[发明专利]一种大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明属于金属压力加工制造技术领域，尤其涉及一种新型硬合金棒线盘或直杆材的热轧连续生产方法。

 

背景技术

传统的硬合金，特别是时效可以强化的铝合金，如铝合金中的2xxx、6xxx和7xxx合金，常做结构制品和锻压制品的原材料。如以6xxx为原材料做制品，一般小型企业采用铸造坯料直接锻压的方法生产，如个别厂家生产的自行车曲柄，产品质量差；质量要求高的企业采用挤压供坯，然后锻压制造。但是在生产中，由于挤压时材料在挤压筒中的不稳定流动，决定了材料沿径向和轴向的性能差异较大；如7075 T6状态铝合金，挤压材L-T向和T-L向的典型平面应变断裂韧性相差约21.4%（见《铝加工技术实用手册》冶金工业出版社 2004年10月 p186），造成因材料的各向性能差异对最终产品使用性能影响较大；还可能产生粗晶环或疏松等缺陷，造成最终产品质量不稳定。

挤压供料的另一个不足之处是坯料受挤压筒尺寸的影响，坯重受到限制，因此挤压坯料必须在挤压前热剪切成较短的锭坯，锭坯个重一般只有几十公斤，所以挤压出的制品长度有限，不适应后续工业化自动生产线连续生产的需求。

挤压供料带来的材料特性差异、坯重较小与大型工业化连续生产的矛盾，在挤压供料生产中一直未找到较好解决办法。

 

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的之一提供一种生产有色金属硬合金直杆和盘圆棒线的工艺方法，该工艺方法可生产卷重大或粗的大截面合金棒线材，且进一步提高材料的各项机械及力学性能。

本发明的另一目的是提供一种按加工工艺配置的装置，该装置占地面积小，且能减轻工人劳动强度。

为实现上述发明目的之一，本发明采用如下所述的技术方案：

本发明的大盘重和大断面硬合金棒、线材加工工艺，该工艺包括下列连续生产线工序的步骤：

a)、提供铸锭原料；

b）、去除铸锭原料表面缺陷；

c）、对去除表面缺陷的铸锭原料进行加热；

d）、轧制加热后的原料；

e）、将轧制后原料淬火。

为更好的实施本发明创造，还包括将淬火后原料卷取，作为连续生产线步骤。

为更好的实施本发明创造，还包括将淬火后原料分切成直条定尺，作为连续生产线步骤。

为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经过均匀化退火处理。

为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料表面缺陷为偏析、冷隔和夹杂层。

为更好的实施本发明创造，所述对原料加热的步骤包括预热、加热和保温，且对原料预热时是利用加热原料时产生的废热气。

为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经粗轧和精轧。

为更好的实施本发明创造，所述铸锭原料经6到16道次的轧制。

为实现本发明的目的之二，本发明的装置按加工工艺配置如下：

本发明的装置是将上料台、车铣面机、加热炉、连轧机和淬火段依次设置，且所述加热炉分为预热炉和加热保温炉，所述预热炉和加热保温炉通过烟气管道相连，该烟气管道将加热保温炉产生的废热气导通至预热炉；所述连轧机分为粗轧机和精轧机。

为更好的实施本发明创造，所述装置还包括与淬火段连续设置的卷取机、盘拉机或剪切机。

本发明的加工工艺，既不同于一般的挤压生产线，也不同于铝线杆的连铸连轧生产工艺；连铸连轧生产工艺只能生产小直径的电缆用铝线或低合金铝线，无法满足用户对硬合金棒线盘或直杆材的需求。

本发明采用轧制工序，由于轧制棒材与挤压棒材在加工工艺上有所区别，带来材料的特性有所差异：轧制由大锭经过多道次反复轧制变形，轧辊速度与轧件行进速度基本相同，材料性能较挤压材均匀，无粗晶环，大头或缩尾等问题；轧制材L-T向和T-L向的典型平面应变断裂韧性仅相差15.4%（见《铝加工技术实用手册》冶金工业出版社 2004年10月 p186），比起挤压材来讲，轧制材各向性能较接近，有利于用户后续锻造工序的成型和制品的内在质量。

本工艺之所以采用经过均匀化退火处理的铸锭作原材料，是基于以下原理：大断面的硬合金制品一般有多种合金元素经铸造成大断面的铸锭，再经压力加工而成。大断面的铸锭在铸造中因合金元素过多易产生偏析、冷隔、夹杂、疏松等缺陷，特别是铸锭内部因各元素熔点不同，结晶时因微成分不均匀产生内应力，造成材料内部应力集中，甚至劈裂。因此必须采用长时间的均匀化退火，才能解决成分偏析和应力集中问题。如7xxx铝合金必须采用经均匀化退火后的铸锭才能挤压生产。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：