CN111020373A - 长疲劳寿命耐腐蚀304m2辐条用不锈钢丝及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.07～0.17，Si≤0.5，Mn 12.0～15.5，Cr 17～19，Ni 7.0～8.5，N 0.10～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明在加工成辐条后，辐条产品能够具有高强韧性和优越的耐腐蚀性，弯曲疲劳试验结果和耐腐蚀性能优异，适用于自行车和摩托车，无磁性更适合于摩托车用辐条。
Description
技术领域
本发明涉及长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝及其制造工艺。
背景技术
辐条是影响辐条式自行车和摩托车使用性能的关键部件之一，使用过程中其最常出现的问题有生锈、断裂等，这些问题不仅影响美观，而且不利于骑乘的舒适性和安全性。辐条材料是辐条性能的决定性因素。近年来，辐条材料由传统的碳钢逐渐向不锈钢转变。相比于碳钢产品，不锈钢制品在生产工艺环保性、力学强度、耐蚀性、外观等方面有明显优势。现在对自行车及摩托车用辐条其韧性和耐腐蚀性的要求越来越高，摩托车用辐条最好还要没有磁性。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，在加工成辐条后，辐条产品能够具有高强韧性和优越的耐腐蚀性，弯曲疲劳试验结果和耐腐蚀性能优异，适用于自行车和摩托车，无磁性更适合于摩托车用辐条。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.07～0.17，Si≤0.5，Mn 12.0～15.5，Cr17～19，Ni 7.0～8.5，N 0.10～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。Ni的使用量降低而增加Mn及N，力学性能、抗拉强度比304牌号有一定的提升，辐条产品能够具有高强韧性和优越的耐腐蚀性，且加工性能优良；304M2不锈钢冷加工后产生磁性的根本原因是形变诱导发生相变产生了ε-马氏体，该ε-马氏体的晶体结构为体心立方结构，是溶碳饱和的铁素体结构，因此具备磁性；304M2不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性也越大；要想完全消除上述原因造成的304M2钢的磁性，可通过高温固溶处理来恢复稳定奥氏体组织，从而消去磁性；由于304M2的Md(30/50)明显的低于普通304和200系不锈钢，是很不容易发生马氏体相变而产生磁性的，在拉拔过程中退火工艺和拉拔的速率不当会产生马氏体相变而导致产生磁性；形变诱导马氏体相变温度的公式:Md(30/50)＝413-9.5(Ni)-13.7(Cr)-8.1(Mn)-9.2(Si)-18.5(Mo)-462(C+N)；而冷加工时拉拔到直径2.27mm经过固溶退火溶解掉马氏体，再拉拔到1.97mm，发现磁性不会增强，能够制得几乎无磁性的不锈钢辐条。
进一步的技术方案是，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.12～0.17，Si≤0.5，Mn 13.0～14.5，Cr 17～18，Ni 7.5～8.0，N 0.16～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明还提供的技术方案是，制造所述长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝的工艺，包括如下步骤：
S1：采用皮膜剂对Φ5.5～6.5mm且具有上述合金元素构成的不锈钢线材进行表面皮膜处理，然后在烘干炉烘干，炉温100-150℃，时间0.5-1.0小时；
S2：将不锈钢线材在拉丝机上进行八道次连续拉拔，其中第一道次的减面率控制在24-30％范围内，后续道次的减面率逐次递减，经6-9道次拉拔后，得到半成品，该半成品相对于成品的尺寸预留16-20％的轻拉成品减面率；
S3：采用连续光亮热处理炉，工字轮放线后首先采用清冼剂清洗，然后水洗、吹干进入管式炉，炉温1050℃±10℃，线速度20-30m/分，管内通入氨分解后75％H2、25％N2混合气体保护，出炉后水冷，烘干；
