一種加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材制備方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于絲材制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材制備方法和裝置，適用于高強難拉焊絲和金屬導(dǎo)線等絲材的生產(chǎn)。

背景技術(shù)：
高強焊絲在拉拔過程中，由于其強度硬度高，容易發(fā)生脆斷、粗細不均、損壞擠壓模等問題。同時需要多次的拉拔，才能獲得一定直徑的焊絲，生產(chǎn)效率低下。而本發(fā)明可提供感應(yīng)加熱和精拉整形功能，可在短時間內(nèi)將棒材加熱至所需溫度，提高棒材的塑韌性，也減小了桿材對擠壓模的摩擦破壞，提高了拉絲效率和表面成形質(zhì)量。金屬導(dǎo)線，如銅桿和鋁桿在拉絲機上拉拔的過程中，會發(fā)生硬化、變脆，為了恢復(fù)單絲的塑性，保持良好的電氣性能，因此需要將線材在一定的溫度下進行熱處理即退火處理。目前常見的退火拉絲機的退火設(shè)備主要由退火罐、加熱絲等組成，它通過把單絲放置在一個加熱的容器內(nèi)達到退火的目的，該設(shè)備的主要優(yōu)點是設(shè)備簡單、易維護，缺點是耗電大、單絲性能不穩(wěn)定，退火周期長、效率低。而本發(fā)明提供的裝置具有加熱和冷卻功能，可以實現(xiàn)拉拔與組織控制一體化的功能。查閱現(xiàn)有的焊絲及導(dǎo)線等絲材制造技術(shù)，大多采用分步加熱、拉絲、整形、熱處理等措施，來保證獲得高質(zhì)量的焊絲和導(dǎo)線等絲材，并沒有發(fā)現(xiàn)具有集原位加熱-拉絲-精拉整形-冷卻功能于一體的方法及裝置。而本發(fā)明提供了一種集感應(yīng)加熱、拉絲、精拉整形、組織控制等功能于一體的高質(zhì)高效的絲材制備方法與裝置，可用于高強難拉焊絲和金屬導(dǎo)線等絲材產(chǎn)品的生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出了一種加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材制備方法，適用于高強難拉焊絲和金屬導(dǎo)線等絲材的生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材制備裝置，在拉絲方向依次設(shè)置第一密封圈、感應(yīng)加熱機構(gòu)、拉絲模具、精拉整形處理機構(gòu)、冷卻機構(gòu)以及第二密封圈；所述的感應(yīng)加熱機構(gòu)包括陶瓷基體與感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈埋置在陶瓷基體上，所述的陶瓷基體內(nèi)設(shè)有第一保護氣槽，所述的冷卻機構(gòu)中設(shè)有保護第二氣槽。所述的感應(yīng)加熱線圈區(qū)域為加熱區(qū)域，所述的拉絲模具區(qū)域為拉絲變形區(qū)域，所述的精拉整形處理機構(gòu)區(qū)域為表面修復(fù)整形區(qū)域，所述的冷卻機構(gòu)區(qū)域為冷卻控溫區(qū)域。如上所述的感應(yīng)線圈與陶瓷基體的內(nèi)側(cè)之間鋪置絕熱綿。如上所述的保護氣槽的氣體流通方向為由外向內(nèi)。如上所述的冷卻機構(gòu)中也設(shè)有保護氣槽對打磨后的絲材冷卻過程提供氣體保護。如上所述的拉絲模具中設(shè)有冷卻水槽。如上所述的精拉整形處理機構(gòu)為管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑和拉絲模具出口端直徑相等；精拉整形處理機構(gòu)需經(jīng)淬火處理增加表面耐磨性；精拉整形處理機構(gòu)工作時，與拉絲模具配合，拉絲模具將絲材在圓周方向固定，精拉整形處理機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對拉完的絲材進行整形修復(fù)處理。