关于高速钢钢丝生产工艺的论述
【摘要】高速钢由于具有较高的硬度，因此在生产高速钢钢丝的时候，采用连续拉拔来生产是非常困难的。
而且该生产涉及生产要素多，技术和管理含量高，且在国内这类产品较少，可借鉴参考的地方不多，所以该生产工艺不断完善显得尤为重要。
本文介绍高速钢钢丝生产工艺和，详细描述了各环节构成和要点。
并描述了在生产过程中遇到的主要问题以及改善实例。
【关键词】高速钢；钢丝；工艺；改善
0.引言
高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢，又称高速工具钢或锋钢。
高速钢的工艺性能好，强度和韧性配合好，因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具。
高速钢钢丝主要由热拉拔和冷拉拔工艺生产制得。
由于钢丝产品尺寸小，采用反复冷拉拔加退火的方式生产，成本大，能耗高，周期长，所以一般不予采用。
在此主要针对热拉拔生产工艺进行阐述。
1.高速钢钢丝原料
原料为直径Ф5.5mm的盘条，退火酸洗态，椭圆度拉拔钢丝温度：高速钢在热拉拔下的温度范围为400-800Co，由于热拉拔可以在钢丝不退火的情况下拉拔多次，随着拉拔道次的增多，钢丝直径递减，随之硬度拉强增加，其拉拔温度是随拉拔道次的增加而递减的。
模具：高速钢钢丝在热拉拔的工序下每道次的减面率是30%，因此热拉模具相比一般拉拔模具，其压力角要大，为18o。
冷却水：冷却水温度常年保持在20±2Co。
拉拔速度：拉拔速度范围为30-90m/min。
拉拔速度随着道次的增加而增加。
拉拔卷筒角度：对于不同钢丝的直径，需要使用不同角度的卷筒来拉拔排线。
钢丝线径越粗，拉拔温度越高，其弹性越大，在卷筒拉拔过程中容易上升排线，需要一个小角度的卷筒。
相反钢丝线径越细，拉拔温度越低，其弹性较小，在卷筒拉拔过程中上升排线困难，所以需要一个大角度的卷筒。
角度范围为0.2-1.25o。
4.喷砂清洗
该工序主要用于去除热拉拔后钢丝表面所附着的石墨，为退火工序做准备。
清洗工序由以下部分构成：
（1）放线架：用于放置热拉拔后的钢丝。
（2）清洗机：该设备工作部分主要由6组喷枪构成，水平等距排列，每相邻两个喷枪夹角为180o。
枪嘴对准移动中的钢丝。
清洗介质是铬钢玉和水的混合物，由喷枪气嘴驱动混合物高速作用于钢丝表面，以清洗钢丝表面。
（3）收线机：驱动钢丝运动，并卷曲钢丝。
（4）工艺参数要点：
沙浓度：设定8-10%，为该设备最佳设定浓度。
铬钢玉沙颗粒度：60%以上的沙颗粒度要在180-220目之内。
气压：常规工业气压6bar。
气压由压力传感器控制和检测。
5.罩式退火
（1）罩式炉：用于退火热拉清洗后的钢丝，降低钢丝硬度，消除内应力。
为冷拉终序做准备。
（2）工艺参数要点：
时间和温度：参考高速钢退火工艺。
保护气体和流量：保护气体可以采用H2，N2，Ar，各阶段气体流量均通过试验获得。
风机转速：通过调节风机频率来调节转速，通过实验得出最佳转速。
6.冷拉拔
冷拉拔用于钢丝拉拔的成品工序，生产规定直径的钢丝产品。
冷拉工序由以下部分构成：
（1）放线机：等同于热拉拔放线架形式。
（2）矫直机：等同于热拉拔矫直机。
（3）拉拔机：包括模具盒，拉拔机。
模具盒：有两个室，一个用于安装模具，另一个用于放置润滑皂粉。
拉拔机：等同于热拉拔拉拔机。
（4）工艺参数要点：
拉拔速度：退后态钢丝拉拔速度为60-70m/min。
模具：高速钢钢丝在冷拉拔工序下，通常减面率在20%以内。
因此冷拉模具相比热拉模具角度偏小，为10o。
且该工序为定尺寸工序，尺寸偏差在0.01以内。
以上为高速钢钢丝生产工艺的概述。
7.热拉生产线改善实例
在热拉拔生产过程中，主要有两个问题需要关注。
一个是钢丝划伤，另一个是拉拔中钢丝断裂。
本改善项目针对钢丝断线进行讨论。
由于线材断线影响钢丝成材率比较明显，所以降低断线次数，即可以提高很高成材率，亦可以降低工时，消耗品和能源损耗。
总之，断线率的降低改善可以带来诸多方面的经济效益。
接下来针对M42钢丝热拉拔中的改善进行描述。
该钢丝经过7次热拉拔从Ф5.5拉拔到Ф1.78。
7.1改善前状态描述
断线次数4.92次/卷，成材率88.9%。
7.2生产现状以及问题
（1）现场有8台设备，其中1-6号机器生产前5道次，7，8号机器生产后2道次。
且所有设备生产工艺参数一致，拉拔卷筒角度不受控。
（2）人员生产岗位不固定。
（3）设备设施监控不周，包括加热温度和卷筒角度等。
（4）工艺卡记录数据缺失，没有断线次数统计，没有系统地分析断线原因。
7.3改善方案
（1）八台设备细分为三组，1，2号设备拉拔1-3道次。
3-6号设备拉拔4-5道次，7-8号设备拉拔6-7道次。
所有设备重新定义工艺参数，试验测试每一台设备的工艺参数（试验测试每台机器的参数有偏差）。
对于卷筒角度控制，1，2号机器的卷筒角度为0.2o。
3-6号机器角度为1o。
7-8号机器角度为1.25o。
（2）固定各班生产人员。
每相邻两台设备由各班同一人进行生产。
杜绝人为操作原因造成的断线。
（3）制作相关设施设备要素的检查表，每月定期设施设备加热温度和卷筒
角度。
（4）工艺卡上增加各道次的断线次数统计，并按月统计分析断线原因。
7.4改善效果
经过半年的改善，断线率由之前的平均4.92次/卷降低到1.52次/卷，相应的钢丝成材由之前平均88.9%提高到95.9%。
节省了成本，提高了经济效益。
而且在实施相应管理控制的基础上，能够有效地维持此改善成果。
8.结语
高速钢钢丝由于生产难度大，周期长，成本高，所以完善该生产工艺十分重要。
而且生产过程中影响其质量的因素很多，包括设备，模具，工艺，生产介质等，因此这需要现场把所有相关要素调整控制到最佳，才能持续地制造出合格的产品，并且保证其成材率，达到经济效益的最大化。
[科]。