一種用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)以及淬火冷卻方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)，其由如下質(zhì)量百分比的組分組成：2～5％羧甲基纖維素鈉、15～20％聚丙烯酸鈉、3～5％添加劑以及余量為水。本發(fā)明還公開了對鋼簾線的淬火冷卻方法，包括如下步驟：將在空氣中自然冷卻至800℃的鋼簾線置于本發(fā)明的冷卻介質(zhì)中，通過調(diào)節(jié)淬火區(qū)域的大小和走絲的速度使鋼簾線于450～550℃下出液；出液后鋼簾線在空氣中利用余熱進行索氏體組織轉(zhuǎn)變。本發(fā)明淬火冷卻介質(zhì)無污染環(huán)保，能夠替代高污染的鉛浴對鋼簾線進行索氏體化組織轉(zhuǎn)變熱處理，其在500℃以上也具有良好的冷卻穩(wěn)定性和冷卻均勻性；本發(fā)明淬火工藝不僅改善了生產(chǎn)現(xiàn)場的操作環(huán)境，而且有效降低了能耗，成本低。
【專利說明】
-種用于鋼簾線的巧火冷卻介質(zhì)從及巧火冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鋼簾線的熱處理介質(zhì)，尤其設(shè)及一種用于鋼簾線的澤火冷卻介 質(zhì)，還設(shè)及上述冷卻介質(zhì)對鋼簾線的澤火冷卻方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼簾線，是橡膠制品尤其是汽車子午胎理想的骨架材料。W鋼簾線作為增強材料 的輪胎，具有強度高、行駛噪音小、使用壽命長、翻新率高等特點，所W鋼簾線自其問世W 來，引起了各國科學(xué)家及生產(chǎn)廠的重視，特別是隨著高速公路的建設(shè)，鋼簾線的生產(chǎn)也取得 了飛速發(fā)展。
[0003] 鋼簾線為了提高強度，需要對鋼絲進行熱處理，但熱處理過程中容易出現(xiàn)斷絲的 現(xiàn)象，運樣會大大降低生產(chǎn)效率。經(jīng)過專家學(xué)者的不斷摸索，發(fā)現(xiàn)使用等溫鉛浴澤火可W得 到索氏體組織，運樣的組織具有較高的拉伸極限，鋼絲拉拔后可得到良好的綜合性能，減少 了斷絲現(xiàn)象。張嘉、王春旭等人在《子午線輪胎鋼簾線用鋼絲的工藝現(xiàn)狀》中提到，生產(chǎn)鋼簾 線用鋼絲時，首先要對社制線材進行鉛浴澤火處理，然后再冷拉拔，鉛浴澤火是將線材加熱 到1223K左右時奧氏體化，然后澤冷至823K左右進行鉛浴熱處理，得到由均勻細(xì)小的鐵素體 和滲碳體組成的微細(xì)珠光體組織。運種組織主要為索氏體組織。
[0004] 鉛浴澤火雖已在許多企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，但存在著許多缺陷，主要表現(xiàn)為鉛污染 環(huán)境，危害人體健康；穿線很不方便，勞動強度大;鉛液易結(jié)渣，維護復(fù)雜，稍有不慎會因掛 鉛而影響后續(xù)加工。
[0005] 因此一種能替代鉛浴澤火且能實現(xiàn)鉛浴澤火效果的澤火冷卻介質(zhì)的開發(fā)很有必 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于鋼簾線的澤火冷卻介 質(zhì)，該澤火冷卻介質(zhì)無污染、環(huán)保，能夠?qū)︿摵熅€進行索氏體組織轉(zhuǎn)變熱處理，采用本發(fā)明 澤火冷卻介質(zhì)熱處理后的鋼簾線的性能與采用鉛浴澤火的鋼簾線的性能一致。
[0007] 本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供與上述澤火冷卻介質(zhì)相配合的鋼簾線澤火冷 卻方法。
[000引為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0009] -種用于鋼簾線的澤火冷卻介質(zhì)，所述冷卻介質(zhì)為高分子聚合物的水溶液，由如 下質(zhì)量百分比的組分組成:2~5%簇甲基纖維素鋼、15~20%聚丙締酸鋼、3~5%添加劑W 及余量為水。
