CN102268596B - 生产细钢丝用的高碳钢盘条 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生产细钢丝用的高碳钢盘条，该盘条的化学成分重量百分比为：C：0.6％～0.88％，Si：0.1％～1.0％，Mn：0.3％～1.0％，P≤0.015％，S≤0.010％，P+S≤0.020％，N≤0.004％，O≤0.002％，Al≤0.002％，Ti≤0.002％，Mg≤0.001％，其它不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁。本发明高碳钢盘条成分设计合理，加工性能优良，盘条中的夹杂物熔点低，在热轧过程沿轧制方向伸长，长宽比大于3，能使钢丝加工过程的断丝率降低16％-28％。
Description
技术领域
本发明属于盘条技术领域，尤其涉及一种用于生产细钢丝的高碳钢盘条。
背景技术
随着汽车减重和节能环保要求的不断提高，对子午线轮胎使用的钢帘线的要求也越来越高。为了应对这种变化，高碳钢盘条的变形性能需要进一步提高。
高碳钢盘条的变形性能一方面取决于盘条的化学成分，特别是微量元素如O、N、Al、Ti等的含量，另一方面盘条中的夹杂物的成分也对盘条的变形性能有影响。用于制丝的珠光体中的夹杂物会造成钢丝变形过程的应力集中，导致断丝。因此，要求用于制丝的珠光体钢中的夹杂物尺寸要小，并且具有变形性，以防止钢丝变形过程的应力集中。
专利号为“CA2058470”的加拿大专利提供了一种用于制丝的高强度盘条的化学成分。其化学成分为C 0.85-1.2％，Si＜0.45％，Mn 0.3-1.0％，Ni 0.1-4％，Co 0.05-4％，Al≤0.005％，N≤0.005％，P≤0.02％，S≤0.015％。
专利号为“JP60152659”的日本专利提供了一种具有优良加工性能用于制丝的盘条。其化学成分为C 0.60-0.90％，Si 0.1-0.5％，Mn 0.3-1.0％，P＜0.01％，S＜0.005％，Ni+Cr+Cu＜0.1％，N≤0.003％，O≤0.003％。
专利号为“JP 2007-327130”的日本专利提供了一种珠光体钢中夹杂物成分。该成分要求w(MgO)≤5％(包括0％)，w(MnO)≤10％(包括0％)，w(Al2O3)+w(CaO)+w(SiO2)＞80％，w(Al2O3)≤30％，从而使得所有杂夹物容易变形，同时在热轧前和热轧中加热时，即使发生相分离，也难以生成SiO2。
上述关于盘条成分的专利中，没有关于Mg元素含量的要求。实际上，在高碳钢钢液中，如果Mg含量较高，在钢的精炼或凝固过程会有镁铝尖晶石形成。这种不变性夹杂，到钢丝变形过程会割断基体，造成断丝。因此，必须对高碳钢盘条中的Mg含量作出要求。上述关于盘条中夹杂物成分的专利中，夹杂物成分中的Al2O3含量较宽，不能保证钢中夹杂物成分达到低熔点区，使夹杂物具有良好变形性。同时，该专利夹杂物成分中的钛等成分未规定，不利于夹杂物成分的控制。
基于上述分析，急需开发一种新型高碳钢盘条，提高高碳钢盘条的变形性。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术所述的不足，提供一种用于生产细钢丝，且具有优良加工性能的高碳钢盘条。
本发明是这样实现的：该生产细钢丝用的高碳钢盘条的化学成分重量百分比为：[C]：0.6％～0.88％，[Si]：0.1％～1.0％，[Mn]：0.3％～1.0％，[P]≤0.015％，[S]≤0.010％，[P+S]≤0.020％，[N]≤0.004％，[O]≤0.002％，[Al]≤0.002％，[Ti]≤0.002％，[Mg]≤0.001％，其它不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁。
本发明高碳钢盘条化学成分的设定理由如下：
因为C是有助于提高强度的元素，本发明的盘条用于生产普通和高强度钢丝，因此[C]含量0.6％～0.88％。因为Si是具有脱氧作用的元素，要想发挥它的作用，必须使其含量高于0.1％，最好高于0.2％。但是如果[Si]过剩，就会生成大量的脱氧生成物SiO2，降低线材的拔丝性能，因此[Si]要控制在1.0％以下；Mn具有与Si相同的脱氧作用，同时还具有细化组织和控制夹杂物的作用。因此，为了充分地发挥其作用，要将[Mn]控制在0.3％以上(最好高于0.4％)。但如果[Mn]过剩，会使钢材脆化，降低拔丝性能，因此[Mn]要控制在1.0％以下，(最好低于0.9％)；P是具有强烈偏析倾向的元素，通常还引起硫和锰的共同偏聚，对产品组织和性能的均匀性有害，硫则容易在钢中与锰形成MnS夹杂，对产品的扭转性能有害，因此要求[P]≤0.015％，[S]≤0.010％，[P+S]≤0.020％，在不造成其他影响的情况下，越低越好。N在盘条加工过程会造成钢丝加工硬化，提高断丝率，因此要求[N]≤0.004％；在盘条中全氧含量代表氧化物夹杂的总量，要求[O]≤0.002％，且越低越好。如果钢中[Al]过多，夹杂物中的Al2O3含量就会过高，就会生成引起断线的粗大的Al2O3。因此，要尽量控制，因此[Al]要控制在0.002％以下(最好低于0.0015％)；同样，如果钢中[Ti]过多，会在钢中形成TiN或Ti(N，C)夹杂，增加钢丝在变形过程的断丝率，因此要求钢中[Ti]≤0.002％；钢中的Mg含量高，会在钢中形成镁铝尖晶石夹杂。这种夹杂在钢丝加工过程，会割断基体，提高断丝率，因此要求[Mg]≤0.001％，以防止出现硬质夹杂，保证钢丝的加工性能。
