专利名称：梅花型冷拔三角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，其变形区呈梅花形，有五个工作锥角和十五个工作锥面，用于将圆钢一次拉拔为成品三角钢，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三角钢模具，均为锥形冷拔模，采用圆钢做坯料拔制三角钢时，坯料在模具中变形靠三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，因而需要多道次拔制才能逐步拉拔为成品，另一种生产方法是先用热轧机初轧成相似形的三角钢，然后再进行冷拉拔成品。
本发明的目的是针对上述三角钢冷拔模具的缺点，对其进行改进，研制成梅花型冷拔三角钢模具，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，在模具入口端形成十五个工作锥面和五个工作锥角，其十五个锥面构成梅花形，称为梅花型冷拔模具。
下面结合附图详细介绍梅花型冷拔三角钢模具的结构和原理
图1是梅花型冷拔三角钢模具的正视图;
图2是梅花型冷拔三角钢模具的剖视图;
图3是梅花型冷拔三角钢模具的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8～9度，入口锥角α6，其值为17～20度。图3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形冷拔模具的工作带时，首先形成由十五个工作锥面构成的十五面锥体，随后逐渐形成三个角部充挤良好的三面锥体，然后即进入定形带，经过均整定形，形成成品三角钢。在该模具中五个工作锥角与十五个工作锥面的配合增大了由圆断面到三角断面的变形量，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三角钢。
实验结果表明，对于A3和45＃钢的圆钢在梅花型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2·1～3·5倍，以相同的优质圆钢坯料拔制相同规格的三角钢成品，拉拔道次由4～10道减少到一次成材，且一次成材的三角钢成品质量符合GB907-82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，解决了拔制三角钢时易发生的角部粘模问题。同时，由于三锥角十五锥面的锥形结构改变了模具的受力状态，避免了因轧制变形率增大而产生的崩模现象。
对于椭圆度和表面质量稍差的圆钢坯料，为了精整其椭圆度和表面质量，且使成品三角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三角钢的过程中，往往需要增加一道整形拔制，使用专门设计的整形拉拔模进行拉拔。该整形模具的结构如图4、图5所示，由入口锥、工作带、定形带、出口带四部分组成。工作锥面为三个弧形工作面，均成双锥角梅花形冷拔模，其中椭圆工作锥角α7为10～12度，角部锥角α8为8度，入口工作锥角α9为15～20度，入口锥角α10为22～27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三角形。
整形模具与梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品三角钢，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三角钢的冷拔机中。
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GB907-82，GB3078-82的相应技术要求。
下面是本发明的一个实施例
将φ35mm的45＃优质碳素结构热轧圆钢经退火、酸洗、润滑后，在50吨冷拔机上先经单锥角梅花形整形冷拔模拔制成凸边三角钢，然后进行退火、酸洗，润滑再经五锥角十五锥面梅花型成品模具而拔制成对边距为30mm的成品三角钢。经此工艺拔制的成品三角钢与现有工艺利用锥形冷拔模拔制成相同材质规格的成品三角钢相比，其道次变形率提高2.1倍，拔制道次减少5倍，生产成本降低3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面与工作锥角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三角梅花型，有五个工作锥角和十五个工作锥面，其中有三个不同椭圆的工作锥角和九个不同椭圆的工作锥面，用于拉拔三角钢。
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，梅花瓣第一个椭圆部分工作锥角α2，其值为10～12度，梅花瓣第二个椭圆部分工作锥角α3，其值为9～11度，梅花瓣第三个椭圆部分工作锥角α4，其值为8～9度，梅花瓣根部工作锥角α5，其值为7～10度，入口工作锥角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三角钢，对椭圆度和表面质量稍差的圆钢，则需先经整形模拉拔一次，然后再经梅花型冷拉拔模一次拉拔为成品三角钢。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于所述的整形模具有两个工作锥角，椭圆工作锥角α7，其值为10～12度，角部锥角α8，其值为8度，入口工作锥角α9，其值为15～20度，入口锥角α10，其值为22～27度，定形带断面呈凸边三角形。
全文摘要
本发明涉及一种钢材冷拉拔模具及使用该模具将圆钢拉拔为三角钢的工艺。该模具为具有定形工作锥面与工作锥角的硬质合金冷拉拔模具，其特征在于其变形区呈三角梅花型，有十五个工作锥面和五个工作锥角，其中有三个不同椭圆的工作锥角和九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三角钢、断面压缩率最高可达48％，对椭圆度和表面质量稍差的圆钢可先经整形模拉拔一次，然后再经梅花型冷拉拔模具一次拉拔为成品三角钢，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B21C9/00GK1040522SQ8910474
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