專利名稱：梅花型冷拔方鋼的模具和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材冷拉拔模具和冷拉拔工藝，特別是具有定形工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其變形區(qū)呈梅花型，有十二個(gè)工作錐面和三個(gè)工作錐角，用于將圓鋼一次拉拔為成品方鋼，可提高道次變形率，減少拉拔道次，解決粘模、崩模等問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
現(xiàn)有冷拔方鋼的模具均為錐形冷拔模，如英國(guó)專利GB1550631所述的方鋼冷拉拔模具，在用熱軋圓鋼為坯料拔制方鋼時(shí)，坯料在模具中靠八個(gè)工作錐面和兩個(gè)工作錐角導(dǎo)入和壓縮，沒(méi)有定徑帶，限制了變形量的增加，拉出的坯料往往不直，還需再精整，而且需要多次更換不同形狀及尺寸規(guī)格的模具進(jìn)行多道次拉拔才能成材，以至金屬塑性潛力和拉拔機(jī)生產(chǎn)效率得不到應(yīng)有的發(fā)揮。
如果要以增大這種錐形冷拔模的道次變形量來(lái)減少拉拔道次，就必須增大冷拔模具的工作錐角，但隨著工作錐角的增大，冷拔變形中的潤(rùn)滑條件就會(huì)惡化，變形鋼材與冷拔模具直接接觸容易引起粘模，尤其是在方鋼角部更容易粘結(jié)，從而影響成品方鋼的表面質(zhì)量，當(dāng)?shù)来巫冃瘟刻岣叩揭欢ǔ潭葧r(shí)，還會(huì)發(fā)生崩模事故。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述錐形冷拔模具的缺點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，研制成梅花型冷拔方鋼模具，從而提高道次變形量，減少拉拔道次，改善了拉拔工藝，同時(shí)解決大變形量拉拔時(shí)易產(chǎn)生的粘模、崩模等問(wèn)題，可降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
本發(fā)明在現(xiàn)有錐形冷拔模的基礎(chǔ)上，增加了工作錐面與工作錐角，在模具入口端形成十二個(gè)工作錐面和三個(gè)工作錐角，其十二個(gè)錐面構(gòu)成梅花形狀，稱為梅花型冷拔模具。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹梅花型冷拔方鋼模具的結(jié)構(gòu)和原理。


圖1是梅花型冷拔方鋼模具的正視圖;
圖2是梅花型冷拔方鋼的模具的剖視圖;
圖3是梅花型冷拔方鋼模具的局部剖視圖;
圖4是整形模具的正視圖;
圖5是整形模具的剖視圖，圖2中α1是模具的梅花瓣面部工作錐角，其值為17～22°，α2為梅花瓣橢圓部分工作錐角，其值為8～12°，圖3中α3為梅花瓣根部工作錐角，其值為7～10°。
當(dāng)圓斷面坯料進(jìn)入梅花形冷拔模的工作帶時(shí)，首先形成由十二個(gè)工作錐面構(gòu)成的十二面錐體，隨后逐漸形成四個(gè)角部充擠良好的四面錐體，然后即進(jìn)入定形帶，經(jīng)過(guò)均整定型，形成成品方鋼。在該模具中三個(gè)工作錐角與十二個(gè)工作錐面的配合增大了由圓斷面到方斷面的變形量，并改變了金屬在模具中的成形條件，斷面壓縮變形與長(zhǎng)度延伸變形同時(shí)進(jìn)行，以形成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的冷拔方鋼。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于A3和45＃鋼的圓鋼在梅花形冷拔模中的最高道次變形率已達(dá)48%，比一般使用錐形模所允許的道次變形率提高2.1～3.5倍。以相同的優(yōu)質(zhì)圓鋼坯料拔制相同規(guī)格的方鋼成品，拉拔道次由4～10道減少到一次成材，且一次成材的方鋼成品的質(zhì)量符合GB907-82的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于各錐面的不同入口錐角結(jié)構(gòu)有利于鋼材變形時(shí)的潤(rùn)滑，解決了拔制方鋼時(shí)容易發(fā)生的粘模問(wèn)題。同時(shí)，由于三錐角十二錐面的錐形結(jié)構(gòu)改變了模具的受力狀態(tài)，避免了因拔制變形率增大而產(chǎn)生的崩模現(xiàn)象。
