SU1357444A1

SU1357444A1 - Method of manufacturing wire

Info

Publication number: SU1357444A1
Application number: SU853974713A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Васильевич Баталов; Александр Валерьевич Белов; Виктор Леонидович Пишванов; Валериан Николаевич Теуш
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности
Priority date: 1985-11-11
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1987-12-07

Description

1 1eleven

Изобретение относитс к производству стальной высокопрочной проволоки .This invention relates to the production of high strength steel wire.

Цель изобретени - повьппение усталостных и антикоррозионных свойств.The purpose of the invention is the fatigue and anti-corrosion properties.

Обработке подвергают проволочную заготовку диаметром 2,0 мм из стали У9А. Совмещение процессов азотировани , выжигани смазки и патентирова- ни провод т так: в муфели нагревательной печи подают сухой защитный газ ПСО-09 (1,5-2,0% Н, 1,5-2,0% СО, остальное Nj, температура точки росы (-45)-(-20)°С) противотоком движению проволоки. В этот газ добавл ют различное количество газообразного аммиака, причем подачу его в муфель печи осуществл ют в точках, соответствующих температурам проволоки 750-940°С. Окислительную атмосферу создают путем подачи воздуха в муфель печи в точках соответствующих нагреву проволоки 350-650°С. Окислительный потенциал атмосферы на окислительном участке муфел замер ют по содержанию свободного кислорода и измен ют от 0,5-2 до 21% 0. Общее врем выдержки заготовки в печи 50 с Изотермическую закалку провод т в расплаве свинца при 480-500°С. Переход проволоки из печи в ванну патен- тировани - безокислительный в защит- НОМ газе. Исходна заготовка волочитс до 0,5 мм.Processing is subjected to wire billet with a diameter of 2.0 mm of steel U9A. The combination of nitriding, burning out of grease and patenting is carried out as follows: PSO-09 dry protective gas (1.5-2.0% N, 1.5-2.0% CO, the rest Nj, temperature dew point (-45) - (- 20) ° C) countercurrent movement of the wire. A different amount of ammonia gas is added to this gas, and it is fed to the furnace muffle at points corresponding to wire temperatures of 750-940 ° C. The oxidizing atmosphere is created by supplying air to the muffle of the furnace at the points corresponding to the heating of the wire 350-650 ° C. The oxidative potential of the atmosphere in the oxidative section of the muffle is measured according to the free oxygen content and varies from 0.5-2 to 21% 0. The total holding time of the billet in the furnace is 50 s. Isothermal quenching is carried out in lead melt at 480-500 ° C. The transition of the wire from the furnace to the patented bath is non-oxidative in protective gas. The initial blank drags up to 0.5 mm.

Свойства проволоки полученной по предлагаемому, базовому и известному способам приведены в таблице.The properties of the wire obtained by the proposed, basic and known methods are given in the table.

Проведение выжигани смазки и азо тирование заготовки в предлагаемых диапазонах температур нагрева металла под патентирование позвол ет резко повысить усталостные и коррозионные свойства готовой проволоки (ре жимы 2-12). Особенно резко (на 84%) повьшаетс многоциклова усталость, определенна при испытани х на знако переменный изгиб. Этот положительный эффект наблюдаетс при подаче аммиака в защитный газ-носитель не менее 0,5%; при подаче 0,2% (режим 20).Carrying out the burning out of lubricant and the nitriding of the preform in the proposed temperature ranges for heating the metal for patenting allows a drastic increase in the fatigue and corrosion properties of the finished wire (modes 2–12). Multicycle fatigue, particularly when testing for alternating bending, is particularly sharp (84%). This positive effect is observed when ammonia is supplied to the protective carrier gas at least 0.5%; at a feed of 0.2% (mode 20).

