CN111979476B - 一种汽车控制线用线材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车控制线用线材及其制造方法，所述线材的化学成分及质量百分比为：[C]0.60％～0.64％，[Si]0.15％～0.25％，[Mn]0.45％～0.60％，[P]≤0.015％，[S]0.0040％～0.015％，[Al]0.0008％～0.0025％，全氧0.0015％～0.0030％，[N]0.0025％～0.0050％，[Ti]0.0002％～0.0010％，其余为铁及不可避免的杂质。制造过程包括冶炼、连铸连轧、钢坯加热、线材轧制及线材冷却过程；本发明通过对线材化学成分和生产工艺的优化设计，使高碳钢线材在0.2mm规格汽车控制线的生产中得以稳定批量应用。
Description
技术领域
本发明涉及线材生产技术领域，尤其涉及一种汽车控制线用线材及其制造方法。
背景技术
随着我国汽车工业的不断发展，对用于生产汽车精密控制线用的高碳钢线材的数量和质量要求逐步提高。汽车控制线是汽车门窗系统、控制系统的重要零部件。作为原料的线材是影响汽车控制线质量的重要因素。因此，需要开发高质量的汽车控制线专用线材以满足金属制品企业的质量要求。
公开号为CN102268596B的中国专利公开了一种“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％，[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。该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％。该专利主要通过对盘条化学成分的优化实现对夹杂物变形性能的控制，以达到降低盘条加工过程断丝率的问题，但其并不适合用于制造汽车控制线。
发明内容
本发明提供了一种汽车控制线用线材制造方法，通过本发明专利的实施，改善和稳定了线材制品的冷加工性能，满足金属制品企业对汽车精密控制线的质量要求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种汽车控制线用线材，所述线材的化学成分及质量百分比为：[C]0.60％～0.64％，[Si]0.15％～0.25％，[Mn]0.45％～0.60％，[P]≤0.015％，[S]0.0040％～0.015％，[Al]0.0008％～0.0025％，全氧0.0015％～0.0030％，[N]0.0025％～0.0050％，[Ti]0.0002％～0.0010％，其余为铁及不可避免的杂质。
所述汽车控制线用线材的制造方法，包括如下步骤：
1)冶炼：钢液经过转炉冶炼后，通过LF炉进行精炼处理，精炼时间不少于35分钟，精炼过程中钢液温度为1510～1590℃，精炼过程进行氩气搅拌，氩气流量为300～600NL/min；
2)钢液精炼后进行连铸和连轧制成方坯，作为线材轧制原料；
3)钢坯加热：对方坯进行加热，加热速度为0.92～1.23min/mm，均热段温度为1060～1125℃；通过高温扩散降低碳、锰元素偏析；方坯出加热炉后进行高压水除磷处理，除磷压力不低于14MPa；
4)线材轧制：除磷后的方坯经粗轧、中轧、预精轧和精轧，然后进行线材吐丝操作；线材吐丝温度控制在880～920℃；
5)线材冷却：吐丝后的线材在辊道上先后进行水浴处理和风冷冷却，水浴处理过程水温控制在96℃～100℃，使线材的金相组织以索氏体组织为主，索氏体含量≥70％，晶粒尺寸控制在10～35μm之间；线材的抗拉强度为940～980MPa，面缩率为45％～55％。
所述线材的直径为5.0～6.0mm。
本发明的有益效果是：通过本发明专利的实施，使高碳钢线材在0.2mm规格汽车控制线的生产中得以稳定批量应用，满足了金属制品企业对汽车精密控制线用高碳钢线材的要求。
具体实施方式
本发明是一种汽车控制线用线材及其制造方法，所述线材的化学成分及质量百分比为：[C]0.60％～0.64％，[Si]0.15％～0.25％，[Mn]0.45％～0.60％，[P]≤0.015％，[S]0.0040％～0.015％，[Al]0.0008％～0.0025％，全氧0.0015％～0.0030％，[N]0.0025％～0.0050％，[Ti]0.0002％～0.0010％，其余为铁及不可避免的杂质。
本发明所述汽车控制线用线的化学成分设计原则如下(按质量百分比计)：
1)线材中的碳含量过低不能满足用户钢丝拉拔时的强度要求，碳含量过高则会增加钢丝生产过程的断丝率、降低汽车控制线的成品质量；因此，本发明中碳含量控制在0.60％～0.64％。
2)硅是高碳钢中主要的脱氧元素，硅含量低将出现钢液脱氧不足；钢中硅含量过高，钢液脱氧后会出现粗大的硅酸盐及杂物，从而降低汽车控制线的成品质量。另外，硅元素使钢的共析转变温度提高，使珠光体在高温区发生转变，不利于汽车控制线的质量控制。因此，本发明中硅含量控制在0.15％～0.25％。
3)锰也是一种提高线材强度的元素；但是锰元素含量过高，导致线材偏析严重，不利于提高线材的冷加工性能。锰元素具有降低钢共析转变温度的作用，导致珠光体组织细化，改善汽车控制线用线材的加工性能。因此本发明中锰含量控制在0.45％～0.60％。