S4：采用拉丝机对步骤S3得到的钢丝进行单道次拉拔，减面率为步骤S2中预留的16-20％，得到辐条用不锈钢丝成品；
在前述S2步骤中，当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时，在下道次拉拔前对不锈钢线材进行固溶退火工序，退火温度为1040℃～1080℃；经八道次拉拔后不锈钢线材直径为1.97±0.02mm。当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时(也即总的减面率达到82.96％～87.80％时)进行固溶退火以溶解掉马氏体。
本发明的优点和有益效果在于：在加工成辐条后，辐条产品能够具有高强韧性和优越的耐腐蚀性，弯曲疲劳试验结果和耐腐蚀性能优异，适用于自行车和摩托车，无磁性更适合于摩托车用辐条。Ni的使用量降低而增加Mn及N，力学性能、抗拉强度比304牌号有一定的提升，辐条产品能够具有高强韧性和优越的耐腐蚀性，且加工性能优良；304M2不锈钢冷加工后产生磁性的根本原因是形变诱导发生相变产生了ε-马氏体，该ε-马氏体的晶体结构为体心立方结构，是溶碳饱和的铁素体结构，因此具备磁性；304M2不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性也越大；要想完全消除上述原因造成的304M2钢的磁性，可通过高温固溶处理来恢复稳定奥氏体组织，从而消去磁性；由于304M2的Md(30/50)明显的低于普通304和200系不锈钢，是很不容易发生马氏体相变而产生磁性的，在拉拔过程中退火工艺和拉拔的速率不当会产生马氏体相变而导致产生磁性；形变诱导马氏体相变温度的公式:Md(30/50)＝413-9.5(Ni)-13.7(Cr)-8.1(Mn)-9.2(Si)-18.5(Mo)-462(C+N)；而冷加工时拉拔到直径2.27mm经过固溶退火溶解掉马氏体，再拉拔到1.97mm，发现磁性不会增强，能够制得几乎无磁性的不锈钢辐条。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
本发明是长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.12～0.17，Si≤0.5，Mn 13.0～14.5，Cr 17～18，Ni 7.5～8.0，N 0.16～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
制造所述长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝的工艺，包括如下步骤：
S1：采用皮膜剂对Φ5.5mm且具有上述合金元素构成的不锈钢线材进行表面皮膜处理，然后在烘干炉烘干，炉温100-150℃，时间0.5-1.0小时；
S2：将不锈钢线材在拉丝机上进行八道次连续拉拔，其中第一道次的减面率控制在24-30％范围内，后续道次的减面率逐次递减，经6-9道次拉拔后，得到半成品，该半成品相对于成品的尺寸预留16-20％的轻拉成品减面率；
S3：采用连续光亮热处理炉，工字轮放线后首先采用清冼剂清洗，然后水洗、吹干进入管式炉，炉温1050℃±10℃，线速度20-30m/分，管内通入氨分解后75％H2、25％N2混合气体保护，出炉后水冷，烘干；
S4：采用拉丝机对步骤S3得到的钢丝进行单道次拉拔，减面率为步骤S2中预留的16-20％，得到辐条用不锈钢丝成品；
在前述S2步骤中，当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时(也即总减面率小于等于82.96％时)，在下道次拉拔前对不锈钢线材进行固溶退火工序，退火温度为1040℃～1080℃；经八道次拉拔后不锈钢线材直径为1.97±0.02mm(也即总减面率达到87.20％)。
实施例二：
与实施例一的不同仅在于，制造所述长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝的工艺，包括如下步骤：
S1：采用皮膜剂对Φ6.5mm且具有上述合金元素构成的不锈钢线材进行表面皮膜处理，然后在烘干炉烘干，炉温100-150℃，时间0.5-1.0小时；
S2：将不锈钢线材在拉丝机上进行八道次连续拉拔，其中第一道次的减面率控制在24-30％范围内，后续道次的减面率逐次递减，经6-9道次拉拔后，得到半成品，该半成品相对于成品的尺寸预留16-20％的轻拉成品减面率；
