T9A熱軋態(tài)鋼絲在經(jīng)編機(jī)針上的應(yīng)用

陸鵬飛，顧 飛

（金輪針布（江蘇）有限公司，江蘇 南通 226009）

0 引言

目前，國(guó)內(nèi)主要制造經(jīng)編機(jī)用針的廠家，一般均采用T9A球化態(tài)鋼絲［1］。大連鋼廠作為最先開(kāi)發(fā)針用鋼絲的廠家，其生產(chǎn)的T9A球化態(tài)鋼絲是制造經(jīng)編機(jī)用針廠家的首選。在鋼絲生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行多次球化退火，有資料指出在Ac以下球化退火需要較長(zhǎng)的保溫時(shí)間（一般在7h以上），影響在生產(chǎn)中的推廣使用［2］。因此，使用T9A球化態(tài)鋼絲，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低；隨著煉鋼水平的提升，鋼廠已經(jīng)能夠提供拉拔性能滿足制針要求的熱軋態(tài)T9A鋼絲。查閱相關(guān)資料得知［3］，熱軋態(tài)的T9A鋼絲也可用于制造經(jīng)編機(jī)用針。

1 工藝試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

南鋼T9A熱軋態(tài)φ5.50mm鋼絲化學(xué)成分見(jiàn)表1，針織機(jī)用鋼絲試驗(yàn)規(guī)格為φ0.965mm。

表1 南鋼T9A熱軋態(tài)φ5.50mm鋼絲化學(xué)成分

1.2 工藝流程

1.2.1 原球化態(tài)連續(xù)球化工藝流程

原球化態(tài)連續(xù)球化工藝流程為：鋼絲酸洗、磷化拉拔至φ2.60mm→球化退火→酸洗、磷化拉拔至φ1.40mm→球化退火→明火爐在線磷化→拉拔至φ0.99mm→上油、精拉至成品。

開(kāi)坯時(shí)，由于鋼絲壓縮率已達(dá)到球化態(tài)鋼絲的理論上限，導(dǎo)致鋼絲在拉拔過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)斷絲，因此，在開(kāi)坯拉拔時(shí)需將鋼絲先拉拔至φ3.30mm，球化退火后再拉拔φ2.60mm，然后根據(jù)上述流程進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)。

經(jīng)編機(jī)用針的原料鋼絲表面要求無(wú)壞模、劃痕等缺陷，連續(xù)球化工藝導(dǎo)致硬度較低的鋼絲球化珠光體金相組織多次拉拔，鋼絲表面極易受損；另外，球化態(tài)鋼絲在進(jìn)行表面處理時(shí)，也容易在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生碰傷。因此，相對(duì)于索氏體組織，連續(xù)球化工藝導(dǎo)致鋼絲拉拔效率低、量產(chǎn)成本極高。

1.2.2 試驗(yàn)材料的工藝流程

試驗(yàn)材料工藝流程為：鋼絲拉拔至φ1.75mm→明火爐→拉拔至φ0.99mm→球化退火→浸油→精拉至成品。

1.2.2.1 鋼絲拉拔工藝

鋼絲拉拔工藝為：φ5.50mm→φ4.84mm→φ4.26mm→φ3.75mm→φ3.31mm→φ2.91mm→φ2.56mm→φ2.26mm→φ1.99mm→φ1.75mm。工藝實(shí)施在九聯(lián)拉絲機(jī)組上進(jìn)行、在線硼化連續(xù)拉拔完成，避免了酸洗、磷化工藝，減少了磷化質(zhì)量對(duì)拉拔的影響［4］。

1.2.2.2φ1.75 mm半成品鋼絲明火爐工藝

明火爐工序工藝見(jiàn)表2。明火爐工序是將鋼絲加熱至奧氏體化后，經(jīng)過(guò)鉛浴等溫淬火處理，使直徑為1.75mm半成品鋼絲獲得索氏體組織，提高鋼絲強(qiáng)度與塑性，以便后續(xù)拉拔。

表2 半成品φ1.75 mm明火爐工藝

1.2.2.3φ0.99 mm半成品鋼絲拉拔工藝

φ0.99mm半成品鋼絲拉拔工藝為：φ1.75mm→φ1.56mm→φ1.39mm→φ1.24mm→φ1.11mm→φ0.99mm。工藝實(shí)施在五聯(lián)拉絲機(jī)組上即可完成，生產(chǎn)上可以靈活掌握。