4)磷是钢中有害杂质元素，在不造成其他影响的情况下，其含量越低越好。硫元素一方面是钢中的有害元素，会降低汽车控制线用线材的质量；另外一方面，硫元素可以进入渗碳体中代替部分碳原子，从而使渗碳体更为稳定，防止线材在在精细钢丝拉拔和捻制过程出现分层现象。钢中具有一定的硫含量可以达到抑制钢丝渗碳体分解、提高渗碳体稳定性、进而提高汽车控制线质量的作用。因此，本发明中要求线材[P]≤0.015％，[S]0.0040％～0.015％。
5)氮元素使钢的脆性增加，从而降低汽车控制线的质量。同时，钢中的铝和氮结合形成AlN，能够减轻钢对缺口的敏感性，提高钢丝的服役性能。因此本发明中要求线材氮0.0025％～0.0050％
6)铝是较强的脱氧元素，含量过高将会导致钢中夹杂物的变形性恶化，使钢中出现粗大的Al2O3夹杂物；但是钢中还需要有一定量的铝含量，以改善氧化物夹杂的变形性能。因此，本发明中铝含量控制在0.0008％～0.0025％。
7)线材中全氧含量的控制与铝含量类似，通过一定量的氧，能够提高钢中夹杂物的变形性能，降低汽车控制线用线材的裂纹敏感性，提高汽车控制线的质量。因此本发明中全氧含量控制在0.0015％～0.0030％。
8)线材中的钛会起到强化铁素体的作用，钛含量应该尽量低，以提高汽车控制线的服役性能。同时，钛是较为强烈的氮化物形成元素，在钢中形成细小弥散的钛氮化物质点，起到降低钢丝的裂纹敏感性，提高钢丝加工性能的目的。但是线材中的钛含量不宜过高，防止钢中氮化钛夹杂物尺寸过大恶化钢丝的加工性能。因此本发明中钛含量控制在0.0002％～0.0010％。
本发明所述一种汽车控制线用线材的制造方法，包括如下步骤：
1)冶炼：钢液经过转炉冶炼后，通过LF炉进行精炼处理，精炼时间不少于35分钟，精炼过程中钢液温度为1510～1590℃，精炼过程进行氩气搅拌，氩气流量为300～600NL/min；通过钢液精炼过程促进钢中夹杂物上浮排出钢液。
2)钢液精炼后进行连铸和连轧制成方坯，作为线材轧制原料；
3)钢坯加热：对方坯进行加热，加热速度为0.92～1.23min/mm，均热段温度为1060～1125℃；通过高温扩散降低碳、锰等元素偏析；方坯出加热炉后进行高压水除磷处理，除磷压力不低于14MPa,去除钢坯表面氧化铁皮，防止钢坯表面铁皮轧入线材，造成线材表面缺陷，降低线材的机械加工性能；
4)线材轧制：除磷后的方坯经粗轧、中轧、预精轧和精轧，然后进行线材吐丝操作；线材吐丝温度控制在880～920℃；通过线材较高吐丝温度，提高线材在风冷辊道上的冷却速度，为控制线材最终组织奠定基础。
5)线材冷却：吐丝后的线材在辊道上依次进行水浴处理和风冷冷却，水浴处理过程水温控制在96℃～100℃，使线材的金相组织以索氏体组织为主，索氏体含量≥70％，以利于用户的拉拔加工。线材晶粒尺寸控制在10～35μm之间，过于细小的晶粒尺寸使线材在拉拔过程加工硬化速率过快，易于导致由于分层缺陷而出现的内部裂纹，使汽车控制线服役过程中在反复冲击载荷作用下出现过早疲劳破坏，使汽车控制线的质量降低。过于粗大的晶粒不利于线材的拉拔，也会降低汽车控制线的服役性能。线材抗拉强度在940～980MPa，面缩率在45～55％。通过将线材的强度控制在适当范围，使其具有较高的面缩率，提高线材在钢丝加工过程的变形能力，满足汽车控制线用线材的制造要求。
所述线材的直径为5.0～6.0mm。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，所制造的汽车控制线用线材的化学成分及生产过程参数如下表所示：
注：表中化学成分按质量百分比计。
本发明所述线材主要用于汽车精密控制线用高碳钢丝的生产。通过实践证明，所生产的线材制品能够满足金属制品企业的质量要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种汽车控制线用线材的制造方法，其特征在于，所述线材的化学成分及质量百分比为：[C]0.60％～0.64％，[Si]0.15％～0.25％，[Mn]0.45％～0.60％，[P]≤0.015％，[S]0.0040％～0.015％，[Al]0.0008％～0.0025％，全氧0.0015％～0.0030％，[N]0.0042％～0.0050％，[Ti]0.0002％～0.0010％，其余为铁及不可避免的杂质；
所述汽车控制线用线材的制造方法，包括如下步骤：
1)冶炼：钢液经过转炉冶炼后，通过LF炉进行精炼处理，精炼时间不少于35分钟，精炼过程中钢液温度为1510～1590℃，精炼过程进行氩气搅拌，氩气流量为300～600NL/min；
2)钢液精炼后进行连铸和连轧制成方坯，作为线材轧制原料；
3)钢坯加热：对方坯进行加热，加热速度为0.92～1.23min/mm，均热段温度为1060～1125℃；通过高温扩散降低碳、锰元素偏析；方坯出加热炉后进行高压水除磷处理，除磷压力不低于14MPa；
4)线材轧制：除磷后的方坯经粗轧、中轧、预精轧和精轧，然后进行线材吐丝操作；线材吐丝温度控制在880～920℃；
5)线材冷却：吐丝后的线材在辊道上先后进行水浴处理和风冷冷却，水浴处理过程水温控制在96℃～100℃，使线材的金相组织以索氏体组织为主，索氏体含量≥70％，晶粒尺寸控制在10～35μm之间；线材的抗拉强度为940～980MPa，面缩率为45％～55％。
2.根据权利要求1所述的一种汽车控制线用线材的制造方法，其特征在于，所述线材的直径为5.0～6.0mm。
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