RU2612104C2 - Method for production of heat-strengthened steel wire - Google Patents
Method for production of heat-strengthened steel wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2612104C2 RU2612104C2 RU2015126840A RU2015126840A RU2612104C2 RU 2612104 C2 RU2612104 C2 RU 2612104C2 RU 2015126840 A RU2015126840 A RU 2015126840A RU 2015126840 A RU2015126840 A RU 2015126840A RU 2612104 C2 RU2612104 C2 RU 2612104C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wire
- deformation
- hardening
- heat
- steel wire
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 6
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102220479482 Puromycin-sensitive aminopeptidase-like protein_C21D_mutation Human genes 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам производства проволоки волочением с помощью формирования наноструктур в металле, в том числе в его поверхностном слое, и может использоваться при производстве высокопрочной термоупрочненной проволоки из стали.The invention relates to methods for producing wire by drawing using the formation of nanostructures in a metal, including in its surface layer, and can be used in the manufacture of high-strength heat-strengthened steel wire.
Известен способ изготовления проволоки с помощью специализированной установки (SU 1447465 A1, МПК В21С 3/14, C21D 1/02, опубл. 30.12.1988) для производства высокопрочной проволоки, включающий разматывание заготовки, деформацию с помощью волоки, обжатие и полную закалку.A known method of manufacturing a wire using a specialized installation (SU 1447465 A1, IPC B21C 3/14, C21D 1/02, publ. 12/30/1988) for the production of high-strength wire, including unwinding the workpiece, deformation using a die, crimping and hardening.
Недостатком известного способа является возможность обрыва проволоки при выходе ее из волоки вследствие того, что сила натяжения проволоки при волочении создает напряжение растяжения, в несколько раз превышающее предел прочности нагретой до температуры 900-1050°С проволоки. Кроме этого, расположение закалочного устройства практически на выходе установки не обеспечивает образования полигональной субструктуры в стали, что в целом снижает прочность получаемой проволоки.The disadvantage of this method is the possibility of wire breakage when it leaves the fiber due to the fact that the tensile strength of the wire during drawing creates tensile stress several times higher than the tensile strength of a wire heated to a temperature of 900-1050 ° C. In addition, the location of the quenching device practically at the outlet of the installation does not provide the formation of a polygonal substructure in steel, which generally reduces the strength of the resulting wire.
Техническим решением, признанным наиболее близким к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления композиционного слоистого материала (RU 2220852 C2, МПК В32В 15/08, В32В 31/12, С23С 28/00, опубл. 10.01.2004), включающий получение слоистой металлической основы, состоящей из двух или нескольких металлических слоев, формирование заданного рельефа поверхности наружного металлического слоя, нанесение полимерного покрытия из политетрафторэтилена и последующую его термообработку. При этом деформацию покрытия осуществляют путем протяжки слоистой основы с термообработанным покрытием через неприводной деформирующий инструмент, в частности роликовую волоку.The technical solution, recognized as the closest to the claimed invention and selected as a prototype, is a method of manufacturing a composite laminate (RU 2220852 C2, IPC B32B 15/08, B32B 31/12, C23C 28/00, publ. 10.01.2004), including obtaining a layered metal base consisting of two or more metal layers, the formation of a given surface relief of the outer metal layer, applying a polymer coating of polytetrafluoroethylene and its subsequent heat treatment. In this case, the deformation of the coating is carried out by drawing a layered base with a heat-treated coating through a non-driving deforming tool, in particular a roller die.
Недостатком известного способа являются недостаточно высокие прочностные характеристики изготавливаемой таким образом проволоки вследствие отсутствия в составе технологического процесса операций по формированию субструктур в стали.The disadvantage of this method is the insufficiently high strength characteristics of the wire produced in this way due to the absence of operations to form substructures in steel as part of the technological process.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является совершенствование способа изготовления за счет принципиального исключения обрывности процесса высокотемпературного упрочнения и повышения прочностных характеристик изготавливаемой проволоки.The technical problem to which the invention is directed is to improve the manufacturing method by fundamentally eliminating the discontinuity of the high-temperature hardening process and increasing the strength characteristics of the manufactured wire.
