CZ284142B6 - Tepelné zpracování ocelového drátu - Google Patents
Tepelné zpracování ocelového drátu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ284142B6 CZ284142B6 CS922243A CS224392A CZ284142B6 CZ 284142 B6 CZ284142 B6 CZ 284142B6 CS 922243 A CS922243 A CS 922243A CS 224392 A CS224392 A CS 224392A CZ 284142 B6 CZ284142 B6 CZ 284142B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cooling
- period
- steel wire
- water
- air
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 141
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 55
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 9
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- -1 AQUAQUENCH 110 Chemical compound 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/64—Patenting furnaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Abstract
Ochlazování alespoň jednoho ocelového drátu (10) o průměru menším než 2,8 mm je střídavě prováděno blánovým varem ve vodní lázni (14, 16) během jedné nebo více period vodního ochlazování a ve vzduchu během jedné nebo více period vzduchového ochlazování. Perioda vodního ochlazování bezprostředně následuje periodu vzduchového ochlazování a naopak. Počet period vodního ochlazování, počet period vzduchového ochlazování, délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování jsou vybrány tak, aby se předešlo tvorbě martensitu nebo bainitu.ŕ
Description
Vynález se týká způsob ohřevu a následujícího ochlazování alespoň jednoho ocelového drátu. Příkladem takového způsobu je austenitizace ocelového drátu a jeho následné ochlazování, umožňující transformaci austenitu na perlit.
Dosavadní stav techniky
Výraz ocelový drát zde odpovídá širokému rozsahu drátů z uhlíkaté oceli, u kterých může nastat transformace austenitu na perlit. Takový typ oceli může mít následující složení (v % hmotnostních): obsah uhlíku 0,10 až 0,90 %, přednostně 0,60 až 0,85 %, obsah manganu 0,30 až 1,50%, obsah křemíku 0,10 až 0,60%, maximální obsah síry a fosforu 0,05%. Mohou být přítomny také další prvky, jako chrom, nikl, vanad, bor, hliník, měď, molybden, titan, a to buď samostatně, nebo ve vzájemné kombinaci. Doplňkem do 100 % je vždy železo.
Postup s ohřevem ocelového drátu nad austenitizační teplotu a s následujícím ochlazením na teplotu mezi 500 °C a 680 °C, umožňující transformaci austenitu na perlit, je obecně známý a obvykle se nazývá patentování. Patentování se provádí pro získání meziproduktu drátu (tzv. polotovar na rozdíl od finálního produktu) s takovou strukturou kovu, která bez potíží umožňuje další tažení. Přesná struktura kovu patentovaného ocelového drátu jakožto drátového meziproduktu určuje nejen, zda v průběhu následujícího tažení drátu nastane nebo nenastane lom drátu, ale také do značné míry určuje mechanické vlastnosti výsledného ocelového drátu při jeho konečném průměru.
Podmínky transformace musí být při tomto zpracování takové, aby nenastala tvorba martenzitu nebo bainitu, byť i jen v lokálních bodech na povrchu ocelového drátu. Na druhé straně nesmí být struktura kovu patentovaného ocelového drátu příliš měkká, tj. nesmí být přítomna příliš hrubá struktura perlitu nebo příliš velké množství feritu, neboť s takovou strukturou se nikdy nedosáhne požadované meze pevnosti v tahu při konečném průměru ocelového drátu.
Je zřejmé, že druhý krok patentovacího postupu, tj. ochlazování či transformace, je velmi kritický. Rozmezí teplot a rychlost ochlazování musí být takové, aby se získal požadovaný drátový produkt.
Dosavadní stav techniky nabízí množství způsobů jak transformaci provést, každý z těchto způsobů má však závažné nevýhody.
Transformace může probíhat v olověné lázni nebo v solné lázni. Tyto postupy mají výhodu v tom, že v patentovaném ocelovém drátu vytvoří správnou kovovou strukturu. Oba však vyžadují značné provozní náklady. Navíc oba postupy působí značné problémy z hlediska životního prostředí. Unášené olovo pak působí problémy s kvalitou v následujících krocích zpracování ocelového drátu.
