專利名稱：不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙金屬?gòu)?fù)合絲及其生產(chǎn)工藝，尤其是一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲及其生產(chǎn)工藝。
在我國(guó)，銅、鉻、鎳等金屬資源貧乏，因此，銅、鉻、鎳等金屬制品是非常貴重的，為了降低以上所述金屬制品的成本及解決資源日趨匱乏的問(wèn)題，人們已研制出多種替代產(chǎn)品，如用銅包鋼、銅包鋁復(fù)合導(dǎo)線替代純銅導(dǎo)線等，節(jié)約了大量的銅金屬。專利申請(qǐng)?zhí)枮?8112410、名稱為“一種銅鋁復(fù)合導(dǎo)線及生產(chǎn)工藝”的專利申請(qǐng)技術(shù)，便公開了一種可替代銅的復(fù)合導(dǎo)線及生產(chǎn)工藝，所公開的銅鋁復(fù)合導(dǎo)線是由銅外層和鋁芯冶金結(jié)合為一體的，其生產(chǎn)工藝是將充分退火的銅管(帶)和鋁棒(條)接觸表面除去鈍化層后，采用套管法或包覆焊接法將鋁棒包覆在銅層內(nèi)，制成銅鋁復(fù)合坯料，再用冷加工和熱加工的辦法包括拉伸、擠壓或軋制，使坯料變形，其中道次加工中須進(jìn)行中間退火，退火溫度為450～600℃，退火時(shí)間為20分鐘～2小時(shí)，即退火是用幾百度的溫度加熱、慢速冷卻的方式。現(xiàn)有技術(shù)雖然解決了替代純銅導(dǎo)線的問(wèn)題，但是，到目前為止，現(xiàn)有的工藝還無(wú)法生產(chǎn)出可替代不銹鋼絲的替代品，不銹鋼絲是現(xiàn)代化工業(yè)市場(chǎng)上不可缺少的原材料，許多耐腐蝕、防氧化的絲網(wǎng)金屬制品都用不銹鋼絲來(lái)制造，由于沒(méi)有替代品，而不銹鋼絲價(jià)格昂貴，因而其使用受到限制。
本發(fā)明的目的是提供一種具有不銹鋼的一切表面功能，可代替不銹鋼絲制作許多絲網(wǎng)制品的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲及其生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲，由碳鋼芯線1和均勻包覆在碳鋼芯線1上的不銹鋼包覆層2構(gòu)成，二者界面冶金結(jié)合。
所述不銹鋼包覆層2與碳鋼芯線1的體積比可為10～25∶90～75。
一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟對(duì)碳鋼鋼絲和不銹鋼帶進(jìn)行表面處理；用不銹鋼帶包覆碳鋼鋼絲，形成線坯；多道次拉拔線坯并進(jìn)行多次中間退火；所述的中間退火加熱溫度為1000～1100℃，冷卻速度為20～50℃/sec。
所述的多道次拉拔為采用逐漸減少道次變形量的拉拔工藝，從道次變形量為20～25％逐漸減少為10～15％。
所述的不銹鋼包覆碳鋼鋼絲形成線坯為在氬氣保護(hù)下，將不銹鋼帶沿縱向包覆碳鋼鋼絲，采用鎢極氬弧焊焊接縱縫。
所述的對(duì)碳鋼鋼絲和不銹鋼帶進(jìn)行表面處理為選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，確定碳鋼鋼絲的直徑；將碳鋼鋼絲進(jìn)行退火處理后放在金屬清洗劑中清洗，去除表面油脂；將去除油脂的碳鋼鋼絲放入10～15％的鹽酸水溶液的酸洗槽中酸洗，除去表面氧化皮矯直和刷洗；將不銹鋼帶裁剪成所需的寬度后放在金屬清洗劑中清洗，去除表面油脂；將不銹鋼帶的包覆面進(jìn)行刷洗。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)偏見(jiàn)，退火為高溫度、快速冷卻的方式。