Указанная задача решена тем, что способ производства термоупрочненной проволоки из стали включает в себя разматывание бунтовой проволоки, правку, первый индукционный нагрев проволоки до 1000°С, ее термодеформационное упрочнение, последеформационную выдержку, закалку, второй индукционный нагрев до температуры отпуска, охлаждение и смотку в бунт. Способ отличается от известных тем, что термодеформационное упрочнение проволоки осуществляют ее прокаткой в последовательно установленных роликовых волоках с суммарной степенью деформации до 80% и со степенью деформации в последней из них, равной 15-20%. This problem is solved in that the method for the production of heat-strengthened steel wire includes unwinding a wire wire, straightening, first induction heating of the wire to 1000 ° C, its thermo-deformation hardening, post-deformation holding, quenching, second induction heating to tempering temperature, cooling and winding into revolt. The method differs from the known ones in that the thermodeformational hardening of the wire is carried out by rolling it in sequentially installed roller dies with a total degree of deformation of up to 80% and with a degree of deformation in the last of them equal to 15-20%.
При этом упрочнение может быть выполнено с помощью последовательности роликовых волок по схеме «круг-стрельчатый квадрат-круг», а после упрочнения проволока может подвергаться дополнительному деформированию с помощью цельной твердосплавной волоки со степенью деформации не более 2%. Упомянутая волока может иметь периодический профиль наружной поверхности.In this case, hardening can be performed using a sequence of roller dies according to the “circle-lancet square-circle” scheme, and after hardening, the wire can undergo additional deformation using a solid carbide die with a degree of deformation of not more than 2%. Mentioned dragging may have a periodic profile of the outer surface.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной выше последовательностью технологических операций, является значительное повышение качества изготавливаемой проволоки за счет использования эффекта термодеформационного упрочнения с управляемым формированием наноразмерной структуры стали путем высокоскоростной прокатки с помощью одной или нескольких роликовых волок.A positive technical result provided by the above sequence of technological operations is a significant improvement in the quality of the wire produced by using the effect of thermal deformation hardening with controlled formation of a nanoscale steel structure by high-speed rolling using one or more roller dies.
Способ поясняется чертежом, где схематично представлена линия по производству проволоки, с помощью которой осуществляется волочение.The method is illustrated in the drawing, which schematically shows a line for the production of wire with which drawing is carried out.
Линия по производству проволоки состоит из следующих последовательно установленных механизмов: устройства размотки 1, устройства правки 2, узла первого индукционного нагрева 3, устройства термодеформационного упрочнения, выполненного в виде одной или нескольких роликовых волок 4, закалочного устройства 5, узла второго индукционного нагрева для проведения отпуска 6, узла для охлаждения после отпуска 7, устройства смотки проволоки в бунт 8.The wire production line consists of the following sequentially installed mechanisms: unwinding device 1, dressing device 2, first induction heating unit 3, thermodeformation hardening device made in the form of one or more roller dies 4, quenching device 5, second induction heating unit for tempering 6, a unit for cooling after tempering 7, a device for winding wire into a riot 8.
Рассмотрим пример осуществления способа при изготовлении проволоки из стали 60С2А с использованием в устройстве термодеформационного упрочнения нескольких последовательно установленных роликовых волок.Consider an example of the method in the manufacture of wire from steel 60C2A using in the device of thermal deformation hardening of several sequentially installed roller dies.
Бунт проволоки помещается на устройство размотки 1, проволока проводится через устройство правки 2, узел первого индукционного нагрева 3, устройство термодеформационного упрочнения 4, закалочное устройство 5, узел второго индукционного нагрева для проведения отпуска 6, узел для охлаждения после отпуска 7. Конец проволоки закрепляется в захвате устройства для смотки 8, после чего проволока сматывается в бунт.The wire bundle is placed on the unwinding device 1, the wire is passed through the dressing device 2, the first induction heating unit 3, the thermodeformation hardening device 4, the quenching device 5, the second induction heating unit for tempering 6, the cooling unit after tempering 7. The end of the wire is fixed in capture device for winding 8, after which the wire is wound into a riot.
