王慧峰

摘 ?要：針對(duì)YJ29接裝機(jī)使用水溶性加膠濾棒，煙支濾嘴切口出現(xiàn)拉絲、丙纖融化現(xiàn)象進(jìn)行分析，得出產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是最后切刀切割水溶性加膠濾棒時(shí)切割區(qū)域溫升過高，降低切削速度可以減少切削熱，從而降低切割區(qū)域溫升。采取改進(jìn)措施給最后切刀電機(jī)加裝變頻器，通過實(shí)驗(yàn)確定了變頻器合適工作頻率，減少了切削熱，降低了切割區(qū)域溫升，減少了煙支濾嘴切口拉絲、丙纖融化現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：水基聚合物;AQ110 淬火介質(zhì);切割鋼線;工藝

中圖分類號(hào)：TN305.1 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0109-02

1 ? 概 ?述

冷卻是鋼鐵熱處理生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝，熱處理的冷卻包括退火、正火、淬火等。其中，淬火冷卻要求高、技術(shù)難度大，一直是熱處理生產(chǎn)關(guān)注的重點(diǎn)。淬火冷卻速度過慢，就不能獲得合適的淬火硬度和淬層深度;而冷卻速度過快，又可能引起淬裂，或者淬火組織不穩(wěn)定。而且，在工業(yè)文明飛速發(fā)展的今天，淬火液的成本、環(huán)保等因素越來越受重視。

淬火冷卻工藝的關(guān)鍵是選擇合適的淬火介質(zhì)。合適的淬火介質(zhì)必須是在淬火條件下能滿足熱處理要求，冷卻速度恰到好處，使得淬火后的工件具備需要的加工或使用性能。切割鋼線熱處理生產(chǎn)具有大量、連續(xù)、長(zhǎng)期不間斷的特點(diǎn)，鋼絲本身具有尺寸均勻、便于繞盤收放線，工藝狀況一致的特點(diǎn)?；谝陨咸攸c(diǎn)，切割鋼線生產(chǎn)要求淬火介質(zhì)能滿足單一工件隨著時(shí)間延續(xù)處理的均勻性，不同批次淬火介質(zhì)的穩(wěn)定性及長(zhǎng)期生產(chǎn)過程淬火介質(zhì)的可維護(hù)性。切割鋼線熱處理生產(chǎn)的淬火冷卻技術(shù)，要通過采用高質(zhì)量、介質(zhì)性能穩(wěn)定的冷卻介質(zhì)、與介質(zhì)匹配的運(yùn)行設(shè)備，以及相關(guān)的用法技術(shù)，來消除或減小切割鋼線各批次的性能差異，以確保獲得更可靠的和均一穩(wěn)定的熱處理質(zhì)量。

AQ110是一種濃度很高的聚丙烯酸酯鈉水溶液，其它成分包括防銹劑、防腐劑、消泡劑等。作為淬火介質(zhì)，通過鋼絲間接受熱的時(shí)候，形成的氣泡不容易開裂。該淬火介質(zhì)無油，無毒，能生物降解，不易燃。外觀為輕微不透明的琥珀色的液體，隨著溫度的升高其流動(dòng)性增強(qiáng)。通常，從淬火槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配備循環(huán)冷卻以及加熱系統(tǒng)、安設(shè)攪拌裝置對(duì)介質(zhì)做合理的攪動(dòng)、使用工裝具和有關(guān)的操作技術(shù)來改善介質(zhì)均勻性問題。而介質(zhì)冷卻特性的長(zhǎng)期穩(wěn)定，則要靠冷卻介質(zhì)的穩(wěn)定性，并進(jìn)行合理的使用維護(hù)方法來解決。

切割鋼絲生產(chǎn)過程中，經(jīng)過拉拔的絲通過天然氣明火爐加熱到奧氏體溫度以上并保溫一定時(shí)間，在碳元素充分溶解到奧氏體中后，迅速浸入水基淬火液冷卻，達(dá)到索氏體化溫度附近時(shí)，在熱空氣中完成索氏體化后進(jìn)行后續(xù)加工。

2 ?水基淬火液的濃度控制

AQ110水基淬火液的冷卻特性決定于其中聚丙烯酸酯鈉的特性和數(shù)量，其他提供輔助性能的添加劑對(duì)淬火液的冷卻特性幾乎沒有影響。淬火液中所含聚丙烯酸酯鈉聚合物的變化主要是量的變化和質(zhì)的變化。量變是隨著鋼絲熱處理的進(jìn)行，聚合物會(huì)粘附在鋼絲表面被帶走;質(zhì)變是聚丙烯酸酯鈉的受熱分解。在生產(chǎn)過程中，水基淬火液還會(huì)被鋼絲表面氧化皮、雜質(zhì)等污染而降低性能。

為了保證切割鋼線熱處理工藝的穩(wěn)定性，基于日常使用的要求，AQ110水基淬火液必須保證在合適的濃度范圍內(nèi)波動(dòng)。隨著時(shí)間的推移，淬火液中的雜質(zhì)會(huì)越來越多，有效成分分解，維持氣泡的能力下降。因此，水基淬火液必須進(jìn)行定期添加和更新，保證有效成分的含量，并定期進(jìn)行沉淀，清理氧化皮等雜質(zhì)。

