專利名稱：具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具。
傳統的延拉工具機是在一機器床面上裝置至少一具以上的延拉模具及由鋼線卷繞的線圈絞盤，鋼線經由延拉模具，達到縮減截面積的加工目的。如
圖1所示，一般線材延拉模具1，由于進入口d0大于拉出口d1許多，因此鋼線3從進入口d0導入錐孔作延拉時，雖然能使鋼線3的截面積縮減及長度增長，但由于傳統線材延拉模具1進入口d0開口較大，且鋼線3經過的拉出作用段1較長，鋼線3與線材延拉模具1接觸面積大，致使延拉時會產生高摩擦熱能，不僅影響延拉操作與成品品質且模具容易損壞，相對亦會使原本附著在鋼線3表面上的干式薄膜減少，以致于鋼線3上的潤滑結合劑附著效果較差，而不利后序產業生產制造。
另外，一般不銹鋼線在拉線等加工過程中，其作業流程復雜，且常出現鋼線有軟硬度不平均的現象及原料損耗等問題，以致于鋼線的潤滑效果不佳，在后序制程加工制造上會較困難，使得以鋼線制成的產品的品質亦會不穩定。
本發明的主要目的即在于提供一種具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，使拉制完成的鋼線得到極佳的表面精度與抗拉強度，供后序產業直接使用。
本發明的另一主要目的即在于提供一種用于制造具有潤滑薄層膜的鋼線的復式入角延拉模具，克服現有技術的不足，達到增加保留鋼線潤滑效果，及提高鋼線制成品的再加工制造品質，供后序產業免去再次潤滑的麻煩，有利直接生產制造的目的。
本發明方法是以奧氏體(austenite)系不銹鋼為基材，在其表面預先進行金屬鍍層的皮膜處理，并于鋼線的延拉過程中通過一種有效潤滑及附著鋼線表面的含鉬結合劑，使拉制完成的鋼線得到極佳的表面精度與抗拉強度。
本發明的特征在于采用奧氏體(austenite)系不銹鋼為基材的鋼線，該奧氏體系不銹鋼鋼材基本上含有17％以上的鉻(Cr)及8％以上的鎳(Ni)，上述鋼線經固溶化處理，然后在其表面涂附一層含鉬結合劑，待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后，該鋼線經延拉模具制成所需的鋼線。
本發明優選采用的奧氏體系不銹鋼鋼材含有的化學成分為(重量％)0.20％以下的碳(C)、2.00％以下硅(Si)、2.00％以下的錳(Mn)、0.040％以下的磷(P)、0.040％以下的硫(S)、8％～22％的鎳(Ni)及17％～27％的鉻(Cr)。
本發明方法可以如圖2所示，加工過程為奧氏體系不銹鋼鋼線—固溶化處理—鍍鋅、鉻、鎳或銅的金屬鍍層皮膜處理—于鋼線鍍層表面均勻附著一層含鉬結合劑—含鉬結合劑在鋼線鍍層表面形成干式薄膜—鋼線進入復式入角延拉模具—制成延拉后鋼線。
該奧氏體系不銹鋼鋼線先經固溶化處理，達適合預定使用目的，鋼線經固溶化處理后，可以方便地進行鍍鋅、鉻、鎳或銅的金屬鍍層皮膜處理，也可直接進行潤滑處理。
一般鋼材是采用非金屬皮膜處理，包括有石灰皮膜、硼砂皮膜及樹脂皮膜等處理方式。本發明方法則在奧氏體系不銹鋼鋼線上電鍍一層鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)、或鋅(Zn)，其中鋅(Zn)及鎳(Ni)具有抗侵蝕作用；銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)具有裝飾用的防護層功效；鉻(Cr)具有增加表面硬度作用；以上各元素乃可依需求而選擇采用。另外，上述金屬鍍層皮膜處理除了可增加鋼線的材質特性外(例如增加抗侵蝕性表面硬度及抗拉強度等)，并使鋼線在伸線(Wire drawing)時較為容易。