Transformace může být také uskutečněna ve fluidizovaném loži. Fluidizované lože může rovněž dát patentovanému ocelovému drátu správnou kovovou strukturu. Investice, potřebné na zařízení s fluidizovaným ložem, jsou velmi vysoké a provozní náklady jsou dokonce vyšší než u olověné lázně. Navíc zařízení s fluidizovaným ložem může představovat řadu problémů s jeho údržbou.
Transformace austenitu na perlit může být také uskutečňována ve vodní lázni. Vodní lázeň má výhodu v nízkých investičních a provozních nákladech. Patentování ve vodě však může přinést
- 1 CZ 284142 B6 problémy při patentování drátů o průměrech menších než 2,8 mm a pro průměry menší než asi
I, 8 mm se může stát zcela nemožným.
Podstata vynálezu
Cílem vynálezu je předejít nevýhodám dosavadního stavu techniky.
Dalším cílem vynálezu je nabídnout způsob transformace s nízkými investičními a provozními io náklady, který nevyžaduje přílišnou údržbu.
Dalším cílem vynálezu je navrhnout postup transformace, který dává patentované ocelové dráty se správnou a pravidelnou kovovou strukturou.
Ještě dalším cílem vynálezu je navrhnout postup, který je vhodný pro transformaci austenitu na perlit při ochlazování ocelových drátů o průměru menším než 2,8 mm, případně o průměru menším než 1,8 mm.
Předložený vynález se týká způsobu ohřevu a následujícího ochlazování alespoň jednoho 20 ocelového drátu. Ocelový drát má průměr menší než 2,8 mm, případně menší než 2,3 mm nebo menší než 1,8 mm. Ochlazování se provádí střídavě blánovým varem ve vodě během nejméně dvou period vodního ochlazování a vzduchem během nejméně jedné periody vzduchového ochlazování. Perioda vodního ochlazování následuje bezprostředně po periodě vzduchového ochlazování a naopak. Počet period vodního ochlazování, počet period vzduchového ochlazo25 vání, délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování se volí tak, aby nenastala tvorba martenzitu nebo bainitu.
Výraz blánový var odpovídá stavu chlazení pomocí vody, během kterého je ocelový drát obklopen spojitou a stabilní tenkou vrstvou páry. Tento stav se vyznačuje pravidelným a poměr30 ně pomalým ochlazováním.
Stav blánového varu je třeba odlišovat od dalších dvou stavů, které mohou během vodního ochlazování nastat:
I. stav částicového varu, kdy stabilní parní vrstva zmizí a ochlazování je rychlé a nepravidelné;
II. stav ochlazování vedením, kdy je voda v přímém dotyku s ocelovými dráty.
Ve způsobu podle vy nálezu je nutné se stavům I a II vyhnout.
Výraz voda odpovídá vodě, do které mohou být přidána aditiva. Aditiva mohou zahrnovat povrchově aktivní látky, jako mýdlo nebo polyvinylalkohol, a polymerové kalicí přípravky, jako alkalické polyakryláty nebo polyakrylát sodný (např. AQUAQUENCH 110, viz např. K. J. Mason a T. Griffin; The Use of Polymer Quenchants for the Patenting of High-carbon Steel 45 Wire and Rod, in: Heat Treatment of Metals, 1982. 3, str. 77-83). Aditiva jsou používána ke zvýšení tloušťky a stability parní vrstvy, vytvořené kolem ocelového drátu.
Přednostně se teplota vody pohybuje nad 80 °C, případně nad 85 °C a nejlépe nad 90 °C, například kolem 95 °C. Čím vyšší je teplota vody, tím je vrstva páry kolem ocelového drátu 50 stabilnější.
Vodní ochlazování se příhodně uskutečňuje ve vodní lázni, kterou ocelový drát nebo ocelové dráty procházejí po přímé vodorovné dráze. Lázeň je obvykle přepadového typu.
. i CZ 284142 B6
Výraz vodní lázeň odpovídá jednak úplné lázni, chápané jako celek, a jednak té části úplné vodní lázně, ve které je potopen ocelový drát.
Rozměry vodní lázně je možné přizpůsobit počtu ocelových drátů, takže, s výjimkou startovací fáze, není nutné do vodní lázně dodávat energii, protože energie, dodávaná horkými ocelovými dráty, postačí k udržování vody na odpovídající teplotě. Tím se značně omezují provozní náklady.