用本發(fā)明工藝生產(chǎn)的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲是由碳鋼芯線和均勻包覆其表面的不銹鋼包覆層所構(gòu)成，不銹鋼與碳鋼的界面采用固相復(fù)合技術(shù)以形成牢固的冶金結(jié)合，不銹鋼包覆絲成品直徑在0.2～3mm之間，具有不銹鋼的一切表面功能，可代替不銹鋼絲制作許多絲網(wǎng)金屬制品，節(jié)省大量鉻、鎳等貴重金屬，成本大為降低。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的橫截面示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的生產(chǎn)工藝流程圖。
下面將結(jié)合附圖及本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖1所示碳鋼芯線1可選用直徑為4.5mm、鋼號(hào)為10鋼的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲和不銹鋼包覆層2可選用厚度為0.35mm、鋼號(hào)為1Cr18Ni9Ti的奧氏體不銹鋼帶為原材料，按圖2所示工藝生產(chǎn)。如圖2所示(1)碳鋼芯線的前處理①根據(jù)不銹鋼包覆絲的力學(xué)性能要求，選擇不同含碳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；根據(jù)所生產(chǎn)的不銹鋼包覆絲的線坯直徑，確定碳鋼鋼絲的直徑。一般應(yīng)使碳鋼鋼絲直徑較不銹鋼包覆層的內(nèi)徑小0.5mm，本發(fā)明實(shí)施例所選用的即是直徑為4.5mm、鋼號(hào)為10鋼的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲。
②將碳鋼芯線進(jìn)行退火處理，以降低強(qiáng)度、提高伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。
③將退火后的碳鋼芯線在金屬清洗劑槽中清洗，去除表面油脂。
④將去除油脂的碳鋼芯線放入10～15％的鹽酸水溶液的酸洗槽中酸洗，除去表面氧化皮。
⑤酸洗后的碳鋼芯線放在生產(chǎn)線的料架上，經(jīng)過(guò)矯直和刷洗(徹底清除表面氧化物)后進(jìn)入現(xiàn)有的氬氣保護(hù)的包覆焊接裝置中。
(2)不銹鋼帶的前處理
①根據(jù)產(chǎn)品所要求的不銹鋼包覆層的體積比及線坯直徑，確定不銹鋼帶的厚度及寬度。將不銹鋼帶裁剪成所需的寬度，放在生產(chǎn)線的料架上。
②將不銹鋼帶在金屬清洗劑槽中清洗，去除表面油脂。
③將不銹鋼帶的包覆面進(jìn)行刷洗，然后進(jìn)入氬氣保護(hù)的包覆焊接裝置中。
(3)包覆焊接在氬氣保護(hù)的包覆焊接裝置中，通過(guò)數(shù)對(duì)垂直和水平滾輪，一方面拖動(dòng)不銹鋼帶和碳鋼芯線向前移動(dòng)，一方面使不銹鋼帶沿縱向圍繞碳鋼芯線逐步形成圓管狀并將其包覆在其中。然后通過(guò)鎢極氬弧焊將不銹鋼帶的縱縫焊接起來(lái)，形成不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的線坯。
(4)拉拔將線坯送到拉絲機(jī)上，逐道通過(guò)拉絲模進(jìn)行多道次拉拔。一方面使線徑變細(xì)，獲得所需直徑的不銹鋼包覆絲；另一方面通過(guò)95％以上的變形度使不銹鋼與碳鋼的界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。
由于不銹鋼形變硬化速率很快，而且復(fù)合線坯拉拔易出現(xiàn)變形不均勻的現(xiàn)象，因此，拉拔中常發(fā)生包覆層與芯線分離和斷線。為此，采用了逐漸減少道次變形量的拉拔工藝，即前幾道次變形量為20～25％，然后逐漸減少為10～15％。
(5)退火在拉拔過(guò)程中，為恢復(fù)金屬的變形能力、促進(jìn)結(jié)合，需進(jìn)行多次中間退火處理。為保證兩種金屬都得到軟化，退火加熱溫度為1000～1100℃，冷卻速度為20～50℃/sec。
