From 中國食品百科全書 Jump to: navigation, search [中文]: 鋼絲 [英文]: steel wire [說明]:
鋼絲是鋼材的板、管、型、絲四大品種之一，是用熱軋盤條經冷拉 鋼絲
制成的再加工產品。按斷面形狀分類，主要有圓、方、矩、三角、橢圓、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分類，有特細<0.1毫米、較細0.1~0.5毫米、細0.5~1.5毫米、中等1.5~3.0毫米、粗3.0~6.0毫米、較粗6.0~8.0毫米，特粗>8.0毫米；按強度分類，有低強度<390兆帕、較低強度390~785兆帕、普通強度785~1225兆帕、較高強度1225~1960兆帕、高強度1960~3135兆帕、特高強度>3135兆帕；按用途分類有：普通質量鋼絲包括焊條、制釘、制網、包裝和印刷業用鋼絲，冷頂鍛用鋼絲供冷鐓鉚釘、螺釘等，電工用鋼包括生產架空通訊線、鋼芯鋁絞線等用專用鋼絲，紡織工業用鋼絲包括粗梳子、綜013、針布和針用鋼絲，制繩鋼絲專供生產鋼絲繩和輻條，彈簧鋼絲包括彈簧和彈簧墊圈用、琴用及輪胎、簾布和運輸膠帶用鋼絲，結構鋼絲指鐘表工業、滾珠、自動機易切削用鋼絲，不銹鋼絲包括上述各用途的不銹鋼絲及外科植入物鋼絲，電阻合金絲供加熱器元件、電阻元件用，工具鋼絲包括鋼筋鋼絲和制鞋鋼絲。
鋼絲的生產
鋼絲生產的主要工序包括原料選擇、清除氧化鐵皮、烘干、涂層處理、熱處理、拉絲、鍍層處理等。 原料選擇 見鋼絲原料。 清除氧化鐵皮 指去除盤條或中間線坯表面的氧化鐵皮，目的是防止拉拔時氧化鐵皮損傷模具和鋼絲表面，為后繼的涂或鍍層處理準備良好的表面條件以及減小拉拔時的摩擦降低拉拔力。清除氧化鐵皮的方法有化學法和機械法兩大類，見盤條化學除鱗和盤條機械除鱗。
烘干處理
盤條或中間線坯經化學除鱗和涂層處理后，為了去除氫和水分需進行低溫加熱即烘干。烘干溫度一般%26lt;300℃，溫度不宜過高，以防潤滑涂層失效。去氫即 排除在酸洗過程中侵入鋼基中的氫，目的是消除氫脆，恢復盤條的塑性。去除盤條表面的水分，使之干燥，是為了防止水分惡化潤滑劑的使用效果。常用的烘干設施有3種：
烘干箱
為帶有上蓋的箱體，其有效尺寸按線盤的最大直徑確定。工作時箱內通以150～250℃的熱風。這種設備烘干速度較快，時間約為2～15min，烘干比較均勻。
隧道式烘干爐
靠爐底下的燃燒室提供熱源，干燥室的溫度可達280℃左右。爐底上鋪有小車軌道以及拱形鑄鐵散熱片。烘干的盤條或中間線坯借助吊杠掛在小車上，經卷揚機或人工送入爐內。每爐可裝入10～12個小車。這種設備容量較大、產量較高，但進出小車時工人勞動強度較大，且烘干溫度不均勻，小車底部溫度偏高。
鏈式烘干爐
爐子底部為燃燒室，火焰可由底部返到兩側爐墻后再經煙道跑出。爐膛溫度為200～400℃。烘干時盤條置于移動的鏈條上，鏈條的移動速度約為12m/min。這是一種較先進的爐型，容量大、速度快、產量高，同時克服了隧道式爐工人勞動強度大、烘干溫度不均的缺點。 涂層處理 即在經過清除氧化鐵皮的盤條或中間線坯表面涂上一層牢固的由本身具有一定潤滑性能特別是拉拔時能有效地吸附和攜帶潤滑劑進入變形區的物質所形成的薄膜%26mdash;涂層。所以涂層實質上是潤滑劑的載體(見潤滑載體)。涂層的目的是為拉拔創造良好的潤滑條件，以減少拉拔過程中的摩擦和發熱。處理方法包括物理方法和化學方法兩大類，主要形式有蘸石灰、黃化、磷化、鍍銅、硼砂處理等。
