專利名稱：一種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于簾線鋼盤條技術領域。具體涉及ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條。
背景技術：
簾線鋼盤條用來制作子午線輪胎鋼簾線。子午線輪胎鋼簾線是由2 39根直徑為O. 15^0. 38mm鍍黃銅的細鋼絲合股組成的鋼線繩，作為子午線輪胎的帶束層、載重和工程子午線輪胎的胎體增強層，是汽車輪胎エ業(yè)理想的骨架材料。簾線鋼制造的難度體現(xiàn)在
(I)為了滿足高強度的需要，簾線鋼通常采用含碳量大于O. 7wt. %的高碳鋼來制造，這常常導致晶界滲碳體(GBC。下同)的出現(xiàn)，使簾線鋼在粗拉拔就發(fā)生杯椎狀斷裂，導致生產(chǎn)無法順利進行。為減輕GBC，目前采用的主要方法是控軋控冷，如“一種能提高高碳鋼線材拉拔韌性的生產(chǎn)方法”(CN 101514391B)專利技術和“一種深拉拔鋼絲用高碳鋼盤條組織均勻性的控制方法”(CN 102259112A)專利技術，通過水冷控制溫升，保證相變前的轉(zhuǎn)變溫度；又如在相變時，控制適當?shù)睦渌贉p輕GBC的析出(劉宏玉，鄭建強，李玉華，李立.簾線鋼控冷エ藝研究[J].熱加工エ藝，2010，39 (16) :31-33;王瑞敏，劉宏玉，王洪利，周鵬.80簾線鋼軋后控冷實驗研究[J],金屬制品，2011，37 (1):71-76)。采用的另ー種方法是添加某一種微合金元素，如添加Co (Y. Kanetsuki, N. Ibaraki, S. Ashida. Effectοι cobalt addition on transiormation behavior and arawaoility of hypereutectoidsteel wire[J]. ISIJ International, 1991, 31 (3):304-311),添加 V (V. V. Parusov, A.B. Sychkov, I. V. Derevyanchenko, A. V. Perchatkin, E. V. Parusov, M. A. Zhigarev.High-carbon wire rod made of steel microa丄loyed with vanadiumLj」· Metallurgist，2004，48 (11-12) :618-625)或添加 Cr (A. B. Sychkov, M. A. Zhigarev, A. V. Perchatkin, V.A. Berkovskii, A. I. Krulik. High-carbon wire rod made of high-chromium steel[J]. Metallurgist, 2006, 50 (3-4) : 183-188)，以便細化奧氏體晶粒，抑制或分散GBC的析出。(2)為了滿足制造細規(guī)格鋼絲的大應變拉拔的需要，通常認為簾線鋼是純凈鋼的代表，殘余元素和雜質(zhì)要盡可能去除或降低，如“生產(chǎn)細鋼絲用的高碳鋼盤條”(CN102268596A)專利技術對煉鋼的原料和輔助材料的選擇以及生產(chǎn)操作要求極高，使生產(chǎn)成本増加。微合金化簾線鋼(相當于適當放寬殘余合金元素范圍)的研究結(jié)果表明，可以采取微合金化簾線鋼盤條方法制造鋼簾線(王洪利，劉宏玉，周鵬，費陽，黃或，陳浩.Co微合金化對高級別簾線鋼組織與冷拉性能的影響.材料工程，2012，(3) :38-42 ;王洪利，劉宏玉，周鵬，費陽，黃或，陳浩.V微合金化對高級別簾線鋼組織與冷拉性能的影響.第八屆中國鋼鐵年會論文集，2011年10月，中國，北京；Wang Hongli, Liu Hongyu, Wang Ruimin,/,heng Jianqiang, Li Yuhua, Chen Xmghua. The eifects of しr micro-alloying onthe microstructure ana properties of 80-gradetire cora steels. Internationa丄Conference on Advanced Steels 2010, November 9-11，Guilin, China),這在一定程度上減輕了制造簾線鋼的難度，降低了生產(chǎn)成本。但是，目前微合金化簾線鋼盤條采取的是單ー添加(或殘留)微合金元素，強度提升小，成本依然較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在克服已有技術缺陷，目的是提供一種能顯著降低生產(chǎn)成本、提高強度和具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的微合金化簾線鋼盤條的化學成分及其質(zhì)量百分含量是C 為 O. 65 O. 85%, Si 為 O. 15 O. 25%, Mn 為 O. 48 O. 58%, P く O. 015%, S 彡 O. 020%,Ti く O. 0010%, Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%, N 彡 O. 0060%，余量為微合金元素和 Fe。
