专利名称：梅花型冷拔六角钢的模具和工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢材冷拉拔模具和冷拉工艺，特别是具有定形工作锥面与工作锥角的硬质合金冷拉拔模具，其变形区呈梅花型，有十八个工作锥面和三个工作锥角，用于将圆钢一次拉拔为成品六角钢，可提高道次变形率，减少拉拔道次，解决粘模、崩模等问题，降低生产成本，提高拔制效率。
目前，国内外金属拉拔机中所用的冷拔六角钢模具，均为锥形冷拔模，采用圆钢做坯料拔制六角钢时，坯料在模具中变形靠六个工作锥面和一个工作锥角导入和压缩，这样就限制了变形量的增加，使断面压缩变形和延伸变形不能同时进行，因而需要多次更换不同形状及尺寸规格的模具，进行多道次拔制才能逐步拉拔为成品。罗马尼亚专利RO64306对传统的六角钢模具进行了改进，在入口锥与定形带中间增加了一个过渡的锥型变形带，在用热轧圆钢为坯料拔制六角钢时，坯料在模具中靠十二个工作锥面和两个工作锥角导入和压缩，比传统的锥形模道次变形量有了相应的提高。但是拉出的坯料往往不直，还需再精整，而且当再增加道次变形量时，仍会在钢材与冷拔模具直接接触处引起粘模，尤其是在六角钢的角部更容易粘结，从而影响冷拔成品的表面质量，当道次变形量提高到一定程度时，还会发生崩模。
本发明的目的是针对上述六角钢冷拔模具的缺点，对其进行改进，研制成梅花型冷拔六角钢模具，从而进一步提高道次变形量，减少拉拔道次，改善了拉拔工艺，同时解决大变形量拉拔时易产生的粘模、崩模等问题，可降低生产成本，提高拔制效率。
本发明在现有锥形冷拔模的基础上，增加了工作锥面与工作锥角，在模具入口端形成十八个工作锥面和三个工作锥角，其十八个锥面构成梅花形，称为梅花型冷拔模具。
下面结合附图详细介绍梅花型冷拔六角钢模具的结构和原理。
图1是梅花型冷拔六角钢模具的正视图;
图2是梅花型冷拔六角钢模具的剖视图;
图3是梅花型冷拔六角钢模具的B局部剖视图;
图4是整形模具的正视图;
图5是整形模具的剖视图，图3中α1是模具的梅花瓣面部工作锥角，其值为17～22°，α2为梅花瓣椭圆部分工作锥角，其值为8～12°，图2中α3为梅花瓣根部工作锥角，其值为7～10°。
当圆断面坯料进入梅花形冷拔模的工作带时，首先形成由十八个工作锥面构成的十八面锥体，随后逐渐形成六个角部充挤良好的六面锥体，然后即进入定形带，经过均整定型，形成成品六角钢。在该模具中三个工作锥角与十八个工作锥面的配合增大了由圆断面到六角断面的变形量，并改变了金属在模具中的成形条件，断面压缩变形与长度延伸变形同时进行，以形成符合标准要求的冷拔六角钢。
实验结果表明，对于A3和45＃钢的圆钢在梅花形冷拔模中的最高道次变形率已达48%，比一般使用锥形模所允许的道次变形率提高2.1～3.5倍。以相同的优质圆钢坯料拔制相同规格的六角钢成品，拉拔道次由4～10道减少到一次成材，且一次成材的六角钢成品的质量符合GB907-82的技术标准要求。由于各锥面的不同入口锥角结构有利于钢材变形时的润滑，解决了拔制六角钢时容易发生的角部粘模问题。同时，由于三锥角十八锥面的锥形结构改变了模具的受力状态，避免了因拔制变形率增大而产生的崩模现象。
对于椭圆度和表面质量稍差的圆钢坯料，为了精整其椭圆度和表面质量，且使成品六角钢表面质量和各项机械性能指标进一步提高，在使用梅花形冷拨模拨制六角钢的过程中，往往需要增加一道整形拔制，使用专门设计的整形拉拔模进行拉拔。该整形模具的结构如图4、图5所示，由入口锥、工作带、定形带、出口带四部分组成，工作锥面为六个弧形工作面，均成单锥角梅花型整形冷拔模，其中锥角α4为15～20°，入口锥角α5为22～27°，也可视使用时的具体情况而定，定形带断面呈图示的凸边六角形。
整形模具与梅花型冷拔模具配合使用拉拔的成品六角钢，其表面质量和机械性能更好，严格符合国际的技术标准要求。本发明可用于以圆钢为坯料生产各规格六角钢的冷拔机中。
本发明与现有锥形冷拉拔模具相比，可提高拔制效率2～5倍，降低生产成本2～3倍，提高道次最大变形率2.1～3.2倍，且表面质量、机械性能等检验项目均符合GB907-82，GB3078-82的相应技术要求。
下面是本发明的一个实施例。
将φ50mm的45＃优质碳素结构热轧圆钢经退火、酸洗、润滑后，在50吨冷拔机上，首先经单锥角梅花形整形冷拔模拔制成凸边方钢，然后进行退火、酸洗、润滑，再经三锥角十八锥面梅花形成品模具而拔制成对边距为41mm(S41)的成品六角钢。经此工艺拔制的成品六角钢与现有工艺利用锥形冷拔模拔制相同材质、规格的成品六角钢相比，其道次变形率提高2.1倍，拔制道次减少5倍，生产成本降低3倍。
权利要求
1.一种钢材冷拉拔模具，特别是具有定形工作锥面与工作锥角的硬质合金冷拉拔模具，其特征在于该冷拉拔模具变形区呈六角梅花型，有十八个工作锥面和三个工作锥角，用于拉拔六角钢。
2.根据权利要求1所述的冷拉拔模具，其特征在于所说的三个工作锥角分别为梅花瓣面部工作锥角α1，其值为17～22°，梅花瓣根部工作锥角α3，其值为7～10°，梅花瓣椭圆部分工作锥角α2，其值为8～12°。
3.一种钢材冷拉拔工艺，其特征在于使用梅花型冷拉拔模，可将优质圆钢一次拉拔为成品六角钢，对椭圆度和表面质量稍差的圆钢，则需先经整形模拉拔一次，然后再经梅花型冷拉拔模一次拉拔为成品六角钢。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于所述的整形模具有两个锥角，α4＝15～20°，α5＝22～27°，定形带断面呈凸边六角形。
全文摘要
本发明涉及一种钢材冷拉拔模具及使用该模具将圆钢拉拔为六角钢的工艺，该模具为具有定型工作锥面与工作锥角的硬质合金冷拉拔模具，其特征在于其变形区呈六角梅花型，有十八个工作锥面和三个工作锥角，使用该模具可将优质圆钢一次拉拔为成品六角钢，断面压缩率最高可达48％，对椭圆度和表面质量稍差的圆钢，可先经整形模拉拔一次，然后再经梅花型冷拉拔模一次拉拔为成品六角钢，使用本发明的模具和工艺可提高道次变形率，减少拉拔道次，解决粘模、崩模等问题，降低生产成本，提高拔制效率。
文档编号B21C3/02GK1035627SQ8810715
公开日1989年9月20日 申请日期1988年10月29日 优先权日1988年10月29日
发明者苏志英 申请人:河北省文安县安里屯冷拉钢材厂