聚丙烯酸酯鈉具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，在室溫下與一般的酸堿不發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)溫度達(dá)到250 ℃以上且又有氧存在的條件下才被氧化分解。淬火過程中，粘附在工件表面的聚合物膜大部分受到周圍的水分被氣化保護(hù)而保持在不高于水沸點(diǎn)的溫度。但緊接工件表面的部分仍然可能升到更高的溫度而發(fā)生氧化分解。分解產(chǎn)物不再具有原來調(diào)整冷卻特性的能力，而成為雜質(zhì)成分存在于淬火液中。淬火液的濃度越高，熱處理過程工件表面形成的聚合物膜越厚，發(fā)生這種失效分解的聚合物量也越多。熱處理生產(chǎn)的產(chǎn)量及淬火液使用的時(shí)間也會(huì)加劇淬火介質(zhì)的失效。

水基淬火液在鋼絲表面形成氣泡的能力與有效成分的濃度關(guān)系密切，也是保證淬火熱處理的關(guān)鍵。濃度較低時(shí)，經(jīng)過熱處理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)散差較大，冷卻特性不穩(wěn)定。濃度稍高時(shí)，數(shù)據(jù)一致性較好。但濃度過高會(huì)增加淬火液粘度，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)隨鋼絲走線帶出量增大，造成浪費(fèi)。實(shí)踐表明，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，添加量維持在1升/噸，按日等量添加，淬火液濃度可以穩(wěn)定控制在8%～10%。

3 ?水基淬火液的溫度控制

水基淬火液與熱處理工件的溫差越大，淬火處理的工件散熱的溫度梯度越大，處理后的工件一致性越差。但受限于水基介質(zhì)的沸點(diǎn)溫度，水基淬火液的溫度控制一般不高于90℃。而且，較低溫度對(duì)降低能耗、淬火液日常維護(hù)的便利性都有好處。由于水基淬火液的冷卻性能受淬火液溫度的影響極大，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了保證溫度的波動(dòng)范圍盡可能小，需要采用循環(huán)加熱的方式，并且保證足夠的循環(huán)余量來帶走鋼絲的熱量，達(dá)到淬火的目的。初始設(shè)計(jì)生產(chǎn)工況時(shí)，需要對(duì)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，保證鋼絲帶入的熱量恰好維持在循環(huán)散熱的范圍內(nèi)。

由于鋼絲的幾何尺寸相對(duì)簡(jiǎn)單，直徑均勻，內(nèi)部等厚點(diǎn)的散熱與組織轉(zhuǎn)變程度基本趨于一致，所以給淬火熱處理帶來了極大地便利。處理后的鋼絲性能均勻可靠。

4 ?水基淬火工藝

在確保水基淬火液有效成分及溫度的前提下，保證鋼絲浸入淬火介質(zhì)前完成奧氏體化，通過調(diào)整淬火時(shí)間來達(dá)到需要的索氏體。形成索氏體的條件是奧氏體在450～550 ℃范圍內(nèi)完成等溫組織轉(zhuǎn)變。在切割鋼線生產(chǎn)過程中，通過控制鋼線走線速度和鋼線在水基淬火介質(zhì)的長(zhǎng)度來達(dá)到這一目的。

鋼絲從爐子中出來，得到均勻的奧氏體。如果冷卻速度過快，一般得到堅(jiān)硬的馬氏體，無法拉拔。在水中加入AQ110后，能極大的提高水的表面張力，在熱的鋼絲表面形成一層蒸汽膜。鋼絲在水基淬火介質(zhì)中通過蒸汽膜與淬火介質(zhì)進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)鋼絲的淬火冷卻。鋼絲在任何時(shí)候都不與水直接接觸，索氏體組織轉(zhuǎn)變結(jié)束前，鋼絲與水直接接觸會(huì)形成馬氏體。根據(jù)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，可以選擇最適當(dāng)?shù)墓に囈?guī)范，從而得到恰好的索氏體組織，達(dá)到提高強(qiáng)度和塑性以及防止組織缺陷的產(chǎn)生等。

在走線速度一定的情況下，鋼絲直徑越粗，浸液長(zhǎng)度越長(zhǎng)。而且隨著鋼絲直徑的增加，浸液長(zhǎng)度增加較大。實(shí)際操作時(shí)，通過處理后的鋼絲抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)組織是否合適。處理后的鋼絲抗拉強(qiáng)度控制在1 270 MPa左右較為理想。以0.90 mm鋼絲淬火熱處理為例，鋼絲線速度65 m/min，浸液長(zhǎng)度500～700 mm，得到的鋼絲抗拉強(qiáng)度在1 270 MPa左右，性能均勻穩(wěn)定。

5 ?結(jié) ?語(yǔ)

①水溶性聚合物淬火介質(zhì)AQ110在生產(chǎn)中不僅提高了工件的熱處理生產(chǎn)效率，得到了滿意的熱處理效果，還能減少環(huán)境污染和生產(chǎn)中的維護(hù)成本。

②淬火介質(zhì)的應(yīng)用是熱處理行業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使用AQ110淬火液處理高碳鋼絲，工藝穩(wěn)定可控，處理后的鋼絲性能一致性良好，加工性能良好。

③由于鋼絲具有形狀單一，散熱迅速，容易淬透的特點(diǎn)，所以比較適合使用AQ110淬火液。基于鋼絲的熱處理工藝，有必要對(duì)其它復(fù)雜工件進(jìn)行淬火工藝試驗(yàn)，拓展AQ110淬火液的應(yīng)用領(lǐng)域。

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