基本介紹
- 中文名：異形鋼絲
- 外文名：Profile wire, Shaped wire
- 學科：材料科學
- 常見形狀：方形、六角形、八角形、三角形等
- 性能特性：高強度、高韌性、低鬆弛
- 生產方法：模拉法
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介紹
具有除圓形以外特定形狀斷面的鋼絲。常見的異形鋼絲的斷面形狀有方形、六角形、八角形、三角形、扁形、梯形、半圓形、Z字形等。這種鋼絲的斷面形狀精確、尺寸精度高、表面光潔且成材率高，是製造一些精密零件的理想原料。另外在鋼絲繩生產中也有套用。根據需要，異形鋼絲可用彈簧鋼、碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、軸承鋼及不鏽鋼等的盤條作為原料。與同鋼種的圓鋼絲相比，生產異形鋼絲的特殊性主要表現在成形工藝上。
異形鋼絲的成形一般分為兩個階段，即首先把盤條拉製成一定直徑的圓截面線坯，然後再把圓截面線坯加工成異形鋼絲。線坯直徑的大小直接影響成品絲的尺寸精度和抗拉強度，必須合理選擇。把線坯加工成成品所需的變形道次取決於異形鋼絲的截面形狀、鋼絲本身的冷加工性能以及加工方法等，一般為2～4道。寬高比很大的扁形鋼絲可達6～8道。
異型鋼絲的特點=
一、形狀特點
異型鋼絲形狀有多種多樣，既有方形、矩形，也有三角形、六角形，還有扁形和其他多邊不規則形等，由於其獨特的輪廓形狀，因而有以下特性：
（1）形狀功能性。異型鋼絲依形狀和用途不同，有密封、定位、導向、穩定、實用等功能，如機械用的鍵、卡簧、軸承保持架、半圓銷用異型鋼絲等就起到很好的定位作用；化油器針閥、汽車活塞環就有很好的密封穩定性；六角螺母用鋼絲、彈簧用方、矩形鋼絲等，很多特殊用途的異型鋼絲都有很好的實用性。
（2）免切削和節省材料。現在生產的異型鋼絲已能直接用於生產使用，不需要用戶再進行機加工，因而能節省材料和減少用戶許多麻煩，也降低了成本。
（3）高精度。目前用現代化手段生產的異型鋼絲的尺寸精度可達到 ±0.2 mm左右，有些可達到 0.01mm以下，精度高者甚至可達到微米級，如汽車刮片鋼絲，橢圓針布鋼絲等。
二、性能特點
異型鋼絲除了有明顯的形狀特點外，和圓鋼絲一樣，還應具有優良的力學性能，如高強度、高韌性、低鬆弛、耐腐蝕、耐疲勞、耐磨損等。轎車氣門簧用卵型鋼絲，不僅抗拉強度要達到1800～2000 MPa，還要求疲勞壽命達到107次；再如萬噸壓力機纏繞用高強度、低鬆弛扁鋼絲，抗拉強度達到1800 MPa時，鬆弛值要低於2%。這樣對異型鋼絲生產提出了更高的要求，只有材料嚴格把關（如對原料線材表面進行扒皮），油淬火回火要添加無損探傷工序等新的生產工藝，才能保證一些特殊用途異型鋼絲的質量。
加工方法
傳統生產異型鋼絲主要用機加工方式進行，如對方形鋼絲採用圓絲四面鍛或銑的方法來生產，對扁鋼絲則採取帶鋼先縱剪分條，然後再刨邊的方法生產，這樣不僅浪費了大量人力、物力，而且還浪費了材料，加大了成本，有些長度無限長的異型鋼絲還無法生產。而利用鋼絲拉拔方式生產異型鋼絲，不僅生產效率高，成材率高；而且為異型鋼絲的使用和後序加工如油淬火回火等創造了條件。把圓截面線坯加工成異形鋼絲的主要方法有模拉、輥拉 、軋制以及這些方法的結合。
模拉
即使用具有接近成品形狀(成品前的道次)和相當於成品形狀(成品道次)的異形孔型拉絲模系列把線坯拉製成具有規定形狀和尺寸的成品。這種成形方法設備簡單，但模具的製作較為困難，因大多採用手工製造，只能是單件生產，生產率低。在拉制一些截面形狀較複雜的鋼絲時，模孔受力不均，拉絲模容易從尖角處開裂，因此只能採用較小的變形量。通常模拉只用於生產批量不大、截面形狀較複雜、尺寸精度要求較高的異形鋼絲。
輥拉
仍然是拉拔成形，拉拔時依靠拉絲機的捲筒牽引鋼絲使其通過由2～4個具有刻槽的隨動輥子組成的輥模而變形。輥拉模具容易製造，通用性強，壽命較高，道次減面率 (見面積減縮率)較大，約在25%～30%之間。一般用於生產數量較大且形狀複雜程度和尺寸精度要求屬中等水平的異形鋼絲或用來生產成品前的異形線坯。
軋制
即通過軋機將鋼絲軋成具有異形斷面的形狀。一般使用二輥軋機，其中一個軋輥為主動輥，另一個為被動輥，藉助於軋輥與鋼絲間的摩擦力而轉動。軋製成形也有工具容易製作、通用性強、壽命高、道次減面率較大等優點，但產品的尺寸精度較差，不能加工截面形狀複雜的鋼絲，一般用於生產批量較大、截面形狀較簡單且精度要求不高的鋼絲，也可用來生產成品前的異形線坯。
