冷拔鋼絲電脈沖退火裝置的研制及其工藝研究.pdf

1、經過冷拔工藝處理的鋼絲在塑性變形過程中由于金屬內部位錯的形成和運動，產生了加工硬化，造成材料的硬脆性，難于連續(xù)多道次加工。因此，需要對經冷拔加工后的鋼絲進行退火處理。而傳統(tǒng)的退火方式由于其退火原理均通過熱效應來實現，因而存在效率低、耗能大、污染環(huán)境以及產品表面氧化嚴重等缺點。為了克服現有退火方法的不足，本文將深入探討一種新的退火工藝--電脈沖退火處理，探索利用高密度電脈沖處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)熱效應處理的退火新方法。 首先，本文對脈沖電源

2、設備電路結構進行了深入探討，設計了電源方案，自行研制了一種頻率、電流可調的新型脈沖電源（專利號：200420049790）。采用PWM（脈沖寬度調制）控制策略實現對輸出電壓的調整；利用IGBT（絕緣柵雙極晶體管）高頻斬波的控制方式來實現電源的調壓功能。論文完整論述了裝置的電路設計方案及其整機的裝配。最終研制的脈沖電源設備能夠提供最大脈沖輸出電流6000A，脈沖頻率變化范圍達到1～600Hz。 其次，本文提出了相應的實驗方案，對Q

3、235鋼絲進行了不同工藝條件下的電脈沖退火實驗，將退火處理實驗前后的鋼絲試樣進行了抗拉強度、延伸率等力學性能的測試，并應用金相顯微鏡等觀察退火前后顯微組織的改變，并與傳統(tǒng)熱效應退火后的力學特性、顯微組織進行了對比分析。分析發(fā)現，經過電脈沖處理后的鋼絲，拉拔抗力明顯降低，延伸率顯著提高。該實驗結果表明冷拔鋼絲的高強脈沖電流處理能使冷拔鋼絲的力學性能在短時間內基本恢復至冷拔前的水平，達到與傳統(tǒng)退火相近或更好的效果。 最后，通過金相顯

4、微組織分析，借鑒焦耳熱效應，磁致塑性效應，電塑性理論以及退火軟化理論等對脈沖退火工藝機理進行了探索性研究，發(fā)現脈沖電流的通入可以使再結晶形核的驅動力增大，且磁場的存在可以提高位錯的滑移能力，有利于再結晶的形核及長大。利用脈沖電流退火時，明顯降低了再結晶的起始溫度，加速了其回復與再結晶，提高了再結晶形核率，從而使金屬的各項性能指標得到快速恢復。 研究結果表明，利用脈沖電流可以對冷拔鋼絲起到退火軟化的作用。相比傳統(tǒng)熱效應退火技術，利