本发明所述高碳钢盘条中的夹杂物成分应满足以下各式：
15％≤w(Al2O3)≤25％ (1)
55％≤w(Al2O3)+w(CaO)≤80％ (2)
85％≤w(Al2O3)+w(CaO)+w(SiO2) (3)
w(TiO2)≤2％ (4)
w(MgO)+w(MnO)+w(TiO2)≤5％ (5)。
与普通用于制丝的高碳钢盘条中夹杂物成分相比较，本发明明确了对夹杂物中Al2O3成分的要求，保证了钢中夹杂物成分达到低熔点区，使夹杂物具有良好的变形性。本发明明确了对夹杂物中TiO2含量的要求，有利于夹杂物成分的稳定控制，提高盘条的加工性能。
本发明高碳钢盘条成分设计合理，加工性能优良，用于生产的细钢丝直径可以达到0.15-0.3mm。盘条中的夹杂物熔点低，在热轧过程沿轧制方向伸长，长宽比大于3，盘条中的夹杂物熔点低，在热轧过程沿轧制方向伸长，长宽比大于3，能使钢丝加工过程的断丝率降低16％-35％。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
本发明实施例高碳钢盘条的化学成分和夹杂物成份见表1。
表1本发明实施例高碳钢盘条的化学成分和夹杂物成份(Wt％)
| 实施例 | C | Si | Mn | Al | P | S | P+S |
| 1 | 0.80 | 0.21 | 0.50 | 0.0010 | 0.010 | 0.008 | 0.018 |
| 2 | 0.81 | 0.22 | 0.49 | 0.0012 | 0.011 | 0.007 | 0.018 |
| 对比例1 | 0.80 | 0.21 | 0.49 | 0.0011 | 0.016 | 0.009 | 0.025 |
| 3 | 0.62 | 0.23 | 0.58 | 0.0014 | 0.013 | 0.004 | 0.017 |
| 对比例2 | 0.61 | 0.17 | 0.59 | 0.0021 | 0.014 | 0.008 | 0.022 |
| 4 | 0.70 | 0.41 | 0.72 | 0.0010 | 0.010 | 0.008 | 0.018 |
| 对比例3 | 0.71 | 0.40 | 0.70 | 0.0019 | 0.013 | 0.009 | 0.022 |
| 实施例 | N | O | Ti | Mg | |||
| 1 | 0.0035 | 0.0018 | 0.0009 | 0.0005 | |||
| 2 | 0.0024 | 0.0011 | 0.0012 | 0.0007 | |||
| 对比例1 | 0.0041 | 0.0017 | 0.0022 | 0.0012 | |||
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| 对比例2 | 0.0035 | 0.0019 | 0.0016 | 0.0011 | |||
| 4 | 0.0029 | 0.0015 | 0.0015 | 0.0008 | |||
| 对比例3 | 0.0032 | 0.0021 | 0.0022 | 0.0013 | |||
| 实施例 | Al2O3 | CaO | SiO2 | MgO | MnO | TiO2 | 断丝率，次/吨 |
| 1 | 20.1 | 40.3 | 35.6 | 1.5 | 1.5 | 1.0 | 2.0 |
| 2 | 23.2 | 37.8 | 37.0 | 0.9 | 0.5 | 0.6 | 2.1 |
| 对比例1 | 30.7 | 28.1 | 38.2 | 1.0 | 0.5 | 1.5 | 2.6 |
| 3 | 22.1 | 38.9 | 35 | 1.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 |
| 对比例2 | 34.8 | 17.1 | 32.1 | 10.4 | 3.4 | 2.2 | 1.8 |
| 4 | 21 | 37 | 39 | 1.1 | 0.7 | 1.2 | 1.7 |
| 对比例3 | 27.4 | 18.2 | 42 | 6.2 | 3.7 | 2.5 | 2.3 |
Claims (2)
1.一种生产细钢丝用的高碳钢盘条，其特征在于所述盘条的化学成分重量百分比为：[C]：0.6％～0.88％，[Si]：0.1％～1.0％，[Mn]：0.3％～1.0％，[P]≤0.015％，[S]≤0.010％，[P+S]≤0.020％，[N]≤0.004％，[O]≤0.002％，[Al]0.0010％～0.0015％，[Ti]0.0009％～0.002％，[Mg]0.0005％～0.001％，其它不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁；所述盘条中的夹杂物成分应满足以下各式：
15％≤w(Al2O3)≤25％ (1)
55％≤w(Al2O3)+w(CaO)≤80％ (2)
85％≤w(Al2O3)+w(CaO)+w(SiO2) (3)
w(TiO2)≤2％(4)
w(MgO)+w(MnO)+w(TiO2)≤5％ (5)
2.根据权利要求1所述的高碳钢盘条，其特征在于所述盘条化学成分中[Mn]：0.4％～0.9％。
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