所述微合金元素是Cr為O. I O. 50%,V為O. 05 O. 20%和Co為O. 10 O. 50%中的兩種或三種。本發(fā)明的化學成分及其質(zhì)量百分含量確定的主要原因(I) C是提高強度同時也是形成GBC (晶界滲碳體)的主要元素，兼顧二者，確定C的質(zhì)量百分含量為O. 65 O. 85%。(2)Si是強化和脫氧元素，但易形成SiO2夾雜，因此Si的質(zhì)量百分含量為O. 15 O. 25%。(3)Mn是脫氧元素，也有控制夾雜物的作用。Mn的加工硬化能力強，但簾線鋼應變量大，Mn不宜過高，因此Mn的質(zhì)量百分含量為O. 48 O. 58%。(4) Cr是中強碳化物形成元素，細化晶粒尺寸，降低GBC連續(xù)性，提高塑性。微量Cr在簾線鋼中形成合金滲碳體，推遲滲碳體的形核及長大，細化珠光體片層間距，提高強度。Cr過高會形成Cr的大尺寸碳化物，因此Cr的質(zhì)量百分含量為O. I O. 50%。(5) V是強碳化物形成元素，V増加GBC的形核驅(qū)動力，降低其連續(xù)性，細化珠光體團尺寸，提高塑性。V通過彌散析出強化和細晶強化來提高強度。V過高也形成大尺寸碳化物，因此V的質(zhì)量百分含量為O. 05 O. 20%。(6) Co是非碳化物形成元素，在滲碳體中的固溶度很低，控冷時由于Co在奧氏體中遷移擴散慢而阻礙GBC的析出，提高塑性。Co的低遷移擴散速率對滲碳體的長大有阻礙作用，細化珠光體片層間距，提高強度。Co量過高，滲碳體片層易碎化，因此Co的質(zhì)量百分含量為O. 10 O. 50%O(7)P易引起強烈偏析，S易形成MnS，二者盡可能低。所以P和S的質(zhì)量百分含量分別是P く O. 015%, S 彡 O. 020%。(8) Ti過多易形成TiN或Ti (C，N)夾雜，嚴重影響細絲的拉拔，因此Ti的質(zhì)量百分含量< O. 0010%O(9)A1極易形成Al2O3夾雜，含量過高會形成大尺寸Al2O3夾雜物，嚴重影響細絲的拉拔。因此Al的質(zhì)量百分含量為< O. 0050%。(10)0含量高，氧化物夾雜物增多，影響拉拔。因此O的質(zhì)量百分含量< 0.0030%。(11) N直接影響Ti夾雜的形成和去除，所以N的質(zhì)量百分含量為彡O. 0060%。本發(fā)明采用的生產(chǎn)方法為以下兩種エ藝流程中的ー種エ藝流程I :電爐(或轉(zhuǎn)爐)初煉一LF (或LF+VD)精煉一連鑄成320_X480_坯—坯檢驗修磨一開坯廠加熱一開坯成150_X 150mm—精整(拋丸、探傷、修磨)一線材廠加熱一軋制成Φ5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。
エ藝流程2 電爐(或轉(zhuǎn)爐)初煉一LF精煉一VD(真空脫氣)一連鑄成150mmX 150mm還一精整(拋丸、探傷、修磨)一線材廠加熱一軋制成Φ5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。采用上述流程エ藝生產(chǎn)的具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條(Φ 5. 5mm)的抗拉強度為1150 1250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A或B級(依據(jù)貝卡爾特檢驗標準Grain boundary cement ite, BK-Spec. GA 03-64 判定；宋保柱，劉宏玉，杜雪峰，程 輝，楊洋，王洪利.簾線鋼盤條晶界滲碳體腐蝕方法研究[J].金屬制品，2010，36(5) : 77-79)。本發(fā)明生產(chǎn)的簾線鋼盤條用于拉撥鋼簾線細絲采用以下エ藝流程Φ5. 5mm熱軋盤條一機械除銹一電解酸洗一涂硼一拉拔至Φ2. 40mm—多絲熱處理(1025°C奧氏體化一575°C索氏體化)一電解酸洗一電鍍黃銅一拉拔至Φ0. 205mm。所拉撥的簾線鋼絲(Φ O. 205mm，真應變ε =4. 92)的抗拉強度為350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)6(Γ70，斷絲率I. 5^2. I次/噸。由于采用上述技術方案，本發(fā)明在保證質(zhì)量的前提下，為降低簾線鋼盤條的生產(chǎn)エ藝難度和生產(chǎn)成本，在傳統(tǒng)純凈鋼中加入(或殘留)微合金元素Cr、V、Co中的兩種或三種，以減輕GBC析出，細化珠光體團和珠光體片層，使簾線鋼盤條具有大應變拉拔和高強度的特性。本發(fā)明所生產(chǎn)的簾線鋼盤條抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A或B級。該簾線鋼盤條經(jīng)索氏體化處理后，可連續(xù)拉拔至真應變4. 92，鋼簾線細絲的抗拉強度達350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)60 70，斷絲率I. 5^2. I次/噸，生產(chǎn)成本大大降低?？梢姡景l(fā)明添加(或殘留)兩種或兩種以上微合金元素的效應遠遠大于單一元素的簡單疊加效應。因此，本發(fā)明具有能顯著降低生產(chǎn)成本、提高強度和具有大應變拉拔性能的特點。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步描述，并非對本發(fā)明保護范圍的限制。實施例Iー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條。其化學成分及質(zhì)量百分含量是C 為 O. 65 O. 85%, Si 為 O. 15 O. 25%, Mn 為 O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%, V為 O. 05 O. 20%，P 彡 O. 015%, S 彡 O. 020%, Ti く O. 0010%, Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%,N彡O. 0060%，余量為Fe。