DE2104771A1 - Process for making high strength, thin steel wire - Google Patents

Process for making high strength, thin steel wire

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Ingemar Gustaf Terje Jarleborg Martin Holger Tarnblom Stig Goran Harry Fagersta Hallstrom (Schweden)
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Description

FAGEBSIi. BHtIKS AKSIEBOMG Fägersta / SchwedenFAGEBSIi. BHtIKS AKSIEBOMG Fägersta / Sweden

Verfahren zum Herstellen von hochfestem, dünnenMethod of making high-strength, thin

Die Erfindung betrifft ein Verfahren■zum Herstellen Tön ' hochfestem, dünnem Stahldraht, wie er für die Armierung von Reifen und Schläuchen für Jedem und Spezialdrahtselle geeignet ist, in Abmessungen bis zu 1,0 mm aus einem beruhigten, niedriglegierten Stahl, der 0,01 bis 0,06$ C, bis zu 156 SI, 0,25 bis 6% Mn, bis zu 0,30# Hb, bis zu Ο,Ο35έ ίΤ, bis zu 0,2# Al, bis zu 0,5% Zr, bis zu 0,30$ V, und bis zu 0,5$ (Ei enthält. Das Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung von Seildraht, Federdraht und Einlagedraht für Reifen.The invention relates to a method ■ for producing Tön 'high-strength, thin steel wire, as it is suitable for the reinforcement of tires and hoses for everyone and special wire selle, in dimensions up to 1.0 mm from a killed, low-alloy steel that is 0.01 up to 0.06 $ C, up to 156 SI, 0.25 to 6% Mn, up to 0.30 # Hb, up to Ο, Ο35έ ίΤ, up to 0.2 # Al, up to 0.5% Zr , up to $ 0.30 V, and up to $ 0.5 (Eg contains. The process is particularly suitable for the manufacture of rope wire, spring wire and inlay wire for tires.

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Bei der Herstellung von hochfesten, dünnen Drähten, z.B. von Drähten zur Verstärkung yon Reifen, wird normalerweise ein lEohlenstoffstahl verwendet, welcher 0,70# C, 0,20£ Si und 0,605έ Mn enthält. Tor jedem im Laufe des Ziehprozesses durchgeführten Ziehvorlfang erfolgt eine kontinuier liche tärakebehandlung des Drahte in.zwei Stufen. Diese Behandlung, der siech der gewalzte Ausgjangsäraht unterworfen wird, wird als "Patentierung" bezeichnet. £ei ihr Wird der Draht oberhalb von I^ bei 900 bis 95Ö°O austenitislert rtaä unmittelbar darauf bei einer !Eeeperetur von etwa 5OtJ0C Umgewandelt. Die Jtastettitieierung erfolgt meistens in eine* kontinuierlichen Durchlaufofen, in dem die ItaoSphäre aus Luft oder Verbrennungsgas besteht. Die Umwandlung erfolgt dabei in einem Badofen, dessen Bad in der Regel aus geschmolzenem Blei besteht. Nach dem Patentieren au* das Oiyd entfernt werden. Das erfolgt normalerweise durch Beizen in Schwefelsäure oder Salzsäure. Der Dräüt wirä dann mit mairiialer QuerBchalttsverringerung pro Ziehschritt bis auf eine Abmessung gezogen, die etwas groöer ist als diejenige, bei der das Material spröäe wird. D«an wird äer Driht wieder patintiert. Diese folge von Patentier- und Ziehechritten wirä wieäerhblt, bis die gewünechtb Abmessung erreicht ist.In the production of high-strength, thin wires, including wires for reinforcing tires yon, a lEohlenstoffstahl is normally used which contains 0.70 # C, 0.20 £ Si and Mn 0,605έ. Every pre-drawing carried out in the course of the drawing process is subject to a continuous sheet treatment of the wire in two stages. This treatment, to which the rolled Ausgjangsäraht is subjected, is called "patenting". £ ei their If the wire is above I ^ at 900 ° 95Ö O austenitislert rtaä immediately at a! Eeeperetur of about 0 C 5OtJ converted. The tasting usually takes place in a continuous furnace in which the ItaoSphere consists of air or combustion gas. The conversion takes place in a bath furnace, the bath of which usually consists of molten lead. After patenting au * the oiyd can be removed. This is usually done by pickling in sulfuric acid or hydrochloric acid. The wire is then drawn with a slight reduction in cross-action per drawing step to a dimension that is somewhat larger than that at which the material becomes brittle. The wire is then patinated again. This sequence of patenting and drawing steps is repeated until the desired dimension is reached.