奧氏體系不銹鋼鋼線經上述金屬鍍層皮膜處理后，于鋼線鍍層表面均勻附著一層含鉬結合劑，其附著方法包括采用噴敷、浸漬或涂刷等方式將含鉬結合劑均勻附著在鋼線金屬鍍層表面，該含鉬結合劑包含有二硫化鉬(MoS2)0.2～1.0％、硅酮(Silicone)1～3％、粘結劑2～8％及溶劑88～96％。
上述含鉬結合劑于室溫情況下，即可自然完全干燥、硬化，在鋼線金屬鍍層表面形成干式薄膜，其厚度約0.5×10-3in時，可使鋼線得到最佳抗磨損效果。當結合劑涂到鋼線表面上時，該結合劑因溶于溶劑中而保持懸浮狀態，當涂布完成，則因粘結劑的作用而可使潤滑劑固定在鋼線表面上，待其硬化后，即可使鋼線金屬鍍層表面形成有一層干式薄膜。
其中粘結劑優選使用具有較低摩擦和較高磨損阻抗性的聚硫苯或聚酰胺類材料，而選用的溶劑為常用溶劑，在此不再詳述。
該含鉬結合劑除含有以上成分外，還可以包含有0.2～0.8％的色素及添加物，其中使用不同的添加物可以控制或增強特定的涂層性質，如添加碳酸鈣、硅土、云母或石墨可改變其磨耗性質；添加甲硅烷可以增進薄膜的完整性及耐磨性；添加腐蝕抑制劑則可抵抗多種化學物質的侵蝕。
該結合劑使用二硫化鉬(MoS2)具有如下的優點1、其片狀組織是最為理想的固體潤滑劑。
2、摩擦系數低，約為0.03左右，并且可以有效地防止鋼線與復式入角延拉模具之間的磨損。
3、二硫化鉬除了可以懸浮于油液當中使用外，亦可加于潤滑脂中使用，而使運動的接觸面形成固體薄膜。
4、經得起500000Psi以上的壓力。
5、適用溫度范圍寬，從-180℃至+450℃，無氧狀態時，可高達1100℃。
6、可有效使用在極端沖擊環境下，暴露于液態或氣態氧中強力附著于里面上。
本發明提供的一種用于制造上述具有潤滑薄層膜的鋼線延拉模具，為復式入角延拉模具，其延拉開口形成有導入口、進入口及壓縮開孔，其中進入口與開孔以拉出直徑作為分界，該拉出直徑設置于近開孔處，鋼線經導入口至進入口漸進后，由定徑區作截面積縮減及鋼線長度增加，制成延拉后鋼絲。
本發明優選采用一種如圖3所示的復式入角延拉模具，由于采用金屬鍍層的皮膜處理及含鉬結合劑的潤滑，鋼線進入該復式入角延拉模具延拉伸線(wiredrawing)時，該模具的導入口1a與開孔2a的開口角度約70±20℃，其中進入口b與開孔2a以拉出直徑d作為分界，而拉出直徑d設置于近開孔2a處，所以鋼線經導入口1a至進入口b漸進后，由壓縮開孔α及定徑區β控制鋼線截面積縮減及長度增加，而制成延拉后鋼線。
圖中該復式入角延拉模具2的壓縮開孔α約10°左右的開口角度，可降低鋼線與復式入角延拉模具2的磨擦系數，并節省了耗電成本，增加鋼線表面上含鉬結合劑的附著量，保留了較好的潤滑效果，可使后序生產制造的廠商能制造更高品質與最佳精密度的制品，提高產能，減少不良率，所以極具工業及經濟價值；另外，由于該復式入角延拉模具2開口角度向內逐漸減縮，因此能使摩擦熱能降低，該復式入角延拉模具2的壓縮能加強，不僅使鋼線截面積減小，表面金屬鍍層變薄，成本相對降低，且潤滑劑保留效果佳，同時模具的使用壽命也能增長。
根據上述說明，本發明制造方法及模具裝置能使鋼線延拉時磨擦系數減少，降低復式入角延拉模具損壞率；又因，模具與鋼線磨擦系數低，且含鉬結合劑可附著于鋼線表面毛孔上，使鋼線具有完全潤滑效果，提高加工產能，減少不良率。
附面說明圖1所示為傳統線材延拉模具剖面示意圖。
圖2所示為本發明的鋼線延拉流程圖。
圖3所示為本發明復式入角延拉模具的示意圖。