本實施例采用エ藝流程是電爐初煉一LF精煉一連鑄成320mmX 480mm坯一坯檢驗修磨一開坯廠加熱一開坯成150mmX 150mm—精整(拋丸、探傷和修磨，下同)一線材廠加熱一軋制成Φ 5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。采用上述流程エ藝生產(chǎn)的具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條(Φ 5. 5mm)的抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A級(依據(jù)貝卡爾特檢驗標準Grain boundary cementite, BK-Spec. GA-03-64判定；宋保柱，劉宏玉，杜雪峰，程輝，楊洋，王洪利.簾線鋼盤條晶界滲碳體腐蝕方法研究[J]金屬制品，2010，36(5) : 77-79。下同)。
本實施例拉撥鋼簾線細絲采用以下エ藝流程Φ5. 5mm熱軋盤條一機械除銹一電解酸洗一涂硼一拉拔至Φ2. 40mm—多絲熱處理(1025°C奧氏體化一575°C索氏體化)一電解酸洗一電鍍黃銅一拉拔至Φ0. 205mm。所拉撥的簾線鋼絲(Φ O. 205mm，真應變ε =4. 92)的抗拉強度為350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)6(Γ70，斷絲率I. 5次/噸。實施例2ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量是C 為 O. 65 O. 85%, Si 為 O. 15 O. 25%, Mn 為 O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%, Co為 O. 10 O. 50%, P ≤ O. 015%, S ≤ O. 020%, Ti く O. 0010%, Al く O. 0050%, O ≤ O. 0030%,N≤O. 0060%，余量為Fe。本實施例采用エ藝流程是轉(zhuǎn)爐初煉一LF+VD精煉一連鑄成320mmX480mm坯一坯檢驗修磨一開還廠加熱一開還成150_X 150mm —精整一線材廠加熱一軋制成Φ 5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。采用上述流程エ藝，本實施例生產(chǎn)的具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條(Φ 5. 5mm)的抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A級。本實施例拉撥鋼簾線細絲采用的エ藝流程同實施例I。所拉撥的簾線鋼絲(Φ O. 205mm，真應變ε =4. 92)的抗拉強度為350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)6(Γ70，斷絲率I. 8次/噸。實施例3ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量是C 為 O. 65 O. 85%, Si 為 O. 15 O. 25%, Mn 為 O. 48 O. 58%, V 為 O. 05 O. 20%, Co為 O. 10 O. 50%，P ≤ O. 015%, S ≤ O. 020%, Ti く O. 0010%, Al く O. 0050%, O ≤ O. 0030%,N≤O. 0060%，余量為Fe。本實施例采用エ藝流程是電爐初煉一LF精煉一VD (真空脫氣)一連鑄成150mmX 150mm —精整一線材廠加熱一軋制成Φ 5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。采用上述流程エ藝，本實施例生產(chǎn)的具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條(Φ 5. 5mm)的抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為B級。本實施例拉撥鋼簾線細絲采用的エ藝流程同實施例I。所拉撥的簾線鋼絲(Φ O. 205mm，真應變ε =4. 92)的抗拉強度為350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)6(Γ70，斷絲率2. I次/噸。實施例4ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量是C 為 O. 65 O. 85%, Si 為 O. 15 O. 25%, Mn 為 O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%，V 為
O.05 O. 20%,Co 為 O. 10 O. 50%,P≤O. 015%, S ≤O. 020%,Ti ^ O. 0010%,Al ≤ O. 0050%,
O≤ O. 0030%, N ≤O. 0060%，余量為 Fe。本實施例采用エ藝流程是轉(zhuǎn)爐初煉一LF精煉一VD (真空脫氣)一連鑄成150mmX 150mm —精整一線材廠加熱一軋制成Φ 5. 5mm盤條一Stelmor控制冷卻一集卷一檢驗包裝一稱重一入庫。
