金刚石涂层拉丝模及其在焊丝生产中的应用

采用化学气相沉积法,在硬质合金拉丝模的工作区域制备金刚石涂层,利用扫描电镜、原子力显微镜、Ra-man光谱仪对涂层表面形貌、成分等进行分析,并将拉丝模应用于焊丝拉拔生产线中。结果表明:拉丝模涂层均匀、致密,抛光后的表面粗糙度可降低至10 nm以下,使用寿命较传统模具长,镀铜焊丝的表面粗糙度明显降低。     

我国纳米金刚石复合涂层实现了产业化

由上海交通大学承担的863纳米材料专项课题“纳米金刚石复合涂层的应用与产业化”超额完成了合同规定的指标并实现产品的产业化。该课题采用化学气相沉积法（CVD）,在硬质合金拉拔模具内孔和其他耐磨器件表面涂覆纳米金刚石复合涂层,研究得到了制备纳米金刚石涂层的成熟工艺,完成了纳米涂层结构和性能检测工作,利用纳米金刚石复合涂层技术研究开发出各种涂层拉拔模具和耐磨器件产品,解决了涂层附着力、均匀涂覆和涂层表面光洁度等关键技术问题,产品技术性能达到了国际先进水平,已经广泛应用于电力、通讯、建材、机械加工等行业所需的拉拔模具和耐磨器件,具有广阔的市场应用前景。     

硬质合金表面粗糙度对金刚石涂层附着力影响的研究

采用不同粒度的金剐石粉研磨硬质合金基体表面,然后采用酸碱两步法处理基体,清洗后利用热丝化学气相沉积法（HFCVD）沉积金刚石涂层。扫描电镜观察表面金刚石形貌,洛氏硬度压痕法评价涂层结合情况。实验结果表明适当的表面粗糙度可以有效地提高膜基结合水平。     

圆柱形衬底金刚石涂层的制备与表征研究

采用偏压增强热丝化学气相沉积法（BE—HFCVD）,以WC—Co硬质合金圆柱体为衬底沉积金刚石薄膜。研究了提高金刚石薄膜形核密度和涂层附着力的新型复合衬底预处理方法,研究结果表明。采用新型复合衬底预处理工艺后,衬底表面凸凹不平,粗糙度达到366nm,相比未采用预处理工艺的表面粗糙度94．5nm,可以大大提高金刚石形核密度,并且处理后钻的成分含量从6％减低到0．4％,在很大程度上提高了金刚石涂层与衬底之间的附着强度。研究结果还表明制备的金刚石涂层均匀且具有较好的表面质量。     

形核密度对CVD金刚石涂层附着性能的影响

采用热丝化学气相沉积法（HFCVD）在硬质合金基体上进行金刚石的形核生长,使用扫描电镜（SEM）对金刚石涂层形核情况进行分析,研究了不同形核密度对CVD金刚石涂层附着力的影响。结果表明：当碳源浓度达到3%时,表面形核密度最高,约为107/cm2;浓度增大为4%时,形核密度降低。通过压痕实验对比分析得出形核工艺中碳源浓度为3%时沉积的金刚石涂层压痕最浅,压痕直径最小,金刚石涂层具有良好的附着性能。     

利用改进CVD工艺在WC-Co硬质合金牙钻上沉积金刚石薄膜

利用改进热丝化学气相沉积系统在(WC-Co)硬质合金牙钻切刃上沉积粘着性金刚石薄膜。试验发现,原生薄膜通常为聚晶,且薄膜覆盖效果良好。利用显微拉曼光谱表征了牙钻尖端、牙钻中部和牙钻末端等3个位置的应力分布。经计算,牙钻背部、中部和尖端的压应力分别为-1.7GPa、-2.3GPa和-3.4GPa。经双色光测高温计测量发现,热丝温度是沿热丝螺旋方向变化的。螺旋热丝中心区的温度比热丝边缘高。牙钻尖端刃口的温度比牙钻中部和背部都高。切削齿距热丝较近,可望处在稍高的温度。因此,沉积在切削齿刃口上的涂层比平板状牙钻基材厚。     