Další výhody a fungování vynálezu mohou být vysvětleny následujícím způsobem:
Tepelný obsah drátu je úměrný jeho objemu, a objem je úměrný hodnotě d2, kde d je průměr drátu:
Tepelný obsah = Ci . d2
Povrch drátuje úměrný jeho průměru d:
Povrch = C2. d
Z toho vyplývá, že rychlost ochlazování, která je úměrná povrchu a nepřímo úměrná tepelnému obsahuje nepřímo úměrná průměru d :
Ochlazovací rychlost = (C2. d) / (Ci . d2) = C3/d
Čím je tedy průměr menší, tím větší je rychlost ochlazování a tím větší je příležitost pro tvoření martenzitu nebo bainitu.
Tím se stává transformace ochlazováním ve vodě obtížněji zvládnutelná pro dráty o průměru menším než 2,8 mm a pro dráty o průměrech pod asi 1,8 mm se stává zcela nemožnou. Rychlost ochlazování, dokonce i při blánovém varu, je tak vysoká, že dojde k minutí nosu mezní křivky přeměny v diagramu S. Výsledkem je vytvoření martenzitu.
Vynález umožňuje patentování ocelových drátů s průměrem menším než 2,8 mm, případně i ocelových drátů s průměrem pod 1,8 mm (1,5 mm, 1,2 mm, 0,8 mm) zmírněním celkové rychlosti ochlazování. Ochlazování blánovým varem ve vodě je střídáno vzduchovým ochlazováním.
Po ohřátí ocelového drátu nad austenitizační teplotu následuje ochlazování, které zahrnuje předtransformační etapu, transformační etapu a potransformační etapu.
Počet period vodního ochlazování a počet period vzduchového ochlazování v předtransformační etapě a délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování během předtransformační etapy se přednostně volí tak, že přeměna austenitu na perlit začíná při teplotě mezi 550 °C až 650 °C, což umožní získat patentovaný ocelový drát s odpovídajícími mechanickými vlastnostmi.
Obvykle sestává předtransformační fáze pouze zjedné periody vodního ochlazování a pouze z jedné následující periody vzduchového ochlazování. Během periody vodního ochlazování je ocelový drát ochlazován zpočátku rychle a toto rychlé ochlazování je zpomaleno během periody vzduchového ochlazování, takže k vstupu do nosu křivky S transformace dojde v odpovídajícím místě.
-·»
- J CZ 284142 B6
V transformační etapě se počet period vodního ochlazování a počet period vzduchového ochlazování, délka period vodního ochlazování a délka period vzduchového ochlazování volí tak, že ohřev ocelového drátu vlivem rekalescence je omezen na maximálně 75 °C nad teplotu začátku transformace, případně na maximálně 50 °C a přednostně na maximálně 30 °C. Tím se předejde příliš měkké struktuře patentovaného ocelového drátu. Čím více může být ohřívání ocelového drátu vlivem rekalescence omezeno, tím lépe.
Pro ocelové dráty o průměru kolem 1,8 mm a větším může transformační etapa sestávat z pouze jedné periody vodního ochlazování bez periody vzduchového ochlazování. Úplná transformace austenitu na perlit se uskutečňuje ve vodní lázni. Ochlazování v potransformační etapě může být uskutečněno vzduchem.
Pro dráty o průměru podstatně menším než 1,8 mm může být vodní ochlazování během transformace příliš rychlé, takže i přes rekalescenční ohřev vzniká nebezpečí tvorby bainitu nebo martenzitu. V takovém případě musí být perioda vodního ochlazování nahrazena periodou vzduchového ochlazování a transformační etapa může například sestávat nejprve z periody vzduchového ochlazování následované periodou vodního ochlazování a ta opět následovaná periodou vzduchového ochlazování.
V extrémních případech velmi malých průměrů nemusí dokonce existovat potřeba periody vodního ochlazování během transformační etapy. Pro omezení ohřevu vlivem rekalescence během transformační etapy postačí pouze ochlazování vzduchem.
Před nuceným vzduchovým ochlazováním je dávána přednost jednoduchému ochlazování v okolním vzduchu.
