专利名称：光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置，用于拉拔高碳钢丝，属于线材的加工或处理领域。
在中心管式通讯光缆等轻型光缆中，特别是干线光缆产品中，越来越多的厂家采用钢丝代替钢绞线在光纤光缆中作骨架材料。国外一般采用1Cr18Ni9Ti不锈钢丝，国内石嘴山钢铁厂采用先拉丝后镀锌的低碳镀锌钢丝。
背景技术：
的不足之处在于1.不锈钢丝成本高；2.低碳钢丝强度低、抗载负荷低、寿命短；3.先拉丝后镀锌，应力集中；4.钢丝表面光洁度差。
本发明的目的在于克服上述背景技术的不足之处，提出一种光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置，用这种制造工艺和设备装置可生产出用作光纤光缆骨架材料的含碳量为0.60-0.82％(百分含量)的镀锌圆形高碳钢丝，这种高碳钢丝表面光洁度高，能满足用作光缆骨架的各项力学指标，使用寿命长，通条长度长。
本发明是这样实现的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺流程是将含碳量为0.60-0.82％(百分含量)的高碳钢丝(1)一次拉拔到∮1.5-3.5mm—→拉拔后的钢丝热处理(2)—→电镀锌(3)—→二次拉拔(4)后经过磁感应定尽装置(5)—→变形矫直(6)—→排线(7)—→收线(8)。
光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，为于式拉丝机—→热处理槽—→电镀槽—→二次拉丝机(4′)—→磁感应定尺装置(5)—→应力消除器(6′)—→排线轮装置(7′)—→工字轮收线机(8′)。
用材质为0.60-0.82％(百分含量)的高碳钢拉制成直径为∮0.60-3.0mm的钢丝，能满足用于光缆骨架的各项力学指标。抗拉强度1570-1970，扭转≥30，永久伸长率≤0.1％，杨氏弹性模量(E)≥190(Gpa)。
光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，将一次拉拔后的钢丝(1)热处理(2)—→电镀锌(3)—→二次拉拔(4)后经过磁感应定尺装置(5)—→变形矫直(6)—→排线(7)—→收线(8)。
热处理(2)的方法由成品最终直径来确定，拉制成品直径为∮0.6-2.0mm的钢丝(1)，热处理(2)工艺为奥氏体化后采用淬火处理；拉制成品直径为∮2.1-3.0mm的钢丝(1)，热处理(2)工艺为铅回火处理。
拉制成品为∮0.6-2.0mm的钢丝，热处理方法是采用奥氏体化后铅淬火处理，当高碳钢丝第一次拉拔到∮1.5-3.5mm时，其冷加工状态是变形索氏体，加热到(960℃±)转变成奥氏体，铅淬火(520℃)变成索氏体，然后由常规工艺电镀锌。
拉拔成品为∮2.1-3.0的钢丝，采用铅回火处理，回火再结晶后成回火索氏体，然后由常规工艺电镀锌。
电镀锌后的钢丝进行二次拉拔(4)达到所需成品的直径。
镀锌后再进行拉拔，可使成品表面没有凹陷，成品钢丝表面呈光洁状态，同时避免应力集中，消除了破坏性因素，延长了产品的使用寿命。
二次拉拔(4)可用水箱拉拔或干式拉拔两种方法，这主要视工厂设备而定。水箱拉丝机拉拔，因采用油脂润滑油，在钢丝表面的残留液极微量，二次拉拔(4)采用常规工艺，不需要作特殊处理。二次拉拔(4)用于式拉丝机(4′)时，采用钠皂粉作润滑粉，在钢丝表面有较多的残留钠皂粉，为了保证成品钢丝表面残留润滑粉达到最低值，在钢丝(1)二次拉拔(4)为干式拉拔时，拉拔到成品钢丝直径的最后二道工序时，钢丝(1)需经过双套模装置(9)。。由于最后二道拉拔工序没有润滑粉，钢丝只是利用前道拉丝工序残留在钢丝表面的钠皂粉为润滑剂，从而保证钢丝表面润滑膜达到最薄状态，使钢丝表面光洁。
磁感应定尺的目的使高碳钢丝长度能准确无误地达到用户需求。