拉丝模参数对棒材拉拔后残余应力的影响

1　拉丝模参数角度型(A型)模具是入口半角为α的拉丝模。圆弧型(C型)模具是入口半径为R圆弧的拉拔模,如图1所示。a)角度型模具b)圆弧型模具图1　影响拉拔过程的几何参数从3个方面研究参数对棒材残余应力的影响:(1)入口的几何尺寸,即改变A型模具的角度α和C型模具的半径R ;(2 )定径带长度;(3)拉拔前后钢棒直径的变化即压缩率γe。2　试验方法2 .1　拉拔试验w(C) =0 .4 5 % ,d0 =11mm钢棒用硬质合金模具拉拔。表1为材料的化学成分。材料的参数见表2。定径带直径d1=10mm ,压缩率是17.4 %。表1　材料的化学成分w/ %CSiMnPSCuNiCr0 .4 4 0 …     

梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能研究

梯度硬质合金是金刚石涂层产品新的基体材料.现场切削实验可有效、直观地评价金刚石涂层刀具的性能。采用梯度硬质合金金刚石涂层可转位刀片车削硅铝合金,研究切削参数对加工面质量及刀具磨损的影响。结果表明,梯度硬质合金金刚石涂层刀具加工的工件面粗糙度低、光泽度好且不黏刀。切削20min后,加工面粗糙度最佳值为1.57μm,刀具后刀面磨损为0.1mm,远小于失效判据VB=0.30mm,是很好的金刚石涂层产品基体材料。     

可提高有色金属表面加工精度的新型细晶粒金刚石涂层工具

尽管金刚石涂层刀具具有许多独一无二的特性,但是由于金刚石晶粒粗大,容易造成刀具表面粗糙,所以阻碍了其在精细加工领域的应用。文章开发了一种金刚石晶粒细小的新型金刚石光滑涂层,刀具表面粗糙度最大值小于1um。采用这种涂层的立铣刀具进行了一系列有色金属切削测试,通过观察发现,精加工后的器件表面粗糙度最大值小于1um,获得了和使用无涂层硬质合金立铣刀表面粗糙度一样的加工效果。并且,没有对表面涂层的耐磨性和刀具使用寿命产生任何影响。     

拉拔不锈钢丝表面横裂的生长与消除

在多道次拉拔不锈钢线材过程中,用模拟表面横裂的方法,通过试验和FEM分析,研究凹形、U形、V形裂纹缺陷的生长和消除。当线材表面存在凹形横裂缺陷时,即使经多次拉拔,也会因缺陷侧面承受剪切变形而产生向缺陷内的塌陷,从而使缺陷变成折叠形状而残存下来;深度相同时,宽度越大的U形缺陷经反复拉拔,越容易消除;V形横裂道次压缩率为20%时,缺陷的消除或发生折叠的临界缺陷半角γ=30°~40°,低于此值易发生折叠。     

电镀锌制绳钢丝锌层质量的改善

针对电镀锌钢丝生产的制绳钢丝锌层质量不合格的问题,对电镀锌工艺参数进行优化。介绍电镀锌生产工艺流程及质量控制要点,电镀优化工艺参数:电流密度为16～20 A/dm2,硫酸锌溶液质量浓度为500 g/L,pH为2.5～3.0。Ф0.80 mm电镀锌钢丝锌层面质量全部控制在80～90 g/m2,锌层面质量散差很小。将0.80 mm镀锌钢丝拉拔至Ф0.15 mm,模具材质采用钨钢模具和聚晶模具组合,模具工作锥角度为12°～16°,定径带长度为钢丝直径的0.15倍,拉拔过程中收线速度10～12 m/s,收线张力8～10 N,润滑剂质量分数3.5%～4.5%。通过工艺优化及生产试制,Ф0.15 mm制绳钢丝抗拉强度2 300～2 500 MPa,平均锌层面质量14.5 g/m2,小规格钢丝拉拔锌层面质量损失小于5%。     