熱處理
熱處理盤條或鋼絲半成品的熱處理方式見鋼絲熱處理。熱處理包括原料熱處理、中間熱處理和成品熱處理3種類型。 (1)原料即盤條的熱處理用在部分中高碳鋼絲及合金鋼絲的生產中，目的主要是改善盤條的組織及其不均勻性并消除內應力以提高盤條的塑性及冷拔性能。 (2)中間熱處理是對鋼絲半成品即中間線坯進行的熱處理，主要目的是消除冷拔過程中產生的加工硬化，恢復線坯的塑性，以利于進一步拉拔。如生產中無成品熱處理工序，則成品拉拔前的中問熱處理還要求確保成品鋼絲應具有的組織和性能。 (3)成品熱處理在成品拉拔后進行，作用是使產品達到規定的組織與性能，是否進行決定于交貨要求。 拉絲在拉絲機卷筒即絞盤(見拉絲機)的牽引下，盤條或中間線坯通過拉絲模模孔變形，達到減小斷面改變形狀以獲得尺寸、形狀、性能和表面質量都合乎要求的鋼絲。鋼絲的拉拔通常要進行多個道次，道次減面率(見面積減縮率)約在10%～40%之間。拉拔鋼絲使用的模具主要有固定模、輥模(見輥模拉拔)、旋轉模等，并以固定模為主。固定模即為由整體材料制作的外形呈圓餅狀而中心開有孔型的拉絲模，模子在拉拔過程中固定不動。早期曾采用鋼板模和冷硬鑄鐵模，以后由于不耐磨和使用壽命低而被淘汰。目前普遍采用硬質合金模，除了硬質合金外，天然鉆石也是制模材料，但由于其資源稀少和價格昂貴，只局限于拉拔合金鋼細絲和極細絲時使用。20世紀70年代以來又出現了用聚合多晶體、人造金剛石和剛玉陶瓷等制作的拉絲模。輥模為由2～4個可轉動的輥子組成的模子。輥模拉拔通常用于拉制一些異形鋼絲和難變形鋼絲，但隨著輥模裝置剛性的提高、精度的改善和調整變得更加容易，其使用范圍在不斷拓寬。旋轉模拉絲時模子的本體結構和固定模相同，但拉拔過程中，它在傳動機構的驅動下圍繞鋼絲軸線旋轉。優點是改變了拉拔時鋼絲與模壁之間的摩擦力的方向，增加了作用在鋼絲上的剪應力，使鋼絲容易變形，從而可以減少拉拔力和拉拔功率；降低軸向摩擦力使拉拔時鋼絲內外層的不均勻變形隨之減少；由于模子高速旋轉，模孔磨損變得均勻，鋼絲的不圓度和表面粗糙度均有改善。但使用旋轉模時鋼絲易隨模子而旋轉甚至發生扭轉，因此目前只局限于粗絲的拉拔。在使用固定模拉拔的情況下，若在鋼絲的進口端施加后張力則形成反拉力拉拔；若對模子施加超聲波振動則形成超聲波拉絲；若采用靜壓或流體動力潤滑則稱為強制潤滑拉拔。 冷拔過程中鋼絲的組織與力學性能發生變化，產生加工硬化。隨著冷變形程度的增加，一般鋼絲的抗拉強度、硬度、彈性極限等增加，而延伸率、斷面收縮率等下降。由于存在加工硬化，所以當拉拔的變形程度達到一定值后，由于鋼絲冷加工性能的顯著下降而不適宜再繼續拉拔，需要進行中間熱處理以恢復其加工性能，一般一個拔程的減面率約為70%～90%。因此，鋼絲生產的工藝流程具有往復循環的特點。 拉絲機的能力一般以其卷筒直徑的大小和卷簡的數量來表示。拉絲機的拉拔速度與鋼絲的鋼種、直徑、熱處理的質量、潤滑和冷卻條件、變形程度、拉絲機的結構以及盤條的盤重等有關。隨著鋼絲生產的現代化，拉拔速度在不斷提高。 為了減少摩擦，降低拉拔力和模耗以及獲得表面光潔、尺寸和形狀合乎要求的產品，拉拔時必須使用潤滑劑潤滑。使用固體潤滑劑時稱為干式拉絲；使用潤滑劑水溶液并在其中完成拉拔過程的稱濕式拉絲，所用的設備是水箱拉絲機。 在拉拔過程中，由于摩擦及變形功的轉化生熱，鋼絲和模子的溫度升高，特別在高速拉拔時溫升更為顯著(見拉絲發熱)。模子溫度的上升會影響其使用壽命，而鋼絲溫度的上升則會使其韌性(扭轉和彎曲性能)下降。為了降低溫升，必須對模子和卷筒進行冷卻，鋼絲的直接水冷也得了開發(見拉絲冷卻)。
