，卷筒表面处理方式大致可以分为三种第一种是整体中高碳钢表面淬火，一般硬度HRC53 55，表面硬度不够，进线端磨损严重，耐用度低。第二种是中低碳钢表面喷熔自熔性合金，主要问题是基体硬度不够，难以支撑很薄的表面硬层，卷筒表层破坏的方式往往表现为圆周被勒陷出较深的槽和边上的金属隆起，大直径卷筒尤为突出，大直径卷筒用于大线拉拔，拉拔力也大。第三种是中低碳钢表面堆焊高硬度合金，主要问题是加工难度大，当硬度超过 HRC60以后，由于堆焊层极不规则和断续切削，加工几乎无法进行。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述技术的不足，提供一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺，拉丝机卷筒由于有高强度基础硬层的支撑，彻底解决了拉拔区基体由于不能承受过大的圆周正压力而产生的塑性变形，导致合金层(厚度1 1. 2mm)表面硬层开裂、崩壳、起层现象，保证了表面硬层有效发挥耐磨作用，从而大幅提高了卷筒质量。本发明的拉丝机卷筒包括卷筒本体、堆焊层和喷熔层。所述拉丝机卷筒的工作面沿轴线方向可分成三个区域卷筒下部被拉拔线材进线端的区域为拉拔区，线材出线端区域为出线区，拉拔区与出线区之间的区域为过渡区。本发明充分考虑拉丝卷筒受圆周正压力和摩擦力双重力作用的使用情况，同时根据以上三区域的受力差异性，拉拔区是受压力和摩擦力都最大的区域，表面处理工艺采用堆焊与火焰粉末喷熔自熔性合金叠加方式重点保证，卷筒采用低碳钢本体，在本体表面上用堆焊方式获取较厚(5 7mm)中等硬度(HRC ^ 40)的表层，用作拉拔区的基础硬层，同时作为过渡区和出线区的工作表面层；拉拔区进线位置以上的一定高度上(约60 100mm)，在基础硬层的基础上，采用火焰喷熔自熔性合金形成高硬度(HRC ^ 60)薄型(1 1. 2mm)表面硬层， 作为拉拔区的工作面，满足钢丝拉拔卷筒不同部位的受力要求，达到利于降低制造成本，提高加工工艺性能的目的。本发明的有益效果1、卷筒本体采用低碳钢板卷制，塑性好，易于制作。2、低碳钢焊接性能好，在本体上焊接中等硬度的堆焊层与本体之间结合牢固，且由于采用中碳低合金钢堆焊合金材料(如D172GCr2Mo))，焊接层不易产生裂纹，并易于机械加工。3、本发明充分考虑拉丝卷筒受圆周正压力和摩擦力双重力作用的使用情况，同时充分利用上述三区域的受力差异性，把卷筒表面受正压力最大和摩擦力最大的拉拔区作为重点加以考虑，在中等硬度堆焊层的基础上喷熔高硬度自熔性合金，在拉拔区形成高硬度薄型表面，既抗拉拔力的挤压，又抗摩擦力的磨损；由于是小面积的火焰粉末喷熔容易保证质量，又节约了喷熔材料和特殊的刀具消耗；而过渡区和出线区的中等硬度的堆焊层有一定的厚度和中等硬度，可以具有足够的塑性抗力和一定耐磨性，足以抵抗过渡区域和出线区域比拉拔区小的多的拉拔力和摩擦力。
图1为本发明拉丝机卷筒结构中1 一卷筒本体、2 —堆焊层、3 —喷熔层。图2为本发明拉丝机卷筒本体加工示意中4 一防变形撑圈、5 —防变形撑板、6 —加工定位套。
