CN103966417B

CN103966417B - 一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法

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Publication number: CN103966417B
Application number: CN201310039221.5A
Authority: CN
Inventors: 付洪波; 毛向阳; 蔡海兵; 陶晓杰; 王章忠
Original assignee: Zhangjiagang City Junma Steel Cord Co ltd; Nanjing Institute of Technology
Current assignee: Zhangjiagang City Junma Steel Cord Co ltd; Nanjing Institute of Technology
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103966417A

Abstract

本发明涉及一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，它包括有：对高碳钢线材经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.7~0.95mm的钢丝，在铅浴等温淬火Ⅱ后再经过一段表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔变形至Φ0.10~0.12mm的超高强度钢丝。本发明采用该工艺方法时消除铅表面粘附的铅，起到“刮铅”作用；延长奥氏体向珠光体转变时间，降低冷却速率，使奥氏体转变更加充分；消除钢丝表面氧化，起到还原保护作用；本发明的超细高碳钢丝，先共析铁素体和二次网状渗碳体等非典型珠光体组织较少，珠光体片层间距约70~80nm，表面无脱碳现象。

Description

一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，以改善钢丝镀铜层质量和降低湿拉拔断丝率，特别涉及到直径Φ0.70~0.95mm、含碳量0.7~0.95%的超细高碳钢丝在电镀黄铜和湿拉拔前表面质量和强度、缩面率提高的工艺方法。

背景技术

随着对钢帘线、切割丝、金属针布和钢琴丝等产品轻量化和强韧性能要求的提高，钢丝逐渐向超细化和高碳化方向发展。目前超细高碳钢丝生产过程中，采用的工艺流程为：热轧线材（Φ5.5mm）→粗拉拔（Φ2.4~3.2mm）→铅浴等温淬火Ⅰ→中丝拉拔（Φ0.79~0.92mm）→铅浴等温淬火Ⅱ→电镀黄铜→湿拉拔（Φ0.1~0.12mm）→成品。然而，采用上述工艺的铅浴等温处理Ⅱ后的钢丝显微组织中存在较多先共析铁素体和网状二次渗碳体，珠光体片层间距粗大，降低了钢丝的加工硬化率，在随后的冷拔变形过程中形变抗力较大，钢丝冷拉拔变形困难，导致湿拉拔断丝率很高。同时，采用上述工艺的铅浴等温处理Ⅱ后的钢丝强度、韧性等指标波动范围较大，如同一盘条制备出的镀黄铜钢丝不同部位的强度差值超过100MPa、面缩率波动范围±20%，影响钢丝性能的整体一致性。此外，铅浴等温处理Ⅱ后的钢丝表面也存在明显脱碳现象，而且在铅浴等温处理时钢丝表面容易挂铅，铅粘附在钢丝表面严重影响下一步钢丝表面电镀黄铜质量及黄铜与钢丝之间的粘结性。这些问题严重影响了钢丝下一步钢丝表面镀黄铜质量和进一步湿拉拔变形性能。因此，对于超细高碳钢丝的生产，需研究开发一种既不影响正常钢丝的生产工艺流程，又能获得表面质量好，拉拔性能稳定的工艺方法。

发明内容

本发明目的是解决上述现有技术的不足，提供一种改善铅浴等温淬火Ⅱ后钢丝表面质量和提高其强度、韧性的工艺方法，以提高镀黄铜质量和后序连续湿拉拔变形性能。

本发明的目的通过以下技术解决方案来实现：一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，它包括有：对高碳钢线材经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.7~0.95mm的钢丝，在铅浴等温淬火Ⅱ后再经过一段表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔变形至Φ0.10~0.12mm的超高强度钢丝。

上述的提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，所述高碳钢线材为碳含量为0.7~0.95%的高碳钢线材。

上述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，对经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79~0.87mm的含碳量0.92%的钢丝，铅浴等温淬火Ⅱ后再经过长度0.5~1.0m的表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔至Φ0.10~0.12mm钢丝。

上述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，对经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79~0.9mm的含碳量0.82~0.85%的钢丝，经铅浴等温淬火Ⅱ处理后再经过长度0.5~1.0m的表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔至Φ0.10~0.12mm钢丝。

上述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，表面清洁区清洁处理，是将经铅浴等温淬火Ⅱ处理后的钢丝等速率经过覆盖有表面清洁区覆盖剂的表面清洁区，所述表面清洁区覆盖剂为无烟煤。

上述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：表面清洁区覆盖剂为含碳量大于75%、挥发物小于7%、灰份小于15%、低硫，且具有高燃烧值、粒度为10~25mm的无烟煤。

