利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机的制作方法

1.本发明涉及辊模拉拔领域，具体涉及一种利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，尤其适合于锌及锌合金较高速度拉拔。


背景技术：

2.辊模拉拔兼有轧制和拉拔优点，且结构更简单。辊模拉拔力小，能耗低，特别是压椭与压圆之间形成的拉拔力，成为反张力，可实现较大变形量，适合金属线材拉拔减径。辊模对拉拔油无特殊要求，各种油品均适合。大量使用于防腐喷涂领域的锌及锌合金，熔点低(450℃以下)，常规的水箱拉丝机内，均用拉拔模连续拉拔，但过高的拉拔速度，使线坯温度升高到90℃左右时，而锌及锌合金线坯快速冷却容易导致线坯脆化现象，造成后续难以加工。轧制是比较合适的加工方法，但对合金成分要求高，且不适合小线径线材加工，否则不仅影响工效，还容易产生耳子飞边等缺陷，而辊模适合较高速度拉拔φ4.5mm以下线径线坯，拉拔多种合金成分的线坯均不会产生耳子飞边等缺陷。
3.当前辊摸拉拔软钎料金属线材，多为逐道次单组辊摸拉拔，或配置于直进式拉丝机形成连续拉拔。逐道次单组辊摸拉拔，效率太低；采用直进式拉丝机形成连续拉拔，设备占地面积较大，冷却和拉拔速度受到限制。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决现有技术中存在的不足，用辊模替代拉丝模用于水箱拉丝机拉拔，即减少辊模的外形尺寸，又不影响其功能和效果，发挥水箱拉丝机辊模连续拉拔速度快、发热量小、节能、变形量大、对拉拔液要求低和危险废物排放量少的优势。
5.本发明采用的技术方案是：利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，包括水箱体，所述水箱体的进口处固接进口处辊模，所述水箱体的出口处固接箱内辊模，所述进口处辊模位于水箱体外侧；所述水箱体内部设有辊模组安装架和塔轮，所述塔轮位于辊模组安装架的两侧；所述辊模安装架上设有箱内辊模，所述箱内辊模包括包括辊模架和拉辊，所述辊模架设有相互垂直的通孔，所述拉辊位于通孔内；所述拉辊两端设有轴承。
6.作为本发明的进一步改进，所述拉辊通过轴承压盖和固定螺栓与辊模架固定。
7.作为本发明的进一步改进，所述拉辊包括压椭拉辊和压圆拉辊，两个压椭拉辊配为一对，两个压圆拉辊配为一对。
8.作为本发明的进一步改进，所述轴承包括62xx
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2z系列轴承和n22xe系列轴承，上述轴承应符合gb/t276
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2013《滚动轴承深沟球轴承外形尺寸》和gb t283
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2007《滚动轴承圆柱滚子轴承外形尺寸》的规定。两只n2xx e轴承分别位于拉辊两端的轴上，一侧与轴承端面平齐；两只62xx
‑
2z轴承分别位于靠拉辊内侧的轴上，一侧紧贴n2xx e系列轴承。
9.作为本发明的更进一步改进，所述辊模组安装架设有若干矩形孔和安装箱内辊模的槽。
10.作为本发明的更进一步改进，位于出口处的箱内辊模设有拉拔模。
11.本发明采用的有益效果是：本结构的水箱拉丝机能够有效发挥连续拉拔的优势，通过将原先置于拉辊内部的轴承，放置与拉辊轴的两侧，最大限度缩小了辊模架的结构尺寸，从而提供紧凑型的辊模。采用本结构的水箱拉丝机利用辊模拉拔具有明显的节能和降低噪声效果，同时有效提高拉拔工效。
附图说明
12.图1为本发明示意图。
13.图2为本发明的其中一个实施例的辊模组安装架示意图。
14.图3为本发明的其中一个实施例的箱内辊模示意图。
15.图4为本发明的其中一个实施例的箱内辊模的辊模架示意图。
16.图5为本发明的其中一个实施例的箱内辊模的拉辊示意图。
17.图6为本发明的其中一个实施例的辊模拉拔的线坯金相图。
18.图7为拉拔模拉拔的线坯金相图。
19.图中所示：1进口处辊模，2水箱体，3塔轮，4辊模组安装架，5箱内辊模，51辊模架，52轴承压盖，53拉辊，54 62xx
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2z系列轴承，55 n2xxe系列轴承，56固定螺栓。
具体实施方式
20.下面结合图1至图7，对本发明做进一步的说明。