При протягивании проволоки устройством для смотки 8 осуществляется нагрев проволоки в узле первого индукционного нагрева 3 до температуры t=1000°C. Нагретая до высокой температуры проволока непрерывно-последовательно поступает в устройство термодеформационного упрочнения 4, в котором производится высокоскоростная прокатка с суммарной степенью деформации до 80%, в том числе 15-20% в последней роликовой волоке для термодеформационого формирования наноразмерной структуры. Для получения проволоки с повышенным качеством поверхности и геометрии сечения после роликовых волок используется цельная твердосплавная волока с небольшой степенью деформации в пределах 0,5÷2%. Закалочное устройство 5, выполненное в виде горизонтального спрейера 5, располагается от устройства термодеформационного упрочнения 4 на расстоянии, достаточном для создания последеформационной паузы, во время которой происходит полигонизационная перестройка дислокационной субструктуры металла, возникающей в процессе высокоскоростной прокатки проволоки при высокой температуре.When pulling the wire by the winding device 8, the wire in the first induction heating unit 3 is heated to a temperature of t = 1000 ° C. The wire heated to a high temperature continuously enters the thermo-deformation hardening device 4, in which high-speed rolling is performed with a total degree of deformation of up to 80%, including 15-20% in the last roller die for thermo-deformation formation of a nanoscale structure. To obtain a wire with improved surface quality and section geometry after roller dies, a solid carbide die with a small degree of deformation in the range of 0.5–2% is used. The quenching device 5, made in the form of a horizontal sprayer 5, is located from the thermodeformation hardening device 4 at a distance sufficient to create a post-deformation pause during which the polygonization rearrangement of the metal dislocation substructure occurs during high-speed rolling of the wire at high temperature.
Далее закаленная проволока непрерывно-последовательно перемещается через узел второго индукционного нагрева для проведения отпуска 6, в котором проволока нагревается до температуры 400-550°С, что позволяет снизить ее твердость и повысить пластичность. В последующем нагретая проволока проходит через узел охлаждения после отпуска 7, который может быть выполнен в виде ванны или горизонтального спрейера. Отпущенная и охлажденная проволока наматывается на барабан устройства для смотки 8.Next, the hardened wire is continuously and sequentially moved through the second induction heating unit to conduct tempering 6, in which the wire is heated to a temperature of 400-550 ° C, which reduces its hardness and increases ductility. Subsequently, the heated wire passes through the cooling unit after tempering 7, which can be made in the form of a bath or a horizontal sprayer. Released and cooled wire is wound on the drum of the winding device 8.
Предложенный способ изготовления позволяет значительно уменьшить силу натяжения проволоки по сравнению с использованием в составе линии, например, цельных волок и исключить обрывы в процессе упрочнения при высокоскоростной прокатке. Последнее обстоятельство делает ненужным применение смазки проволоки графитом, и, следовательно, дополнительной операции по очистке проволоки от графитизированной пленки.The proposed manufacturing method can significantly reduce the tension force of the wire compared to using, for example, solid dies in the composition of the line and to eliminate breakages in the hardening process during high-speed rolling. The latter circumstance makes it unnecessary to use wire lubrication with graphite, and, therefore, an additional operation for cleaning the wire from graphitized film.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015126840A RU2612104C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Method for production of heat-strengthened steel wire |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015126840A RU2612104C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Method for production of heat-strengthened steel wire |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015126840A RU2015126840A (en) | 2017-01-13 |
| RU2612104C2 true RU2612104C2 (en) | 2017-03-02 |
Family
ID=58449298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015126840A RU2612104C2 (en) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | Method for production of heat-strengthened steel wire |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2612104C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704426C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-10-29 | Андрей Николаевич Скворцов | Method of producing long items from heat-strengthened steel with nanosized structure and a line for its implementation |