Увеличение содержани аммиака до 6,5% излишне охрупчивает поверхностный слой, что снижает пластические свойства - числа скручиваний готовой проволоки (режим 21) - и повьшает об рывность проволоки при волочении. От мечают также выпады временного сопротивлени разрыву в низшую сторонуIncreasing the ammonia content to 6.5% unnecessarily embrittles the surface layer, which reduces the plastic properties — the number of twists in the finished wire (mode 21) —and increases the wire breakage during drawing. Note also attacks the temporary resistance to the gap to the lower side.

10ten

1515

2020

574442574442

до 300 Н/мм от верхнего предела, т.е. увеличение содержани аммиака в азотирующем газе свыше 6,0% нежелательно , так как ухудшает качество высокопрочной проволоки,,up to 300 N / mm from the upper limit, i.e. an increase in the ammonia content in the nitriding gas in excess of 6.0% is undesirable because it impairs the quality of high-strength wire,

При повышении времени выдержки в атмосфере с аммиаком, т.е. при уве- личении температу)ы окончани процесса азотировани , даже при минимальной подаче аммиака, резко ухудшаетс качество проволоки (режимы 14 и 15). Поверхностный слой очень хрупок, наблюдаетс обрывность заготовки при волочении, прочностные свойства из- за трещин понижеш.1 и сильно колеблютс от образца к образцу. Также неустойчивы числа скручивани , а усталостные свойства ухудшены.With increasing exposure time in an atmosphere with ammonia, i.e. As the temperature increases, the end of the nitriding process, even with a minimum supply of ammonia, sharply deteriorates the quality of the wire (modes 14 and 15). The surface layer is very fragile, a breakage of the workpiece is observed during drawing, the strength properties due to cracks are lower. 1 and strongly fluctuate from sample to sample. Torsion numbers are also unstable, and fatigue properties are impaired.

Дополнительное патентирование не устран ет отрицательного вли ни обработки по режимам 14 и 15 с большой длительностью азотировани . Однако, если дополнительное патентированиеAdditional patenting does not eliminate the negative effect of processing in regimes 14 and 15 with a long nitration time. However, if additional patenting

25 проводить дл проволоки, обработанной по предлагаемым режимам, наблюдаетс либо слабьй положительный эффект , либо свойства проволоки мало отличаютс от свойств проволоки ба30 зового варианта. Все это говорит о. существенном характере вли ни совмещени азотировани с нагревом под патентирование и важности прекращени насьпцени поверхности проволоки азотом при достижении ею температур 900°С.25 to conduct for the wire treated according to the proposed modes, either a weak positive effect is observed, or the properties of the wire differ little from the properties of the wire of the basic variant. It all speaks of. the significant nature of the effect of combining nitriding with heating for patenting and the importance of stopping the surface of the wire with nitrogen when it reaches 900 ° C.

Небольшие отличи в качестве проволоки при применении в качестве газа-носител азотоводородного газаSmall differences in wire quality when using nitric gas as carrier gas

4Q (режим 12) или атмосферы типа ПСО-09 (режим 2). Увлажнение газа-носител (режим 13) ускор ет процесс азотировани , однако, при обработке по предлагаемым режимам положительного фекта не дает.4Q (mode 12) or atmosphere type PSO-09 (mode 2). Humidification of the carrier gas (mode 13) accelerates the nitriding process, however, it does not give a positive effect during treatment according to the proposed modes.

Увеличение oкo чaтeльнoй температуры металла в зоне вьщержки без аммиака несколько увеличивает пластические свойства и немного снижает поgQ ложительный эффект предлагаемой обработки в части многоцикловой усталости и коррозионной стойкости (режим 11).An increase in the temperature of the metal in the zone without ammonia slightly increases the plastic properties and slightly reduces the positive effect of the proposed treatment in terms of high-cycle fatigue and corrosion resistance (mode 11).

Снижение темпе1)атур окончани процесса азотировани ниже предлагаемых (режим 16 и 17) приводит к смазыванию положительного эффекта обработки из-за малой толщины получаемого сло и его последующего диффузионного размыти .A decrease in the temperature of the termination of the nitriding process below that proposed (mode 16 and 17) leads to the lubrication of the positive effect of the treatment due to the small thickness of the resulting layer and its subsequent diffusion smearing.