鍍層處理
鍍層處理在非光面的要求鍍層的鋼絲表面鍍覆一層金屬或合金，目的之一是使鋼絲防腐以提高其使用壽命，如鍍鋅(見鋼絲熱鍍鋅、鋼絲電鍍鋅)、鍍鋁、鍍鋅鋁合金等；目的之二是使鋼絲具有某些特殊性能，如生產輪胎鋼絲和鋼絲簾線鋼絲時，為了保證鋼絲與橡膠具有良好的結合能力，前者需要鍍銅、鍍黃銅(見鋼絲電鍍黃銅)或鍍青銅，而后者需要鍍黃銅。生產鍍層鋼絲時在工藝流程的安排上，有的是先鍍后拔，即鍍層工序安排在成品的拉拔之前；有的是先拔后鍍，即鋼絲在拔成成品之后再進行鍍層。一般，在要求鋼絲表面鍍層光亮、致密且具有較高的強度時，采用先鍍后拔，而在對鋼絲表面要求不十分高、成品的強度和韌性無特殊要求，但對鍍層重量有一定要求時則采用先拔后鍍。
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制成的再加工產品。按斷面形狀分類，主要有圓、方、矩、三角、橢圓、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分類，有特細<0.1毫米、較細0.1~0.5毫米、細0.5~1.5毫米、中等1.5~3.0毫米、粗3.0~6.0毫米、較粗6.0~8.0毫米，特粗>8.0毫米；按強度分類，有低強度<390兆帕、較低強度390~785兆帕、普通強度785~1225兆帕、較高強度1225~1960兆帕、高強度1960~3135兆帕、特高強度>3135兆帕；按用途分類有：普通質量鋼絲包括焊條、制釘、制網、包裝和印刷業用鋼絲，冷頂鍛用鋼絲供冷鐓鉚釘、螺釘等，電工用鋼包括生產架空通訊線、鋼芯鋁絞線等用專用鋼絲，紡織工業用鋼絲包括粗梳子、綜013、針布和針用鋼絲，制繩鋼絲專供生產鋼絲繩和輻條，彈簧鋼絲包括彈簧和彈簧墊圈用、琴用及輪胎、簾布和運輸膠帶用鋼絲，結構鋼絲指鐘表工業、滾珠、自動機易切削用鋼絲，不銹鋼絲包括上述各用途的不銹鋼絲及外科植入物鋼絲，電阻合金絲供加熱器元件、電阻元件用，工具鋼絲包括鋼筋鋼絲和制鞋鋼絲。
編輯本段鋼絲的生產
鋼絲生產的主要工序包括原料選擇、清除氧化鐵皮、烘干、涂層處理、熱處理、拉絲、鍍層處理等。 原料選擇 見鋼絲原料。 清除氧化鐵皮 指去除盤條或中間線坯表面的氧化鐵皮，目的是防止拉拔時氧化鐵皮損傷模具和鋼絲表面，為后繼的涂或鍍層處理準備良好的表面條件以及減小拉拔時的摩擦降低拉拔力。清除氧化鐵皮的方法有化學法和機械法兩大類，見盤條化學除鱗和盤條機械除鱗。
編輯本段烘干處理
盤條或中間線坯經化學除鱗和涂層處理后，為了去除氫和水分需進行低溫加熱即烘干。烘干溫度一般%26lt;300℃，溫度不宜過高，以防潤滑涂層失效。去氫即 排除在酸洗過程中侵入鋼基中的氫，目的是消除氫脆，恢復盤條的塑性。去除盤條表面的水分，使之干燥，是為了防止水分惡化潤滑劑的使用效果。常用的烘干設施有3種：
烘干箱