变形矫直(6)的作用是当被拉拔后的钢丝自然状态为弧圈状，当钢丝通过应力消除器(6′)后，钢丝在应力消除器(6′)的辊轮之间反复弯曲，纵横的变形交叉进行，消除钢丝的残余应力，并使钢丝均匀、平直、呈直线状。变形参数视钢丝的抗拉强度和直径而定。
矫直后的钢丝经过排线(7)，由工字轮收线机收线(8)。
光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，按其工艺流程，高碳钢丝(1)经过的设备装置顺序为干式拉丝机—→热处理槽—→电镀槽—→二次拉丝机(4′)—→磁感应定尺装置(5)—→应力消除器(6′)—→排线轮装置(7′)—→工字轮收线机(8′)。
二次拉丝机(4′)视工厂设备而定，可用水箱拉丝机或干式拉丝机，水箱拉丝机为通用设备。二次拉拔使用于式拉丝机时，所用的双套模装置由二组模盒(10)、模套(11)、拉丝模(12)组成，模盒(10)中部有隔板(20)，二个模盒之间距离(S)为200-400mm。
图1为双套模装置结构图，每个模盒中部的隔板(20)将模盒分成二部分，一部分为空模盒，另一部分装有模套(11)、模芯(12)，并通入循环冷却水，用以冷却模芯、模套。当成品钢丝经过干式拉丝机拉拔的最后二道拉拔工序时，钢丝经双套模装置后，由于没润滑粉，从而保证成品钢丝表面呈光洁状态，润滑膜减到最薄状态。通过双套模装置(9)，使原来因钢丝压缩率太大而难以实施一道次拉拔的工艺，通过降低压缩率可以分二道工序进行拉拔，但又不增加拉丝卷筒，可以减少设备投资、降低能耗。
图2为磁感应定尺轮装置图，磁感应定尺装置(5)由中心轴(17)、旋转定尺轮(13)、磁铁(14、14′)、定尺显示屏幕(15)、支撑板(16)组成，旋转定尺轮(13)侧面磁铁(14)与固定在支撑板(16)上的磁铁(14′)相对应，磁铁(14′)与定尺显示屏幕相接。磁铁(14′)与定尺显示屏幕(15)由信号传送线相接。旋转定尺轮(13)的轮面上有一圈凹槽，保证钢丝定向经过旋转定尺轮(13)，当钢丝(1)向前运行时，摩擦带动旋转定尺轮(13)旋转，每旋转一周，磁铁(14)和磁铁(14′)有一次S、N极的感应，感应信号通过信号传送线反馈到定尺显示屏幕装置(15)，在显示屏上显示出旋转次数；也可按照所需长度，事先确定旋转定尺轮转数，当收线工字轮(8′)所缠钢丝到达规定尺寸后，拉丝机将停止工作，旋转定尺轮(13)亦随即停止运转。
图3为应力消除器结构图，使用应力消除器(专利号91230506.1)对钢丝进行变形矫直、消除应力，确保钢丝的平直度。
图4为钢丝经排线轮到工字轮收线机的走向图，图5为排线轮装置结构图，排线轮装置(7′)由2-5个排线轮(10)固定在连接板(19)上，排线轮组中心轨迹的曲率半径R为200-380mm，排线轮凹槽半径r为3.5-6.5mm。
由图4、图5看到，钢丝(1)经过2-5个小排线轮(18)到工字轮收线，钢丝与每个排线轮之间的接触为点接触，这样可以保证矫直后的钢丝不变形，最后缠到工字轮收线机上的钢丝保持直线状态。
图6为排线轮结构图，是图5的A-A剖视图，是单个排线轮结构示意图，排线轮凹槽半径r为3.5-6.5mm，保证成品钢丝在凹槽内滑移，排线轮(18)通过螺栓固定在连接板(19)上，连接板(19)安装在排线杆上，从而保证连接板排线时均匀移动。
工字轮收线机(8′)一般用800型缆丝C盘工字轮、500型工字轮，装容量大，确保了光缆线的长度，利用大盘重流水作业生产优势，实现了工字轮所缠绕整盘光缆丝无接头，如成品∮1.0mm的光缆丝可实现21km无接头，而且在生产过程中更换工字轮收线机(8′)简便易行。
本发明的特点在于制造工艺上对不同成品直径的钢丝采用不同的热处理方法，并采用拉丝、镀锌，再拉丝的工艺；采用双套模装置、排线轮装置等设备确保高碳钢丝成品的各项技术性能。
本发明与背景技术相比其优点是1工艺流程合理，设备装置能确保拉丝过程各项工艺指标达到最佳值；2产品表面锌层状态好，平直度高；3能用高碳钢作光缆骨架材料，并保证了各项力学指标。