最終退火處理賦予金屬絲所需的力學(xué)性能和物理化學(xué)性能。退火加熱溫度為1000～1100℃，冷卻速度20～50℃/sec。
本發(fā)明實(shí)施例的拉拔與退火是將線坯分別在單頭拉絲機(jī)、滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)和水箱拉絲機(jī)中拉拔與退火。
剛焊好的線坯在單頭拉絲機(jī)上先后通過(guò)φ5.0mm、φ4.4mm和φ4.0mm的拉絲模進(jìn)行拉拔，然后采用滑動(dòng)式連續(xù)拉絲機(jī)拉拔。拉拔至φ2.0mm時(shí)進(jìn)行一次中間退火，然后拉拔至φ0.8mm時(shí)再進(jìn)行一次中間退火，退火溫度為1000℃、1050℃或1100℃。再采用水箱拉絲機(jī)，將其通過(guò)15道次拉絲模拉拔至所需直徑φ0.3mm，同時(shí)將成品絲通過(guò)在線電加熱退火，以提高其塑性，退火溫度為1000℃、1050℃或1100℃，最后卷繞出成品。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲，其特征在于由碳鋼芯線(1)和均勻包覆在碳鋼芯線(1)上的不銹鋼包覆層(2)構(gòu)成，二者界面冶金結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲，其特征在于所述不銹鋼包覆層(2)與碳鋼芯線(1)的體積比為(10～25)∶(90～75)。
3.一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟對(duì)碳鋼鋼絲和不銹鋼帶進(jìn)行表面處理；用不銹鋼帶包覆碳鋼鋼絲，形成線坯；多道次拉拔線坯并進(jìn)行多次中間退火；其特征在于所述的中間退火加熱溫度為1000～1100℃，冷卻速度為20～50℃/sec。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的多道次拉拔為采用逐漸減少道次變形量的拉拔工藝，從道次變形量為20～25％逐漸減少為10～15％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的不銹鋼包覆碳鋼鋼絲形成線坯為在氬氣保護(hù)下，將不銹鋼帶沿縱向包覆碳鋼鋼絲，采用鎢極氬弧焊焊接縱縫。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的對(duì)碳鋼鋼絲和不銹鋼帶進(jìn)行表面處理為選擇優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，確定碳鋼鋼絲的直徑；將碳鋼鋼絲進(jìn)行退火處理后放在金屬清洗劑中清洗，去除表面油脂；將去除油脂的碳鋼鋼絲放入10～15％的鹽酸水溶液的酸洗槽中酸洗，除去表面氧化皮、矯直和刷洗；將不銹鋼帶裁剪成所需的寬度后放在金屬清洗劑中清洗，去除表面油脂；將不銹鋼帶的包覆面進(jìn)行刷洗。
全文摘要
本發(fā)明公開一種不銹鋼包覆碳鋼的雙金屬?gòu)?fù)合絲及其生產(chǎn)工藝,碳鋼芯線和不銹鋼帶為原材料,通過(guò)前處理、包覆焊接、拉拔、退火等工藝使不銹鋼帶均勻包覆在碳鋼芯線周圍并在兩者界面形成牢固的冶金結(jié)合,具有不銹鋼的一切表面功能,其強(qiáng)度與塑性可在很大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,可代替不銹鋼絲制作很多不銹鋼絲網(wǎng)制品,節(jié)省大量鉻、鎳等貴重金屬,成本大為降低。
文檔編號(hào)B32B1/08GK1357449SQ001360
公開日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月26日
發(fā)明者劉世程, 戴雅康 申請(qǐng)人:劉世程, 戴雅康