張學(xué)輝 王鴻利

摘 要：介紹了鋼絲生產(chǎn)中的表面準(zhǔn)備、熱處理、拉拔、鍍（涂、包覆）層等主要生產(chǎn)工序。鋼絲生產(chǎn)用到的拉絲機(jī)和輔助設(shè)備。鋼絲生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展方向是實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略、實(shí)施品牌戰(zhàn)略、綠色生產(chǎn)、加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作。

關(guān)鍵詞：金屬制品 鋼絲 拉絲 發(fā)展方向

中圖分類(lèi)號(hào)：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（c）-0117-03

我國(guó)鋼鐵行業(yè)取得了舉世矚目的成就，但是目前鋼鐵企業(yè)面對(duì)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩、資源與環(huán)保的雙重壓力等困境，整個(gè)行業(yè)都在創(chuàng)新轉(zhuǎn)型求發(fā)展，鋼材深加工成為關(guān)注的焦點(diǎn)。世界發(fā)達(dá)國(guó)家鋼材的綜合深加工比已達(dá)50%以上，我國(guó)鋼材的深加工比例在25%左右。線(xiàn)材制品（鋼絲及其制品）屬于鋼材深加工方法之一，有越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域，具有廣闊的發(fā)展前景。

1 鋼絲生產(chǎn)主要工序

鋼絲生產(chǎn)是以熱軋線(xiàn)材為原料，經(jīng)過(guò)表面準(zhǔn)備、熱處理、拉拔、鍍（涂、包覆）層等四大主要工序加工而成。按成品鋼絲的不同需要，可能還需進(jìn)行扒皮、磨光等輔助工序。

1.1 表面準(zhǔn)備

表面準(zhǔn)備的任務(wù)和主要目的是去除氧化皮和涂覆潤(rùn)滑載體。

線(xiàn)材表面氧化皮的存在會(huì)造成鋼絲表面缺陷和模具過(guò)早損壞，甚至?xí)枞？?，致使拉拔斷裂。碳素鋼線(xiàn)材表面氧化皮的去除方法有：機(jī)械法、化學(xué)法、電解酸洗法。機(jī)械法包括：反復(fù)彎曲法、噴丸處理法、組合式處理法等?；瘜W(xué)法包括：鹽酸酸洗法、硫酸酸洗法、超聲波酸洗法。電解酸洗法分：陰極法、陽(yáng)極法、陽(yáng)極陰極交替法。合金鋼線(xiàn)材表面氧化皮的去除方法有：混合酸洗法、熔融鹽處理法、苛性鈉高錳酸鉀溶液浸洗法等。[1]

為保證潤(rùn)滑劑能牢固地粘附在絲材表面，能順利的進(jìn)入拉拔變形區(qū)，達(dá)到預(yù)期的潤(rùn)滑效果，拉拔前要對(duì)絲材進(jìn)行涂覆潤(rùn)滑載體。一定粗糙度的潤(rùn)滑載體（涂層）將潤(rùn)滑劑載入?？變?nèi)，和潤(rùn)滑劑一起組成足夠厚的潤(rùn)滑膜，這就是潤(rùn)滑涂層。鋼絲的涂層種類(lèi)較多，常用涂層有：磷化、涂硼砂、鍍銅、皂化、涂石灰等。

1.2 熱處理

鋼絲生產(chǎn)中的熱處理按先后分為三種：預(yù)先熱處理、中間熱處理、最終熱處理。預(yù)先熱處理是指線(xiàn)材在拉拔前進(jìn)行的熱處理，其目的是提高熱軋線(xiàn)材的索氏體含量、提高線(xiàn)材的塑性和消除組織的不均勻性。中間熱處理是拉拔工序之間的熱處理，目的是為了消除鋼絲在拉拔過(guò)程中所產(chǎn)生的冷加工硬化現(xiàn)象，恢復(fù)鋼絲的塑性，以便繼續(xù)拉拔。最終熱處理是在成品鋼絲拉撥前或拉拔后進(jìn)行的熱處理，目的是為了確保成品鋼絲的最終機(jī)械性能或物理性能。熱處理方法有：等溫淬火處理、退火處理、正火處理、回火處理、調(diào)質(zhì)處理等。

1.3 拉拔

經(jīng)表面準(zhǔn)備后的線(xiàn)材，通過(guò)軋尖機(jī)將端部軋細(xì)，穿過(guò)拉絲模，在拉絲機(jī)拉拔力和拉絲模模壁壓力的作用下在?？字羞M(jìn)行塑性變形，獲得與?？讛嗝嫘螤钕嗤匿摻z。鋼絲拉拔過(guò)程的三大要素是拉絲模、冷卻和潤(rùn)滑，它們直接影響拉拔過(guò)程和鋼絲質(zhì)量。

