一種用于制備輻條的不銹鋼及其應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于制備輻條的不銹鋼，由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C ≤ 0.1，Si ≤ 0.5，Mn 2.0-2.4，Cr 16-18，Ni 6.0-6.8，Nb 1.5-2.5，Mo 0.5-1.5，N 0.08-0.15，P+S ≤ 0.06，F(xiàn)e 余量。該不銹鋼在加工成輻條后，輻條產(chǎn)品能夠具有高強(qiáng)韌性和優(yōu)越的耐腐蝕性，且加工性能優(yōu)良，在性能上達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的同類(lèi)產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于制備輻條的不銹鋼及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備輻條的不銹鋼及其應(yīng)用。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 輻條是影響輻條式自行車(chē)和摩托車(chē)使用性能的關(guān)鍵部件之一，使用過(guò)程中其最 常出現(xiàn)的問(wèn)題有生銹、斷裂等，這些問(wèn)題不僅影響美觀，而且不利于騎乘的舒適性和安全 性。輻條材料是輻條性能的決定性因素。近年來(lái)，輻條材料由傳統(tǒng)的碳鋼逐漸向不銹鋼轉(zhuǎn) 變。相比于碳鋼產(chǎn)品，不銹鋼制品在生產(chǎn)工藝環(huán)保性、力學(xué)強(qiáng)度、耐蝕性、外觀等方面有明顯 優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)外已有多種牌號(hào)的輻條用不銹鋼，例如SUS304、lCrl8Ni9Ti、lCrl8Ni9Mo、 12Crl8Ni9、06Crl8Mn3Ni8N等，但是尋找性能更優(yōu)越的用于制備輻條的不銹鋼材料仍然是 業(yè)內(nèi)的一個(gè)研發(fā)熱點(diǎn)。
[0004]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種全新的可用于制備輻條的不銹鋼，其成分設(shè)計(jì)使其在 加工成輻條后，輻條產(chǎn)品能夠具有高強(qiáng)韌性和優(yōu)越的耐腐蝕性，且加工性能優(yōu)良，在性能上 達(dá)到甚至超過(guò)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的同類(lèi)產(chǎn)品。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用下列技術(shù)方案。
[0007] -種用于制備輻條的不銹鋼，由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C < 0.1，Si 彡 0? 5, Mn 2. 0-2. 4, Cr 16-18, Ni 6. 0-6. 8, Nb 1. 5-2. 5, Mo 0? 5-1. 5, N 0? 08-0. 15, P+S < 0.06, Fe 余量。
[0008] 作為優(yōu)選方案，上述用于制備輻條的不銹鋼由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C 0? 04-0. 08, Si 0? 2-0. 4, Mn 2. 0-2. 4, Cr 16-17, Ni 6. 0-6. 8, Nb L 8-2. 2, Mo 0? 8-1. 2, N 0? 08-0. 12, P+S 彡 0? 05, Fe 余量。
[0009] 本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于對(duì)不銹鋼中合金元素的組成做了改進(jìn)和優(yōu)化，將C、Mn、Cr、 Ni、Nb、Mo和N作為主要的合金元素，并且通過(guò)大量分析確定了最佳含量配方。
[0010] 不銹鋼合金中，合金元素的種類(lèi)與含量對(duì)不銹鋼性能的影響是一門(mén)極其復(fù)雜的學(xué) 科，不銹鋼性能是由Fe和合金元素彼此協(xié)同配合后的整體體現(xiàn)。不限于任何現(xiàn)有理論，本 發(fā)明的研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用上述構(gòu)成，本發(fā)明的不銹鋼加工成輻條時(shí)，產(chǎn)品的力學(xué)性能 特別是抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)異，明顯優(yōu)于現(xiàn)有不銹鋼產(chǎn)品，且具有極佳的彎曲疲勞強(qiáng)度和耐腐 蝕性能。
[0011] 因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述不銹鋼在輻條中的應(yīng)用。
