一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝及其制备方法。所述玩具车轴用精密圆弧四角钢丝以低碳钢Q195作为线坯的材质，该低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。其制备方法包括以下步骤：将线坯酸洗后，进行磷化处理；经多道次的初次拉拔后，用四角拉丝模具进行单道次拉拔，所述初次拉拔的总压缩率≥60％，所述初次拉拔的相邻道次之间的压缩率≤10％，所述单道次拉拔的压缩率≤10％；在保护气氛中进行热处理；再次表面磷化，用四角拉丝模具进行精度拉拔，压缩率≤10％。上述四角拉丝模具工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm。所得产品质量高，易于塑性加工成形。

Precision arc four angle steel wire for toy axle and preparation method thereof

The invention relates to a precision arc four angle steel wire for toy axles and a preparation method thereof. The precision circular-arc four-angle steel wire used for the toy axle is made of low carbon steel Q195 as wire blank material. The content of C in the low carbon steel Q195 is 0.08-0.12wt%, S content is < 0.025wt%, P content is < 0.025wt%. The preparation method comprises the following steps: after pickling the wire blank, the wire blank is phosphated; after multi-pass primary drawing, the four-angle drawing die is used for single-pass drawing, the total compression rate of the first drawing is more than 60%, the compression rate between adjacent passes of the first drawing is less than 10%, and the compression rate of the single-pass drawing is less than 1. 0%; heat treatment in protective atmosphere; re-surface phosphating, precision drawing with four-corner drawing die, compression rate < 10%. The working taper angle of the four-corner drawing die is 14-16 degrees, the length of the sizing belt is 3-5mm, and the die fillet is less than 0.1mm. The products are of high quality and easy to be machined.