Po zpracování patentováním může být ocelový drát zpracováván v dalších krocích výrobního postupu.
Jestliže má být ocelový drát použit jako výztuž elastomerových materiálů, jako je pryž, může následovat:
I. pokovení mosaznou nebo zinkovou slitinou;
II. tažení za studená na konečný průměr menší než 0,60 mm, případně menší než 0,40 mm nebo 0,30 mm;
III. splétání ocelových drátů do ocelového kordu;
IV. uložení ocelového kordu do elastomerového materiálu, jako je vrstva pneumatiky (nárazník, nebo kostra), pryžová hadice, vrstva dopravníkového pásu nebo vrstva rozvodového pásu.
Podle první alternativy uskutečnění vynálezu se počet period vodního ochlazování, počet period vzduchového ochlazování, délka každé etapy vodního ochlazování a délka každé etapy vzduchového ochlazování volí tak, že je sledována předem stanovená ochlazovací křivka, tj. křivka závislosti teplota - čas.
V předtransformační etapě se počet period vodního ochlazování a počet period vzduchového ochlazování a délka každé etapy vodního ochlazování a délka každé etapy vzduchového ochlazování volí tak, aby byla dosažena předem určená průměrná rychlost ochlazování.
V transformační etapě se počet period vodního ochlazování (jestliže jsou nějaké) a počet period vzduchového ochlazování (jestliže jsou nějaké) a délka každé etapy vodního ochlazování a délka
-4 CZ 284142 B6 každé etapy vzduchového ochlazování volí tak, aby se dosáhlo v podstatě izotermické transformace.
Podle druhé alternativy uskutečnění vynálezu se počet period vodního ochlazování, počet period vzduchového ochlazování, délka každé etapy vodního ochlazování a délka každé etapy vzduchového ochlazování volí tak, aby byly dosaženy předem stanovené mechanické vlastnosti (pevnost v tahu atd.) ocelového drátu.
Přehled obrázků na výkresu
Vynález bud dále vysvětlen s pomocí připojených obrázků. Na obr. 1 je ochlazovací křivka, dosahovaná způsobem podle vynálezu. Obr. 2, 3 a 4 schematicky znázorňují uskutečnění postupů podle vynálezu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Obr. 1 znázorňuje ochlazovací křivky 1 - 4 v tak zvaném diagramu S. Čas je vynesen na ose úseček a teplota tvoří pořadnice. S je křivka, která označuje počátek transformace austenitu A na perlit P, zatímco E je křivka, která označuje konec této transformace.
Ocelový drát o průměru kolem 1,50 mm, který je ochlazován blánovým varem v přetokové vodní lázni, sleduje jak plnou čáru, tak následně tečkovanou čáru ochlazovací křivky 1. Tečkovaná čára ochlazovací křivky 1 míjí křivku S začátku transformace.Výsledkem je ocelový drát s martenzitickou strukturou.
Aby se tomuto způsobem podle vynálezu zamezilo, je blánový var přerušen po první periodě vodního ochlazování tt a drát je během druhé periody t? ochlazován v okolním vzduchu. Přednostně je v předtransformační etapě pouze jedna perioda vodního ochlazování a pouze jedna perioda vzduchového ochlazování, ačkoliv může být i více period vodního ochlazování a vzduchového ochlazování. Délka první periody vodního ochlazování a druhé periody vzduchového ochlazování se volí tak, aby ochlazovací křivka vstoupila do nosu křivky transformace v odpovídajícím místě, např. mezi 550 °C a 650 °C. Transformace probíhá ve vodní lázni během další periody tj vodního ochlazování. Křivka 3 je ochlazovací křivka během transformace. Další ochlazování probíhá na vzduchu a je znázorněno ochlazovací křivkou 4.
Obr. 2 schematicky znázorňuje provedení způsobu podle vynálezu. Ocelový drát 10 s obsahem 0,80 % uhlíku a s průměrem 1,50 mm je veden z pece 12 při teplotě asi 1000 °C. Rychlost drátu je kolem 24 m/min. První vodní lázeň 14 přetokového typu je umístěna hned za pecí 12. Délka h první vodní lázně je 0,8 mm. Ocelový drát 10 opouští vodní lázeň 14 a je veden okolním vzduchem v délce U - 0,7 m. Ocelový drát je dále veden doplňkovou vodní lázní 16 o délce I3 0,3 m. Po opuštění doplňkové vodní lázně 16 je ocelový drát 10 ochlazován okolním vzduchem.