[0010] 上述用于鋼簾線澤火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的澤火冷卻方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟1，將奧氏體化的鋼簾線置于空氣中自然冷卻至800°C左右；
[0012] 步驟2,將步驟1的鋼簾線置于冷卻介質(zhì)中，通過調(diào)節(jié)澤火區(qū)域的大小和走絲的速 度使鋼簾線于450~550°C下出液;其中，所述冷卻介質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為5~15%，所述冷 卻介質(zhì)的使用溫度為60~90°C ;
[0013] 步驟3,將經(jīng)過步驟2處理后的鋼簾線置于空氣中自然冷卻。
[0014] 其中，步驟2中，冷卻介質(zhì)對鋼簾線澤火過程中采用的澤火設(shè)備包括項部開口的長 方體水浴槽，所述長方體水浴槽內(nèi)設(shè)有兩塊隔板，兩塊隔板將長方體水浴槽分成=個區(qū)域， 兩塊隔板之間的區(qū)域為中部區(qū)域，中部區(qū)域兩邊均為儲液槽，其中隔板I是固定不動的，隔 板II相對隔板I能夠向左或向右移動;還包括循環(huán)累，所述長方體水浴槽與循環(huán)累連通。
[0015] 其中，步驟2中，冷卻介質(zhì)對鋼簾線澤火的具體操作步驟為:鋼簾線從長方體水浴 槽的上方通過，循環(huán)累始終保持中部區(qū)域內(nèi)注滿冷卻介質(zhì)，中部區(qū)域內(nèi)的冷卻介質(zhì)向兩側(cè) 儲液槽溢流過程中實現(xiàn)鋼簾線的冷卻。
[0016] 其中，所述澤火設(shè)備通過移動隔板II的位置來調(diào)節(jié)澤火區(qū)域的大小。
[0017] 本發(fā)明用于鋼簾線的澤火冷卻介質(zhì)在鋼簾線澤火冷卻中的應(yīng)用。
[0018] 有益效果:本發(fā)明用于鋼簾線的澤火冷卻介質(zhì)配方合理，環(huán)保無污染，能夠替代高 污染的鉛浴對鋼簾線進行索氏體化組織轉(zhuǎn)變熱處理，其在500°C W上也具有良好的冷卻穩(wěn) 定性和冷卻均勻性;本發(fā)明澤火工藝不僅改善了生產(chǎn)現(xiàn)場的操作環(huán)境，而且有效降低了能 耗，所使用的設(shè)備維護簡單，成本低，并且處理后得到的產(chǎn)品性能好，降低了產(chǎn)品的斷絲率。
【附圖說明】
[0019] 圖1為采用本發(fā)明鋼簾線澤火冷卻介質(zhì)對鋼簾線澤火冷卻的工藝流程圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明鋼簾線澤火冷卻方法所使用的澤火設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明澤火冷卻介質(zhì)溫度60°C、質(zhì)量百分濃度10%下的冷卻曲線圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明澤火冷卻介質(zhì)溫度90°C、質(zhì)量百分濃度10%下的冷卻曲線圖。
【具體實施方式】
[0023] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明，但是本發(fā)明要求保護的范圍并 不局限于此。
[0024] 本發(fā)明用于鋼簾線的澤火冷卻介質(zhì)，由如下質(zhì)量百分比的組分組成：2~5%簇甲 基纖維素鋼、15~20%聚丙締酸鋼、3~5%添加劑W及余量為水。
[0025] 本發(fā)明澤火冷卻介質(zhì)的添加劑包括消泡劑、防誘劑和殺菌劑等。
[00%]本發(fā)明澤火冷卻介質(zhì)在高溫區(qū)（500°C~800°C)的冷卻速度很慢，大約為10°C/s， 在低溫區(qū)(低于500°C)的冷卻速度很快，大約為50°C/s。
[0027]本發(fā)明用于鋼簾線的澤火冷卻介質(zhì)的理化性能如表1所示：
