如何克服高碳鋼絲拉拔分層問題

　　高碳鋼絲經過大應變冷拉拔后強度極高，在拉拔過程中容易出現分層現象而報廢。為了突破高碳鋼絲的強度極限，必須解決鋼絲分層問題。鋼絲分層是一種縱向缺陷，影響分層的因素很多，包括母材的微觀組織結構，殘余應力以及拉拔工藝等。研究認為，拉拔過程中滲碳體的溶解是出現分層的主要原因。

　　為了克服高碳鋼絲拉拔分層問題，國家金屬線材制品工程技術研究中心選用84C鉛浴鋼絲作為試驗材料，在直進式干拉機上采用多種方案進行試驗對比，分別從Ф2.7mm拉拔至Ф0.43mm，總壓縮率為97.5%，平均道次壓縮率分別為13%和20%左右，拉絲模錐角分別為9°和12°。他們的研究得出以下結論：

　　一，用扭角-扭矩曲線可作為判斷鋼絲分層的一種方法。研究表明，鋼絲發生分層時其典型特點是在單向扭轉時會出現與拉伸曲線的屈服點相似的峰值降落現象。檢測表明，當鋼絲扭轉時發生峰值降落的現象對應著鋼絲分層的發生，此時鋼絲表面出現裂紋，隨后擴展成斷口。扭轉斷口呈螺旋狀，貫穿整個鋼絲；而扭角-扭矩曲線未出現峰值降落的鋼絲斷口則為不規則斷口或平斷口。

　　二，拉拔時拉絲模錐角對拉拔后鋼絲性能有重要影響。拉絲模錐角為12°的鋼絲屈服點強度高于9°拉絲模錐角的鋼絲，由于其內部殘余應力較高，其在鋼絲扭角-扭矩曲線上出現屈服峰值較早，說明拉絲模錐角較小條件下拉拔的鋼絲在扭轉時裂紋的出現相對于拉絲模錐角較大的工藝有所推遲，也就是推遲了鋼絲分層。實驗證明，9°拉絲模錐角拉拔的鋼絲，其扭轉試驗中的扭轉次數都高于12°拉絲模錐角拉拔的鋼絲，可見，較小拉絲模錐角鋼絲扭轉性能更好。

　　三，壓縮率對拉拔后鋼絲性能有重要影響。總的來說，剪切強度隨著總壓縮率的增加而增加，但在總壓縮率達到一定值后出現拐點，這是由于壓縮率達到一定值后鋼絲內部出現缺陷所致。但是，每道次壓縮率較小的拉拔出現拐點較晚（平均道次壓縮率13%的試樣與和平均道次壓縮率20%的試樣對比），即可以在較高的總壓縮率下出現拐點。這說明多道次、小壓縮率拉拔工藝提高了鋼絲的最大剪切強度，推遲分層缺陷的產生。

　　另有研究指出，在冷拉拔過程中鋼絲發熱是普遍存在的現象，這也是影響拉絲生產的一個關鍵因素。為了保持和提高鋼絲的韌性，減少拉拔過程中的非正常斷裂，有效防止時效脆化，必須采取有效措施，使高碳鋼絲出模孔后的平均溫度迅速降低到160℃以下。在拉拔過程中，控制好卷筒和模具的冷卻，避免鋼絲處于“蘭脆”溫度區域十分重要。采用拉絲卷筒水冷卻和風冷、拉絲模具直接水冷的方式，能得到較好的鋼絲扭轉和彎曲性能指標，同時鋼絲的平均強度有所降低，有利于提高鋼絲的塑韌性。