本发明的工艺方法为高碳钢线材经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形后的钢丝，铅浴等温淬火Ⅱ后，先经过一段表面清洁处理区，再空冷后进入电镀黄铜槽和后序湿拉拔，即超细高碳钢丝的生产工艺调整为：热轧线材（Φ5.5mm）→粗拉拔（Φ2.4~3.2mm）→铅浴等温淬火Ⅰ→中拉拔（Φ0.79~0.92mm）→铅浴等温淬火Ⅱ→表面清洁处理→电镀黄铜→湿拉拔（Φ0.10~0.12mm）→成品。与传统超细高碳钢丝生产工艺相比，在原有工艺不变情况下，在铅浴等温淬火Ⅱ后面增加一个表面清洁处理区。在所述的表面清洁处理工序中，对直径Φ0.70~0.95mm的含碳量0.7~0.95%的超细高碳钢丝经过铅浴等温淬火Ⅱ后以相同的收线速率经过长度约0.5~1.0m的无烟煤覆盖区，然后空冷后再进入电镀槽电镀黄铜和湿拉拔变形。所述的无烟煤覆盖剂为固定碳量大于75%，挥发物小于7%，灰份小于15%、低硫，且具有高热量值，粒度约10~25mm的优质无烟煤。

本发明的目的可通过以下技术解决措施以进一步实现：

在前述的表面清洁处理工序中，根据铅浴温度和钢丝直径大小以控制无烟煤的加热温度。

在前述的表面清洁处理工序中，通过设计表面清洁区长度和钢丝经过铅浴锅的速率以控制钢丝表面清洁处理时间。

本发明的有益效果是，通过在铅浴锅后增加表面清洁处理区，提供了一种既不改变原工艺，又能改善表面质量和显微组织，有利于提高电镀黄铜质量和良好拉拔性能的、且工艺简单、经济可行的方法。（1）采用该工艺方法时无烟煤是细小颗粒状，铅浴等温淬火后钢丝表面附着铅经过细小颗粒无烟煤时，附着的铅被细小颗粒状无烟煤刮掉，消除钢丝表面粘附的铅，起到“刮铅”作用；（2）由于无烟煤具有一定的温度，使刚从铅锅里出来的钢丝不至于冷的太快，可以延长奥氏体向珠光体转变时间，同时在铅浴和空冷区之间起到温度缓冲作用，即降低冷却速率，使奥氏体转变更加充分；（3）采用该工艺方法，无烟煤主要成分是C，C具有还原作用，因此消除钢丝表面氧化，起到还原保护作用；（4）实验表明，采用本发明的增加表面清洁处理工序获得的超细高碳钢丝，先共析铁素体和二次网状渗碳体等非典型珠光体组织较少，珠光体片层间距约70~80nm，表面无脱碳现象，该钢丝的平均强度和面缩率分别为1435~1455MPa和30~37%，且钢丝表面黄铜层中γ相占30~40%，最后冷拉拔的断丝率下降到4~7次/吨。

具体实施方式

（实施例1）

本发明在实际使用中，采用碳含量为0.92%、直径为Φ5.5mm的盘条经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79mm的钢丝，以66m/min收线速率经过铅浴等温淬火Ⅱ和长度0.7m表面清洁区（表面清洁区覆盖剂为无烟煤，含碳量大于80%、挥发物6%、灰份13%，粒度10~15mm）处理，其强度和面缩率分别为1440Mpa和36%（比未表面清洁处理的钢丝强度和面缩率分别提高约0.7%和10%），且强度波动范围为±1.2%（未表面清洁处理的钢丝强度波动范围为±3.5%），然后进行表面电镀黄铜，黄铜中约含体积比为30%的γ相，最后经过湿拉拔成0.105mm的光伏硅晶切割用钢线，湿拉拔断丝率约6.5次/吨（未表面清洁处理的钢丝湿拉断丝率约10次/吨）。

（实施例2）

本发明在实际使用中，采用碳含量为0.92%、直径为Φ5.5mm的盘条经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.84~0.87mm的钢丝，以62m/min收线速率经过铅浴等温淬火Ⅱ和长度0.6m表面清洁区（表面清洁区覆盖剂为无烟煤，含碳量大于81%、挥发物5%、灰份13%，粒度15~20mm）处理，其强度和面缩率分别为1442Mpa和39%（比未表面清洁处理的钢丝强度和面缩率分别提高约0.8%和12%），且强度波动范围为±1%（未用表面清洁处理的钢丝强度波动范围为±3.2%），然后进行表面电镀黄铜，黄铜中约含体积比为35%的γ相，最后经过湿拉拔成0.12mm的光伏硅晶切割用钢线，湿拉拔断丝率约5.2次/吨（未用表面清洁处理的钢丝湿拉断丝率约11.3次/吨）。