[002引 表1 r00291
[0030] 如圖I所示，本發(fā)明用于鋼簾線澤火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的澤火冷卻方法，包括如下 步驟：
[0031] 步驟1，將奧氏體化的鋼簾線置于空氣中自然冷卻至800°C左右；
[0032] 步驟2,將步驟1的鋼簾線置于本發(fā)明的冷卻介質(zhì)中，通過調(diào)節(jié)澤火區(qū)域的大小和 走絲的速度使鋼簾線于450~550°C下出液;其中，冷卻介質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為5~15%，冷 卻介質(zhì)的使用溫度為60~90°C ;
[0033] 步驟3,將經(jīng)過步驟2處理后的鋼簾線置于空氣中自然冷卻。
[0034] 本發(fā)明的澤火冷卻工藝需要滿足高溫區(qū)冷速較慢，使鋼簾線溫度正好下降到450 ~550°C (索氏體組織轉(zhuǎn)變區(qū)）時出液，出液后鋼簾線在空氣中利用余熱進行索氏體組織轉(zhuǎn) 變。
[0035] 若鋼簾線在冷卻介質(zhì)中的冷卻速度太慢，會產(chǎn)生先共析鐵素體，組織較軟，冷作硬 化減弱，產(chǎn)品強度降低;若鋼簾線出液時溫度較高，珠光體組織粗大，滲碳體片間距增大，會 使力學(xué)性能降低;若鋼簾線出液時溫度較低，會產(chǎn)生貝氏體甚至馬氏體組織，使拉拔性能變 差。為了避免W上情況，采用本發(fā)明澤火冷卻過程時需要控制好澤火區(qū)域的大小和走絲速 度(通過鋼絲的材質(zhì)和大小W及澤火冷卻介質(zhì)的使用濃度和溫度進行調(diào)試），使鋼簾線正好 在450~550°C出液。鋼簾線只有在運個溫度出液，才能得到具有良好性能的索氏體組織。澤 火區(qū)域越大，導(dǎo)致鋼簾線在澤火區(qū)域待的時間越長，從而鋼簾線的溫度降得越快;鋼簾線的 走絲速度越快，導(dǎo)致鋼簾線穿過澤火區(qū)域的時間越快，從而鋼簾線的溫度降得越慢。
[0036] 為了使鋼簾線正好在450~550°C出液，本發(fā)明澤火工藝需要使用圖2所示的澤火 設(shè)備，該澤火設(shè)備包括頂部開口的長方體水浴槽1，長方體水浴槽1內(nèi)設(shè)有兩塊隔板，分別為 隔板12和隔板113,隔板12和隔板II3將長方體水浴槽1分成S個區(qū)域，隔板12和隔板II3之 間的區(qū)域為中部區(qū)域(澤火區(qū)域），中部區(qū)域兩邊均為儲液槽，其中隔板12是固定不動的，隔 板II3相對隔板I能夠向左或向右移動，因此該澤火設(shè)備通過移動隔板II3的位置來調(diào)節(jié)澤 火區(qū)域的大小;該澤火設(shè)備還包括循環(huán)累5,長方體水浴槽1的中部區(qū)域W及兩個儲液槽分 別與循環(huán)累5相連通。
[0037] 鋼簾線4從長方體水浴槽1的上表面通過，循環(huán)累5始終保持中部區(qū)域內(nèi)注滿冷卻 介質(zhì)，中部區(qū)域內(nèi)的冷卻介質(zhì)向兩側(cè)儲液槽溢流過程中實現(xiàn)鋼簾線的冷卻（即利用中部區(qū) 域與兩邊儲液槽的液位差進行澤火冷卻）。
[0038] 本發(fā)明的澤火冷卻介質(zhì)冷卻特性的測試采用國際標(biāo)準(zhǔn)IS09950,測試儀器采用科 潤SQT-II冷卻特性測試儀。從圖3~4可W看出，本發(fā)明質(zhì)量百分濃度為10%的澤火冷卻介 質(zhì)，具有介于空氣和油之間的冷卻能力，500°C W上避免沸騰冷卻階段的產(chǎn)生，說明其在500 °C W上具有良好的冷卻穩(wěn)定性。通過溫度控制，500°C W上平均冷卻能力在10~15 °C /S。
[0039] 本發(fā)明質(zhì)量百分濃度為10%的澤火冷卻介質(zhì)和空氣W及澤火油的冷卻性能對比 如表2所示：
[0040] 表 2
[0041]
[0042]
O