5555

Температурф окончани выжигани смазки в диапазоне 400-600 С обеспечивает достаточно хорошие услови дл последующей диффузионной обработки . Понижение температуры окончани нагрева в окислительной атмосфере до (режим 18) не обеспечивает полного сжигани смазки, после патентировани поверхность такой проволоки ю атмосфере азотирование до 850 С, нагрев до теыператур патентировани 940°С в сухом защитном газе-, общее врем выдержки 162 с. Дл сравнени .такую же проволоку обрабатывают по базовому способу. Полученную заголовку волочат по диаметру 0,75 мм. При примерно одинаковых с базовым вариантом прочностных и пластических свойствах проволока диаметром 0,75 мм, полученна по предлагаемому способу, имеет в 1,5 раза более высокие коррозионные и усталостные свойства.The temperature of the end of burning out the lubricant in the range of 400-600 ° C provides sufficiently good conditions for subsequent diffusion processing. Reducing the temperature of the end of heating in an oxidizing atmosphere to (mode 18) does not ensure complete burning of the lubricant, after patenting the surface of such wire to the atmosphere nitriding to 850 ° C, heating to patenting temperatures of 940 ° C in a dry protective gas, total holding time 162 seconds. For comparison, the same wire is processed by the basic method. The resulting title is dragged across a diameter of 0.75 mm. With approximately the same strength and plastic properties with the base version, the 0.75 mm wire diameter obtained by the proposed method has 1.5 times higher corrosion and fatigue properties.

п тниста , положительный эффект в части повышени усталостных и антикоррозионных свойств не вьфажен. По- вьш1ение температуры окончани выжигани технологической смазки до 650 С (режим 19) также устран ет положительный эффект упрочн ющей обработки из- за образовани слишком толстого сло окислов при выжигании смазки.A blotch, a positive effect in terms of improving fatigue and anti-corrosion properties is not effective. Increasing the burnout end temperature of the process lubricant to 650 ° C (mode 19) also eliminates the positive effect of hardening treatment due to the formation of an oxide layer that is too thick when the lubricant is burned out.

Существующие режимы нагрева под патентирование углеродистой стали предусматривают увеличение общей выдержки в печи пропорционально квадрату диаметра проволоки. По предлагаемому способу при сохранении рекомендуемых интервалов нагрева проволоки в различных атмосферах, исход из известных закономерностей диффузионного насыщени , окислени , восстановлени , толщина азотированного сло мен етс пропорционально диаметру обрабатываемой проволоки, т.е. после нагрева до одинаковой температуры проволоки различных диаметров отношение толщин слоев к диаметру проволоки вл етс посто нным. Это гарантирует одинаковый фазовый состав поверхExisting heating modes for patenting carbon steel provide for an increase in the total furnace exposure in proportion to the square of the wire diameter. With the proposed method, while maintaining the recommended heating intervals for the wire in different atmospheres, based on the known patterns of diffusion saturation, oxidation, reduction, the thickness of the nitrided layer varies in proportion to the diameter of the wire to be treated, i.e. after heating to the same wire temperature of different diameters, the ratio of the thickness of the layers to the diameter of the wire is constant. This ensures the same phase composition over the top.

7444474444

ностных слоев проволоки различных диаметров , обработанных по предлагаемому способу и, следовательно, одинаковый поло сительный эффект на готовом размере. Дл проверки зтого предложени обработана проволока диаметром 3,6 мм из стали У9А по режиму: нагрев до температуры в окислительнойBone layers of wire of different diameters, processed by the proposed method and, therefore, the same positive effect on the finished size. To check this proposal, a wire with a diameter of 3.6 mm of steel U9A was processed according to the following mode: heating to a temperature in oxidizing