一種基于加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材裝置的制備方法，其特征在于，包括具體步驟如下：第一步，根據(jù)待拉絲材的直徑Φ0和目標(biāo)絲材的直徑Φ目標(biāo)，選擇孔徑為Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉絲模具和精拉整形機構(gòu)，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目標(biāo)，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，i＝0,1,2…n-1，其中ξ為常數(shù)，為0.2～0.6，Ψ為材料斷面收縮率，n為拉絲次數(shù)；第二步，待拉絲材進入感應(yīng)加熱線圈區(qū)域，調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱電流，將待拉絲材加熱至預(yù)熱溫度區(qū)間；感應(yīng)加熱機構(gòu)內(nèi)的保護氣槽通入保護氣；第三步，預(yù)熱后的待拉絲材進入拉絲模具，拉壓成Φ1的絲材，同時拉絲模具中通有冷卻水；第四步，拉壓處理后的絲材進入精拉整形處理機構(gòu)，與拉絲模具配合，拉絲模具將絲材在圓周方向固定，精拉整形處理機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對拉完的絲材進行整形修復(fù)處理；第五步，精拉整形處理后的絲材進入冷卻機構(gòu)。在冷卻機構(gòu)中的水冷槽和氣保槽分別通入冷卻水和保護氣，將精拉整形處理后的絲材冷卻至室溫后拉出冷卻裝置；第六步，將冷卻后直徑為Φ1絲材依次進入直徑為Φ2、Φ3…、Φ目標(biāo)的拉絲模具和精拉整形處理機構(gòu)的拉絲機構(gòu)中，重復(fù)上述步驟，最終獲得直徑為Φ目標(biāo)的絲材或線材精拉整形處理機構(gòu)工作時，與拉絲模具配合，拉絲模具將絲材在圓周方向固定，精拉整形處理機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對拉完的絲材進行整形修復(fù)處理。第二步中，保護氣流速為10L/min～35L/min。第五步中，保護氣流速為10L/min～35L/min。其中，預(yù)熱溫度區(qū)間為待拉絲材的塑性溫度的20％至50％。本發(fā)明提供的方法及裝置還可以對棒材進行拉絲。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下顯著優(yōu)點：1)該裝置采用非接觸式的高頻感應(yīng)加熱方法加熱待拉棒材(或絲材)，可以在短時間內(nèi)將待拉棒材(或絲材)加熱至一定溫度以提高其塑性，避免長時間加熱引起待拉棒材(或絲材)晶粒長大造成性能下降的影響。2)陶瓷感應(yīng)加熱機構(gòu)中靠陶瓷環(huán)內(nèi)側(cè)安置有保護氣槽，可以提供氣體保護，且保護氣槽的流通方向為由外向內(nèi)，由于熱焊絲的熱輻射作用，可以預(yù)熱保護氣，提高保護氣的分壓和在加熱腔里的停留時間。3)拉絲模具中安設(shè)有冷卻水槽，可以及時降低拉絲模具的溫度，避免由于溫度過高出現(xiàn)粘刀的問題。4)冷卻機構(gòu)中也設(shè)有保護氣槽對整形修復(fù)后的絲材進行冷卻處理，同時可以提供氣體保護，避免了未冷卻到較低溫度而被空氣氧化的情況。對于在加熱拉拔過程中易逸出合金元素的絲材，可通入對應(yīng)保護氣體增大其分壓，減少加熱拉拔過程中絲材中合金元素的逸出。5)本發(fā)明提供了的一種集感應(yīng)加熱、拉絲、精拉整形、組織控制等功能于一體的高質(zhì)高效的絲材制備方法與裝置，可用于高強難拉焊絲和金屬導(dǎo)線等絲材產(chǎn)品的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，且棒材或絲材成型及性能好。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是拉絲模具6沿A-A的截面圖。其中，1a-待拉絲材，2-第一密封圈，3-第一保護氣槽，4-陶瓷基體，5-感應(yīng)線圈，6-拉絲模具，7-精拉整形處理構(gòu)件，8-冷卻機構(gòu)，9-第二保護氣槽，10-第二密封圈，1b-拉完的絲材。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。以下實例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材制備裝置：在拉絲方向依次設(shè)置第一密封圈2、感應(yīng)加熱機構(gòu)、拉絲模具6、精拉整形處理機構(gòu)7、冷卻機構(gòu)8以及第二密封圈10；所述的感應(yīng)加熱機構(gòu)包括陶瓷基體4與感應(yīng)線圈5，感應(yīng)線圈5埋置在陶瓷基體4上，所述的陶瓷基體4內(nèi)設(shè)有第一保護氣槽3，所述的冷卻機構(gòu)中設(shè)有第二保護氣槽9。所述的感應(yīng)線圈5與陶瓷基體4的內(nèi)側(cè)之間鋪置絕熱綿。所述的保護氣槽的氣體流通方向為由外向內(nèi)。冷卻機構(gòu)8中也設(shè)有保護氣槽對打磨后的絲材冷卻過程提供氣體保護。所述的拉絲模具6中設(shè)有冷卻水槽。