[0043] 本發(fā)明的澤火冷卻工藝需要將鋼簾線從奧氏體化溫度W均勻的方式較慢的冷卻 下來，因此采用本發(fā)明的澤火冷卻介質(zhì)結(jié)合本發(fā)明的澤火工藝對鋼簾線進行高溫階段的冷 卻，并W 450~550°C時出液進行索氏體組織轉(zhuǎn)變。
[0044] 表3為十組直徑3.8mm72A的鋼簾線分別采用本發(fā)明的澤火冷卻介質(zhì)與鉛浴澤火熱 處理后的性能對比，其中，鋼簾線材料成分如下，澤火區(qū)域大小為3米，鋼絲走速為35m/min， 澤火介質(zhì)濃度為12%，使用溫度為80°C。
[0045]
[C
[C
[004引
[0049] 通過表3可知，采用本發(fā)明的澤火冷卻介質(zhì)結(jié)合本發(fā)明的澤火冷卻工藝處理得到 的鋼簾線組織和性能比鉛浴澤火更好，且得到的鋼簾線硬度更高，從而在拉絲過程中不容 易斷絲，大大提高了產(chǎn)品的合格率;另外，鉛浴澤火使用溫度為55(TC左右，而本發(fā)明澤火冷 卻介質(zhì)使用溫度為60°C~90°C，有效節(jié)約了能源。
[0050] 顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的 實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可W做出其 它不同形式的變化或變動。運里無需也無法對所有的實施方式予W窮舉。而運些屬于本發(fā) 明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)由如下質(zhì)量百分比的 組分組成:2~5%羧甲基纖維素鈉、15~20%聚丙烯酸鈉、3~5%添加劑以及余量為水。2. 權(quán)利要求1所述用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的淬火冷卻方法，其特征在于， 包括如下步驟： 步驟1，將奧氏體化的鋼簾線置于空氣中自然冷卻至800°C ; 步驟2,將步驟1的鋼簾線置于冷卻介質(zhì)中，通過調(diào)節(jié)淬火區(qū)域的大小和走絲的速度使 鋼簾線于450~550°C下出液;其中，所述冷卻介質(zhì)的質(zhì)量百分濃度為5~15%，所述冷卻介 質(zhì)的使用溫度為60~90°C; 步驟3，將經(jīng)過步驟2處理后的鋼簾線置于空氣中自然冷卻。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的淬火冷卻方法，其特征 在于:步驟2中，冷卻介質(zhì)對鋼簾線淬火過程中采用的淬火設(shè)備包括頂部開口的長方體水浴 槽，所述長方體水浴槽內(nèi)設(shè)有兩塊隔板，兩塊隔板將長方體水浴槽分成三個區(qū)域，兩塊隔板 之間的區(qū)域為中部區(qū)域，中部區(qū)域兩邊均為儲液槽，其中隔板I是固定不動的，隔板II相對 隔板I能夠向左或向右移動;還包括循環(huán)栗，所述長方體水浴槽與循環(huán)栗連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的淬火冷卻方法，其特征 在于:步驟2中，冷卻介質(zhì)對鋼簾線淬火的具體操作步驟為:鋼簾線從長方體水浴槽的上方 通過，循環(huán)栗始終保持中部區(qū)域內(nèi)注滿冷卻介質(zhì)，中部區(qū)域內(nèi)的冷卻介質(zhì)向兩側(cè)儲液槽溢 流過程中實現(xiàn)鋼簾線的冷卻。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)對鋼簾線的淬火冷卻方法，其特征 在于:所述淬火設(shè)備通過移動隔板II的位置來調(diào)節(jié)淬火區(qū)域的大小。6. 權(quán)利要求1所述用于鋼簾線的淬火冷卻介質(zhì)在鋼簾線淬火冷卻中的應(yīng)用。
【文檔編號】C21D1/60GK105925771SQ201610357182
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】聶曉霖, 薛劍鳴, 左永平, 劉昊, 王濤
【申請人】南京科潤工業(yè)介質(zhì)股份有限公司