[0012] 利用不銹鋼材料制作輻條的工藝已經(jīng)非常成熟，現(xiàn)有技術(shù)中已有廣泛記載，這對(duì) 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是非常容易獲知的。
[0013] 優(yōu)選地，上述不銹鋼在輻條中的應(yīng)用可包括下列工藝步驟： (1) 選用〇 5. 0-6. 5mm且具有上述合金元素構(gòu)成的不銹鋼線材； (2) 將不銹鋼線材在拉絲機(jī)上進(jìn)行多道次連續(xù)拉拔，其中第一道次的減面率控制在 24-30%范圍內(nèi)，后續(xù)道次的減面率逐次遞減，經(jīng)6-9道次拉拔后，得到半成品，該半成品相 對(duì)于成品的尺寸預(yù)留16-20%的輕拉成品減面率； (3) 清洗半成品表面并干燥，然后將其通入爐溫為1020-1080°C且爐內(nèi)保持惰性氣氛的 連續(xù)熱處理爐中，鋼絲在爐內(nèi)時(shí)間1-4分鐘，出爐后水冷、干燥； (4) 采用拉絲機(jī)對(duì)步驟（3)得到的鋼絲進(jìn)行單道次拉拔，減面率為步驟（2)中預(yù)留的 16-20 %，得到輻條用不銹鋼絲成品。
[0014] 利用步驟（4)的輻條用不銹鋼絲，配合后處理工藝(如切斷、打頭、打彎、攻牙成形 等)，得到最終的輻條。這些后處理工藝都是輻條制造領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)。
[0015] 在冶金領(lǐng)域，不銹鋼線材/盤(pán)條的制備工藝已經(jīng)非常成熟。在元素組成和結(jié)構(gòu)已 明確的情況下，不銹鋼線材/盤(pán)條的制備工藝對(duì)冶金領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)屬于普通技術(shù)知 識(shí)/常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明的貢獻(xiàn)主要在于不銹鋼的新元素構(gòu)成，并不需要特殊的線材制備工 藝，僅需采用常規(guī)的不銹鋼線材制備工藝即可。這里，本說(shuō)明書(shū)中對(duì)此不再敷述。
[0016] 從輻條加工成本考慮，目前市面上的輻條以〇1.8-3mm為主，因此步驟（1)中選擇 0 5. 0-6. 5mm的不銹鋼線材較為適宜。
[0017] 任選地，在對(duì)不銹鋼線材進(jìn)行拉拔之前，可采用皮膜劑(磷化液）對(duì)其表面進(jìn)行預(yù) 處理，即皮膜處理(磷化處理)，以提高其在后續(xù)加工中的潤(rùn)滑性。
[0018] 在步驟（2)中，拉絲機(jī)可以是本領(lǐng)域中常用的那些連續(xù)多道次拉絲機(jī)，例如直線式 拉絲機(jī)、滑輪式拉絲機(jī)、水箱式拉絲機(jī)等。適用的拉絲機(jī)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是容易確定 的。
[0019] 步驟（3)中的熱處理工藝是確保拉絲質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)鋼絲的力學(xué)性能和表面質(zhì)量 有著重要影響。本發(fā)明中，在清洗半成品表面并干燥后，對(duì)其實(shí)施連續(xù)光亮熱處理。爐溫優(yōu) 選為1040-1060°C，惰性氣氛可以是氮?dú)饣驓鍤?，鋼絲在爐內(nèi)時(shí)間優(yōu)選為1. 5-3. 0分鐘。
[0020] 步驟（4)中，可采用倒立式拉絲機(jī)進(jìn)行最后的單道次拉拔。
[0021] 利用本發(fā)明的不銹鋼加工制成的輻條,表面質(zhì)量佳,力學(xué)性能好，Ol. 8-3mm產(chǎn)品 的抗拉強(qiáng)度均在1200MPa以上，接近甚至超過(guò)1300Mpa，明顯高于同等規(guī)格尺寸的不銹鋼產(chǎn) 品，彎曲疲勞試驗(yàn)結(jié)果和耐腐蝕性能優(yōu)異。本發(fā)明的不銹鋼在輻條制作領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯，特別 適用于自行車(chē)和摩托車(chē)輻條。
[0022]