【技术实现步骤摘要】
一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝及其制备方法
本专利技术涉及金属加工领域，尤其涉及一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝及其制备方法。
技术介绍
精密四角截面材料即四角钢丝，因其高精度、低成本、力学性能优异而被广泛应用于各类玩具车轴，玩具车轴作为玩具车核心部件，随着玩具车行业的快速发展而需求量逐步增大，市场前景广阔。四角钢丝传统成形方法为模拉法，即用事先加工成一定几何形状的硬质合金模，由圆钢丝逐道次拉拔，直至拉拔成所需尺寸、形状，其缺点是制模难度大、尖角欠充满、表面易划伤、拉丝模磨损严重、小圆角矩形钢丝很难批量生产。我国生产的四角钢丝与国外同类产品相比，在质量上还有比较明显的差距，质量无法满足客户需求，又或是产品质量好、达到了客户需求，但生产成本却比国外生产的四角钢丝成本高出几倍，导致我国每年都需从国外进口大量的高质量的四角钢丝。因此，如何生产出质优价廉的四角钢丝，提高我国四角钢丝的市场竞争力，减少对国外高质量钢丝的依赖，是摆在我国钢丝生产企业面前的一个重大课题。通过对四角拉丝模具的选择和材料塑性变形技术的提升，可以创造良好的经济效益，占据更多的市场份额，为市场提供更优质的产品，减少对国外高质量四角钢丝的依赖。
技术实现思路
针对现有技术四角钢丝很难批量生产、质量不高的技术问题，本专利技术提供一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝及其制备方法。以及，本专利技术还提供了一种上述玩具车轴用精密圆弧四角钢丝的制备方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下技术方案：一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝，以低碳钢Q195作为线坯的材质，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。本专利技术对线坯的筛选进行严格控制，选择以低碳钢Q195作为线坯的材质，其强度和硬度较低、塑性和韧性较好，具有良好的压力加工性能，易于接受各种加工如锻造，对C、S、P含量严格控制，以确保线坯材质具有良好的可塑性和弹性，使之可满足生产的需要，从而实现批量生产。以及，本专利技术实施例还提供了上述玩具车轴用精密圆弧四角钢丝的制备方法，包括以下步骤：步骤a、将线坯酸洗后，进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯进行多道次的初次拉拔后，用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行单道次拉拔，其中，所述初次拉拔的总压缩率≥60％，所述初次拉拔的相邻道次之间的压缩率≤10％，所述单道次拉拔的压缩率≤10％；步骤c、在保护气氛中，将用四角拉丝模具单道次拉拔处理后得到的线材进行热处理；步骤d、将经热处理后得到的线材进行酸洗后，进行再次磷化处理；步骤e、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行精度拉拔，其中，所述精度拉拔的压缩率≤10％。本专利技术采用的四角拉丝模具优化了工作锥角、定径长度和圆角尺寸，使所得线材具有更佳的抗拉强度和定径效果，使产品具有更小的圆弧形倒角，并对拉拔线材的直径、平直度及表面质量等工艺指标进行了良好的控制，且生产成本更低。初次拉拔采用较高的总压缩率，使金属内部晶粒不断产生滑移，进而使晶格产生位错歪扭以阻止其再变形，从而增加钢丝的塑性变形抗力，升高钢丝的抗拉强度。拉拔过程中材料表面加工硬化的加剧会使钢丝的韧性弯曲、扭转值恶化，甚至形成弯曲性能极低的脆性材料，所以本专利技术在相邻道次之间采用较小的压缩率(即部分压缩率)，以保证产品的韧性良好。热处理工艺参数的优化，使产品硬度降低、塑性提高、变形抗力降低，更易于塑性加工成形，从而得到理想的高质量的四角钢丝。本专利技术通过综合优化四角钢丝拉丝模具、拉拔工艺和热处理工艺的参数，使线材在拉拔过程中有足够材料充满尖角部位，避免出现一边圆角一边尖角，提高了产品尺寸稳定性。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝，以低碳钢Q195作为线坯的材质，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。低碳钢Q195具有较低的强度和硬度，以及良好的塑性和韧性，压力加工性能较好，易于接受各种加工，还具有良好的焊接性。使用以低碳钢Q195为材质的线坯，更易批量生产出高强度细径钢丝，并应用于多种领域。具体的，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，C的含量直接影响钢的性能，当C含量高时，钢的硬度和强度增加，但熔点、塑性和延展性降低，使钢难于加工，但C含量过低时，所得产品表面硬度欠佳，耐磨性和抗疲劳度下降；S含量≤0.025wt％，S在钢中会使钢产生热脆现象，降低钢的机械性能，并对钢的耐腐蚀性和可焊性不利；P含量≤0.025wt％，磷能使钢的可塑性及韧性明显下降，使钢具有冷脆性。若S、P超标，则线坯脆性增加，不利于后续加工成细径钢丝，所得成品亦难以具备高强度。因此，本专利技术对材料的中C、S、P含量严格控制，以确保线坯具有较高的塑性变形能力。采用塑性高、机械性能良好的材料，更容易满足生产的需要，使批量生产得以实现。进一步优选的，所述线坯的直径为6.5～10.0mm，该直径的线坯与本专利技术拟得到的产品尺寸相适应，可以使线坯在拉拔工艺具有较高的总压缩率，从而提高终产品的质量。以及，本专利技术实施例还提供了上述玩具车轴用精密圆弧四角钢丝的制备方法，包括以下步骤：步骤a、将线坯酸洗后，进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯进行多道次的初次拉拔后，用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行单道次拉拔，其中，所述初次拉拔的总压缩率≥60％，所述初次拉拔的相邻道次之间的压缩率≤10％，所述单道次拉拔的压缩率≤10％；步骤c、在保护气氛中，将用四角拉丝模具单道次拉拔处理后得到的线材进行热处理；步骤d、将经热处理后得到的线材进行酸洗后，进行再次磷化处理；步骤e、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行精度拉拔，其中，所述精度拉拔的压缩率≤10％。本专利技术所述步骤a和步骤d通过表面磷化工艺，在线材表面形成致密的磷化膜，从而起到防锈以及增加后续拉拔润滑度的作用。所述步骤b和所述步骤e中使用的四角拉丝模具的工作锥角为14～16°：模具的工作锥角越大则拉拔线材时产生的拉拔力也就越大，线材与模具的接触长度越短，其变形越剧烈，线材变形时单位时间内放出的热量也就越多，最终导致线材出模时的温度较高，造成线材抗拉强度、硬度升高而弯曲与扭转值降低；工作锥角太小会导致进线接触点靠近工作锥上端，使变形区相对加长，使拉丝设备对线材产生的残余功增多，产生大量热，加大拉丝设备功耗，增加了生产成本。该四角拉丝模具的定径带长度为3～5mm：定径延长可以使线材在多道次小压缩率的拉拔过程中有足够材料充满尖角部位，定径带过长会使线材与模具的摩擦力与磨损增加、线材的弹性恢复消除弹性后效的能力增大，而线材拉拔后的弹性后效越小，其定径效果才会越好，另外线材与模具摩擦力增大还会造成拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝，其特征在于，以低碳钢Q195作为线坯的材质，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。

【技术特征摘要】
1.一种玩具车轴用精密圆弧四角钢丝，其特征在于，以低碳钢Q195作为线坯的材质，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。2.根据权利要求1所述的玩具车轴用精密圆弧四角钢丝，其特征在于，所述线坯的直径为6.5～10.0mm。3.一种权利要求1-2任一项所述玩具车轴用精密圆弧四角钢丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、将线坯酸洗后，进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯进行多道次的初次拉拔后，用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行单道次拉拔，其中，所述初次拉拔的总压缩率≥60％，所述初次拉拔的相邻道次之间的压缩率≤10％，所述单道次拉拔的压缩率≤10％；步骤c、在保护气氛中，将用四角拉丝模具单道次拉拔处理后得到的线材进行热处理；步骤d、将经热处理后得到的线材进行酸洗后，进行再次磷化处理；步骤e、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为14～16°、定径带长度为3～5mm、模具圆角≤0.1mm的四角拉丝模具进行精度拉拔，其中，所述精度拉拔的压缩率≤10％。4.根据权利要求3所述的玩具车轴用精密圆弧四角钢丝的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗安武，王斯华，刘晓祥，郝小龙，
申请(专利权)人：东莞科力线材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44