具体实施例方式以下结合图1、2对本发明一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺作进一步详细说明。图1中，本发明一种拉丝机卷筒包括卷筒本体1、堆焊层2和喷熔层3。卷筒本体 (1)上设置有堆焊层0)，喷熔层C3)设置于堆焊层( 上。所述卷筒本体1材料为低碳钢板Q235。本发明一种拉丝机卷筒表面处理工艺步骤如下1、加工卷筒本体1，卷筒本体1由所述低碳钢板Q235卷制而成，卷筒本体1加有内衬二道防变形撑圈4和一道防变形撑板5，撑板中心焊接加工用的定位套6 ；2、卷筒本体1经过去应力处理后，车外圆，同时车出中心定位孔；3、进入堆焊，堆焊采用埋弧自动焊接，堆焊层厚度5 7mm，堆焊达到中等硬度， HRC彡40，采用的堆焊材料为中碳低合金钢堆焊合金D172 0Cr2Mo)；4、堆焊后车外圆留2. 5 3mm加工余量，在拉拔区距卷筒根部60 IOOmm高度范围内，车下单边尺寸1 1. 2mm，结合部位倒出30°角；5、进行火焰粉末喷熔，喷焊厚度1. 8 2mm，获得高硬度，HRC ^ 60，火焰喷熔材料
为镍基自熔性合金；
6、最后进行金加工车磨成形。拉丝机卷筒表面经火焰粉末喷熔处理后，拉拔区表面形成薄型硬层，在中等硬度堆焊层的有力支撑下，薄型硬层获得很好的强度，同时保障了卷筒耐磨性。
权利要求
1.一种拉丝机卷筒，包括卷筒本体(1)，其特征在于所述卷筒还包括堆焊层( 和喷熔层(3)，卷筒本体(1)上设置有堆焊层0)，喷熔层( 设置于堆焊层( 上。
2.如权利要求1所述的拉丝机卷筒，其特征在于所述卷筒本体(1)材料为低碳钢板 Q2350
3.制备权利要求1所述的卷筒的表面处理工艺，其特征在于包括如下工艺步骤(1)加工卷筒本体1，卷筒本体1由所述低碳钢板Q235卷制而成，卷筒本体1加有内衬二道防变形撑圈4和一道防变形撑板5，撑板中心焊接加工用的定位套6 ；(2)卷筒本体1经过去应力处理后，车外圆，同时车出中心定位孔；(3)进入堆焊，堆焊采用埋弧自动焊接，堆焊层厚度5 7mm，堆焊达到中等硬度， HRC彡40，采用的堆焊材料为中碳低合金钢堆焊合金D172 0Cr2Mo)；(4)堆焊后车外圆，留2.5 3mm加工余量，在拉拔区距卷筒根部60 IOOmm高度范围内，车下单边尺寸1 1. 2mm，结合部位倒出30°角；(5)进行火焰粉末喷熔，喷焊厚度1.8 2mm，获得高硬度，HRC ^ 60，火焰喷熔材料为镍基自熔性合金；(6)最后进行金加工车磨成形。
全文摘要
本发明涉及一种拉丝机卷筒及其表面处理工艺，拉丝机卷筒包括卷筒本体、堆焊层和喷熔层，卷筒本体为低碳钢板Q235卷制而成。其表面处理工艺是在本体表面用堆焊方式获取较厚(5～7mm)中等硬度(HRC≥40)的表层作为基础硬层，拉拔区进线位置以上一定高度上受力最大的工作段(约60～100mm)，在基础硬层的基础上采用火焰粉末喷熔自熔性合金形成高硬度(HRC≥60)薄型(1～1.2mm)表面硬层，作为拉拔区工作表面。本发明彻底解决了拉拔区基体由于不能承受过大的圆周正压力而产生的塑性变形，导致合金层表面硬层开裂、崩壳、起层现象，保证了表面硬层的耐磨性，从而大幅提高了卷筒质量。
文档编号B23K9/04GK102527753SQ201210007029
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者夏勇, 宋江岭, 杜林华, 汪勇, 郑周友 申请人:贵州钢绳(集团)有限责任公司