為帶有上蓋的箱體，其有效尺寸按線盤的最大直徑確定。工作時箱內通以150～250℃的熱風。這種設備烘干速度較快，時間約為2～15min，烘干比較均勻。
隧道式烘干爐
靠爐底下的燃燒室提供熱源，干燥室的溫度可達280℃左右。爐底上鋪有小車軌道以及拱形鑄鐵散熱片。烘干的盤條或中間線坯借助吊杠掛在小車上，經卷揚機或人工送入爐內。每爐可裝入10～12個小車。這種設備容量較大、產量較高，但進出小車時工人勞動強度較大，且烘干溫度不均勻，小車底部溫度偏高。
鏈式烘干爐
爐子底部為燃燒室，火焰可由底部返到兩側爐墻后再經煙道跑出。爐膛溫度為200～400℃。烘干時盤條置于移動的鏈條上，鏈條的移動速度約為12m/min。這是一種較先進的爐型，容量大、速度快、產量高，同時克服了隧道式爐工人勞動強度大、烘干溫度不均的缺點。 涂層處理 即在經過清除氧化鐵皮的盤條或中間線坯表面涂上一層牢固的由本身具有一定潤滑性能特別是拉拔時能有效地吸附和攜帶潤滑劑進入變形區的物質所形成的薄膜%26mdash;涂層。所以涂層實質上是潤滑劑的載體(見潤滑載體)。涂層的目的是為拉拔創造良好的潤滑條件，以減少拉拔過程中的摩擦和發熱。處理方法包括物理方法和化學方法兩大類，主要形式有蘸石灰、黃化、磷化、鍍銅、硼砂處理等。
編輯本段熱處理
熱處理盤條或鋼絲半成品的熱處理方式見鋼絲熱處理。熱處理包括原料熱處理、中間熱處理和成品熱處理3種類型。 (1)原料即盤條的熱處理用在部分中高碳鋼絲及合金鋼絲的生產中，目的主要是改善盤條的組織及其不均勻性并消除內應力以提高盤條的塑性及冷拔性能。 (2)中間熱處理是對鋼絲半成品即中間線坯進行的熱處理，主要目的是消除冷拔過程中產生的加工硬化，恢復線坯的塑性，以利于進一步拉拔。如生產中無成品熱處理工序，則成品拉拔前的中問熱處理還要求確保成品鋼絲應具有的組織和性能。 (3)成品熱處理在成品拉拔后進行，作用是使產品達到規定的組織與性能，是否進行決定于交貨要求。 拉絲在拉絲機卷筒即絞盤(見拉絲機)的牽引下，盤條或中間線坯通過拉絲模模孔變形，達到減小斷面改變形狀以獲得尺寸、形狀、性能和表面質量都合乎要求的鋼絲。鋼絲的拉拔通常要進行多個道次，道次減面率(見面積減縮率)約在10%～40%之間。拉拔鋼絲使用的模具主要有固定模、輥模(見輥模拉拔)、旋轉模等，并以固定模為主。固定模即為由整體材料制作的外形呈圓餅狀而中心開有孔型的拉絲模，模子在拉拔過程中固定不動。早期曾采用鋼板模和冷硬鑄鐵模，以后由于不耐磨和使用壽命低而被淘汰。目前普遍采用硬質合金模，除了硬質合金外，天然鉆石也是制模材料，但由于其資源稀少和價格昂貴，只局限于拉拔合金鋼細絲和極細絲時使用。20世紀70年代以來又出現了用聚合多晶體、人造金剛石和剛玉陶瓷等制作的拉絲模。輥模為由2～4個可轉動的輥子組成的模子。輥模拉拔通常用于拉制一些異形鋼絲和難變形鋼絲，但隨著輥模裝置剛性的提高、精度的改善和調整變得更加容易，其使用范圍在不斷拓寬。旋轉模拉絲時模子的本體結構和固定模相同，但拉拔過程中，它在傳動機構的驅動下圍繞鋼絲軸線旋轉。優點是改變了拉拔時鋼絲與模壁之間的摩擦力的方向，增加了作用在鋼絲上的剪應力，使鋼絲容易變形，從而可以減少拉拔力和拉拔功率；降低軸向摩擦力使拉拔時鋼絲內外層的不均勻變形隨之減少；由于模子高速旋轉，模孔磨損變得均勻，鋼絲的不圓度和表面粗糙度均有改善。但使用旋轉模時鋼絲易隨模子而旋轉甚至發生扭轉，因此目前只局限于粗絲的拉拔。