1.2.2.4φ0.99 mm半成品鋼絲球化退火工藝

由于φ0.99mm半成品鋼絲的前道熱處理工藝是等溫淬火而非球化退火，因此在設(shè)計(jì)球化退火時(shí)，要適當(dāng)升高加熱段溫度并延長(zhǎng)保溫時(shí)間，試驗(yàn)后的球化工藝如圖1所示。

圖1 φ0.99mm半成品鋼絲球化退火工藝

1.2.2.5φ0.965 mm成品鋼絲生產(chǎn)工藝

球化退火后的φ0.99mm半成品鋼絲再次拉拔至成品規(guī)格為φ0.965mm過(guò)程中，采用單頭拉絲機(jī)進(jìn)行；該工藝實(shí)施主要是對(duì)鋼絲進(jìn)行整形，其組織和硬度基本不發(fā)生變化，是要控制加工過(guò)程中鋼絲的表面質(zhì)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)［5］，經(jīng)編機(jī)用針的原料鋼絲的一般技術(shù)要求主要體現(xiàn)在顯微組織、硬度、脫碳層厚度及表面質(zhì)量。先前采用的連續(xù)球化工藝，用戶認(rèn)為球化組織粗大，不利于后續(xù)淬火深加工以獲得更好的耐磨性；因此，將試驗(yàn)工藝獲得的成品鋼絲球化組織與連續(xù)球化工藝進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比，如果前者碳化物顆粒級(jí)別小于后者，并控制在（2.5～3.5）級(jí)［6］，便可滿足經(jīng)編機(jī)用針絲的后續(xù)加工需求。

圖2為試驗(yàn)工藝獲得的成品鋼絲球化組織，為（4～4.5）級(jí)，碳化物顆粒明顯小于圖3所示連續(xù)球化工藝獲得的成品鋼絲球化組織，為后續(xù)淬火工藝做好了組織準(zhǔn)備，保證了最終產(chǎn)品的耐磨度。

圖2 試驗(yàn)工藝獲得的成品鋼絲球化組織

3 討論

采用熱軋態(tài)鋼絲拉拔的鋼絲，經(jīng)球化退火可獲得更為細(xì)小的碳化物顆粒。制造經(jīng)編機(jī)用針的原料鋼絲的金相組織以（2.5～3.5）級(jí)為宜，退火工藝采用高溫球化進(jìn)行處理，可得到滿足用戶要求的顆粒度大小。鋼廠提供的球化態(tài)鋼絲存在顆粒度偏大而在后續(xù)加工時(shí)又無(wú)法改善的問(wèn)題，最終會(huì)影響經(jīng)編機(jī)用針的耐磨度；因此，球化態(tài)鋼絲并不適用于經(jīng)編機(jī)用針的制造。熱軋態(tài)鋼絲通過(guò)明火爐等溫淬火與罩式爐球化退火相結(jié)合［7］，有效地控制了最終成品鋼絲的球化組織級(jí)別，為經(jīng)編機(jī)用針耐磨性提供了理想的組織準(zhǔn)備。

圖3 連續(xù)球化工藝獲得的成品鋼絲球化組織

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 通過(guò)T9A熱軋態(tài)φ5.50mm鋼絲的工藝試驗(yàn)，產(chǎn)品能達(dá)到經(jīng)編機(jī)用針的原料鋼絲的用戶要求，且消除了鋼絲球化組織粗大的問(wèn)題，提高了針的耐磨性。

4.2 采用T9A熱軋態(tài)φ5.50mm鋼絲制造經(jīng)編機(jī)用針的原料鋼絲，簡(jiǎn)化了整個(gè)生產(chǎn)流程，保證了鋼絲產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率。

4.3 該工藝減少了球化次數(shù)，節(jié)約了能源，免去了酸洗和磷化，因而更加環(huán)保。

［1］呂桂清，張翰文.T9A針絲工藝的改進(jìn)［J］.金屬制品，1993（6）：1－4.

［2］夏立芳.金屬熱處理工藝學(xué)［M］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.

［3］顧安之.T9A鋼絲Ac1以下球化退火工藝的探討［J］.紡織器材，1991，18（2）：29－33.

［4］徐效謙，陰紹芬.特殊鋼鋼絲［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

［5］劉國(guó)輔，康厚斌.紡織機(jī)針用工具鋼帶（T9A）的開(kāi)發(fā)［J］.特鋼技術(shù)，1999（4）：65－67.

［6］中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，全國(guó)熱處理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).標(biāo)準(zhǔn)金相圖譜［Z］.

［7］賀躍輝，譚玉華.對(duì)T9A鋼件鉛浴處理實(shí)質(zhì)的探討［J］.金屬制品，1992（2）：6－10.