水浴淬火在钢丝绳生产中的应用 技术有待突破

钢丝绳的制绳钢丝在生产过程中，要对冷轧盘条进行多次拉拔；为了消除半成品钢丝的加工硬化，保证钢丝获得良好的拉拔性能，就要对半成品钢丝进行索氏体化等温热处理。

    水浴淬火技术有待突破

    铅浴淬火工艺自问世以来，一直被金属线材制品企业广泛应用，国内制品生产对于中高碳钢丝的中间或成品热处理大多采用铅浴淬火以达到钢丝等温处理的目的。可是，由于铅对环境的污染、对人体的危害，以及投资高、能耗大等弊端，寻求一种新型、高效、节能、环保的无铅化热处理工艺取代铅浴淬火已成为金属线材制品领域亟待解决的课题。

    据国家金属线材制品工程技术研究中心的研究人员介绍，国内外的科技工作者一直致力于金属等温热处理工艺以及生产装备的前沿化研发使用，一方面采用无污染、少污染的工艺方法，另一方面将有害物质经过无害化处理后排放。到目前为止，虽然国外发达国家在钢帘线和切割钢丝等产品的生产方面已经成功实现用水浴淬火代替铅浴淬火的工艺，但是对于大多数的金属线材制品，如电梯用钢丝绳、港口码头起重用钢丝绳，以及大量的镀锌钢丝绳而言，仍然采用铅浴淬火处理，水浴淬火处理技术并没有实现突破并广泛应用。

    在国内，随着钢帘线行业的蓬勃发展，一些生产企业一直致力于工艺优化，在实践中对于淬火方式进行改变，由原来的铅浴淬火处理、流化床处理转变为水浴淬火处理，但也仅限于帘线用细小规格的钢丝，但水浴淬火不能广泛应用于中粗规格的钢丝。钢丝绳生产由于规格跨度大，对于半成品钢丝的等温处理，如果全部采用水浴淬火，将成为金属线材制品行业的一个突破。

    全新的不等温式淬火工艺

    研究人员介绍说，钢丝的热处理生产一般有等温冷却和连续冷却两种冷却方式，对于钢丝绳用半成品钢丝而言，一般选择等温冷却。钢丝中的奥氏体在临界温度以上是一种稳定相，一旦冷却到临界温度以下，则处于热力学的不稳定状态，称为“过冷奥氏体”。过冷奥氏体发生转变，形成新的稳定相。金属线材制品行业生产钢丝绳用钢材基本都为中高碳钢，一般使用亚共析钢和过共析钢的线材，根据各自的过冷奥氏体等温转变动力学曲线（即C曲线，不同温度下过冷奥氏体转变量与转变时间关系的曲线）。制绳钢丝的生产采用高温（500℃~650℃）转变，形成均匀的索氏体化组织，在实际生产过程中，通过控制转变温度和转变时间即可得到适合钢丝进一步拉拔的细小、均匀的索氏体组织。

    传统铅浴淬火工艺的原理是根据钢的等温转变C曲线，让过冷奥氏体在600℃左右的铅液中进行等温转变，产生适合深度拉拔的索氏体组织。由于铅在300℃以上开始融化，一直到900℃左右开始沸腾，有非常宽的液态状态的温度区间，又由于液态铅的热容量非常大，900℃左右的钢丝一接触液态铅，即被快速冷却至铅液的温度，只要保证钢丝随后在液铅中停留足够时间，则可完成钢丝的索氏体化组织转变。而水浴淬火要达到铅浴淬火的同样效果，就要让钢丝在水溶液中的冷却遵循与铅浴处理相同的冷却曲线来冷却和进行组织转变。钢丝水浴淬火就是通过在水溶液中加入添加剂，改变钢丝、溶液、水蒸气三者之间的表面张力，来改变钢丝在水浴溶液中的冷却速度，达到使钢丝在水溶液中的冷却曲线与铅浴中的冷却曲线相同或相似的目的。