在使用固定模拉拔的情況下，若在鋼絲的進口端施加后張力則形成反拉力拉拔；若對模子施加超聲波振動則形成超聲波拉絲；若采用靜壓或流體動力潤滑則稱為強制潤滑拉拔。 冷拔過程中鋼絲的組織與力學性能發生變化，產生加工硬化。隨著冷變形程度的增加，一般鋼絲的抗拉強度、硬度、彈性極限等增加，而延伸率、斷面收縮率等下降。由于存在加工硬化，所以當拉拔的變形程度達到一定值后，由于鋼絲冷加工性能的顯著下降而不適宜再繼續拉拔，需要進行中間熱處理以恢復其加工性能，一般一個拔程的減面率約為70%～90%。因此，鋼絲生產的工藝流程具有往復循環的特點。 拉絲機的能力一般以其卷筒直徑的大小和卷簡的數量來表示。拉絲機的拉拔速度與鋼絲的鋼種、直徑、熱處理的質量、潤滑和冷卻條件、變形程度、拉絲機的結構以及盤條的盤重等有關。隨著鋼絲生產的現代化，拉拔速度在不斷提高。 為了減少摩擦，降低拉拔力和模耗以及獲得表面光潔、尺寸和形狀合乎要求的產品，拉拔時必須使用潤滑劑潤滑。使用固體潤滑劑時稱為干式拉絲；使用潤滑劑水溶液并在其中完成拉拔過程的稱濕式拉絲，所用的設備是水箱拉絲機。 在拉拔過程中，由于摩擦及變形功的轉化生熱，鋼絲和模子的溫度升高，特別在高速拉拔時溫升更為顯著(見拉絲發熱)。模子溫度的上升會影響其使用壽命，而鋼絲溫度的上升則會使其韌性(扭轉和彎曲性能)下降。為了降低溫升，必須對模子和卷筒進行冷卻，鋼絲的直接水冷也得了開發(見拉絲冷卻)。
編輯本段鍍層處理
鍍層處理在非光面的要求鍍層的鋼絲表面鍍覆一層金屬或合金，目的之一是使
鋼絲防腐以提高其使用壽命，如鍍鋅(見鋼絲熱鍍鋅、鋼絲電鍍鋅)、鍍鋁、鍍鋅鋁合金等；目的之二是使鋼絲具有某些特殊性能，如生產輪胎鋼絲和鋼絲簾線鋼絲時，為了保證鋼絲與橡膠具有良好的結合能力，前者需要鍍銅、鍍黃銅(見鋼絲電鍍黃銅)或鍍青銅，而后者需要鍍黃銅。生產鍍層鋼絲時在工藝流程的安排上，有的是先鍍后拔，即鍍層工序安排在成品的拉拔之前；有的是先拔后鍍，即鋼絲在拔成成品之后再進行鍍層。一般，在要求鋼絲表面鍍層光亮、致密且具有較高的強度時，采用先鍍后拔，而在對鋼絲表面要求不十分高、成品的強度和韌性無特殊要求，但對鍍層重量有一定要求時則采用先拔后鍍。
編輯本段鋼絲的分類
按斷面形狀分類，主要有圓、方、矩、三角、橢圓、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分類，有特細<0.1毫米，較細0.1~0.5毫米、細0.5~1.5毫米、中等1.5~3.0毫米、粗3.0~6.0毫米、較粗6.0~8.0毫米，特粗>8.0毫米；按強度分類，有低強度<390兆帕、較低強度390~785兆帕、普通強度785~1225兆帕、較高強度1225~1960兆帕、高強度1960~3135兆帕、特高強度>3135兆帕。
鋼絲的分類
按斷面形狀分類，主要有圓、方、矩、三角、橢圓、扁、梯形、Z字形等；按尺寸分類，有特細<0.1毫米，較細0.1~0.5毫米、細0.5~1.5毫米、中等1.5~3.0毫米、粗3.0~6.0毫米、較粗6.0~8.0毫米，特粗>8.0毫米；按強度分類，有低強度<390兆帕、較低強度390~785兆帕、普通強度785~1225兆帕、較高強度1225~1960兆帕、高強度1960~3135兆帕、特高強度>3135兆帕。
