CN105483556B - 一种高强度胎圈钢丝材料强化方法及胎圈钢丝的制备方法 - Google Patents

一种高强度胎圈钢丝材料强化方法及胎圈钢丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于生产高强度胎圈钢丝材料的强化方法，所述的强化方法是在材料抗拉强度碳当量Ceq不变的情况下，将碳原子含量由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％。如此，通过降低原材料中碳元素含量，添加能够细化珠光体片层的Cr元素，在碳当量相同的情况下，改善加工硬化速率，抑制冷拔过程中渗碳体溶解，解决应变量3.0≥ε≥2.3的胎圈钢丝的扭转分层现象；用所述材料制得的胎圈钢丝的力学性能和扭转性能得到了提高，冷拔极限也得到了提高，对于部分细规格高强度胎圈钢丝可以省去中间热处理工序，大幅降低了钢丝的生产成本。

Description

一种高强度胎圈钢丝材料强化方法及胎圈钢丝的制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种用于生产高强度胎圈钢丝的材料的强化方法及高强度胎圈钢丝的制备方法。
背景技术
当前汽车轮胎用高强度胎圈钢丝原材料直径普遍为Φ5.5mm，化学成分普遍根据YB/T 170.2、YB/T 170.4和GB/T14450-2004中规定执行。随着轮胎工业的发展，高强度(HT)胎圈钢丝得到了广泛应用，为了提高胎圈钢丝抗拉强度，目前生产高强度胎圈钢丝大多是采用含碳量0.82wt％的材料进行生产，材料中过高的碳含量使得冷拔加工困难，同时带来扭转分层的风险。
随着冷拉生产水平的提高，采用普通Φ5.5mm材料生产高强度胎圈钢丝，目前冷拔最大应变量ε已经能够达到2.7左右，若要生产更细规格高强度胎圈钢丝必须增加一道中间热处理工序；另外，采用普通Φ5.5mm原材料直接冷拔生产高强度胎圈钢丝，当应变量ε≥2.3时，所得高强度胎圈钢丝扭转性能不稳定，出现扭转值低以及扭转分层现象的几率增大。
发明内容
针对上述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种用于生产高强度胎圈钢丝的材料强化方法以及一种高强度胎圈钢丝的制备方法，所述的材料能够减少使用其进行胎圈钢丝加工制备时的中间热处理工序，提高冷拔极限，改善胎圈钢丝扭转性能，解决扭转分层的问题。
为达到本发明的一个目的，本发明的一种用于生产高强度胎圈钢丝的材料强化方法，其特征在于，所述的强化方法是在材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子含量由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％。
为达到本发明的另一目的，本发明的一种高强度胎圈钢丝的制备方法包括原材料强化步骤以及将强化后的原材料进行冷拔加工的步骤；其中，所述的原材料强化步骤包括：在保证材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子含量由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％；所述的冷拔加工的步骤包括：将强化后的原材料进行机械去皮处理，去除氧化皮残留，然后进行辅助酸洗；将去除氧化皮的原材料进行热水清洗，清洗后进行吹扫干燥；将干燥后的原材料进行涂硼处理，涂硼处理后再进行干燥；以及将经涂硼干燥后的原材料进行拉拔。
优选的，所述将去除氧化皮的原材料进行热水清洗的水温≥80℃。
再优选的，所述涂硼处理的硼砂浓度为300±100g/l，温度≥80℃。
再优选的，所述拉拔过程中的卷筒温度≤50℃。
再优选的，所述的拉拔是将Φ5.5mm的原材料连续拉拔至Φ1.20mm～Φ1.55mm。
本发明还提出一种高强度胎圈，所述的胎圈钢丝通过上述的方法制成。
本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的材料强化方法，通过降低原材料中碳元素含量，添加能够细化珠光体片层的Cr元素，在碳当量相同的情况下，改善加工硬化速率，抑制冷拔过程中渗碳体溶解，解决应变量3.0≥ε≥2.3的胎圈钢丝的扭转分层现象；用所述材料制得的胎圈钢丝的力学性能和扭转性能得到了提高，冷拔极限也得到了提高，对于部分细规格高强度胎圈钢丝可以省去中间热处理工序，大幅降低了钢丝的生产成本。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1为现有的胎圈钢丝原材料的微观组织图示；
图2为本发明的胎圈钢丝原材料的微观组织图示；
图3为利用本发明的胎圈钢丝原材料和制备方法生产的高强度胎圈钢丝扭转断口形貌；
图4为利用现有胎圈钢丝材料生产的高强度胎圈钢丝扭转断口形貌；
图5为现有胎圈钢丝材料和本发明的胎圈钢丝材料生产的高强度胎圈钢丝抗拉强度σb与应变量ε之间的关系图示。
具体实施方式
以下具体说明本发明实施方式。
众所周知，珠光体钢丝塑性变形能力取决于珠光体片层间距和渗碳体片厚度，当珠光体片层越薄，渗碳体片越细，其塑性变形能力越好。通过向材料中添加一定量的Cr，能够有效的减薄珠光体片层和渗碳体片厚度，从而提高材料的塑性变形能力；另外，在珠光体钢丝冷拔过程中，随着应变量的增大，不可避免会发生渗碳体溶解，导致钢丝机械性能下降，通过减少材料中碳原子质量百分数，能够抑制冷拔过程中渗碳体的溶解。
