本發明涉及金屬加工技術領域，特別是指一種不銹鋼絲拉拔方法。

　　背景技術：

　　自行車輻條，傳送帶等部件是生產、生活中常見的鋼絲承載部件，在工作時常常需要承受周期性的應力，因此需要一種生產方法來提高其強度和抗疲勞性能，生產中常用304及316等材料的盤圓通過拉拔、退火等方法制成，在拉拔時，大多數情況下采用錐度拉拔法進行拉拔，拉拔方法是產品獲得高性能的重要環節，因此對拉拔方法進行優化設計具有十分重要的意義。

　　一般情況下，拉拔過程首先進行的是粗拔方法，也就是用錐形拉伸法將盤圓干拔到中間線徑。在錐形拉伸中，具有延展性的鋼絲在初始模位頸縮量最大，在終模的頸縮量最小，這樣便可以通過較小的應變硬化而獲得較高的強度。傳統的線性錐形拉拔設計是為了實現第一個模位和最后一個模位對線材所做的功相等，因此應變與模位成線性關系，但該方法只考慮鋼絲的初始強度和終了狀態的鋼絲強度，不考慮中間模具拉拔對鋼絲強度的影響。

　　另一種常用的拉拔方法是“等面縮”法，即在面積均勻縮小的過程中，模具路徑上每個連續模上施加的拉拔應變量與線材直徑同時等比例減小，這種方法在粗拔和精拔兩種情況下均適用。

　　技術實現要素：

　　本發明要解決的技術問題是提供一種不銹鋼絲拉拔方法。

　　該方法包括步驟如下：

　　(1)計算鋼絲實際強度，用于確定每個連續模具所采用的拉拔應變；

　　(2)選擇具有初始直徑的鋼絲；

　　(3)通過一系列的粗拔拉絲，使鋼絲絲徑初步減小到所需的直徑，其中每個連續模處的拉拔應變與前一個模具相比，以非恒定的量逐漸減小；

　　(4)將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲采用減徑率小于4％的精整方法繼續拉拔，最終得到所需絲徑的鋼絲。

　　其中，步驟(2)中選擇的鋼絲直徑為4.0-5.5mm，步驟(3)粗拔后得到的線材直徑為1.0-2.5mm，步驟(4)中精整方法得到的線材直徑為0.1-0.4mm。

　　步驟(4)還可以替換為將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲進行精拔。精拔為非線性錐形拉拔、線性錐形拉拔、等面縮中的一種或幾種的組合。

　　其中，非線性錐形拉拔為逐步降低每個連續模的拉拔應變，線性錐形拉拔為在每個連續模上施加恒差值的拉拔應變，等面縮為在每個連續模上施加恒定的拉拔應變。

　　進一步的，在步驟(3)和步驟(4)之間還可以設置對鋼絲進行熱處理步驟。

　　本發明的上述技術方案的有益效果如下：

　　上述方案中，既可得到中間尺寸的線材，也可得到小直徑的細絲，在提高拉拔效率的同時還提高了線材的強度和扭轉特性，同時兼顧了中間模具上線材的實際強度，從而能夠將線材拉拔到最終所需直徑還能獲得滿意的性能。

　　附圖說明

　　圖1為本發明的不銹鋼絲拉拔方法中拉拔強度與應變關系曲線；

　　圖2為線性錐拔與非線性錐拔關系曲線；

　　圖3為非線性拉拔與等面縮法拉拔對比曲線；

　　圖4為精整方法與無精整方法處理的斷裂特性對比；

　　圖5為非線性錐形拉伸剖面圖。

　　具體實施方式

　　為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

　　本發明提供一種不銹鋼絲拉拔方法。

　　該方法包括步驟如下：

　　(1)計算鋼絲實際強度，用于確定每個連續模具所采用的拉拔應變；

　　(2)選擇具有初始直徑的鋼絲；

　　(3)通過一系列的粗拔拉絲，使鋼絲絲徑初步減小到所需的直徑，其中每個連續模處的拉拔應變與前一個模具相比，以非恒定的量逐漸減小；

　　(4)將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲采用減徑率小于4％的精整方法繼續拉拔，最終得到所需絲徑的鋼絲。

