[发明专利]一种无模拉丝成形方法及装置

权利要求书

1. 一种无模拉丝成形装置，包括放丝卷筒(1)、收丝卷筒(6)和机台(7)，放丝卷筒(1)由放丝卷筒驱动电机驱动，收丝卷筒(6)由收丝卷筒驱动电机驱动，放丝卷筒(1)和收丝卷筒(6)的轴分别通过轴座支撑在机台(7)上，其特征是在放丝卷筒(1)和收丝卷筒(6)之间设置有加热器(3)和冷却器(4)，加热器(3)通过支架(8)支撑在机台(7)上，冷却器(4)通过支架(9)支撑在机台(7)上，加热器(3)与冷却器(4)之间距离S为变形区宽度，由被加工的线材的性能来确定，加热器(3)为高频电加热器或中频电加热器，冷却器(4)为水冷却器或风冷却器。

2. 采用权利要求1所述的无模拉丝成形装置进行无模拉丝成形方法，其特征在于包括下述I艺步骤：

1)、将直径为d₀的待加工丝材安装在放丝卷筒(1)上，将丝材穿过加热器(3)、冷却器(4)，安装在收丝卷筒(6)上，并将丝材端部固定在收丝卷筒(6)上，使其能够承受一定的拉伸载荷；

2)、启动加热器(3)，使加热系统处于稳定工作状态，对材料进行预热5-10分钟，对于变形温度的调整可以通过调整高频感应加热器的灯丝电压来实现，或者通过改变加热器(3)和冷却器(4)的间距S来实现，根据不同材料的性能来确定变形区宽度S值，对于加工线材的原始直径尺寸小于10mm时，变形区宽度S值的取值范围为5-20mm，加热温度范围为700-1100℃；

3)、启动冷却器(4)，使冷却系统处于稳定工作状态，冷却系统的压力达到0.15-0.2MPa，冷却方法采用压缩空气或压力水冷却；

4)、启动放丝卷筒(1)和收丝卷筒(6)的控制电机，通过调节电机控制系统使它们以相同的转速旋转，即获得相同的放丝速度V₀和收丝速度V₀，此时，拉丝装置中的变形区金属不发生变形，V₀的取值范围30-80mm/min；

5)、保持放丝卷筒(1)的转速不变，通过调节电机控制系统来逐渐调节收丝卷筒(6)的转速，使收丝卷筒(6)的收丝速度达到预期的值V_f＞V₀，V_f的取值范围30-150mm/min，此时，拉丝装置中的变形区金属开始发生变形，变形后丝材的直径为df=d0V0/Vf;]]>

6)、待加工丝材成形结束时，先断开加热器的控制系统，再断开放丝卷筒(1)和收丝卷筒(6)的控制电机，此时冷却系统仍然要继续工作5-10分钟后再断开，以保证高频感应加热系统的完全冷却。

3. 根据权利要求2所述的无模拉丝成形方法，其特征在于：

所述的待加工丝材为直径d₀＝4mm的不锈钢材，变形区宽度S为20mm；加热温度为880℃，冷却器(4)采用风冷，压缩空气压力为0.2Mpa；放丝卷筒(1)的放丝速度V₀＝40mm/min，收丝卷筒(6)的收丝速度V₅为80mm/min，变形后丝材直径为2.87mm，断面变化率48.52％。

4. 根据权利要求2所述的无模拉丝成形方法，其特征在于：

所述的待加工丝材为直径d₀＝2.87mm的不锈钢材，变形区宽度S为20mm；所述的加热温度为880℃，冷却器(4)采用风冷，压缩空气压力为0.2Mpa；放丝卷筒(1)的放丝速度V₀＝40mm/min，收丝卷筒(6)的收丝速度V₅为70mm/min，变形后丝材直径为2.13mm，断面变化率44.42％。

5. 根据权利要求2所述的无模拉丝成形方法，其特征在于：

所述的待加工丝材为直径d₀＝2.13mm的不锈钢材，变形区宽度S为20mm；所述的加热温度为880℃，冷却器(4)采用风冷，压缩空气压力为0.2Mpa；放丝卷筒(1)的放丝速度V₀＝40mm/min，收丝卷筒(6)的收丝速度V₅为60mm/min，变形后丝材直径为1.72mm，断面变化率34.79％。