如下表1所示，本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的新型材料(改进后)，是在保证材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将原来的材料(改进前)中的碳原子由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％，具体材料的物质含量如表1所示。
表1：本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的新型材料改进前后的物质含量表
材料的抗拉强度碳当量Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Cr/5+Ni/40。改进前
后原材料的力学性能对比如表2所示。
表2：改进前后原材料的力学性能对比
抗拉强度(Mpa) 破断截面收缩率(％)
改进前 范围：1050～1170，均值：1120 范围：38～44，均值：42
改进后 范围：1030～1130，均值：1100 范围：40～46，均值：44
参照图1所示的改进前原材料微观组织和图2所示的改进后原材料微观组织，对比发现，改进后原材料珠光体组织均匀，珠光体片层比改进前明显减薄。在相同工艺条件下，改进后的原材料经冷拔加工后，能够获得力学性能、机械性能良好的高强度胎圈钢丝。
本发明的一实施例的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，包括原材料强化步骤以及将处理后的原材料进行冷拔加工的步骤；其中，所述的原材料强化步骤包括，在保证材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％；所述的冷拔加工的步骤包括：将原材料进行机械去皮处理，去除氧化皮残留，然后进行辅助酸洗保证无氧化皮残留；将去除氧化皮的原材料进行热水清洗，水温≥80℃；清洗后进行吹扫干燥；将干燥后的原材料进行涂硼处理，硼砂浓度为300±100g/l，温度≥80℃；涂硼处理后再进行干燥；然后将经涂硼干燥后的原材料进行冷拔强化，冷拔过程中的卷筒温度≤50℃。
将Φ5.5mm改进后的原材料经过去除氧化皮、表面涂硼处理后在干拉机床进行连续拉拔，在保证润滑状态良好，模具性能良好，卷筒温度≤50℃的条件下，可直接拉拔至Φ1.20mm。
以下以具体对比实施例来说明本发明的优点。
对比实施例1
将改进前和改进后的Φ5.5mm材料通过12道次进行连续拉拔，总应变量ε＝2.53，所得钢丝直径为Φ1.55mm。
对两种钢丝每道次进行抗拉强度测试，抗拉强度测试结果如图5所示。本发明强化方法所得Φ1.55mm钢丝抗拉强度高于常规工艺钢丝。
对成品钢丝进行扭转性能测试，扭转测试标距L＝100d(d为钢丝直径)，扭转测试载荷F＝2％Fm(Fm为钢丝破断力)，扭转性能如表3所示。
表3
本发明强化方法所得钢丝扭转值高于常规工艺钢丝，并且本发明强化方法所得钢丝扭转断口都是平断口(如图3所示)，很好的解决了常规工艺钢丝扭转分层现象(如图4所示)。
通过美国Lake Shore公司生产的VSM7300型振动样品磁强计分析两种钢丝的磁学性能变化。样品饱和磁化强度Ms可由下式表示：Ms＝MSα-FePα-Fe+MS Fe3CPFe3C，通过测试试样的比饱和磁化强度，由于铁素体是铁磁性的，而渗碳体是弱磁性的，所以MS α-Fe>>MS Fe3C，所以渗碳体对样品饱和磁化强度的影响基本可以忽略，所以Ms≈MS α-FePα-Fe，通过公式：PFe3C＝(MSα-Fe-MS)/MS α-Fe×100％，可求得不同应变条件下钢丝中渗碳体含量，进而计算渗碳体溶解百分数。
本发明材料很好的抑制了连续冷拔过程中的渗碳体溶解现象，如表3所示。常规材料渗碳体溶解量为20.6％，本发明材料渗碳体溶解量仅为16.3％。
对比实施例2
将改进前和改进后的Φ5.5mm原材料通过14道次进行连续拉拔，总应变量ε＝3.0，所得钢丝直径为Φ1.20mm。
对两种钢丝每道次进行抗拉强度测试，抗拉强度测试结果如图5所示。本发明强化方法所得Φ1.20mm钢丝抗拉强度远远高于常规工艺钢丝。本发明所得Φ1.20mm钢丝抗拉强度σb与应变量ε之间经拟合后满足如下线性关系：σb＝101.68ε+901.9，相关系数R2＝0.9918。
对Φ1.20mm成品钢丝进行扭转性能测试，扭转测试标距L＝100d(d为钢丝直径)，扭转测试载荷F＝2％Fm(Fm为钢丝破断力)，扭转性能如表4所示。
表4
本发明的材料生产的钢丝扭转值远远高于常规工艺钢丝，并且本发明强化方法所得钢丝扭转断口都是平断口，未出现扭转分层现象；而常规材料直接拉拔生产的Φ1.20mm成品钢丝，由于渗碳体溶解量高达25％，导致钢丝全部出现分层现象，所以常规材料无法进行直接拉拔生产Φ1.20mm成品钢丝，必须增加中间热处理工序。
综上所述，本发明的改进后的用于生产高强度胎圈钢丝的新型材料，通过降低原材料中碳元素含量，提高能够细化珠光体片层的Cr元素，在碳当量相同的情况下，可以改善加工硬化速率，抑制冷拔过程中渗碳体溶解，解决应变量3.0≥ε≥2.3的胎圈钢丝的扭转分层现象；用所述材料制得的胎圈钢丝的力学性能和扭转性能得到了提高，冷拔极限也得到了提高，对于部分细规格高强度胎圈钢丝可以省去中间热处理工序，大幅降低了钢丝的生产成本。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种高强度胎圈钢丝材料强化方法，其特征在于，所述的强化方法是在材料抗拉强度碳当量不变的情况下，将碳原子含量由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％。