Bei der Herstellung hochfesten, dünnen Drahts aus Kohlenstoffstahl ist es von wesentlicher Bedeutung, daß derIn the manufacture of high-strength, thin wire from carbon steel it is essential that the

109836/0899 DAn 109836/0899 DAn

BAD CRlQiHAL BAD CRlQiHAL

Draht einen niedrigen Gehalt an Verunreinigungen, insbesondere an P1 S und 0, aufweist. Schlacke und andere Einschlüsse in den Stahl steigern die Gefahr von Drahtbrüchen erheblich. Das >ist vermutlich darauf eurücksufuhren, daß die Einschlüsse als Kerben wirken, da der Gefttgebestandteil Perlit, aus dem Stahl dieses Typs besteht, kerbempfindlich ist. Die Patentierungen bringen aufgrund der hohen Temperatur, bei welcher die Austenitisierung erfolgt, die Gefahr einer beträchtlichen Oxydation und Sat- * kohlung der Drahtoberfläche «it sich. Auch treten Gesundheitsgefährdungen auf, da die Umwandlung bei 5000C normalerweise in einem Bleibad durchgeführt wird. Schließlich bringt auch das Beizen im Säurebad Gesundheitsgefährdungen mit sich.Wire has a low content of impurities, in particular P 1 S and 0. Slag and other inclusions in the steel significantly increase the risk of wire breaks. This is presumably due to the fact that the inclusions act as notches, since the thread component perlite, which is made of steel of this type, is notch-sensitive. Because of the high temperature at which austenitization takes place, the patenting entails the risk of considerable oxidation and carbonization of the wire surface. Also occur health hazards because the conversion is normally carried out at 500 0 C in a lead bath. Finally, pickling in an acid bath also poses health risks.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines hochfesten, dünnen Drahts, wie er sich beispielsweise für Reifenverstärkungen, Bohre, Drahtseile und Fe- d dem eignet, in einfacherer, sauberer und wirkungsvollerer Weise als dies bisher der Fall war· Der gemäl der Erfindung verwendete Stahl ist «in beruhigter, niedriglegierter Stahl, welcher 0,01 bis 0,06* C, eis c* 1* Si, 0,25 bis 6* Mn, bis su 0,30* Mb und bis au 0,03* I enthält. Der Stahl kann auch bis «u 0,2* Al» bis >« 0,5* £r, bis zu 0,30* V und bis stt 0,5* Ti enthalten. Wena aer Stahl kein Si enthält, mul er mindest·*» 0,01* von tinemThe present invention is the production of a high strength, thin wire, as he d, for example, tire reinforcements, Drill, wire ropes and Fe which is suitable, in a simpler, cleaner and more effective way than was previously the case · The gemäl used the invention steel is «in killed, low-alloy steel, which contains 0.01 to 0.06 * C, cis c * 1 * Si, 0.25 to 6 * Mn, up to 0.30 * Mb and up to 0.03 * I . The steel can also contain up to “u 0.2 * Al” up to> “0.5 * £ r, up to 0.30 * V and up to 0.5 * Ti. If steel does not contain any Si, it must have at least · * »0.01 * of tin

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der Elemente Al, Zr und Ti enthalten. Das Verfahren beim Erzeugen hochfesten, dünnen Drahts aus dem obigen Stahl unterscheidet sich von dem bei der Herstellung aus konventionellem Kohlenstoffstahl angewandten Verfahren darin, daß der Auegangsdraht, der ein Walzdraht ist, nicht wärmebehandelt wird und daß die Wärmebehandlungen vor federn der aufeinanderfolgenden Ziehzyklen bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von 400 bis 65O0C erfolgen. Die Wärmebehandlung erfolgt durch Glühen.of the elements Al, Zr and Ti. The method of producing high-strength, thin wire from the above steel differs from the method used in the production of conventional carbon steel in that the starting wire, which is a wire rod, is not heat-treated and that the heat treatments before the successive drawing cycles spring at temperatures within done the range of 400 to 65O 0 C. The heat treatment is done by annealing.