21.如图所示，利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，包括水箱体2，所述水箱体2的进口处固接进口处辊模1，所述水箱体2的出口处固接箱内辊模1，所述进口处辊模1位于水箱体2外侧；所述水箱体内部设有辊模组安装架4和塔轮3，所述塔轮3位于辊模组安装架4的两侧；所述辊模安装架4上设有箱内辊模5，所述箱内辊模5包括包括辊模架51和拉辊53，所述辊模架51设有相互垂直的通孔，所述拉辊53位于通孔内；所述拉辊53两端设有轴承。由于进口处辊模，不受外形尺寸的限制，仍可以采用常规辊模。塔轮的梯度和尺寸，与所安装的辊模进、出线坯的位置和断面减缩率匹配。
22.实施例1，水箱拉丝机由水箱体进口处辊模1、水箱体2、塔轮3、辊模组安装架4、箱体内辊模5组成，如图1所示，为便于解释，水箱拉丝机除了水箱体外，其余部分不显示。水箱拉丝机共安装8组辊模，每组辊模的断面减缩率为22％，在水箱体进口处安装一组进口处辊模，并在水箱体的出口处也安装一组辊模，其余辊模用螺栓交替错位安装于辊模安装架上。进口处辊模采用常规设计，此后第二至第四组箱内辊模的轴承以6206
‑
2z和n206e系列组合使用，第五组至第七组的箱内辊模轴承以6205
‑
2z和n205e系列组合使用，出口的辊模同样采用箱内辊模轴承以6205
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2z和n205e系列组合使用。安装于水箱体进口处的一组进口处辊模，其外形尺寸不受限制，且无循环拉拔油需求，可以采用现有技术的辊模。辊模组安装架见图2，设有6个矩形孔和6条安装辊模用的槽，辊模只需预先安装2颗螺栓，然后插入槽内再拧紧螺栓，即可将辊模固定，使辊模安装和更换便捷。
23.常规辊摸外形尺寸设计基本不受约束，故一般采用整体辊模架形式，轴承置于拉辊之内，拉辊等转动件置于辊模架之内，用于水箱拉丝机，其体积显得过大，难以使水箱拉丝机发挥辊模连续拉拔的优势。现改进设计了辊模结构，将原先置于拉辊内部的轴承，放置与拉辊轴的两侧，最大限度缩小了辊模架的结构尺寸，图3是改进后的箱内拉辊示意图，将
在拉辊内部的轴承放置在其两侧的轴上，以减少辊模架外形尺寸，整个箱内辊模主要由辊模架51、轴承压盖52、拉辊53、62xx
‑
2z系列轴承54和n2xxe轴承系列55组成。辊模架由整块钢加工制成，结构详见图4，设有两对互相垂直的孔，用于安装拉辊和轴承，孔间距精度控制在
±
0.015mm以内。拉辊详见图5，辊径在依所选轴承外径确定，两根压椭和两根压圆拉辊各配为一对，安装于辊模架孔内。轴承以62xx
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2z系列轴承54和n2xxe轴承系列55系列组合使用为宜，62xx
‑
2z自带密封盖，轴承以热配装方式安装，防止松动。压盖调节拉辊孔型对中，必要时可以添加0.1mm厚度的调整垫片。
24.锌及锌合金线材在压椭和压圆两对拉辊之间形成的反涨力，会使被压圆线坯的宽展因素呈现接近于零的负值，故线坯在压圆时不考虑宽展，单组辊模的断面减缩率在20％左右为宜(拉拔模在10％左右)，过大则容易产生耳子、飞边等缺陷。因此箱内辊模压椭和压圆两对拉辊，均采用相同的孔型设计，不会影响拉拔线坯的质量，同时便于零件加工、配装、安装和使用。
25.实施例2，与实施例1相比，考虑到反张力的作用，及线材强度较低，出线坯的拉辊负载远小于进线坯拉辊，可选择钨钴硬质合金和cr12mov搭配使用。进线坯拉辊选用钨钴硬质合金，出坯拉辊可选用cr12mov。
26.实施例3：与实施例2相比，出口处的水箱辊模的出线坯，加装一颗减径量为0.1mm的拉拔模，以清除线坯表面的油。
27.将辊模拉拔与拉拔模拉拔的进行对比试验。
28.采用水箱拉丝机的辊模拉拔，辊模数量为8个。锌及锌合金线材原料线坯的线径为φ6.10mm，断面减缩率为20％，各道次的线径规格如下：φ5.46mm、φ4.88mm、φ4.37mm、φ3.90mm、φ3.50mm、φ3.12mm、φ2.79mm、φ2.50mm。拉拔出线速度为460m/min。辊模拉拔发热量小，无需专用拉拔油。本试验选用运动粘度不超过35mm2
·
s
‑
1的轴承油为冷却用，同时兼顾辊模轴承润滑作用，拉拔油需循环过滤喷淋辊模和塔轮，并及时清理过滤的油污和杂物。水箱拉丝机的电机功率配置为18.5kw,塔轮拉拔6道次设计，在进口处和出口处各配置一组辊模。冷却油采用循环喷淋，回入储油箱的油经过滤后泵回水箱用作喷淋辊模和塔轮。水箱拉丝机传动和控制等其余各部分与拉拔模拉拔线材结构相同。