S3：采用连续光亮热处理炉，工字轮放线后首先采用清冼剂清洗，然后水洗、吹干进入管式炉，炉温1050℃±10℃，线速度20-30m/分，管内通入氨分解后75％H2、25％N2混合气体保护，出炉后水冷，烘干；
S4：采用拉丝机对步骤S3得到的钢丝进行单道次拉拔，减面率为步骤S2中预留的16-20％，得到辐条用不锈钢丝成品；
在前述S2步骤中，当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时(也即总减面率小于等于87.80％时)，在下道次拉拔前对不锈钢线材进行固溶退火工序，退火温度为1040℃～1080℃；经八道次拉拔后不锈钢线材直径为1.97±0.02mm(也即总减面率达到90.84％)。
实施例三：
与实施例一的不同仅在于，制造所述长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝的工艺，包括如下步骤：
S1：采用皮膜剂对Φ6mm且具有上述合金元素构成的不锈钢线材进行表面皮膜处理，然后在烘干炉烘干，炉温100-150℃，时间0.5-1.0小时；
S2：将不锈钢线材在拉丝机上进行八道次连续拉拔，其中第一道次的减面率控制在24-30％范围内，后续道次的减面率逐次递减，经6-9道次拉拔后，得到半成品，该半成品相对于成品的尺寸预留16-20％的轻拉成品减面率；
S3：采用连续光亮热处理炉，工字轮放线后首先采用清冼剂清洗，然后水洗、吹干进入管式炉，炉温1050℃±10℃，线速度20-30m/分，管内通入氨分解后75％H2、25％N2混合气体保护，出炉后水冷，烘干；
S4：采用拉丝机对步骤S3得到的钢丝进行单道次拉拔，减面率为步骤S2中预留的16-20％，得到辐条用不锈钢丝成品；
在前述S2步骤中，当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时(也即总减面率小于等于85.69％时)，在下道次拉拔前对不锈钢线材进行固溶退火工序，退火温度为1040℃～1080℃；经八道次拉拔后不锈钢线材直径为1.97±0.02mm(也即总减面率达到89.22％)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，其特征在于，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.07～0.17，Si≤0.5，Mn 12.0～15.5，Cr 17～19，Ni 7.0～8.5，N 0.10～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝，其特征在于，由以下质量百分比的合金元素构成：C 0.12～0.17，Si≤0.5，Mn 13.0～14.5，Cr 17～18，Ni 7.5～8.0，N 0.16～0.20，P≤0.05，S≤0.02，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.制造如权利要求1或2所述长疲劳寿命耐腐蚀304M2辐条用不锈钢丝的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：采用皮膜剂对Φ5.5～6.5mm且具有上述合金元素构成的不锈钢线材进行表面皮膜处理，然后在烘干炉烘干，炉温100-150℃，时间0.5-1.0小时；
S2：将不锈钢线材在拉丝机上进行八道次连续拉拔，其中第一道次的减面率控制在24-30％范围内，后续道次的减面率逐次递减，经6-9道次拉拔后，得到半成品，该半成品相对于成品的尺寸预留16-20％的轻拉成品减面率；
S3：采用连续光亮热处理炉，工字轮放线后首先采用清冼剂清洗，然后水洗、吹干进入管式炉，炉温1050℃±10℃，线速度20-30m/分，管内通入氨分解后75％H2、25％N2混合气体保护，出炉后水冷，烘干；
S4：采用拉丝机对步骤S3得到的钢丝进行单道次拉拔，减面率为步骤S2中预留的16-20％，得到辐条用不锈钢丝成品；
在前述S2步骤中，当不锈钢线材直径在某道次拉拔后小于等于2.27mm时，在下道次拉拔前对不锈钢线材进行固溶退火工序，退火温度为1040℃～1080℃；经八道次拉拔后不锈钢线材直径为1.97±0.02mm。
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