Die Wärmebehandlungen, die aus Glühvorgängen innerhalb des Temperaturbereichs von 400 bis 6500C erfolgen, ermöglichen die Verwendung einer einfacheren und damit billigeren Wärmebehandlungseinrichtung. Besonders vorteilhaft ist eine kontinuierliche Wärmebehandlung, z.B. eine Hochfrequenzbehandlung oder eine direkte Widerstandserhitzung. Diese beiden in Kombination mit dem Ziehen angewandten Verfahren führen zur Einsparung der Zeit und bestimmter Kosten, die eine gesonderte Wärmebehandlung mit sich bringt. Die Wärmebehandlung kann auch in Tieföfen oder Haubenglühöfen erfolgen. Bei der Hochfrequenzerwärmung oder der direkten Widerstandserwärmung kann leicht eine Schutzgasanordnung vorgesehen werden, wodurch eine Oxydation im wesentlichen vermieden wird und das Beizen vollständig wegfallen kann.The heat treatments that take place from annealing processes within the temperature range from 400 to 650 ° C. allow the use of a simpler and therefore cheaper heat treatment device. Continuous heat treatment, for example high-frequency treatment or direct resistance heating, is particularly advantageous. These two processes, used in combination with drawing, save the time and certain costs that a separate heat treatment entails. The heat treatment can also be carried out in deep furnaces or hood annealing furnaces. In the case of high-frequency heating or direct resistance heating, a protective gas arrangement can easily be provided, as a result of which oxidation is essentially avoided and pickling can be completely omitted.

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Durch den Portfall des Bleibades wird die Gefahr von Gesundheitsschäden weitestgehend verringert. Die geringe Wärmebehandlungstemperatur zusammen mit dem geringen Kohlenstoffgehalt bringt es mit sich, daß keine Entkohlung auftritt. Weiterhin ist die Oberflächenoxydation gering, was, wenn gegebenenfalls ein Beizen erfolgt, zu einem geringeren Säureverbrauch führt.The portfall of the lead bath increases the risk of damage to health largely reduced. The low heat treatment temperature together with the low carbon content implies that no decarburization occurs. Furthermore, the surface oxidation is low, which, if pickling takes place, leads to a lower consumption of acid.

Der Stahl mit der oben angegebenen Analyse ist praktisch frei von Perlit. Das bedeutet, daß der Kerbwirkungseffekt durch Einschlüsse des Materials beträchtlich niedriger als bei konventionellem Kohlenstoffstahldraht ist. Die Gefügeeigenschaften des Stahls bringen es ebenfalls mit sich, daß sich das Material bei der Kaltverformung nur langsam verfestigt. Dadurch werden stärkere Quersohnittereduktionen pro Ziehvorgang und eine größere Gesamtreduktion jeweils zwischen den Wärmebehandlungen ermöglicht· Durch den niedrigen Kohlenstoffgehalt wird auch die Ge- "The steel with the analysis given above is practically free of pearlite. This means that the notch effect due to inclusions of the material is considerably lower than with conventional carbon steel wire. the It also has structural properties of steel that the material solidifies only slowly during cold working. This results in stronger cross sonitter reductions per drawing process and a greater overall reduction between the heat treatments Due to the low carbon content, the

fahr derEntkohlung beseitigt. Im Gegenteil, eine Aufkohlung muß verhindert werden. Eine solche ist jedoch wesentlich einfacher zu verhindern als eine Entkohlung·the decarburization is eliminated. On the contrary, a carburization must be prevented. However, this is much easier to prevent than decarburization

Als ein Beispiel für das Verfahren gemäß der Erfindung ' kann das Ziehen von Walzdraht mit 5,6 mm Durchmesser und . mit einem Gehalt von O,O3# G, O,25# Si, 3,53* Mn1 Ot1O?i Hb und O,O3O# N auf einen dünnen Draht mit eines Durchmes-As an example of the method according to the invention, the drawing of wire rod with a diameter of 5.6 mm and. with a content of O, O3 # G, O, 25 # Si, 3.53 * Mn 1 O t 1O? i Hb and O, O3O # N on a thin wire with a diameter