图1双套模装置图2磁感应定尺轮装置图3应力消除器结构4钢丝经排线轮到工字轮的走向5排线轮装置结构6排线轮结构图下面结合最佳实施例对本发明进一步加以阐述1以材质含碳量为0.65％的A3钢拉拔成品为∮1.6mm的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置为例。
a.∮6.5mm—→∮3.0mm6/560表示6为拉拔6道次，560为每道卷筒直径560mm，卷筒速度180(m/min)，六道次钢丝直径变化和每道次压力加工变形量为∮6.5—→∮5.7/23.10—→∮4.9/26.10—→∮4.3/23.00—→∮3.8/21.90—→∮3.35/22.28—→∮3.0/19.80平均压缩率为22.72％b.∮3.0mm—→∮3.0mm奥氏体化后铅淬火加热电压38(V)，加热距离2(m)奥氏体温度960(℃)，铅淬火温度500(℃)，电镀锌电镀电压4(V)，电镀电流190(A/每根)电流密度9.17(A/dm2)，电镀速度10(m/min)电镀锌层≥50(g/m2)c.∮3.0mm—→∮1.6mm∮3.0—→∮2.7/19—→∮2.4/20.99—→∮2.1/23.43—→∮1.85/22.39—→∮1.70/15.56—→∮1.60/11.42最后二个拉拔道次∮1.70/15.56，1.60/11.42需经过双套模。卷筒速度250m/min，干式拉丝润滑粉用钠皂粉。
d.当成品到达1.60mm后—→磁感应定尺装置，定尺长度21000米/盘—→变形矫直器—→排线—→800型缆丝C盘工字轮。
2以材质含碳量为0.70％的A3钢拉拔成品为∮2.5mm的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置为例a.∮6.5mm—→∮3.0mm6/560表示6为拉拔6道次，560为每道卷筒直径560mm，卷筒速度180(m/min)六道次钢丝直径变化和每道次压力加工变形量为∮6.5—→∮5.7/23.10—→∮4.9/26.10—→∮4.3/23.00—→∮3.8/21.90—→∮3.35/22.28—→∮3.0/19.80平均压缩率为22.72％b.∮3.0mm—→∮3.0mm回火索氏体化铅浴中温温度480℃电镀锌电镀电压4(V)，电镀电流190(A/每根)电流密度9.17(A/dm2)，电镀速度10(m/min)电镀锌层≥50(g/m2)c.∮3.0mm—→∮2.5mm
∮3.0—→∮2.8/12.89—→∮2.6/13.28—→∮2.5/7.54卷筒速度200m/min，定尺长度6600米/盘，工字轮800型缆丝C盘水箱润滑液采用油脂润滑液，浓度为70％，PH值为103以材质含碳量为0.80％的A3钢拉拔成品为∮1.0mm的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置为例a.∮5.5mm—→∮2.2mm∮5.5mm—→∮4.9/20.60—→∮4.25/24.77—→∮3.75/22.15—→∮3.25/24.89—→∮2.80/25.28—→∮2.45/23.44—→∮2.2/19.37卷筒速度200m/min，平均压缩率23.03％，b.∮2.2mm—→∮2.2mm铅淬火加热电压42(V)，电流密度14.31(A/dm2)，铅淬火温度520(℃)电镀锌电镀电压4(V)，电镀电流190(A/每根)电流密度9.17(A/dm2)电镀锌层≥50(g/m2)电镀速度12m/min
c.∮2.2mm—→∮1.0mm用水箱拉丝机拉拔∮2.2mm-—→∮2.05/13.2—→∮1.9/14.1—→∮1.78/12.2—→∮1.65/14.1—→∮1.52/15—→∮1.38/17.6—→∮1.25/17.8—→∮1.14/16.7—→∮1.06/13.5—→∮1.0/11卷筒速度450m/min定尺长度31000(m)工字轮用550型工字轮水箱润滑液采用油脂润滑液，浓度为7％，PH值为10。