（实施例3）

本发明在实际使用中，采用碳含量为0.82~0.85%、直径为Φ5.5mm的盘条经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79mm的钢丝，以68m/min收线速率经过铅浴等温淬火Ⅱ和长度0.9m表面清洁区（表面清洁区覆盖剂为无烟煤，含碳量大于85%、挥发物5%、灰份10%，无烟煤粒度10~15mm）处理，其强度和面缩率分别为1353Mpa和45%（比未用表面清洁处理的钢丝强度和面缩率分别提高约0.8%和10%），且强度波动范围为±0.9%（未用表面清洁处理的钢丝强度波动范围为±3%），然后进行表面电镀黄铜，黄铜中约含体积比为32%的γ相，最后经过湿拉拔成0.11mm的汽车轮胎用钢帘线，湿拉拔断丝率约4.5次/吨（未用表面清洁处理的钢丝湿拉断丝率约10.0次/吨）。

（实施例4）

本发明在实际使用中，采用碳含量为0.82~0.85%、直径为Φ5.5mm的盘条经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.83mm的钢丝，以66m/min收线速率经过铅浴等温淬火Ⅱ和长度0.7m表面清洁处理区（无烟煤粒度15~20mm）处理，其强度和面缩率分别为1345Mpa和45%（比未用表面清洁处理的钢丝强度和面缩率分别提高约0.7%和8%），且强度波动范围为±0.7%（未用表面清洁处理的钢丝强度波动范围为±2.5%），然后进行表面电镀黄铜，黄铜中约含体积比为35%的γ相，最后经过湿拉拔成0.115mm的汽车轮胎用钢帘线，湿拉拔断丝率约2.2次/吨（未用表面清洁处理的钢丝湿拉拔断丝率约6.0次/吨）。

（实施例5）

本发明在实际使用中，采用碳含量为0.85%、直径为Φ5.5mm的盘条经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.9mm的钢丝，以64m/min收线速率经过铅浴等温淬火Ⅱ和长度0.6m表面清洁区（无烟煤粒度20~25mm）处理，其强度和面缩率分别为1353Mpa和48%（比未用表面清洁处理的钢丝强度和面缩率分别提高约0.8%和12%），且强度波动范围为±0.9%（未用表面清洁处理的钢丝强度波动范围为±2.0%），然后进行表面电镀黄铜，黄铜中约含体积比为33%的γ相，最后经过湿拉拔成0.12mm的汽车轮胎用钢帘线，湿拉拔断丝率约4.2次/吨（未用表面清洁处理的钢丝湿拉断丝率约8.1次/吨）。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，它包括有：对高碳钢线材经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.7～0.95mm的钢丝，在铅浴等温淬火Ⅱ后再经过一段表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔变形至Φ0.10～0.12mm的超高强度钢丝；

所述表面清洁区清洁处理，是将经铅浴等温淬火Ⅱ处理后的钢丝等速率经过覆盖有表面清洁区覆盖剂的表面清洁区，所述表面清洁区覆盖剂为无烟煤。

2.根据权利要求1所述的提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：所述高碳钢线材为碳含量为0.7～0.95％的高碳钢线材。

3.根据权利要求1或2所述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：对经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79～0.87mm的含碳量0.92％的钢丝，铅浴等温淬火Ⅱ后再经过长度0.5～1.0m的表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔至Φ0.10～0.12mm钢丝。

4.根据权利要求1所述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：对经过粗拉拔、铅浴等温淬火Ⅰ和中丝拉拔变形到Φ0.79～0.9mm的含碳量0.82～0.85％的钢丝，经铅浴等温淬火Ⅱ处理后再经过长度0.5～1.0m的表面清洁区清洁处理，然后空冷后再进入电镀黄铜槽，最终湿拉拔至Φ0.10～0.12mm钢丝。

5.根据权利要求1、2或4所述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：表面清洁区覆盖剂为含碳量大于75％、挥发物小于7％、灰份小于15％，粒度为10～25mm的无烟煤。

6.根据权利要求3所述提高超细高碳钢丝表面质量和拉拔性能的工艺方法，其特征在于：表面清洁区覆盖剂为含碳量大于75％、挥发物小于7％、灰份小于15％，粒度为10～25mm的无烟煤。