對(duì)于橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼材料，為了精整其橢圓度和表面質(zhì)量，且使成品方鋼表面質(zhì)量和各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)進(jìn)一步提高，在使用梅花形冷拔模拔制方鋼過(guò)程中，則需要增加一道整形拔制，使用專門設(shè)計(jì)的整形拉拔模進(jìn)行拉拔。該整形模具的結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示，由入口錐、工作帶、定形帶、出口帶四部分槌?，工作锥面为四庚}⌒喂ぷ髏媯鉤傻プ督敲坊ㄐ駝衛(wèi)滸文?，其謨炊姐U 為15～20°，入口錐角α5為22～27°，也可視使用時(shí)的具體情況而定，定形帶斷面呈圖示的凸邊方形。
整形模具與梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品方鋼，其表面質(zhì)量和機(jī)械性能更好，嚴(yán)格符合國(guó)際的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明可用于以圓鋼為坯料生產(chǎn)各規(guī)格方鋼的冷拔機(jī)中。
本發(fā)明與現(xiàn)有錐形冷拉拔模具相比，可提高拔制效率2～5倍，降低生產(chǎn)成本2～3倍，提高道次最大變形率2.1～3.5倍，且表面質(zhì)量、機(jī)械性能等檢驗(yàn)項(xiàng)目均符合GB907-82，GB3278-82的相應(yīng)技術(shù)要求。
下面是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
將φ50mm的45＃優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)熱軋圓鋼經(jīng)退火、酸洗、潤(rùn)滑后，在50噸冷拔機(jī)上，首先經(jīng)單錐角梅花形整形冷拔模拔制成凸邊方鋼，然后進(jìn)行退火、酸洗、潤(rùn)滑，再經(jīng)三錐角十二錐面梅花形成品模具而拔制成35×35mm的成品方鋼。經(jīng)此工藝拔制的成品方鋼與現(xiàn)有工藝?yán)缅F形冷拔模拔制相同材質(zhì)、規(guī)格的成品方鋼相比，其道次變形率提高2.1倍，拔制道次減少5倍，生產(chǎn)成本降低3倍。
權(quán)利要求
1.一種鋼材冷拉拔模具，特別是具有定形工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其特征在于該冷拉拔模具變形區(qū)呈四角梅花型，有十二個(gè)工作錐面和三個(gè)工作錐角，用于拉拔方鋼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷拉拔模具，其特征在于所說(shuō)的三個(gè)工作錐角分別為梅花瓣面部工作錐角α1，其值為17～22°，梅花瓣根部工作錐角α3，其值為7～10°，梅花瓣橢圓部分工作錐角α2，其值為8～12°。
3.一種鋼材冷拉拔工藝，其特征在于使用梅花型冷拉拔模，可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品方鋼，對(duì)橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼，則需先經(jīng)整形模拉拔一次，然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模一次拉拔為成品方鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于所述的整形模具有兩個(gè)錐角，α4＝15～20°，α5＝22～27°，定形帶斷面呈凸邊方形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼材冷拉拔模具及使用該模具將圓鋼拉拔為方鋼的工藝，該模具為具有定形工作錐面與工作錐角的硬質(zhì)合金冷拉拔模具，其特征在于其變形區(qū)呈方梅花型，有十二個(gè)工作錐面和三個(gè)工作錐角，使用該模具可將優(yōu)質(zhì)圓鋼一次拉拔為成品方鋼，斷面壓縮率最高可達(dá)48％，對(duì)橢圓度和表面質(zhì)量稍差的圓鋼，可先經(jīng)整形模拉拔一次，然后再經(jīng)梅花型冷拉拔模一次拉拔為成品方鋼，使用本發(fā)明的模具和工藝可提高道次變形率，減少拉拔道次，解決粘模、崩模等問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本，提高拔制效率。
文檔編號(hào)B21C3/04GK1035965SQ88107150
公開日1989年10月4日 申請(qǐng)日期1988年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月29日
發(fā)明者蘇志英 申請(qǐng)人:河北省文安縣安里屯冷拉鋼材廠