實施例奧氏體系不銹鋼鋼線，其含有的化學成分為(重量％)0.20％以下的碳(C)、2.00％以下硅(Si)、2.00％以下的錳(Mn)、0.040％以下的磷(P)、0.040％以下的硫(S)、8％～22％的鎳(Ni)及17％～27％的鉻(Cr)，先對鋼線進行固溶化處理，然后外表電鍍一層鉻層皮膜，在該金屬鍍層表面采用噴敷法使之均勻附著一層含鉬結合劑，使用的含鉬結合劑含有的化學成分為溶劑92％、二硫化鉬0.5％、硅酮2％、聚硫苯粘結劑5％、色素及適量甲硅烷0.5％；鋼線進入該復式入角延拉模具延拉伸線(wire drawing)，如圖3所示，該模具的導入口1a與開孔2a的開口角度約70±20℃，其中進入口b與開孔2a以拉出直徑d作為分界，而拉出直徑d設置于近開孔2a處，鋼線經導入口1a至進入口b漸進后，由壓縮開孔α及定徑區β控制鋼線截面積縮減及長度增加，而制成延拉后鋼線。
權利要求
1.一種具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于使用以奧氏體系不銹鋼為基材的鋼線，該奧氏體系不銹鋼鋼線基本上含有17％以上的鉻及8％以上的鎳；上述鋼線經固溶化處理，然后在其表面涂附一層含鉬結合劑，待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后，該鋼線經延拉模具制成所需的鋼線。
2.根據權利要求1所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該奧氏體系不銹鋼鋼材含有的化學成分的(重量％)0.20％以下的碳、2.00％以下硅、2.00％以下的錳、0.040％以下的磷、0.040％以下的硫、8％～22％的鎳及17％～27％的鉻。
3.根據權利要求1所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，所述含鉬結合劑中包含有二硫化鉬0.2～1.0％、硅酮1～3％、粘結劑2～8％及溶劑88～96％。
4.根據權利要求3所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該含鉬結合劑中還包含有0.2～0.8％的色素及添加物。
5.根據權利要求1所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，鋼線固溶化處理后，在鋼線表面上可鍍一層金屬鍍層。
6.根據權利要求5所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，該金屬鍍層是指在鋼線上電鍍一層鎳、鉻、銅、或鋅。
7.一種用于制造具有潤滑薄層膜的鋼線的延拉模具，其特征在于，該模具為復式入角延拉模具，其延拉開口形成有導入口、進入口及壓縮開孔，其中進入口與開孔以拉出直徑作為分界，該拉出直徑設置于近開孔處。
8.根據權利要求7所述的一種用于制造具有潤滑薄層膜的鋼線的延拉模具，其特征在于，該模具的導入口與開孔的開口角度70°±20°、壓縮開孔的開口角度10°。
9.根據權利要求3所述的具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法，其特征在于，含鉬結合劑含有的化學成分為溶劑92％、二硫化鉬0.5％、硅酮2％、聚硫苯粘結劑5％、色素及添加物0.5％。
全文摘要
本發明涉及一種具有潤滑薄層膜的鋼線制造方法及其延拉模具,使用以奧氏體(austenite)系不銹鋼為基材的鋼線,該奧氏體系不銹鋼鋼線基本上含有17%以上的鉻(Cr)及8%以上的鎳(Ni);上述鋼線經固溶化處理,然后在其表面涂附一層含鉬結合劑,待其干燥硬化而形成一層干式薄膜后,該鋼線經復式入角延拉模具延拉制成鋼線,本發明具有增加保留鋼線潤滑效果,提高鋼線成品品質的優點。
文檔編號B21C3/04GK1262153SQ9910045
公開日2000年8月9日 申請日期1999年2月1日 優先權日1999年2月1日
發明者陳顯靈 申請人:旭崇企業股份有限公司