СПОСОБ ОТЖИГА ПРОВОЛОКИ Российский патент 2019 года по МПК C21D8/06 C21D1/26 C21D1/09 

Область техники

Предметом изобретения является способ отжига проволоки после процесса волочения.

Уровень техники

Известные способы изготовления проволоки заключаются в волочении полос металлического материала на волочильных многоступенчатых станках с применением непрерывного охлаждения и смазывания проволоки, а также рекристаллизационном отжиге, используемом для восстановления способности материала к пластической деформации и избегания разрыва тянущейся полосы.

Хорошо известно, что в результате наклепа, выходящая из волочильного станка проволока, в зависимости от степени изменения площади поперечного сечения на матрице, имеет большую деформацию зерна материала, и необходимо выполнить процесс отжига. Доказано, что проволока имеет повышенные механические свойства, такие как прочность при растяжение, пределы пластичности, и, что самое главное, высокое внутреннее напряжение. Для улучшения механических свойств традиционно производится отжиг проволоки в печи продолжительностью от 12 до 24 часов, затем производится отпуск, а это, в свою очередь, является энергоемким и дорогим процессом.

Существуют известные способы нагревания в процессе отжига различных металлических элементов с помощью лазера, но не известен способ отжига проволоки с помощью лазеров.

Известным является способ из патента № PL 112245 - Способ горячего цинкования стальной проволоки соединенный с рекристаллизационным отжигом

Использование способа согласно изобретению позволяет легко регулировать температуры отжига путем регулирования мощности индукционного генератора. Большую отдачу тепла можно получить путем оптимального подбора конструкции индуктора. Целью изобретения является достижение однородной структуры проволоки, обеспечивающей требуемые механические свойства, хорошее качество цинкового покрытия, при одновременном сокращении времени процессов отжига и цинкования, уменьшении габаритов производственных машин, снижении энергопотребления и затрат производства.

Известным является патент № PL 210631 - Устройство для лазерной обработки.

Предметом изобретения является устройство для лазерной обработки, повышающее эффективное использование мощности лазера. Изобретение в основном применяется при использовании лазеров для нагревания, резки различных материалов, особенно металлических. Устройство для лазерной обработки, имеющее головку, имитирующую лазерное излучение, и вогнутое зеркало, отражающее излучение, отбившееся от поверхности обрабатываемого предмета, согласно изобретению характеризуется тем, что вогнутая поверхность зеркала имеет форму, образованную путем соединенных проникающих контуров вогнутых поверхностей в основном сферы и эллипсоида. Такая форма поверхности зеркала увеличивает эффективность системы лазер-заготовка.

В патентной заявке № KR TW201341098 описано лазерное устройство для отжига.

Лазерное устройство для отжига содержит нижнюю пластину, имеющую единицу присутствующего порта, через которую проходит лазерный луч, верхний блок пластины устанавливается на нижнюю пластину устройства, которая имеет прозрачное окошко, направленное на предмет воздействия.

Раскрытие изобретения

Способ отжига проволоки согласно изобретению характеризуется тем, что в непрерывном процессе производства проволоки после волочения на перемещающуюся проволоку направляются лазерные лучи с плотностью мощности 0,1÷1 кВт/см² с продолжительностью времени от 1 до 20 секунд, нагревая ее до температуры ряда 550÷750°С, затем проволока наматывается на катушку, при этом время отжига проволоки на катушке при естественном охлаждении не должно превышать 400 секунд.

Инновация технологического процесса производства проволоки заключается во внедрении в производственную линию лазеров с более низкой энергоемкостью (плотность мощности одного лазера 0,1÷1 кВт/см²) для предварительного нагрева проволоки по сравнению с обычными печами.

Краткое описание чертежей

Предмет изобретения представлен на рисунке общей схемы.

Осуществление изобретения

Способ отжига проволоки согласно изобретению на примере исполнения заключается в предварительном нагревании проволоки в лазерной камере (6) лазерным пучком (5), управляемым базовой системой (4), направленным на проволоку (9) сразу после воздействия наклепа (3) волочильным станком (2). Проволока (9) находится в непрерывном движении, разматывается с катушки (1) и наматывается на катушку (9). Эффективность использования энергии лазеров, как показали испытания и тесты, зависит от обеспечения регулировки мощности лазеров, размера плотности потока и количества лучей в ряде от 2 до 20 лазеров, направленных на проволоку, в зависимости от диаметра нагреваемой проволоки, таким образом, чтобы описанный способ позволил в течение времени от 1 до 20 секунд получить соответствующую температуру (550÷750°С) проволоки, находящейся в непрерывном движении. В итоге, тепловая энергия, переданная лазерами проволоке, вызовет первоначальный процесс отжига продолжительностью от 30 до 400 секунд в зависимости от конечных заданных механических параметров. После предварительного нагревания проволока наматывается на катушку (7), чтобы после предварительного отжига транспортировать ее в стационарную печь (8) для соответствующего процесса отжига. Предполагается, что проволока после лазерного отжига будет обработана в пределах 10÷20%. Это значит, что на данном этапе предварительно снимется внутреннее напряжение (оздоровление) и уменьшатся механические параметры проволоки, такие как: прочность при растяжении и диапазон пластичности на 10÷20%.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения требуемых механических свойств проволоки за счет создания однородной структуры осуществляют отжиг проволоки, при непрерывном процессе производства, после волочения, при этом нагрев проволоки проводят пучком лазерных лучей мощностью 0,1-1 кВт/см² продолжительностью от 1 до 20 с до температуры 550-750°С, затем наматывают проволоку на катушку и охлаждают. 1 ил.

Способ отжига проволоки в процессе ее непрерывного производства, включающий нагрев проволоки, подвергнутой волочению, при ее непрерывном перемещении, отличающийся тем, что нагрев проволоки осуществляют пучком лазерных лучей с плотностью мощности 0,1-1 кВт/см² продолжительностью от 1 до 20 секунд до температуры 550 - 750°С, после чего проволоку наматывают на катушку, при этом время отжига при естественном охлаждении проволоки на катушке устанавливают не более 400 секунд.