атмосфере азотирование до 850 С, нагatmosphere nitriding up to 850 С, nag

рев до теыператур патентировани 940°С в сухом защитном газе-, общее врем выдержки 162 с. Дл сравнени .такую же проволоку обрабатывают по базовому способу. Полученную заголовку волочат по диаметру 0,75 мм. При примерно одинаковых с базовым вариантом прочностных и пластических свойствах проволока диаметром 0,75 мм, полученна по предлагаемому способу, имеет в 1,5 раза более высокие коррозионные и усталостные свойства.roar up to patenting temperatures of 940 ° C in a dry shielding gas - total exposure time 162 s. For comparison, the same wire is processed by the basic method. The resulting title is dragged across a diameter of 0.75 mm. With approximately the same strength and plastic properties with the base version, the 0.75 mm wire diameter obtained by the proposed method has 1.5 times higher corrosion and fatigue properties.

Предлагаемый способ позвол ет повысить усталостные и антикоррозион- 5 ные свойства стальной высокопрочной проволоки за счет проведени упрочн ющей обработки - азотировани по специально подобранным режимам и совместно с процессом нагрева под патенThe proposed method allows to increase the fatigue and anti-corrosion properties of high-strength steel wire by conducting a hardening treatment - nitriding in specially selected modes and together with the heating process

тирование, а также из-за введени предварительного процесса выжигани технологической смазки и высокотемпературной вьщержки азотированного сло . Волочение проволоки с упрочнен- ньш слоем протекает устойчиво, без обрывов и ухудшени чистоты поверхности .This process, as well as due to the introduction of a preliminary process for burning out technological lubricant and a high-temperature removal of the nitrated layer. Wire drawing with a hardened layer proceeds steadily, without breaks and deterioration of surface cleanliness.

00 tn00 tn

оabout

0000

о тabout t

оabout

-4- Crv-4- crv

1Л1L

ОABOUT

тt

О еаOh yeah

N001N001

-СМ-CM

vOvO

оГog

tN NtN N

N СЧN MF

оabout

vOvO

If лIf l

г пg p

оо -oo -

О - Л -Э O - L - E

ff

оabout

(Л(L

оabout

о о см -oh oh see -

SS

0000

тt

о about

о - г- tnabout - g- tn

r гr g

m nm n

о о оLtd

Г.Г оGg o

о about

о оoh oh

vO ONvO ON

О enAbout en

nn

О ABOUT

оabout

fMfM

оabout

соwith

о about

оabout

-аС1-aС1

о о- зabout

оabout

-л- а-l- a

О гOh

OvOv

о -аOVoh

О -а- ONO-on

о -tabout -t

CNCN

О 00 ONO 00 ON

оabout

-ct ON-ct ON

оabout

r-ir-i

гg

о м about m

О -1 IO -1 I

О m IO m i

inin

nn

оabout

1Л1L

оabout

1Л1L

оabout

о мabout m

( (

CNl-CNl-

еч ech

о о ооoh oo

о оoh oh

0000

о о олabout o ol

о оoh oh

ONON

о о соabout about

о оoh oh

0000

о оoh oh

ONON

оabout

1Л 001L 00

о ш ооabout sh oo

о о oh oh

о о зо о -ао оoh oh oh oh

о оoh oh

NONO

о оoh oh

NONO

о оoh oh

NONO

о оoh oh

г .-VMr.-V

«I"I

см п Xcm n x

- ч л- h l

о. чabout. h

и оand about

ч Ьh b

Claims

METHOD FOR MANUFACTURING WIRE, including heating for patenting, combined with cementation, isothermal hardening and drawing, characterized in that, in order to increase fatigue and anticorrosion properties, heating for patenting up to 400-600 ° C is carried out in an oxidizing atmosphere, then to 800-900 ° C in a controlled atmosphere ПСО-09 with the addition of 0.5-5% gaseous ammonia and final heating to the temperature of austenization and aging is carried out in a controlled atmosphere ПСО-09.

with joint venture m

4*

4 ^>