專利名稱：一種拉絲機卷筒及其表面處理工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種拉絲機卷筒及其表面處理工藝，屬于金屬制品設備加工技術領域。
背景技術：
拉絲機卷筒表面直接接觸被拉拔線材，承受拉拔力所形成的對卷筒外壁的正壓力，同時還存在兩個方向的摩擦力一是由于拉拔過程是靠被拉線材纏繞在卷筒上產生的靜摩擦而被卷筒牽動進行的，所以存在圓周方向的摩擦力，二是由于拉拔過程中被拉線材必須從拉拔進線區(qū)逐漸擠向出線區(qū)，因此，被拉線材與卷筒表面之間存在沿軸向的摩擦力。 卷筒上線材進線位置的壓力為拉拔力，出線位置的壓力為初拉力或反拉力，相關研究表明初拉力僅為拉拔力的15 20%，最大不超過30%，纏繞的圈數越多，初拉力越小。說明卷筒所受壓力從進線端到出線端，呈逐漸減小的分布態(tài)勢；由于摩擦力與正壓力成正比，摩擦力也呈逐漸減小的分布態(tài)勢。從使用的情況看，進線位置不僅磨損較為嚴重，而且出現圓周被勒陷出較深的槽和邊上的金屬隆起的現象，說明卷筒的表面不僅發(fā)生了磨損，而且發(fā)生了塑性變形；而靠近出線端，磨損和勒陷得現象都很輕微，這說明越靠近進線端，正壓力越大， 摩擦力也越大。據了解，卷筒表面處理方式大致可以分為三種第一種是整體中高碳鋼表面淬火，一般硬度HRC53 55，表面硬度不夠，進線端磨損嚴重，耐用度低。第二種是中低碳鋼表面噴熔自熔性合金，主要問題是基體硬度不夠，難以支撐很薄的表面硬層，卷筒表層破壞的方式往往表現為圓周被勒陷出較深的槽和邊上的金屬隆起，大直徑卷筒尤為突出，大直徑卷筒用于大線拉拔，拉拔力也大。第三種是中低碳鋼表面堆焊高硬度合金，主要問題是加工難度大，當硬度超過 HRC60以后，由于堆焊層極不規(guī)則和斷續(xù)切削，加工幾乎無法進行。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服上述技術的不足，提供一種拉絲機卷筒及其表面處理工藝，拉絲機卷筒由于有高強度基礎硬層的支撐，徹底解決了拉拔區(qū)基體由于不能承受過大的圓周正壓力而產生的塑性變形，導致合金層(厚度1 1. 2mm)表面硬層開裂、崩殼、起層現象，保證了表面硬層有效發(fā)揮耐磨作用，從而大幅提高了卷筒質量。本發(fā)明的拉絲機卷筒包括卷筒本體、堆焊層和噴熔層。所述拉絲機卷筒的工作面沿軸線方向可分成三個區(qū)域卷筒下部被拉拔線材進線端的區(qū)域為拉拔區(qū)，線材出線端區(qū)域為出線區(qū)，拉拔區(qū)與出線區(qū)之間的區(qū)域為過渡區(qū)。本發(fā)明充分考慮拉絲卷筒受圓周正壓力和摩擦力雙重力作用的使用情況，同時根據以上三區(qū)域的受力差異性，拉拔區(qū)是受壓力和摩擦力都最大的區(qū)域，表面處理工藝采用堆焊與火焰粉末噴熔自熔性合金疊加方式重點保證，卷筒采用低碳鋼本體，在本體表面上用堆焊方式獲取較厚(5 7mm)中等硬度(HRC ^ 40)的表層，用作拉拔區(qū)的基礎硬層，同時作為過渡區(qū)和出線區(qū)的工作表面層；拉拔區(qū)進線位置以上的一定高度上(約60 100mm)，在基礎硬層的基礎上，采用火焰噴熔自熔性合金形成高硬度(HRC ^ 60)薄型(1 1. 2mm)表面硬層， 作為拉拔區(qū)的工作面，滿足鋼絲拉拔卷筒不同部位的受力要求，達到利于降低制造成本，提高加工工藝性能的目的。本發(fā)明的有益效果1、卷筒本體采用低碳鋼板卷制，塑性好，易于制作。2、低碳鋼焊接性能好，在本體上焊接中等硬度的堆焊層與本體之間結合牢固，且由于采用中碳低合金鋼堆焊合金材料(如D172GCr2Mo))，焊接層不易產生裂紋，并易于機械加工。3、本發(fā)明充分考慮拉絲卷筒受圓周正壓力和摩擦力雙重力作用的使用情況，同時充分利用上述三區(qū)域的受力差異性，把卷筒表面受正壓力最大和摩擦力最大的拉拔區(qū)作為重點加以考慮，在中等硬度堆焊層的基礎上噴熔高硬度自熔性合金，在拉拔區(qū)形成高硬度薄型表面，既抗拉拔力的擠壓，又抗摩擦力的磨損；由于是小面積的火焰粉末噴熔容易保證質量，又節(jié)約了噴熔材料和特殊的刀具消耗；而過渡區(qū)和出線區(qū)的中等硬度的堆焊層有一定的厚度和中等硬度，可以具有足夠的塑性抗力和一定耐磨性，足以抵抗過渡區(qū)域和出線區(qū)域比拉拔區(qū)小的多的拉拔力和摩擦力。