Na obr. 3 je znázorněno další provedení způsobu podle vynálezu. Hlavní rozdíl proti provedení podle obr. 2 je v tom, že je zde použita pouze jedna vodní lázeň 14 místo oddělených vodních lázní. Po první periodě vodního ochlazování ve vodní lázni 14 o první délce h je ocelový drát JO veden pomocí kladek 20 ven z lázně do okolního vzduchu během druhé periody vzduchového ochlazování o druhé délce I2· Následně je ocelový drát 10 opět veden do stejné vodní lázně 14 pomocí kladek 20. Ocelový drát 10 probíhá vodní lázní po třetí délce I3 během další periody vodního ochlazování, během které se uskutečňuje vlastní transformace. Po dokončení transformace ocelový drát 10 opustí vodní lázeň 14 a je dále ochlazován na vzduchu.
-5CZ 284142 B6
Výhodou provedení podle obr. 3 je potřebnost pouze jediné vodní lázně a střídání ochlazování vodou a vzduchem je uskutečněno prostřednictvím instalace kladek 20 na odpovídajících místech. Toto provedení umožňuje velkou flexibilitu, zvláště vícedrátových zařízení. Mohou být současně patentovány ocelové dráty s různými průměry. Je k dispozici pouze jedna lázeň, ale pro každou skupinu drátů jsou vodicí kladky umístěny na odpovídajících místech v lázni a nad vodní lázní.
Obr. 4 schematicky znázorňuje dvě další provedení vynálezu, použitá pro patentování ocelových drátů s průměrem podstatně menším než 1,5 mm.
V prvním provedení je pouze malá vodní lázeň 16' pro transformační etapu. Transformace začala probíhat již před tím, než ocelový drát dosáhne této doplňkové lázně 16'. Účelem vodní lázně 16' je omezit ohřátí drátu působením rekalescence. Konec transformační etapy se uskutečňuje na vzduchu.
Ve druhém provedení jsou v transformační etapě tři poměrně malé vodní lázně 16, 17 a 18. Transformace začíná na vzduchu před vodní lázní 162. Vlivem malého průměru drátu probíhá ochlazování blánovým varem příliš rychle. Aby se předešlo tvoření bainitu, je vodní ochlazování následně vystřídáno vzduchovým ochlazováním. Vlivem rekalescence teplota drátu stoupá. Toto zvýšení je však omezeno blánovým varem ve vodní lázni 17. Rychlé ochlazování ve vodě je opět zpomaleno vzduchových ochlazováním. Třetí vodní lázeň je použita k omezení ohřevu, který může být vyvolán rekalescencí během předchozí periody vzduchového ochlazování. Jakmile je zvyšování teploty pod kontrolou, může další ochlazování probíhat na vzduchu.
Ocelový drát byl podroben následující zkoušce, přičemž
- uhlíkový ekvivalent (= % C + 0,3 . % Mn - 0,40): 0,84 %;
- průměr drátu při patentování: 1,70 mm;
- podmínky patentování:
- teplota pece : 1000 °C,
- teplota vodních lázní: 92 °C,
- doba t) ochlazování v první vodní lázni: 2,3 s,
- doba t2 ochlazování na vzduchu mezi vodními lázněmi: 1,9 s,
- doba t3 ochlazování ve druhé vodní lázni: 0,9 s;
- konečný průměr drátu : 0,30 mm.