1.3.1 拉絲模

拉絲模是實(shí)現(xiàn)鋼絲順利拉撥的主要工具。拉絲模具直接影響到鋼絲產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量、力學(xué)性能，而且還關(guān)系到能源消耗、生產(chǎn)效率。鋼絲生產(chǎn)中應(yīng)用的拉絲模具按材質(zhì)分：硬質(zhì)臺(tái)金模、金剛石拉絲模、人造聚晶金剛石拉絲模、涂層拉絲模、陶瓷拉絲模。我國(guó)拉拔鋼絲現(xiàn)在使用的模具主要是硬質(zhì)臺(tái)金模。硬質(zhì)臺(tái)金主要由碳化鎢和金屬鈷組成。碳化鎢是合金的骨架，起耐磨作用；金屬鈷是粘接劑，能改善合金的韌性。硬質(zhì)合金拉絲模全部是直線(xiàn)形拉絲模，由入口區(qū)、工作區(qū)、定徑帶和出口區(qū)組成，其特征是?？卓仔偷拿坎糠志手本€(xiàn)形，并且每?jī)蓷l相鄰直線(xiàn)交接部分呈折線(xiàn)狀。直線(xiàn)形拉絲模適應(yīng)了高速拉絲的要求。硬質(zhì)合金拉絲模由模芯和模套兩部分組成，模芯分為A型、B型、C型、D型、E型和F型，模套分為Z型和K型[2]。

1.3.2 冷卻

在拉拔過(guò)程中，變形和摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱使鋼絲溫度急劇上升。拉拔發(fā)熱引起的危害有潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑失效，模具壽命縮短，鋼絲表面質(zhì)量下降或拉斷。拉拔產(chǎn)生的熱量只有不足20%傳遞給模具，80%以上被鋼絲帶走，這些熱量需要通過(guò)模具和拉絲卷筒散發(fā)。模具冷卻有間接水冷、自流水冷、強(qiáng)制水冷和直接水冷等方式。線(xiàn)材拉拔過(guò)程中的風(fēng)冷降溫僅起輔助作用，降溫主要依靠拉絲卷筒的熱傳導(dǎo)。線(xiàn)材與拉絲卷筒的接觸面積和卷筒表面溫度是決定絲材冷卻速度的重要控制參數(shù)。要增加接觸面積需加大拉絲卷的直徑、絲材拉拔后應(yīng)盡可能在拉絲卷筒多纏繞幾圈。對(duì)拉絲卷筒實(shí)施強(qiáng)制冷卻才是降低絲材溫度的最有效方法[3]。

1.3.3 潤(rùn)滑

拉絲潤(rùn)滑方式可分為干式潤(rùn)滑和濕式潤(rùn)滑兩種。

干式潤(rùn)滑通常選用干粉狀皂類(lèi)潤(rùn)滑劑。干粉狀潤(rùn)滑劑的主要成分是脂肪酸與堿金屬或堿土金屬的化合物，即金屬皂。在潤(rùn)滑劑中添加適量的粘附添加劑（硼砂、元明粉、磷酸鹽等）也能有效增加潤(rùn)滑膜的厚度，干粉狀潤(rùn)滑劑中有時(shí)還含有一定量層狀無(wú)機(jī)物，如滑石、膠體石墨、云母、二硫化鉬，以及防銹劑和著色劑等。

濕式潤(rùn)滑分為油性潤(rùn)滑和水性潤(rùn)滑兩種。油性潤(rùn)滑劑通常由礦物油、動(dòng)植物油、合成油、油性改善劑、極壓添加劑、粘度改善劑、抗氧化劑、防銹劑、消泡劑組成。水性潤(rùn)滑劑可分為乳化液和皂溶液兩類(lèi)。乳化液是水中加油組成的一種水包油型的乳濁液，通常由礦物油、油性添加劑、乳化劑、防腐劑、抗氧化劑等組成。皂溶液是由水溶性堿金屬皂（鉀皂、鈉皂），加入防腐劑、消泡劑組成。

1.4 鍍層、涂層、包覆層

金屬覆蓋在鋼絲上稱(chēng)為“鍍”。常用的鍍層有熱浸鍍、電鍍和化學(xué)鍍等三種方法。鋼絲生產(chǎn)中常用的鍍層金屬有鋅、鋁和銅等。鍍鋅鋁的主要目的是防腐，如用于橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲、鋅鋁合金鍍層鋼絲等。鍍銅主要目的是提高鋼絲與橡膠粘結(jié)力，多用于鋼簾線(xiàn)、胎圈鋼絲、膠管鋼絲的生產(chǎn)。

非金屬覆蓋在鋼絲上稱(chēng)為“涂”。涂塑鋼絲的涂層包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺等等，一般用擠塑法、流動(dòng)浸漬法、靜電噴涂法進(jìn)行生產(chǎn)涂層。涂塑鋼絲由于涂覆了塑料層而具有耐酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕能力，同時(shí)兼有裝飾性、電氣絕緣性等綜合性能。在許多方面，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的涂漆和金屬鍍層產(chǎn)品。