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)將其理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù) 范圍的限制。 實(shí)施例1 (1) 選用〇5. 5mm的不銹鋼線材，其由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C 0.05, Si 0? 3, Mn 2. 2, Cr 17, Ni 6. 4, Nb 2. 0, Mo 1. 0, N 0? 1，P 0? 03, S 0? 02, Fe 余量； (2) 將上述不銹鋼線材在LT-560水箱式拉絲機(jī)上進(jìn)行多道次連續(xù)拉拔，其中第一道次 的減面率控制在25%，后續(xù)道次的減面率逐次遞減，經(jīng)7道次連續(xù)拉拔后，得到0 2. 2_的 半成品鋼絲； (3) 清洗半成品表面并干燥，然后將其通入爐溫為1040°C且爐內(nèi)保持氮?dú)鈿夥盏倪B續(xù) 熱處理爐中，鋼絲在爐內(nèi)時(shí)間2. O分鐘，出爐后水冷、干燥； (4) 采用倒立式拉絲機(jī)對(duì)步驟（3)得到的鋼絲進(jìn)行單道次拉拔，得到直徑為2. Omm的輻 條用不銹鋼絲。 實(shí)施例2 (1) 選用〇6. Omm的不銹鋼線材，其由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C 0.06, Si 0? 3, Mn 2. 1，Cr 17, Ni 6. 6, Nb 2. 2, Mo L 2, N 0? 08, P 0? 02, S 0? 02, Fe 余量； 采用磷化液對(duì)線材表面進(jìn)行預(yù)處理，然后經(jīng)水洗、干燥后備用； (2) 將不銹鋼線材在LZ600型直進(jìn)式拉絲機(jī)上進(jìn)行多道次連續(xù)拉拔，其中第一道次的 減面率控制在30%，后續(xù)道次的減面率逐次遞減，經(jīng)6道次拉拔后，得到02. 19_的半成品 鋼絲； (3) 清洗半成品表面并干燥，然后將其通入爐溫為1060°C且爐內(nèi)保持氮?dú)鈿夥盏倪B續(xù) 熱處理爐中，鋼絲在爐內(nèi)時(shí)間2. 5分鐘，出爐后水冷、干燥； (4) 采用倒立式拉絲機(jī)對(duì)步驟（3)得到的鋼絲進(jìn)行單道次拉拔，得到直徑為2. Omm的輻 條用不銹鋼絲。 實(shí)施例3 (1) 選用〇6. 5mm的不銹鋼線材，其由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：C 0.08, Si 0? 4, Mn 2. 3, Cr 17, Ni 6. 6, Nb 2. 0, Mo 1. 1，N 0? 11，P 0? 02, S 0? 02, Fe 余量； 采用磷化液對(duì)線材表面進(jìn)行預(yù)處理，然后經(jīng)水洗、干燥后備用； (2) 將不銹鋼線材在LZ600型直進(jìn)式拉絲機(jī)上進(jìn)行多道次連續(xù)拉拔，其中第一道次的 減面率控制在30%，后續(xù)道次的減面率逐次遞減，經(jīng)7道次拉拔后，得到O 2. 52_的半成品 鋼絲； (3) 清洗半成品表面并干燥，然后將其通入爐溫為1050°C且爐內(nèi)保持氮?dú)鈿夥盏倪B續(xù) 熱處理爐中，鋼絲在爐內(nèi)時(shí)間3. 0分鐘，出爐后水冷、干燥； (4) 采用倒立式拉絲機(jī)對(duì)步驟（3)得到的鋼絲進(jìn)行單道次拉拔，得到直徑為2. 3mm的輻 條用不銹鋼絲。 性能表征 1、力學(xué)性能 按照GB/T228. 1-2010《金屬材料柃伸試駘第1部分：室溫試驗(yàn)方法》和GB/T238-2002 《金屬材料線材反復(fù)彎曲試驗(yàn)方法》對(duì)實(shí)施例1-3制得的輻條用不銹鋼絲進(jìn)行表征，得出 抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和彎曲次數(shù)，結(jié)果如表1所示。
[0024]表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種用于制備輻條的不銹鋼，由以下質(zhì)量百分比的合金元素構(gòu)成：c < 0.1，Si < 0? 5, Mn 2. 0-2. 4, Cr 16-18, Ni 6. 0-6. 8, Nb 1. 5-2. 5, Mo 0? 5-1. 5, N 0? 08-0. 15, P+S 彡 0? 06, Fe 余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備輻條的不銹鋼，其特征在于，由以下質(zhì)量百分 比的合金元素構(gòu)成：C 0? 04-0. 08, Si 0? 2-0. 4, Mn 2. 0-2. 4, Cr 16-17, Ni 6. 0-6. 8, Nb 1. 8-2. 2, Mo 0? 8-1. 2, N 0? 08-0. 12, P+S 彡 0? 05, Fe 余量。
3. 權(quán)利要求1-2所述的不銹鋼在輻條中的應(yīng)用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的應(yīng)用，其特征在于：輻條是自行車(chē)輻條或摩托車(chē)輻條。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的應(yīng)用，其特征在于：福條直徑為1.8-3mm。
【文檔編號(hào)】C22C38/58GK104451451SQ201510013326
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】王國(guó)寶 申請(qǐng)人:江蘇華久輻條制造有限公司