湿式拉拔对钢帘线单丝抗拉强度的影响

钢帘线单丝湿拉过程中,抗拉强度是钢丝考核的一个重要指标。将Φ1.80 mm钢丝拉拔至Φ0.30 mm,平均道次压缩率分别为13.87%与14.43%时,对应的钢丝抗拉强度平均值分别为3 292 MPa和3 336 MPa。拉拔道次相同,总压缩率和平均道次压缩率相同,前几道次压缩率较大,中间道次压缩率较小时,钢丝抗拉强度平均值为3 381 MPa;前几道次压缩率较小,中间道次压缩率较大时,钢丝抗拉强度平均值为3 347 MPa;前几道次压缩率处于中间时,钢丝抗拉强度平均值为3 369 MPa。采用拉丝模工作锥角分别为9°和11°的拉丝模拉拔后,钢丝抗拉强度平均值分别为3 324 MPa和3 213 MPa,2种拉丝模工作锥角对钢丝的扭转性能影响较小。     

架空绞线用热镀锌钢丝生产过程断丝原因分析

针对架空绞线用热镀锌钢丝在生产过程中断裂的问题,对断裂原因进行分析。65钢盘条含碳量较高,轧制后易产生成分偏析,在晶界生成网状渗碳体,在拉力作用下,盘条易在渗碳体晶界处产生巨大的应力集中而形成微裂纹;表面处理采用机械除锈,氧化铁皮去除不彻底;拉拔过程中,部分压缩率过大,钢丝拉拔后不能有效降温。提出改进措施:不同直径的镀锌钢丝采用不同规格和材质的原料;采用酸洗磷化取代机械除锈,盐酸质量分数为15%～20%,酸洗时间约10 min,亚铁离子质量浓度≤200 g/L,磷化采用中温磷化,酸比为10～15,时间为10～15min,磷化膜厚度≥9μm;采用水箱拉丝机取代直进式拉丝机,改进配模工艺;控制脱脂温度,使成品钢丝的抗拉强度不超过标准值150 MPa。     

多丝大直径钢绞线用82B盘条磷化工艺探讨

针对多丝大直径钢绞线用82B盘条在拉拔过程中,随着盘条直径的增加,拉丝粉、拉丝模消耗增加,钢绞线捻制过程中断丝严重等问题,对大直径盘条磷化工艺进行探讨,确定新的磷化处理参数:磷化温度65～75℃;总酸度45～55点;促进剂2～4点;磷化液pH在1.58～1.68;Ni2+质量浓度1～1.5g/L;磷化时间4～6 min。采用新的磷化参数后,钢丝磷化膜面质量增加、致密性增强,拉丝模、拉丝粉消耗以及断丝次数降低,拉拔后钢丝表面质量及各项性能指标满足多丝大直径钢绞线用丝要求;拉拔速度的提高,使钢丝产量大大提高。     

高强度异型弹簧钢丝生产工艺及常见问题探讨

研究采用轧制-辊拉复合法生产高强度异型弹簧钢丝工艺。工艺控制要点:拉拔圆丝成品的力学性能,轧制过程中的宽展,辊拉过程中的圆角和道次变形率,以及成品异型弹簧钢丝的尺寸精度等。优化各道次的生产工艺,选择最佳的投料尺寸,从而开发出抗拉强度不低于2 000 MPa的异型弹簧钢丝。轧制-辊拉复合法生产高强度异型弹簧钢丝常见的质量问题有开裂、毛刺或飞边、波浪弯和侧弯等,对产生质量问题的原因进行分析。     

胎圈钢丝拉拔模具的修模质量改进

将需修复的拉丝模切开并测绘,利用Photoshop软件得到Φ4.27,3.50,1.75,1.38mm规格拉丝模的各部分尺寸和角度,发现修复后胎圈钢丝拉拔模具存在定径带不明显、工作锥角度不合理和偏心等问题。研究确定修模原则:定径带长度应根据拉拔材料、模具材料、润滑粉和拉拔工艺并通过试验确定;对应不同的道次压缩率选择工作锥角度。制定完善、系统、操作性强的磨模操作工艺,给出拉拔各道次模具孔型结构参数。采用新的磨模工艺修模后,模具平均吨钢丝损耗由0.16个降为0.09个。     