Následující tabulka obsahuje zjištěné výsledky.
| vzorek | Rm N/mm2 | Ag % | Nt | Nb |
| 1 | 3150 | 0,68 | 68,8 | 16,2 |
| 2 | 3209 | 0,65 | 71,2 | 15,0 |
| 3 | 3199 | 0,63 | 69,4 | 14,8 |
| 4 | 3206 | 0,59 | 64,8 | 14,8 |
| 5 | 3215 | 0,71 | 68,6 | 13,0 |
| 6 | 3213 | 0,72 | 66,4 | 14,2 |
| 7 | 3196 | 0,67 | 68,0 | 12,2 |
| 8 | 3197 | 0,70 | 66,6 | 13,4 |
| 9 | 3189 | 0,61 | 66,2 | 13,2 |
| 10 | 3211 | 0,55 | 68,0 | 13,8 |
-6CZ 284142 B6 kde:
Rn, je pevnost drátu v tahu při jeho konečném průměru, Ag je zbytkové protažení při maximálním zatížení, Nb je počet ohybů a Nt je počet krutů.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (14)
1. Způsob tepelného zpracování ohřevem a následným ochlazováním nejméně jednoho ocelového drátu o průměru menším než 2,8 mm, vyznačující se tím, že ochlazování se provádí střídavě blánovým varem ve vodě během nejméně dvou period vodního ochlazování a na vzduchu během nejméně jedné periody vzduchového ochlazování, přičemž perioda vodního ochlazování bezprostředně následuje po periodě vzduchového ochlazování a naopak a délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování je kratší než doba, potřebná k tvorbě martenzitu nebo bainitu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že drát se ohřeje nad austenitizační teplotu a ochlazování se provádí v předtransformační etapě, transformační etapě a potransformační etapě, přičemž předtransformační etapa obsahuje nejméně jednu periodu vodního ochlazování a nejméně jednu periodu vzduchového ochlazování a počet period vodního ochlazování a počet period vzduchového ochlazování v předtransformační etapě a délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování se nastaví tak, že přeměna austenitu na perlit začíná při teplotě mezi 550 °C a 650 °C.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující sestává zjedné periody vodního ochlazování a ochlazování.
se tím, že předtransformační etapa zjedné následující periody vzduchového
4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že počet period vodního ochlazování a počet period vzduchového ochlazování během transformační etapy a délka každé periody vodního ochlazování a délka každé periody vzduchového ochlazování během transformační etapy se volí tak, že ohřev ocelového drátu působením rekalascence je omezen na maximálně 75 °C nad teplotu začátku transformace.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se zjedné periody vodního ochlazování.
tím, že transformační etapa sestává
6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, zjedné periody vzduchového ochlazování.
že transformační etapa sestává
7. Způsob podle nároku 4, vyznačující tím, že transformační etapa sestává zjedné periody vodního ochlazování, jedné předcházející periody vzduchového ochlazování a jedné následující periody vzduchového ochlazování.
8. Způsob podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že vzduchové ochlazování se provádí v okolním vzduchu.
9. Způsob podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že ocelový drát se následně pokovuje mosaznou slitinou.
10. Způsob podle nároků 1 až 8. vyznačující se následně pokovuje slitinou zinku.
11. Způsob podle nároků 1 až 10, vyznačující se tí 5 zpracovává tažením na průměr menší než 0,50 mm.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, s dalšími ocelovými dráty do ocelového kordu.
io
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, jako výztužný materiál do elastomemího materiálu.
tím, že ocelový drát se m , že ocelový drát se dále že ocelový drát se dále splétá že ocelový kord se ukládá
14. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím jako výztužný materiál do elastomemího materiálu.