圖1為本發(fā)明拉絲機卷筒結構中1 一卷筒本體、2 —堆焊層、3 —噴熔層。圖2為本發(fā)明拉絲機卷筒本體加工示意中4 一防變形撐圈、5 —防變形撐板、6 —加工定位套。
具體實施例方式以下結合圖1、2對本發(fā)明一種拉絲機卷筒及其表面處理工藝作進一步詳細說明。圖1中，本發(fā)明一種拉絲機卷筒包括卷筒本體1、堆焊層2和噴熔層3。卷筒本體 (1)上設置有堆焊層0)，噴熔層C3)設置于堆焊層( 上。所述卷筒本體1材料為低碳鋼板Q235。本發(fā)明一種拉絲機卷筒表面處理工藝步驟如下1、加工卷筒本體1，卷筒本體1由所述低碳鋼板Q235卷制而成，卷筒本體1加有內襯二道防變形撐圈4和一道防變形撐板5，撐板中心焊接加工用的定位套6 ；2、卷筒本體1經過去應力處理后，車外圓，同時車出中心定位孔；3、進入堆焊，堆焊采用埋弧自動焊接，堆焊層厚度5 7mm，堆焊達到中等硬度， HRC彡40，采用的堆焊材料為中碳低合金鋼堆焊合金D172 0Cr2Mo)；4、堆焊后車外圓留2. 5 3mm加工余量，在拉拔區(qū)距卷筒根部60 IOOmm高度范圍內，車下單邊尺寸1 1. 2mm，結合部位倒出30°角；5、進行火焰粉末噴熔，噴焊厚度1. 8 2mm，獲得高硬度，HRC ^ 60，火焰噴熔材料
為鎳基自熔性合金；
6、最后進行金加工車磨成形。拉絲機卷筒表面經火焰粉末噴熔處理后，拉拔區(qū)表面形成薄型硬層，在中等硬度堆焊層的有力支撐下，薄型硬層獲得很好的強度，同時保障了卷筒耐磨性。
權利要求
1.一種拉絲機卷筒，包括卷筒本體(1)，其特征在于所述卷筒還包括堆焊層( 和噴熔層(3)，卷筒本體(1)上設置有堆焊層0)，噴熔層( 設置于堆焊層( 上。
2.如權利要求1所述的拉絲機卷筒，其特征在于所述卷筒本體(1)材料為低碳鋼板 Q2350
3.制備權利要求1所述的卷筒的表面處理工藝，其特征在于包括如下工藝步驟(1)加工卷筒本體1，卷筒本體1由所述低碳鋼板Q235卷制而成，卷筒本體1加有內襯二道防變形撐圈4和一道防變形撐板5，撐板中心焊接加工用的定位套6 ；(2)卷筒本體1經過去應力處理后，車外圓，同時車出中心定位孔；(3)進入堆焊，堆焊采用埋弧自動焊接，堆焊層厚度5 7mm，堆焊達到中等硬度， HRC彡40，采用的堆焊材料為中碳低合金鋼堆焊合金D172 0Cr2Mo)；(4)堆焊后車外圓，留2.5 3mm加工余量，在拉拔區(qū)距卷筒根部60 IOOmm高度范圍內，車下單邊尺寸1 1. 2mm，結合部位倒出30°角；(5)進行火焰粉末噴熔，噴焊厚度1.8 2mm，獲得高硬度，HRC ^ 60，火焰噴熔材料為鎳基自熔性合金；(6)最后進行金加工車磨成形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拉絲機卷筒及其表面處理工藝，拉絲機卷筒包括卷筒本體、堆焊層和噴熔層，卷筒本體為低碳鋼板Q235卷制而成。其表面處理工藝是在本體表面用堆焊方式獲取較厚(5～7mm)中等硬度(HRC≥40)的表層作為基礎硬層，拉拔區(qū)進線位置以上一定高度上受力最大的工作段(約60～100mm)，在基礎硬層的基礎上采用火焰粉末噴熔自熔性合金形成高硬度(HRC≥60)薄型(1～1.2mm)表面硬層，作為拉拔區(qū)工作表面。本發(fā)明徹底解決了拉拔區(qū)基體由于不能承受過大的圓周正壓力而產生的塑性變形，導致合金層表面硬層開裂、崩殼、起層現象，保證了表面硬層的耐磨性，從而大幅提高了卷筒質量。
文檔編號B23K9/04GK102527753SQ201210007029
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者夏勇, 宋江嶺, 杜林華, 汪勇, 鄭周友 申請人:貴州鋼繩(集團)有限責任公司