DE1583419C3

DE1583419C3 - Method and device for the heat treatment of steel wires

Info

Publication number: DE1583419C3
Application number: DE19671583419
Authority: DE
Inventors: Richard Allen Bedford Heights; Spare Gordon Thomas Chardon; Ohio Nickola (V.St.A.)
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1966-09-27
Filing date: 1967-09-25
Publication date: 1977-10-20

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Stahldrähten mit weniger als 0,25 mm Durchmesser und bestehend aus einem untereutektoiden Stahl mit mindestens 0,4 % Kohlenstoff, bis zu 0,005 % Phosphor, bis zu 0,005 % Schwefel, bis zu 0,1 % Silizium, bis zu 0,002 % Stickstoff, Rest Eisen und herstellungsbcdingtc Verunreinigungen, zur Erzielung einer Zugfestigkeit von 387 bis 422 kp/ mm², bei dem der Draht kontinuierlich auf eine oberhalb der Umwandlungstcmperatur liegende Temperatur erwärmt und anschließend abgeschreckt wird.The invention relates to a method and a device for the heat treatment of steel wires with a diameter of less than 0.25 mm and consisting of a hypoeutectoid steel with at least 0.4% carbon, up to 0.005% phosphorus, up to 0.005% sulfur, up to 0, 1% silicon, up to 0.002% nitrogen, the remainder iron and manufacturing impurities, to achieve a tensile strength of 387 to 422 kp / mm ² , in which the wire is continuously heated to a temperature above the conversion temperature and then quenched.

Bei der Herstellung hochfester Drähte, die keine Versprödungsstellcn und Gefügebereiche mit Karbideinlagerungen aufweisen, welche die Bruchdehnung des Materials erheblich vermindern, ist es bekannt, die nach dem Austreten des Drahtmaterials aus dem Glühofen durch Lufteinwirkung verursachten nachteiligen Gefügeveränderungen dadurch zu vermeiden, daß der Draht unter Luftabschluß in das Abschreckbad wanden (CH-PS 1 97 653). Es ist bisher aber nicht gelungen, die Abschreckwirkung bei Drähten mit einem Durchmesser von weniger als 0,25 mm und mit einem untereutektoiden Gefüge mit bis zu 0,005 % Phosphor, bis zu 0,005 % Schwefel, bis zu 0,1 % Silizium, bis zu 0,002 % Stickstoff und wenigstens 0,4 % Kohlenstoff so zu gestalten, daß sich ein Drahterzeugnis herstellen läßt, das nicht nur eine außerordentlich hohe Zugfestigkeit von 387 kp/mm² aufweist, sondern auch eine Bruchdehnung, die sich im wesentlichen über die ganze Länge des Drahtes erstreckt.In the production of high-strength wires that have no embrittlement points and structural areas with carbide deposits, which considerably reduce the elongation at break of the material, it is known to avoid the disadvantageous structural changes caused by the action of air after the wire material has emerged from the annealing furnace by keeping the wire in the air in the quenching bath (CH-PS 1 97 653). So far, however, it has not been possible to achieve the quenching effect on wires with a diameter of less than 0.25 mm and a hypoeutectoid structure with up to 0.005% phosphorus, up to 0.005% sulfur, up to 0.1% silicon, up to 0.002 % Nitrogen and at least 0.4% carbon so that a wire product can be produced which not only has an extremely high tensile strength of 387 kp / mm ² , but also an elongation at break which extends essentially over the entire length of the wire extends.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Wärmebehandlung des Stahldrahtes der genannten ArtThe object of the invention is therefore to provide the heat treatment of the steel wire of the type mentioned

ίο so zu gestalten, daß sich die angegebenen Eigenschaften einsteilen.ίο to be designed so that the specified properties schedule.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Draht unmittelbar nach dem Austritt aus dem Glühofen durch eine erste FlüssigkeitskaskadeAccording to the invention, this object is achieved in that the wire immediately after exiting from the annealing furnace through a first liquid cascade

'5 auf 204 bis 371°C abgeschreckt und anschließend in einer zweiten Flüssigkeitskaskade auf 399 bis 566⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur bis zur vollständigen Umwandlung gehalten wird.'5 is quenched to 204 to 371 ° C and then heated in a second fluid cascade to 399-566 ⁰ C and maintained at this temperature until complete conversion.

Durch die schnelle Abkühlung und Erwärmung, die in der Abschreckkammer bzw. Behandlungskammer durch die kaskadenartig auf den Draht herabströmende Behandlungsflüssigkeilen erzielt wird, tritt bei einem Stahl der angegebenen Zusammensetzung eine beträchtliche Erhöhung der Zugfestigkeit ein.Due to the rapid cooling and heating that occurs in the quenching chamber or treatment chamber the treatment liquid wedges cascading down onto the wire is achieved, occurs at a Steel of the specified composition gives a considerable increase in tensile strength.