že ocelový drát se ukládá
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP91201917 | 1991-07-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ224392A3 CZ224392A3 (en) | 1993-02-17 |
| CZ284142B6 true CZ284142B6 (cs) | 1998-08-12 |
Family
ID=8207796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS922243A CZ284142B6 (cs) | 1991-07-22 | 1992-07-17 | Tepelné zpracování ocelového drátu |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6228188B1 (cs) |
| EP (1) | EP0524689B1 (cs) |
| JP (1) | JP3517252B2 (cs) |
| CN (1) | CN1049011C (cs) |
| AU (1) | AU652063B2 (cs) |
| BR (1) | BR9202789A (cs) |
| CZ (1) | CZ284142B6 (cs) |
| DE (1) | DE69215992T2 (cs) |
| ES (1) | ES2097858T3 (cs) |
| HU (1) | HU216175B (cs) |
| SK (1) | SK224392A3 (cs) |
| ZA (1) | ZA924360B (cs) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999006628A1 (en) * | 1997-07-29 | 1999-02-11 | N.V. Bekaert S.A. | Steel cord for protection plies of pneumatic tyres |
| CN1081674C (zh) * | 1999-05-05 | 2002-03-27 | 上海银淞特种金属制品有限公司 | 模具顶杆钢丝及其制造工艺 |
| BE1014869A3 (fr) | 2002-06-06 | 2004-05-04 | Four Industriel Belge | Dispositif de refroidissement et/ou de rincage de fils et/ou |
| BE1014868A3 (fr) | 2002-06-06 | 2004-05-04 | Four Industriel Belge | Procede et dispositif de patentage de fils d'acier |
| US8506878B2 (en) | 2006-07-14 | 2013-08-13 | Thermcraft, Incorporated | Rod or wire manufacturing system, related methods, and related products |
| US20080011394A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Tyl Thomas W | Thermodynamic metal treating apparatus and method |
| US8168011B2 (en) | 2006-10-12 | 2012-05-01 | Nippon Steel Corporation | High-strength steel wire excellent in ductility and method of manufacturing the same |
| PT2271779T (pt) | 2008-04-30 | 2018-05-23 | Bekaert Sa Nv | Filamento de aço de patentagem em bismuto |
| JP5440203B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2014-03-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炭素熱延鋼板の製造方法 |
| AT509356B1 (de) | 2010-02-04 | 2011-12-15 | Cpa Comp Process Automation Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum wärmebehandeln von stahldrähten |
| CN101864515B (zh) * | 2010-02-10 | 2012-10-17 | 马鞍山市华利德海川科技有限公司 | 钢丝电加热热处理装置及方法 |
| BR112013015116B1 (pt) | 2010-12-23 | 2019-03-19 | Nv Bekaert Sa | Processos para fabricar um fio de aço, uso, e, instalação para fabricar um fio de aço |
| PL2951327T3 (pl) | 2013-02-01 | 2020-09-07 | Nv Bekaert Sa | Wymuszone chłodzenie wodą drutów z grubej stali |
| FR3017882B1 (fr) | 2014-02-21 | 2016-03-11 | Michelin & Cie | Procede de traitement thermique d'un element de renfort en acier pour pneumatique |
| DE102016201936A1 (de) * | 2016-02-09 | 2017-08-10 | Schwartz Gmbh | Wärmebehandlungsverfahren und Wärmebehandlungsvorrichtung |
| CN105950854A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-09-21 | 安庆潜江电缆有限公司 | 一种电缆用铜线单排退火机 |
| US20190338390A1 (en) * | 2017-01-12 | 2019-11-07 | Nv Bekaert Sa | Method and equipment for controlled patenting of steel wire |
| CN109338063A (zh) * | 2018-11-10 | 2019-02-15 | 江苏兴达钢帘线股份有限公司 | 一种改善热处理钢丝金相组织的控制方法 |
| WO2024251972A1 (en) | 2023-06-09 | 2024-12-12 | Nv Bekaert Sa | Isothermal patenting of steel wires |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2756169A (en) * | 1950-10-19 | 1956-07-24 | John A Roebling S Sons Corp | Method of heat treating hot rolled steel rods |
| US3669762A (en) * | 1969-09-18 | 1972-06-13 | Sumitomo Electric Industries | Method for heat-treating of hot rolled rods |
| US3735966A (en) | 1971-06-07 | 1973-05-29 | Schloemann Ag | Method for heat treating steel wire rod |
| FR2300810A1 (fr) * | 1975-02-14 | 1976-09-10 | Four Ind Belge | Procede et dispositif de patentage de fils d'acier |
| GB8505811D0 (en) | 1985-03-06 | 1985-04-11 | Bekaert Sa Nv | Induction heating |