精拉整形處理機構(gòu)7為管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑和拉絲模具出口端直徑相等；所述的精拉整形處理機構(gòu)7經(jīng)淬火處理增加表面耐磨性實施例一高氮鋼絲材的生產(chǎn)采用一種基于加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材裝置的制備方法生產(chǎn)高氮鋼絲材，包括具體步驟如下：第一步，根據(jù)待拉絲材的直徑Φ0和目標(biāo)絲材的直徑Φ目標(biāo)，選擇孔徑為Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉絲模具和精拉整形機構(gòu)，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目標(biāo)，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，(i＝0,1,2…n-1)，其中ξ為常數(shù)，一般取0.2～0.6，Ψ為材料斷面收縮率，n為拉絲次數(shù)。高氮鋼預(yù)熱溫度區(qū)間為300℃～500℃，選用氮氣作為保護氣。根據(jù)待拉絲材種類確定預(yù)熱溫度區(qū)間和通保護氣的種類及通氣速率，對于在加熱拉拔過程中易逸出合金元素(如氮元素)的絲材，可通入對應(yīng)保護氣體增大其分壓，減少加熱拉拔過程中絲材中合金元素的逸出。第二步，待拉絲材進入感應(yīng)加熱區(qū)域，調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱電流，將待拉絲材加熱至300℃～500℃；感應(yīng)加熱機構(gòu)內(nèi)的保護氣槽通入氮氣保護氣，保護氣流速一般為10L/min～35L/min。第三步，預(yù)熱后的待拉絲材進入拉絲模具，拉壓成Φ1的絲材，同時拉絲模具中通有冷卻水；第四步，拉壓處理后的絲材進入精拉整形處理機構(gòu)，與拉絲模具配合，拉絲模具將絲材在圓周方向固定，精拉整形處理機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對拉完的絲材進行整形修復(fù)處理。第五步，精拉整形處理后的絲材進入冷卻機構(gòu)。在冷卻機構(gòu)中的水冷槽和氣保槽分別通入冷卻水和氮氣保護氣，氮氣保護氣流速為10L/min～35L/min，將精拉整形處理后的絲材冷卻至室溫后拉出冷卻裝置；第六步，拉出的直徑為Φ1的絲材依次進入直徑為Φ2、Φ3…、Φ目標(biāo)的拉絲模具和精拉整形處理機構(gòu)的拉絲機構(gòu)中，重復(fù)上述步驟，最終獲得直徑為Φ目標(biāo)的高氮鋼絲材或線材。實施例二銅導(dǎo)線的生產(chǎn)與實例一不同是銅導(dǎo)線在拉絲過程中，對溫度的控制要求比較高。同時，所需的保護氣也不同，此處用氬氣作為保護氣。采用一種基于加熱-拉絲-精拉整形-冷卻的絲材裝置的制備方法生產(chǎn)銅導(dǎo)線，包括具體步驟如下：第一步，根據(jù)待拉絲材的直徑Φ0和目標(biāo)絲材的直徑Φ目標(biāo)，選擇孔徑為Φ1，Φ2、Φ3，……，Φn的拉絲模具和精拉整形機構(gòu)，其中Φ0>Φ1>Φ2>Φ3>……>Φn＝Φ目標(biāo)，且Φi—Φi+1≤ξ·Ψ·Φi，(i＝0,1,2…n-1)，其中ξ為常數(shù)，一般取0.2～0.6，Ψ為材料斷面收縮率，n為拉絲次數(shù)。銅絲材預(yù)熱溫度區(qū)間為60℃～100℃，選用氬氣作為保護氣。第二步，待拉絲材進入感應(yīng)加熱區(qū)域，調(diào)節(jié)感應(yīng)加熱電流，將待拉絲材加熱至300℃～500℃；感應(yīng)加熱機構(gòu)內(nèi)的保護氣槽通入氬氣保護氣，保護氣流速一般為10L/min～35L/min。第三步，預(yù)熱后的待拉絲材進入拉絲模具，拉壓成Φ1的絲材，同時拉絲模具中通有冷卻水；第四步，拉壓處理后的絲材進入精拉整形處理機構(gòu)，與拉絲模具配合，拉絲模具將絲材在圓周方向固定，精拉整形處理機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對拉完的絲材進行整形修復(fù)處理。第五步，精拉整形處理后的絲材進入冷卻機構(gòu)。在冷卻機構(gòu)中的水冷槽和氣保槽分別通入冷卻水和氬氣保護氣，氬氣保護氣流速一般為10L/min～35L/min，將精拉整形處理后的棒材或絲材冷卻至室溫后拉出冷卻裝置；第六步，拉出的直徑為Φ1絲材依次進入直徑為Φ2、Φ3…、Φ目標(biāo)的拉絲模具和精拉整形處理機構(gòu)的拉絲機構(gòu)中，重復(fù)上述步驟，最終獲得直徑為Φ目標(biāo)的銅導(dǎo)線。