Zwar ist ebenfalls bereits bekannt, bei unlegierten, untereutektoiden Stählen einen Draht nach Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur des Stahls zunächst auf eine unterhalb der Umwancllungs/.one liegende Temperatur abzuschrekken und danach auf die Umwandlungstcmperatur zu erwärmen und auf diese Temperatur bis zur vollständigen Umwandlung zu halten (OE-PS 2 07 398). Hierbei erfolgen jedoch das Abschrecken und das eigentliche Umwandeln in Warmbädern und nicht unter der Wirkung von kaskadenartig auf den Stahldraht herabströmender Flüssigkeit.It is also already known that in the case of unalloyed, Hypoeutectoid steels a wire after heating to a temperature above the critical temperature of the steel to a temperature below the Umwancllungs / .one lying first and then to heat to the conversion temperature and to this temperature until it is complete Keep conversion (OE-PS 2 07 398). Here, however, the quenching and the actual take place Convert in hot baths and not under the action of cascading on the steel wire flowing down liquid.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei der dem Glühofen eine Abschreckkammer nachgeschaltei ist, in der der warmbehandelte Draht mit einer kaskadenartig herabfallenden Kühlflüssigkeit in intensiven Wärmeaustausch bringbar ist, und an die sich eine Behandlungskammer anschließt, in der der abgeschreckte Draht mit einer kaskadenartig herabfallenden Heizflüssigkeit in intensiven Wärmeaustausch bringbar ist.A device in which the annealing furnace has a quenching chamber is used to carry out the method downstream is in which the heat-treated wire with a cascade-like falling coolant in intensive heat exchange can be brought, and is followed by a treatment chamber in which the Quenched wire with a cascade-like falling heating fluid in intensive heat exchange can be brought.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung dieser Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß der Behandlungskammer ein Tempeiaturhalteolen nachgeschallet ist, in dem der wiedererwärmte Draht auf der Bchandlungstemperatur bis zur vollständigen Gefügeumwandlung in Bainit und Perlit haltbar ist.An expedient embodiment of this device is achieved in that the treatment chamber is a Tempeiaturhaltenolen is nachgeschallet in which the reheated wire at the treatment temperature until the structure is completely transformed into bainite and Perlite is durable.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

Es wurde ein unterculektoider Stahl mit 0,4 % Kohlenstoff, 0,005 % Phosphor, 0,005 % Schwefel, 0.1 % Silizium, 0,002 % Stickstoff, Rest Eisen und herstcllungsbedingic Verunreinigungen in Drahtform kontinuierlich auf etwa 871"C in einem Warmbehandlungsofen erwärmt. Dieser Ofen bildete eine Konstruktion mit Rohren, durch die der Draht in einer Atmosphäre aus gecracklem Ammoniak mit einem Taupunkt —47,9 bis —56,7°C wanderte. Diese Atmosphäre dieme zur Verhinderung der Entkohlung. Nach dem Erwärmen wurde der Draht in eine naheliegende Kaskadenabschreckkammer geleitet, in der seine Temperatur auf unter die Umwandlungszonentemperatur gesenkt wurde. Die verwendete Abschreckflüssigkeit bestand aus einer eutektische!) NaNC)₁ — NaNO;A subculectoid steel with 0.4% carbon, 0.005% phosphorus, 0.005% sulfur, 0.1% silicon, 0.002% nitrogen, the remainder iron and manufacturing-related impurities in wire form was continuously heated to about 871 "C in a heat treatment furnace. This furnace formed a Construction with tubes through which the wire migrated in an atmosphere of cracked ammonia with a dew point of -47.9 to -56.7 ° C. This atmosphere was used to prevent decarburization. in which its temperature was lowered to below the transition zone temperature. The quenching liquid used consisted of a eutectic!) NaNC) ₁ - NaNO;

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of steel wires with a diameter of less than 0.25 mm and consisting of a hypoeutectoid steel with at least 0.4% carbon, up to 0.005% phosphorus, up to 0.005% sulfur, up to 0.1% silicon, up to 0.002% nitrogen, remainder iron and production-related impurities, to achieve a tensile strength of 387 to 422 kp / mm ² , at which the wire is continuously heated to a temperature above the transformation temperature and then quenched and drawn, characterized in that the wire is quenched immediately after exiting the annealing furnace through a first fluid cascade to 204-371 ⁰ C and then heated in a liquid /.weilen cascade on 399-566 ³ C, and is kept at this temperature until complete conversion. *

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that the Annealing furnace a quenching chamber with a cascade-like falling cooling liquid and a second treatment chamber are connected downstream, in each of the chambers one of the heat exchange serving liquid cascade is provided.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the second treatment chamber is followed by a temperature holding furnace.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the quenching chamber and the Each treatment chamber has a container filled with liquid, over which there is a bowl is located, the treatment liquid continuously runs in, which over the edges of the bowl in the The container below flows from which it can be pumped back to the shell by a feed pump is, and that through the line of fall of the treatment liquid, the heat-treated wire ! ■ is impracticable.