　　其中，步驟(2)中選擇的鋼絲直徑為4.0-5.5mm，步驟(3)粗拔后得到的線材直徑為1.0-2.5mm，步驟(4)中精整方法得到的線材直徑為0.1-0.4mm。

　　步驟(4)還可以替換為將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲進行精拔。精拔為非線性錐形拉拔、線性錐形拉拔、等面縮中的一種或幾種的組合。

　　其中，非線性錐形拉拔為逐步降低每個連續模的拉拔應變，線性錐形拉拔為在每個連續模上施加恒差值的拉拔應變，等面縮為在每個連續模上施加恒定的拉拔應變。

　　進一步的，在步驟(3)和步驟(4)之間還可以設置對鋼絲進行熱處理步驟。

　　下面結合具體實施過程予以說明。

　　本發明方法拉拔鋼絲在減徑的同時因加工硬化提高了強度。線形錐形拉拔的應變與模具位置關系如圖2所示，由圖可以清楚地看出兩種方法在線性關系上的不同。圖1為拉拔強度與拉拔應變的關系圖。上曲線鋼種為304，下曲線鋼種為316，兩種鋼的拉拔強度隨拉拔應變的增大而增大。典型的線材成型過程包括粗拔和精拔兩個拉拔階段，在粗拔時，通常用干潤滑劑完成，將原棒直徑拉拔到中間直徑，也稱為亮線直徑。此后通常對金屬絲進行熱處理恢復塑性，然后再進行精拔，在精拔中，常用濕潤滑劑將金屬絲拉到最終直徑。在粗拔和精拔兩種方法下的鋼絲均是通過多個拉拔模具組合來進行拉拔的，組合模具拉拔的使用可以減少應變時效和表面殘余應力對線材性能的負面影響以及模具的過度磨損。

　　對于非線性錐形拉拔，如前所述，與只考慮鋼絲在始模和終模強度的線性錐形拉拔不同的是，非線性錐形拉拔法是基于在拉絲每個階段的鋼絲強度而設計的。當線材經過非線性錐形拉拔模具時，若鋼絲塑性較好，則減徑率較大，拉拔產生的應變也較大，隨著拉拔的進行，后模的減徑將比前模的減徑要小，即拉拔產生的應變也越來越小。盡管初始和最終的步驟可能與線性錐形拉拔類似，但二者的主要區別主要在于中間模具對線材產生的應變量并非以恒定值減小，而是隨著拉拔進行，強度越來越大，金屬絲所受的拉拔應變逐漸減小，每兩個連續模的拉拔應變差為非恒定值。

　　由于非線性錐形拉拔模具的拉拔強度是根據鋼絲實際強度來確定的，所以在設置拉拔模具前必須先得到鋼絲實際強度。實際線材強度可以通過拉拔實驗測量來確定，也可以通過以下公式來確定：

　　y＝y0eεa

　　其中y是抗拉強度(單位mpa)，y0是鋼絲拉拔后的強度，α是一個依賴于鋼絲成分和拉拔條件的系數，對于不銹鋼，α一般為0.1-0.4，ε是真應變。

　　用于自行車輻條的鋼絲，其盤圓直徑一般為4.0-6.0mm，中間直徑為1.0-2.5mm，非線性錐形拉拔可以降低線材過熱，消除了拉絲過程中的應變時效同時還能減少模具磨損，提高了鋼絲的拉拔性能，降低了鋼絲中微裂紋形成的可能性。在鋼絲的精拔過程中，仍可以采用非線性錐形拉拔。非線性錐形拉拔也可與其他常規拉拔相結合，實現粗拔和精拔。圖3為在精拔線材時采用非線性錐形拉拔+等面縮法，將中間直徑(半成品)線材從1.6mm拉拔至0.2mm的成品。在模具設計上，無論粗拔還是精拔過程，根據經驗，一般相鄰拉拔模具的錐角差δ2γ為8°，偶見10°和12°(如圖5所示)，該設計適用于得到任何強度的線材。