包覆層，主要是包覆鋁。包覆鋁生產(chǎn)鋁包鋼絲，鋁包鋼絲國(guó)際上簡(jiǎn)稱(chēng)AS或AC或AE線(xiàn)，中國(guó)代號(hào)LB。它是利用旋轉(zhuǎn)式連續(xù)溫?cái)D壓工作原理進(jìn)行生產(chǎn)：利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擠壓輪槽模壁對(duì)鋁條形成的摩擦力作為主動(dòng)力，用所形成的有效擠壓力在擠壓腔內(nèi)使鋁桿變形，并包覆到鋼絲上面，鋼絲在后牽引力作用下從模腔出口模具通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)了擠壓鋁包鋼絲的連續(xù)化。鋁包鋼絲用于廣播郵電通訊系統(tǒng)、光纜架設(shè)加強(qiáng)線(xiàn)、電氣化鐵路滑道線(xiàn)、鐵路公路交通、民用建筑、體育場(chǎng)館、防山體滑坡的防護(hù)網(wǎng)、海洋攔網(wǎng)系留繩索等。

2 鋼絲生產(chǎn)設(shè)備

鋼絲生產(chǎn)設(shè)備種類(lèi)多種多樣，可分為主要生產(chǎn)設(shè)備和輔助生產(chǎn)設(shè)備兩大類(lèi)。主要生產(chǎn)設(shè)備就是指拉絲機(jī)，分干式拉絲機(jī)和水箱拉絲機(jī)。應(yīng)用最多是的干式拉絲機(jī)是直進(jìn)式拉絲機(jī)。輔助生產(chǎn)設(shè)備包括放線(xiàn)架、收線(xiàn)設(shè)備、軋尖機(jī)、對(duì)焊機(jī)和包裝機(jī)等。

2.1 拉絲機(jī)

直進(jìn)式拉絲機(jī)，生產(chǎn)時(shí)鋼絲在卷筒之間沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何導(dǎo)輪，走的是直線(xiàn)。直進(jìn)式拉絲機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)滑動(dòng)連續(xù)拉絲的條件是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)各模孔的金屬體積相等。直進(jìn)式拉絲機(jī)適用于拉拔高強(qiáng)度、大規(guī)格鋼絲和異形鋼絲等。

水箱拉絲機(jī)，是靠鋼絲與卷筒表面之間的打滑來(lái)滿(mǎn)足連續(xù)拉拔條件的。其拉拔過(guò)程是在水箱中進(jìn)行的，使用濕式潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑，可以有效地散去鋼絲拉拔及鋼絲在卷筒上滑動(dòng)所產(chǎn)生的熱量。實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)拉拔的基本條件是卷筒的圓周線(xiàn)速度大于鋼絲的走線(xiàn)速度。水箱拉絲機(jī)主要用于細(xì)絲生產(chǎn)。

2.2 輔助設(shè)備

放線(xiàn)架：主要是用來(lái)放線(xiàn)，分為：一字旋轉(zhuǎn)式放線(xiàn)架、水平式放線(xiàn)架、工字輪放線(xiàn)裝置。

收線(xiàn)設(shè)備：有起線(xiàn)架、連續(xù)卸線(xiàn)機(jī)、工字輪收線(xiàn)機(jī)等三種。

軋尖機(jī)：供金屬線(xiàn)材軋尖、穿模拔頭之用。按工作原理可分為：回轉(zhuǎn)式軋尖機(jī)、往復(fù)式軋尖機(jī)。

對(duì)焊機(jī)：是鋼絲生產(chǎn)的重要輔助設(shè)備。對(duì)焊機(jī)按加熱焊件的方法分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。閃光對(duì)焊可分為連續(xù)閃光對(duì)焊和預(yù)熱閃光對(duì)焊。電阻對(duì)焊機(jī)的工作原理是：將被焊工件壓緊于兩電極之間，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。

包裝機(jī)：主要用于成品鋼絲出廠(chǎng)前的包裝，多采用自動(dòng)包裝機(jī)。包裝機(jī)分為：立式、臥式。

3 鋼絲生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展方向

我國(guó)要實(shí)現(xiàn)金屬制品行業(yè)由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，就要正視我國(guó)金屬制品業(yè)與世界先進(jìn)水平的差距，順應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展潮流，企業(yè)練好自身內(nèi)功，提高在世界市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.1 實(shí)施知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略