大规格高强度钢绞线拉索及吊杆用Galfan合金镀层钢丝的生产

以5.0 mm 1 770 MPa级Galfan合金镀层钢丝为例,介绍大规格高强度钢绞线拉索及吊杆用Galfan合金镀层钢丝的生产。钢丝拉拔平均部分压缩率约18.79%。表面脱脂采用中温电解碱洗,氢氧化钠质量浓度为180~260 g/L,温度为80~95℃;酸洗采用盐酸常温酸洗,盐酸质量浓度为170~230 g/L;助镀剂氯化铵质量浓度为100~120 g/L,助镀温度为80~95℃;热镀锌温度为460℃,Dv值为180 mm·m/min,采用电磁擦拭技术确保锌层面质量≥420 g/m2。采用上述工艺生产的4.0 mm以上大规格Galfan合金镀层钢丝具有优良的耐腐蚀性能,使用寿命比普通镀锌产品长2~3倍,锌层面质量400~550 g/m2,且锌层表面光滑平整、直径均匀、外观光洁度好,可满足客户对大规格高强度钢绞线拉索及吊杆用Galfan合金镀层钢丝的质量要求。     

防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产中存在的问题和对策

分析影响防扭钢丝绳用单股钢丝绳使用寿命的因素,针对生产中存在的问题给出对策:(1)钢丝抗拉强度散差波动控制。拉拔过程采用水箱湿式拉拔,严格控制半成品钢丝的公差范围并消除钢丝冷拉变形的残余应力。(2)镀锌控制。水箱拉拔压缩率大于95%且出线直径小于0.50 mm的钢丝全部采用电镀锌生产,其余则用热镀锌生产;单股钢丝绳外层钢丝采用热镀锌生产,内层钢丝采用电镀锌生产。(3)钢丝绳长度和线密度的控制。严格控制拉丝工序各道次钢丝直径及公差,捻制工序采用电子计米器检测钢丝绳的长度,保证钢丝绳长度精确率。加强防扭钢丝绳用单股钢丝绳生产过程控制,可提高产品质量,提升生产效率,降低生产成本。     

铜包钢丝化学预镀铜工艺探讨

用化学镀铜工艺替代有氰电镀是环保、清洁生产的要求。铜包钢丝化学预镀铜生产线主要由放线、退火、水洗、盐酸洗、拉拔定径、电解酸洗、化学镀铜、硫酸盐加厚电镀、中和、钝化、烘干和收线组成。各个生产工序的工艺参数对镀铜质量影响很大,电解酸洗时采用ρ(H2SO4)为200～250g/L,ρ(FeSO4)小于150g/L,电流密度为10～15 A/dm2的工艺参数效果最佳;化学镀铜时采用ρ(CuSC)4·5H2O)为60～80g/L,ρ(H2SO4)为40～50 g/L的工艺参数,并及时添加适量的络合剂,控制镀铜温度在35℃以下,就可得到质量合格的镀铜层。采取该工艺生产的(?)1.53 mm镀铜钢丝可以拉拔至(?)0.6 mm而镀铜层不脱落,满足生产要求。     

整体模拉法生产多丝复合结构面接触钢丝绳

多丝复合结构面接触钢丝绳与GB/T 16269—1996《面接触钢丝绳》中4个主要结构的钢丝绳相比具有很多特点。介绍采用整体模拉法生产6T×31SW+1wR—28和6T×36SW+IWR—30多丝复合结构面接触钢丝绳的生产工艺:拉丝模采用YG8硬质合金模芯,模芯外径≥30 mm,模套高度35 mm,定径带长度1.0～1.3 mm,工作锥角度14°～16°,模芯与模套装配应采用热压法;捻制时,股中钢丝定尺系数一般取1.0,股捻距不得大于股径的10倍,钢丝绳捻距不得大于绳径的7.5倍;预变形器的三辊间距、压弯量应适中;穿模操作应按正确程序进行。阐述断丝修复的难点、依据及操作方法。