| LU85874A1 (fr) | 1985-04-29 | 1986-11-05 | Bekaert Sa Nv | Procede de fabrication de tuyau a haute resistance a la pression et a la fatigue et tuyau ainsi obtenu |
| GB8523882D0 (en) * | 1985-09-27 | 1985-10-30 | Bekaert Sa Nv | Treatment of steel wires |
| JP2593207B2 (ja) | 1987-10-15 | 1997-03-26 | ブリヂストンメタルファ株式会社 | ゴム製品補強用高強力鋼線およびスチールコード |
| BE1004285A6 (fr) * | 1989-07-03 | 1992-10-27 | Centre Rech Metallurgique | Procede et dispositif de refroidissement continu d'un fil d'acier trefile. |
-
1992
- 1992-06-15 ZA ZA924360A patent/ZA924360B/xx unknown
- 1992-07-16 ES ES92202175T patent/ES2097858T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-16 DE DE69215992T patent/DE69215992T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-16 EP EP92202175A patent/EP0524689B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-17 CZ CS922243A patent/CZ284142B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1992-07-17 JP JP21363292A patent/JP3517252B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-17 SK SK2243-92A patent/SK224392A3/sk not_active IP Right Cessation
- 1992-07-21 HU HUP9202390A patent/HU216175B/hu not_active IP Right Cessation
- 1992-07-21 AU AU20449/92A patent/AU652063B2/en not_active Ceased
- 1992-07-21 CN CN92108667A patent/CN1049011C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-21 BR BR929202789A patent/BR9202789A/pt not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-07-22 US US08/278,910 patent/US6228188B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ224392A3 (en) | 1993-02-17 |
| DE69215992T2 (de) | 1997-04-03 |
| EP0524689A1 (en) | 1993-01-27 |
| JP3517252B2 (ja) | 2004-04-12 |
| HUT62945A (en) | 1993-06-28 |
| CN1049011C (zh) | 2000-02-02 |
| JPH05195083A (ja) | 1993-08-03 |
| CN1069071A (zh) | 1993-02-17 |
| AU652063B2 (en) | 1994-08-11 |
| AU2044992A (en) | 1993-01-28 |
| SK280740B6 (sk) | 2000-07-11 |
| EP0524689B1 (en) | 1996-12-18 |
| BR9202789A (pt) | 1993-03-23 |
| ES2097858T3 (es) | 1997-04-16 |
| SK224392A3 (en) | 2000-07-11 |
| ZA924360B (en) | 1993-03-31 |
| US6228188B1 (en) | 2001-05-08 |
| HU216175B (hu) | 1999-04-28 |
| DE69215992D1 (de) | 1997-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ284142B6 (cs) | Tepelné zpracování ocelového drátu | |
| US3231432A (en) | Process for the quenching of hot rolled rods in direct sequence with rod mill | |
| US2756169A (en) | Method of heat treating hot rolled steel rods | |
| US6596098B1 (en) | Wire rod for high-fatigue-strength steel wire, steel wire and method of producing the same | |
| JPH08132128A (ja) | ゴム補強用高抗張力スチールワイヤの製造法 | |
| US3669762A (en) | Method for heat-treating of hot rolled rods | |
| CS199613B2 (en) | Process for thermal treatment of hot rolling steal bars | |
| US4142919A (en) | Manufacture of elongated bodies of high strength carbon steel | |
| EP3568500B1 (en) | Lead-free patenting process | |
| JP3965010B2 (ja) | 高強度直接パテンティング線材およびその製造方法 | |
| US4360390A (en) | Method for direct heat treating austenitic stainless steel wire rod | |
| CN113832331A (zh) | 一种金属丝制备加工工艺 | |
| WO2014118089A1 (en) | Forced water cooling of thick steel wires | |
| EP0182023B1 (en) | Method and apparatus for heat treatment of steel rods | |
| US4314860A (en) | Method for direct heat treating hot rolled steel wire rod | |
| DE102016011047A1 (de) | Flexible Wärmebehandlungsanlage für metallisches Band in horizontaler Bauweise | |
| Yoshie et al. | New wire rods produced by inline heat treatment | |
| RU2116360C1 (ru) | Способ термической обработки протяжных изделий и установка для его реализации | |
| JPH0160532B2 (cs) | ||
| JP2549968B2 (ja) | めっき付き高抗張力スチールワイヤの製造法 | |
| CZ20004844A3 (cs) | Způsob tepelného zpracování drátu | |
| SU1057562A2 (ru) | Способ обработки катанки | |
| CN120555873A (zh) | 一种超高强桥梁缆索用热轧盘条及其生产方法 | |
| JPS6227127B2 (cs) | ||
| JPS6056212B2 (ja) | 伸線性、デスケ−ル性に優れた高強度、高靭性直接熱処理鋼線材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20110717 |