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ser von 0,15 mm genannt werden. Geglüht wurde der Draht jeweils bei einem Durchmesser von 1,50 mm, 0,75 mm, 0,43 mm und 0,25 mm Durchmesser. Das Ziehen erfolgtemit einer 30 bis 35S*igen Reduktion pro Ziehvorgang bis auf einen Durchmesser von 1,50 mm· Dann wurde die Reduktion schrittweise auf etwa 155* pro Ziehvorgang bei dem letzten Ziehvorgang verringert· Das Enderzeugnis hatte eine Bruch· festigkeit von.265 bis 275 kg/mm und eine Dehnung von 2-i» bei einer Meßlänge von 200 mm· Auch eine Zähigkeitsprüfung mittels der sogenannten Schiingenprüfung verlief zufriedenstellend. Bei dieser Prüfung wird der Draht zu einer Schlinge gebogen und zu einem Knoten zusammengezogen, wobei ein Bruch des Drahts nicht vor einem bestimmten, vorgegebeneα Zustand auftreten darf·ser of 0.15 mm. The wire was annealed with a diameter of 1.50 mm, 0.75 mm, 0.43 mm and 0.25 mm in each case. The drawing was carried out with a 30 to 35S * reduction per drawing process down to a diameter of 1.50 mm · Then the reduction was gradually reduced to about 155 * per drawing process in the last drawing process 275 kg / mm and an elongation of 2-i » with a measuring length of 200 mm. A toughness test by means of the so-called loop test also proceeded satisfactorily. In this test, the wire is bent into a loop and pulled together into a knot, whereby a breakage of the wire must not occur before a certain, predetermined condition

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Patentansprüche: - 7 - Claims : - 7 -

Claims (7)

Patentansprüche :Patent claims: M A Verfahren zum Herstellen von hochfestem, dünnem, für Reifen, Schläuche, Federn und Spezialdrahtseile geeignetem Stahldraht mit einer Dicke bis zu 1 ma aus beruhigtem, niedriglegiertem Stahl, welcher 0,01 bie 0,06% G, bis zu 1% Si, 0,25 bis 6% Mn, bis zu 0,30% Nb, bis zu Ο,Ο35έ If, bis zu 0,2% Al, bis zu 0,5% Zr, bis zu 0,30% Y und bis zu 0,5% Ti enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ^ ein Walzdraht als Ausgangsmaterial zunächst ohne vorhergehende Wärmebehandlung durch mehrere Ziehwerkzeuge gezogen wird, worauf der Draht im Verlauf des Ziehens auf die endgültige Dicke jeweils vor einem aus einer Mehrzahl von Ziehvorgängen bestehenden Ziehschritt einer Wärmebehandlung durch Glühen auf eine Temperatur zwischen 400 und 65O0C unterworfen wird.M A Process for the production of high-strength, thin steel wire suitable for tires, hoses, springs and special wire ropes with a thickness of up to 1 ma from killed, low-alloy steel, which contains 0.01 to 0.06% G, up to 1% Si, 0.25 to 6% Mn, up to 0.30% Nb, up to Ο, Ο35έ If, up to 0.2% Al, up to 0.5% Zr, up to 0.30% Y and up to 0 , Contains 5% Ti, characterized in that ^ a wire rod is initially drawn as the starting material through several drawing tools without prior heat treatment, whereupon the wire is annealed in the course of drawing to its final thickness before a drawing step consisting of a plurality of drawing processes to a temperature between 400 and 65O 0 C is subjected. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen des Drahts durch Hochfrequenzerwärmung erfolgt·2. The method according to claim 1, characterized in that that the annealing of the wire is done by high frequency heating 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen des Drahts durch unmittelbare Wideretandserwärmung erfolgt.3 · The method according to claim 1, characterized in that the annealing of the wire by direct resistance heating he follows. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet4. The method according to claim 1, characterized thereby - 8- 8th 109836/0899109836/0899 daß das Glühen des Drahts in einem !Tiefofen oder einem Glühhaubenofen erfolgt.that the annealing of the wire takes place in a deep furnace or an annealing hood furnace. 5. Verfahren nach einest der Ansprüche 1 his 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht nach dem Glühen auf 4-00 bis 65O°C gebeizt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4-, characterized characterized in that the wire is pickled to 4-00 to 65O ° C after annealing. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen des Drahts in einer Schutzgasatmosphäre erfolgt, wodurch eine Oberflächenoxydation in der Hauptsache vermieden wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the annealing of the wire takes place in a protective gas atmosphere, whereby a surface oxidation is mainly avoided. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Walzdraht mit 0,25 bis 0,75% Mn als Ausgangsdraht ohne Torhergehende Wärmebehandlung in einem Ziehschritt auf die endgültige Dicke gesogen wird.7. The method according to claim 1, characterized in that a wire rod with 0.25 to 0.75% Mn as the starting wire is sucked to the final thickness in one drawing step without subsequent heat treatment. 109836/0899109836/0899
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