权利要求
1一种光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，将含碳量为0.60-0.82％(百分含量)的钢丝拉拔到∮1.5-3.5mm，其特征在于将一次拉拔后的钢丝(1)热处理(2)—→电镀锌(3)—→二次拉拔(4)后经过磁感应定尺装置.(5)—→变形矫直(6)—→排线(7)—→收线(8)。
2根据权利要求1所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，其特征在于拉制成品直径为∮0.6-2.0mm的钢丝(1)，热处理(2)工艺为奥氏体化后采用淬火处理。
3根据权利要求1所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，其特征在于拉制成品直径为∮2.1-3.0mm的钢丝(1)，热处理(2)工艺为铅回火处理。
4根据权利要求1所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，其特征在于二次拉拔(4)可用水箱拉拔或干式拉拔。
5根据权利要求1或4所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺，其特征在于钢丝(1)二次拉拔(4)为干式拉拔时，拉拔到成品钢丝直径的最后二道工序时，钢丝(1)需经过双套模装置(9)。
6一种用于权利要求1所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，由于式拉丝机、热处理槽、电镀槽组成，其特征在于高碳钢丝(1)经二次拉丝机(4′)、磁感应定尺装置(5)、应力消除器(6′)、排线轮装置(7′)，最后为工字轮收线机(8′)。
7根据权利要求5或6所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，其特征在于二次拉拔使用于式拉丝机时，所用的双套模装置由二组模盒(10)、模套(11)、拉丝模(12)组成，模盒(10)中部有隔板(20)，二个模盒之间距离(S)为200-400mm。
8根据权利要求6所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，其特征在于磁感应定尺装置(5)由中心轴(17)、旋转定尺轮(13)、磁铁(14、14′)、定尺显示屏幕(15)、支撑板(16)组成，旋转定尺轮(13)侧面磁铁(14)与固定在支撑板(16)上的磁铁(14′)相对应，磁铁(14′)与定尺显示屏幕相接。
9根据权利要求6所述的光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺的设备装置，其特征在于排线轮装置(7′)由2-5个排线轮(18)固定在连接板(19)上，排线轮组中心轨迹的曲率半径R为200-380mm，排线轮凹槽半径r为3.5-6.5mm。
全文摘要
一种光缆增强用镀锌圆形高碳钢丝制造工艺及设备装置，用于拉拔高碳钢丝，属于线材的加工或处理领域。其特征在于制造工艺流程是将一次拉拔后的钢丝(1)热处理(2)—→电镀锌(3)—→二次拉拔(4)后经过磁感应定尺装置(5)—→变形矫直(6)—→排线(7)—→收线(8)；设备装置是高碳钢丝(1)经二次拉丝机(4′)、磁感应定尺装置(5)、应力消除器(6′)、排线轮装置(7′)，最后为工字轮收线机(8′)。本发明利用高碳钢作光缆骨架材料，并保证各项力学指标。
文档编号G02B6/44GK1139760SQ95111200
公开日1997年1月8日 申请日期1995年9月22日 优先权日1995年9月22日
发明者张琴娣, 徐 明, 张炳南, 强士坤, 冯平 申请人:江苏钢绳集团公司