　　另如前所述，在線性錐形拉拔過程中，連續模間施加在鋼絲上的拉拔應變量是常數。通常認為這種方法只適用于粗拔過程，但在實際生產實踐中發現在鋼絲精拔過程也可使用。在精拔過程中使用線性錐形拉拔可以減少所使用的模具數量，降低制造成本，同時可以改變拉拔應變量和鋼絲的強度特性，進而控制線材達到更具體的強度值。

　　最后，精整方法是指在拉拔過程中減徑率小于初始直徑4％的鋼絲拔制過程，一般出現在最后一個模具上，通常情況下精整工序出現在精拔之后，但在實際生產過程中發現，無論使用粗拔還是精拔方法，只要該過程提出需要對扭轉性能進行控制，就可以采用精整方法。

　　圖4示出了進行扭轉實驗的兩根線材。無平整方法處理的不銹鋼絲采用傳統的線性錐拔法拔制，沒有精整方法，拉拔總應變為3.64。同樣地，進行平整方法處理的鋼絲采用線性錐形拉拔，再經過4％的精整方法，拉拔總應變為3.68。然后對兩根鋼絲進行扭轉試驗，未進行精整方法的鋼絲出現軸向開裂，而進行精整方法的鋼絲在拉拔總應變較大的情況下也未出現心部開裂的現象。因此進行了精整方法的鋼絲能有效減少心部開裂造成剝層等現象的發生，從而提高了線材的扭轉特性。使用本發明所公開的拉拔方法和精整組合方法拉拔而成的金屬絲可用于自行車輻條、傳送帶、鉚釘線和其他用鋼絲加固的產品。

　　以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

　　技術特征：

　　1.一種不銹鋼絲拉拔方法，其特征在于：包括步驟如下：

　　(1)計算鋼絲實際強度，用于確定每個連續模具所采用的拉拔應變；

　　(2)選擇具有初始直徑的鋼絲；

　　(3)通過一系列的粗拔拉絲，使鋼絲絲徑初步減小到所需的直徑，其中每個連續模處的拉拔應變與前一個模具相比，以非恒定的量逐漸減小；

　　(4)將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲采用減徑率小于4％的精整方法繼續拉拔，最終得到所需絲徑的鋼絲。

　　2.根據權利要求1所述的不銹鋼絲拉拔方法，其特征在于：所述步驟(2)中選擇的鋼絲直徑為4.0-5.5mm，步驟(3)粗拔后得到的線材直徑為1.0-2.5mm，步驟(4)中精整方法得到的線材直徑為0.1-0.4mm。

　　3.根據權利要求1所述的不銹鋼絲拉拔方法，其特征在于：所述步驟(4)為將步驟(3)中初步減小到所需直徑的鋼絲進行精拔。

　　4.根據權利要求3所述的不銹鋼絲拉拔方法，其特征在于：所述精拔為非線性錐形拉拔、線性錐形拉拔、等面縮中的一種或幾種的組合。

　　5.根據權利要求1所述的不銹鋼絲拉拔方法，其特征在于：所述步驟(3)和步驟(4)之間設置對鋼絲進行熱處理步驟。

　　技術總結

　　本發明提供一種不銹鋼絲拉拔方法，屬于金屬加工技術領域。該方法首先選取具有初始直徑的鋼絲，然后經過非線性錐形拉拔法進行拉拔，之后選擇減徑率小于4％的精整方法，或通過錐形拉伸法拉拔到理想尺寸的精拔方法。該方法既可得到中間尺寸的線材，也可得到小直徑的細絲，在提高拉拔效率的同時還提高了線材的強度和扭轉特性，同時兼顧了中間模具上線材的實際強度，從而能夠將線材拉拔到最終所需直徑還能獲得滿意的性能。

　　技術研發人員：胡建祥

　　受保護的技術使用者：江陰祥瑞不銹鋼精線有限公司

　　技術研發日：2019.01.25

　　技術公布日：2020.08.04