29.对比常规技术拉拔模水箱拉丝机，电机功率配置为30kw，拉拔速度不超过350m/min。设计塔轮拉拔道次为16道，出线处配置一道次拉拔模。拉拔模平均断面减缩率为10％，进线坯直径φ6.10mm，后续拉拔依次为：φ5.78mm、φ5.48mm、φ5.20mm、φ4.94mm、φ4.68mm、φ4.44mm、φ4.22mm、φ4.00mm、φ3.79mm、φ3.60mm、φ3.41mm、φ3.23mm、φ3.07mm、φ2.91mm、φ2.76mm、φ2.62mm、φ2.50mm。拉拔液为含90％水的乳化液，采用循环喷淋。
30.水箱拉丝机采用辊模和拉拔模拉拔减径试验各项数据对比见下表。
[0031][0032]
试验表明，拉拔速度460m/min时，辊模拉拔线坯未出现脆化现象，而拉拔模拉拔的线坯则出现脆化现象，图6和图7分别是辊模和拉拔模拉拔线坯的金相图，从图6可以看出，
线坯晶粒较细小，而图7则表现出晶粒粗大的现象，导致线坯脆化而无法后续加工。当拉拔速度达到500m/min时，辊模拉拔的线坯也出现图7的现象，因此辊模合适的拉拔速度不超过460m/min为宜。
[0033]
从上表可见，辊模拉拔具有明显的节能和降低噪声效果，拉拔电流可降低9.8a，节能效果为30％，如果考虑拉拔速度从350m/min提高到460m/min，则节能效果更明显，同时拉拔工效提高31％。
[0034]
拉拔模使用的拉拔液为乳化液，容易变质失效成为危险废物，需要定期更换，而辊模使用的是轴承油，只需循环过滤使用，因此产生的危险废物极少。
[0035]
由于辊模拉拔力远小于拉拔模，因此塔轮适度打滑产生的振动噪声较小，对塔轮的磨损和设备的使用寿命有宜。
[0036]
采用断面减缩率20％左右的辊模，拉拔过程没见有明显的耳子和飞边现象，但辊模拉拔的线径精度不如拉丝模，因此辊模拉拔的线坯不可作为成品，需要后续采用拉拔模拉拔几个道次提高线材精度。
[0037]
本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，包括水箱体(2)，其特征是所述水箱体(2)的进口处固接进口处辊模(1)，所述水箱体(2)的出口处固接箱内辊模(1)，所述进口处辊模(1)位于水箱体(2)外侧；所述水箱体内部设有辊模组安装架(4)和塔轮(3)，所述塔轮(3)位于辊模组安装架(4)的两侧；所述辊模安装架(4)上设有箱内辊模(5)，所述箱内辊模(5)包括包括辊模架(51)和拉辊(53)，所述辊模架(51)设有相互垂直的通孔，所述拉辊(53)位于通孔内；所述拉辊(53)两端设有轴承。2.根据权利要求1所述的利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，其特征是所述拉辊(53)通过轴承压盖(52)和固定螺栓(56)与辊模架(51)固定。3.根据权利要求1所述的利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，其特征是所述拉辊包括压椭拉辊和压圆拉辊。4.根据权利要求1所述的利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，其特征是所述轴承包括62xx
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2z系列轴承(54)和n2xxe系列轴承(55)，所述n2exx系列轴承位于拉辊轴的两端，该轴承一侧与拉辊轴的端面平齐；所述62xx
‑
2z系列轴承位于拉辊内侧，该轴承一侧紧贴n2exx系列轴承，其中部并自带密封盖。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，其特征是所述辊模组安装架(4)设有若干矩形孔和安装箱内辊模的槽。6.根据权利要求5所述的利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，其特征是位于出口处的箱内辊模设有拉拔模。
技术总结
本发明公开了利用辊模拉拔软钎料合金的水箱拉丝机，包括水箱体，所述水箱体的进口处固接进口处辊模，所述水箱体的出口处固接箱内辊模，所述进口处辊模位于水箱体外侧；所述水箱体内部设有辊模组安装架和塔轮，所述塔轮位于辊模组安装架的两侧；所述辊模安装架上设有箱内辊模，所述箱内辊模包括包括辊模架和拉辊，所述辊模架设有相互垂直的通孔，所述拉辊位于通孔内；所述拉辊两端设有轴承。本结构的水箱拉丝机能够有效发挥连续拉拔的优势，通过将原先置于拉辊内部的轴承，放置与拉辊轴的两侧，最大限度缩小了辊模架的结构尺寸，从而提供紧凑型的辊模。采用本结构的水箱拉丝机利用辊模拉拔具有明显的节能和降低噪声效果，同时有效提高拉拔工效。有效提高拉拔工效。有效提高拉拔工效。


技术研发人员：戴登峰 腾佳斌 张国富 董建光 王波 严兴朝
受保护的技术使用者：绍兴市天龙锡材有限公司
技术研发日：2021.03.26
技术公布日：2021/6/29