2018年4月10日，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在博鰲亞洲論壇2018年年會(huì)開(kāi)幕式上指出，“中國(guó)開(kāi)放的大門(mén)不會(huì)關(guān)閉，只會(huì)越開(kāi)越大”，并宣布，將在大幅度放寬市場(chǎng)準(zhǔn)入、創(chuàng)造更有吸引力的投資環(huán)境、加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、主動(dòng)擴(kuò)大進(jìn)口等四個(gè)方面采取一系列重大舉措。企業(yè)要把知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作列入企業(yè)發(fā)展首要戰(zhàn)略，積極申請(qǐng)專(zhuān)利，保護(hù)企業(yè)利益，占據(jù)市場(chǎng)有利位置。國(guó)內(nèi)一些金屬制品企業(yè)確實(shí)做得很好，取得了很大成績(jī)。貴州鋼繩股份有限公司申請(qǐng)了264項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。江蘇法爾勝泓昇集團(tuán)有限公司申請(qǐng)了123項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院有限公司申請(qǐng)了53項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。天津冶金集團(tuán)中興盛達(dá)鋼業(yè)有限公司申請(qǐng)了44項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利。

3.2 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略

企業(yè)要實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略。在關(guān)于鋼絲的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在修訂中，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的企業(yè)要積極參與，力爭(zhēng)成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者。2017年貴州鋼繩股份有限公司主導(dǎo)修訂了ISO2408：2017《鋼絲繩-要求》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，成為中國(guó)鋼絲繩行業(yè)的一個(gè)標(biāo)志性事件，中國(guó)鋼絲繩從標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行者變成了標(biāo)準(zhǔn)的制定者。

3.3 實(shí)施品牌戰(zhàn)略

優(yōu)良的品牌質(zhì)量是贏得顧客忠誠(chéng)的取之不盡的源泉，而品牌質(zhì)量是由顧客消費(fèi)品牌產(chǎn)品所獲得的感受或體驗(yàn)來(lái)表示。提高品牌質(zhì)量也就是把提高產(chǎn)品質(zhì)量和提高顧客感知質(zhì)量有機(jī)結(jié)合起來(lái)的過(guò)程。我國(guó)的金屬制品企業(yè)要在大力氣提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)還要搞好品牌策劃、品牌宣傳，實(shí)施品牌戰(zhàn)略，讓我國(guó)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品名牌產(chǎn)品更多走出國(guó)門(mén)，走向世界。[4]

3.4 綠色生產(chǎn)

綠色發(fā)展方式和綠色生產(chǎn)方式是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和鋼鐵業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。生命周期評(píng)價(jià)（LCA）已成為目前國(guó)際公認(rèn)的綠色產(chǎn)品對(duì)話(huà)語(yǔ)言，也是目前國(guó)際公認(rèn)最好的綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法。生態(tài)設(shè)計(jì)是未來(lái)的方向，是決定鋼鐵企業(yè)綠色發(fā)展水平的決定性評(píng)價(jià)體系，也是鋼企智能制造、智慧工廠(chǎng)的必經(jīng)之路。LCA評(píng)價(jià)體系很可能成為未來(lái)世界鋼鐵貿(mào)易的門(mén)檻。專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)的綠色鋼鐵貿(mào)易壁壘一定會(huì)產(chǎn)生，早日布局LCA有利于應(yīng)對(duì)即將到來(lái)的新型貿(mào)易壁壘。5年到10年后，綠色鋼貿(mào)在國(guó)際鋼貿(mào)中將扮演重要角色，但目前我國(guó)鋼企大部分還徘徊在綠色鋼貿(mào)的門(mén)檻之外，因而推動(dòng)鋼鐵業(yè)綠色發(fā)展，不僅關(guān)乎生態(tài)文明建設(shè)，更是我國(guó)鋼鐵行業(yè)增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。[5]

3.5 加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作

國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)指出：加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作是打通創(chuàng)新鏈條、促進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展的重要支撐。我國(guó)金屬制品行業(yè)一些較大的企業(yè)進(jìn)行了不同形式的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，并產(chǎn)生了較好的效果。重點(diǎn)要研究多種工序組合的連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)，高效節(jié)能的環(huán)保熱處理技術(shù)，高速拉拔技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，鋼絲輥軋拉拔技術(shù)，產(chǎn)品在線(xiàn)檢測(cè)新技術(shù)以及其他的專(zhuān)項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 董琦，張學(xué)輝.鋼絲生產(chǎn)工藝及設(shè)備[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2016.

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[3] 徐效謙，陰紹芬.特殊鋼鋼絲[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.

[4] 竇光聚.從德中貿(mào)易看我國(guó)金屬制品做強(qiáng)之路[N].中國(guó)冶金報(bào)，2014-12-25.

[5] 中國(guó)金屬制品網(wǎng).生態(tài)設(shè)計(jì)引領(lǐng)鋼鐵業(yè)綠色發(fā)展[EB/OL].http：//www.cswpn.com/news/show-31106.aspx，2018-03-06.