2.一种高强度胎圈钢丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括原材料强化步骤以及将强化后的原材料进行冷拔加工的步骤；其中，
所述的原材料强化步骤包括：在保证材料抗拉强度碳当量不变的情况下，将碳原子含量由0.80～0.84wt％降低至0.74～0.78wt％，铬原子由0.008wt％提高至0.20～0.30wt％；
所述的冷拔加工的步骤包括：将强化后的原材料进行机械去皮处理，去除氧化皮残留，然后进行辅助酸洗；将去除氧化皮的原材料进行热水清洗，清洗后进行吹扫干燥；将干燥后的原材料进行涂硼处理，涂硼处理后再进行干燥；以及将经涂硼干燥后的原材料进行拉拔。
3.如权利要求2所述的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，其特征在于，所述将去除氧化皮的原材料进行热水清洗的水温≥80℃。
4.如权利要求2所述的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，其特征在于，所述涂硼处理的硼砂浓度为300±100g/L，温度≥80℃。
5.如权利要求2所述的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，其特征在于，所述拉拔过程中的卷筒温度≤50℃。
6.如权利要求2所述的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，其特征在于，所述的拉拔是将Φ5.5mm的原材料连续拉拔至Φ1.20mm～Φ1.55mm。
7.一种高强度胎圈，其特征在于，所述的胎圈钢丝通过如权利要求2至6任一项所述的方法制成。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6520985B2 (ja) * 2017-05-02 2019-05-29 横浜ゴム株式会社 ビードリング及びその製造方法
CN108380678B (zh) * 2018-04-17 2020-01-17 东南大学 一种高碳钢丝的生产方法
CN114589952A (zh) * 2022-02-24 2022-06-07 江苏兴达钢帘线股份有限公司 一种胎圈钢丝及制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090025158A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 신선 가공성이 우수한 선재 및 그 제조 방법
CN102319763A (zh) * 2011-07-19 2012-01-18 江苏胜达科技有限公司 Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法
CN102449179A (zh) * 2009-06-05 2012-05-09 不二商事株式会社 胎圈钢丝及其生产方法
KR20130078576A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 한국타이어 주식회사 파형의 금속 선재로 이루어진 비드 코어

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3305555B2 (ja) * 1995-12-13 2002-07-22 住友電気工業株式会社 炭素鋼線材
JP3536684B2 (ja) * 1998-08-12 2004-06-14 住友金属工業株式会社 伸線加工性に優れた鋼線材
JP4499956B2 (ja) * 2001-05-31 2010-07-14 新日本製鐵株式会社 スチールコードの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090025158A (ko) * 2007-09-05 2009-03-10 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 신선 가공성이 우수한 선재 및 그 제조 방법
CN102449179A (zh) * 2009-06-05 2012-05-09 不二商事株式会社 胎圈钢丝及其生产方法
CN102319763A (zh) * 2011-07-19 2012-01-18 江苏胜达科技有限公司 Φ2.10mmHT回火胎圈钢丝的加工方法
KR20130078576A (ko) * 2011-12-30 2013-07-10 한국타이어 주식회사 파형의 금속 선재로 이루어진 비드 코어

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
国内外胎圈钢丝发展现状和走向;曾国镇等;《中国会议》;20141028;全文 *
胎圈钢丝的生产现状;宋清华等;《金属制品》;20060830;全文 *

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