采用上述エ藝流程エ藝，本實施例生產(chǎn)的具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條(Φ5. 5mm)的抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A級。本實施例拉撥鋼簾線細絲采用的エ藝流程同實施例I。所拉撥的簾線鋼絲(Φ O. 205mm，真應變ε =4. 92)的抗拉強度為350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)6(Γ70，斷絲率I. 9次/噸。本具體實施方式
在保證質(zhì)量的前提下，為降 低簾線鋼盤條的生產(chǎn)エ藝難度和生產(chǎn)成本，在傳統(tǒng)純凈鋼中加入(或殘留)微合金元素Cr、V、Co中的兩種或三種，以減輕GBC析出，細化珠光體團和珠光體片層，使簾線鋼盤條具有大應變拉拔和高強度的特性。本具體實施方式
所生產(chǎn)的簾線鋼盤條抗拉強度為115(Tl250MPa，斷面收縮率為39 45%，GBC級別為A或B級。該簾線鋼盤條經(jīng)索氏體化處理后，可連續(xù)拉拔至真應變4. 92，鋼簾線細絲的抗拉強度達350(T4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)60 70，斷絲率I. 5^2. I次/噸，生產(chǎn)成本大大降低?？梢姡?b>具體實施方式
添加(或殘留)兩種或兩種以上微合金元素的效應遠遠大于單一元素的簡單疊加效應。因此，本具體實施方式
具有能顯著降低生產(chǎn)成本、提高強度和具有大應變拉拔性能的特點。
權(quán)利要求
1.ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其特征在于該微合金化簾線鋼盤條的化學成分及質(zhì)量百分含量是c為O. 65 O. 85%，Si為O. 15 O. 25%，Mn為O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%, V 為 O. 05 O. 20%, Co 為 O. 10 O. 50%, P 彡 O. 015%,S 彡 O. 020%, Ti く O. 0010%, Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%, N 彡 O. 0060%，余量為 Fe。
2.ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其特征在于該微合金化簾線鋼盤條的化學成分及質(zhì)量百分含量為=C為O. 65 O. 85%，Si為O. 15 O. 25%，Mn為O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%, V 為 O. 05 O. 20%, P 彡 O. 015%, S 彡 O. 020%, Ti く O. 0010%,Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%, N 彡 O. 0060%，余量為 Fe。
3.ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其特征在于該微合金化簾線鋼盤條的化學成分及質(zhì)量百分含量為=C為O. 65 O. 85%，Si為O. 15 O. 25%，Mn為O. 48 O. 58%, Cr 為 O. 10 O. 50%, Co 為 O. 10 O. 50%, P 彡 O. 015%, S 彡 O. 020%, Ti く O. 0010%,Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%, N 彡 O. 0060%，余量為 Fe。
4.ー種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其特征在于該微合金化簾線鋼盤條的化學成分及質(zhì)量百分含量為=C為O. 65 O. 85%，Si為O. 15 O. 25%，Mn為O. 48 O. 58%, V 為 O. 05 O. 20%, Co 為 O. 10 O. 50%, P 彡 O. 015%, S 彡 O. 020%, Ti く O. 0010%,Al く O. 0050%, O 彡 O. 0030%, N 彡 O. 0060%，余量為 Fe。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有大應變拉拔性能的微合金化簾線鋼盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量是C為0.65～0.85%，Si為0.15～0.25%，Mn為0.48～0.58%，P≤0.015%，S≤0.020%，Ti≤0.0010%，Al≤0.0050%，O≤0.0030%，N≤0.0060%，余量為微合金元素和Fe；所述微合金元素Cr為0.1～0.50%、V為0.05～0.20%和Co為0.10～0.50%中的兩種或三種。本發(fā)明生產(chǎn)的簾線鋼盤條抗拉強度為1150-1250MPa，斷面收縮率為39~45%，GBC級別為A或B級；經(jīng)索氏體化處理，能連續(xù)拉拔至真應變4.92，鋼簾線細絲的抗拉強度達3500~4000MPa，斷裂扭轉(zhuǎn)次數(shù)60~70，斷絲率1.5~2.1次/噸。本發(fā)明具有顯著降低生產(chǎn)成本、提高強度和具有大應變拉拔性能的特點。
文檔編號C22C38/30GK102644029SQ20121014918
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者劉宏玉 申請人:武漢科技大學