| RU2705835C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный инженерный центр "Качество" | Method of producing high-strength wire from steel and a line for its implementation |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110125195B (en) * | 2019-05-17 | 2024-04-05 | 江苏胜达科技有限公司 | Tire bead wire fine-drawing production line and fine-drawing process thereof |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1447565A1 (en) * | 1986-04-03 | 1988-12-30 | Государственный Союзный Институт По Проектированию Агрегатов Сталеплавильного И Прокатного Производства Для Черной Металлургии "Стальпроект" | Arrangement for heating the lining of metallurgical container |
| JPH08117802A (en) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Nippon Tungsten Co Ltd | NiTi alloy wire manufacturing method |
| RU2146976C1 (en) * | 1998-07-28 | 2000-03-27 | Уральский государственный технический университет | Method for preparing continuously cast copper billet for drawing |
| RU2220852C2 (en) * | 2001-10-30 | 2004-01-10 | Анцупов Александр Викторович | Composite laminated material and method for its manufacture |
| RU2549798C2 (en) * | 2013-07-25 | 2015-04-27 | Олег Иванович Шаврин | Device for deformation of steel wire, line and method for production of high-strength steel wire |
-
2015
- 2015-07-03 RU RU2015126840A patent/RU2612104C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1447565A1 (en) * | 1986-04-03 | 1988-12-30 | Государственный Союзный Институт По Проектированию Агрегатов Сталеплавильного И Прокатного Производства Для Черной Металлургии "Стальпроект" | Arrangement for heating the lining of metallurgical container |
| JPH08117802A (en) * | 1994-10-21 | 1996-05-14 | Nippon Tungsten Co Ltd | NiTi alloy wire manufacturing method |
| RU2146976C1 (en) * | 1998-07-28 | 2000-03-27 | Уральский государственный технический университет | Method for preparing continuously cast copper billet for drawing |
| RU2220852C2 (en) * | 2001-10-30 | 2004-01-10 | Анцупов Александр Викторович | Composite laminated material and method for its manufacture |
| RU2549798C2 (en) * | 2013-07-25 | 2015-04-27 | Олег Иванович Шаврин | Device for deformation of steel wire, line and method for production of high-strength steel wire |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704426C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-10-29 | Андрей Николаевич Скворцов | Method of producing long items from heat-strengthened steel with nanosized structure and a line for its implementation |
| RU2705835C1 (en) * | 2018-12-29 | 2019-11-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный инженерный центр "Качество" | Method of producing high-strength wire from steel and a line for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015126840A (en) | 2017-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8522586B2 (en) | Method for flexibly rolling coated steel strips | |
| RU2612104C2 (en) | Method for production of heat-strengthened steel wire | |
| JP2013510233A (en) | Method for producing galvanized sheet by heat treatment of electrolytically processed sheet | |
| JP6199569B2 (en) | Manufacturing method of high strength steel wire | |
| ITTO20080221A1 (en) | PROCEDURE AND MACHINE FOR THE MANUFACTURE OF GUIDE-SPRING PROFILES | |
| KR102119458B1 (en) | How to create a roller-formed partially cured profile | |
| AT393361B (en) | Method and device for producing thin wires, rods, tubes and profiles from steels and alloys with low dimensional change, in particular from hardenable steels. | |
| CN113416834A (en) | Steel wire heat treatment quenching process | |
| RU2395356C1 (en) | Procedure for fabricating pipes out of aluminium alloys | |
| CN1315886A (en) | Equipment and method for continuous plating of steel sheet | |
| CN115430705B (en) | Production method of wire rod for high-strength large bridge cable galvanized steel wire | |
| CN108380678A (en) | A kind of production method of high-carbon steel wire | |
| RU2549798C2 (en) | Device for deformation of steel wire, line and method for production of high-strength steel wire | |
| JP2009095859A (en) | Steel wire excellent in twisting properties, and its manufacturing method | |
| RU2705835C1 (en) | Method of producing high-strength wire from steel and a line for its implementation | |
| JP2018115374A (en) | Manufacturing method for hardened steel wire having high straightness | |
| JP2015172234A (en) | Slow cooling method for steel material | |
| CN102719651A (en) | Rapid induction heating and air cooling heat treatment process for steel wire | |
| DE102015001438A1 (en) | Flexible heat treatment plant for metallic strip | |
| RU2704426C1 (en) | Method of producing long items from heat-strengthened steel with nanosized structure and a line for its implementation | |
| RU2502573C1 (en) | Method of making high-strength various-diameter wire reinforcements | |
| RU2533251C1 (en) | Processing of article from thin sheet | |
| JP2890198B2 (en) | Method for producing long member made of steel or steel alloy having low deformability | |
| US20230332294A1 (en) | Process for improving characteristics of galvanized surfaces | |
| SU831822A1 (en) | Method of producing zinc-plated wire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180704 |