SU1754256A1 - Способ изготовлени высокопрочной проволоки - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : получают заготовку из стали, состо щей из углерода, кремни , марганца, ванади , серы в количестве 0,015%, фосфора в количестве 0,015 % и азота в количестве не более 0,006 %. Полученную заготовку подвергают термообработке и далее осуществл ют многопроходное холодное волочение заготовки, при этом максимальна  суммарна  степень деформации определ етс  по регламентированной зависимости 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к метизному производству в частности к производству стальной холоднот нутой проволоки ответственного назначени  пружинной струнной канатной и т п

Известен способ изготовлени  высокопрочной и пластичной холоднот нутой проволоки из гор чекатаных прутков стали, содержащей в своем составе 0 65-1,0% углерода , 0,25-1,20 % марганца не более 0,35% кремни , 020 максимум алюмини , не более 0,05% серы не более 0,012 % азота , не более 0,05 % фосфора с добавкой 0,03-0,15 % ванади  и максимум 0,20 % молибдена Способ предусматривает прот жку гор чекатаного прутка до окончательного размера с использованием только одного этапа патентировани  и степени деформации примерно 60 %

Недостатком данного способа  вл етс  то, что он хот  и дает подробный химический состзв высокоуглеродистой стали, рекомендуема  в нем степень деформации ( 60%) не может быть использована дл  получени  высокопрочной проволоки с уменьшенной

склонностью к расслоению, так как дл  этого диаметр готовой проволоки должен рассматриватьс  дифференциально с точки зрени  оптимальности выбора диаметра па- тентированной заготовки

Известен способ изготовлени  высокопрочной проволоки, в котором с целью повышени  ее механических свойств волочение ведут в два различающихс  по технологическим параметрам этапа, причем на первом этапе обжати  (q) выбирают из соотношени 

1,0+1,50 q S19+2D,

где D - диаметр заготовки;

в на втором этапе - из соотношени 

5+2d q 18+d,

где d - диаметр готовой проволоки.

При этом величины обжатий внутри каждого этапа различаютс  на величину, не превышающую 4 %, а между этапами - на 4-10 %, а переход первого этапа ко второму

сл

С

xj сл

ь,

Кэ

о

осуществл ют при суммарной деформации более 45 %, но не менее величины деформации , вызывающей расслоение Способ конкретизирует частные обжати  при про- педснии процесса деформации волочением с целью уменьшени  расслоени  проволоки , хот  и рекомендуемые диапазоны значений q на первом и втором этапах широки дл  выбора. В практике сталепроволочного производства используетс  весь спектр рекомендуемых значений q, так как ограничение по q св зано с кинематическими возможност ми волочильного оборудовани  и разработанными технологическими параметрами процесса (скорость волочени , смазка, волочильный инструмент и т, д). Кроме того, не указываетс  критическа  суммарна  степень деформации при волочении, котора  оказывает решающее вли ние на склонность проволоки к расслоению. Этот способ не оговаривает химического состава стали, хот  чистота стали и вли ние микролегирующих добавок оказывает существенное вли ние на совокупность прочностных и пластических свойств проволоки, а спедова- тел, но, и склонность ее к расслоению.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  стальной проволоки . Проволока изготавливаетс  из стали с содержанием 0,7-1,0 % С, 0,15-0,30 % SI, 0,60-0,70 % Мп, не более 0,025 % S и Р (каждого элемента) и микролегированной ванадием в количестве 0,05-0,10 %. Испытани  этой проволоки показывают, что микролегирование позвол ет повысить временное сопротивление разрыву сг3 не менее , чем на 10-15 %, а следовательно удлинение - на 5-10 %. Кроме того, отмечена значительна  стабильность механических свойств микролегированного металла (отклонение от заданного номинала не превышает ± 2 %), и резкое уменьшение склонности стали к старению. Микролегированна  проволока отличаетс  высокой пластичностью (относительное сужение t/ 40-50 %), высокой упругостью, хорошими показател ми скручиваемое™ и изгиба.

Отмеча  положительное вли ние ванади  на прочностные и пластические характеристики металла, снижение склонности стали к старению, указываетс  степень деформации при изготовлении проволоки 80-95 %. При этом не оговорены и не конк- ретизиро вэны услови  получени  проволоки с отсутствием расслоени  с точки зрени  оптимальности химического состава м степени деформации,  вл ющимис  определ ющими дл  гарантированного получени 

качественной проволоки ответственного назначени .

Целью изобретени   вл етс  повышение качества проволоки за счет уменьшени 

ее склонности к расслоению

Поставленна  цель достигаетс  тем. что состав стали заготовки дл  многопроходного холодного волочени  проволоки, состо щий из углерода, кремни , марганца,

ванади , содержит азот не более 0,006 %, серу и фосфор не более 0,015 % каждого элемента, при этом максимальна  суммарна  степень деформации при волочении In f-i ограничиваетс  значением, рассчитанным пс формуле

п,м К-Ьпр+ dnp

(1)

где nju- суммарна  деформаци ;

dnp - диаметр готовой проволоки, мм;

. К - масштабный коэффициент (при ,2-1,0мм ,4; при dnp 1,0 ,1),

Выбор химического состава стали дл  получени  высокопрочной нерасслаивающейс  проволоки предопределен следующими соображени ми.

Известно, что в результате повышени  чистоты стали по содержанию газов, а также серы и фосфора, снижаетс  склонность проволоки к расслоению, поэтому содержание серы и фосфора ограничено 0,015 % каждого из этих элементов, а азота - не более 0,006 % (азот провоцирует процессы деформационного старени  стали).

К одному из значительных факторов,

обуславливающих расслоение проволоки, относитс  деформационное старение, вызванное чрезмерным нагревом (достигающим температуры 250°С и более) металла в

процессе волочени  (динамическое старение ). Подавлению процессов деформационного старени  нар ду с ограничением азота (см, п. 1) способствует микролегиругаща  добавка ванади  в количестве 0,05-0,1 %. Кроме того, ванадий, образу  карбонитриды, способствует измельчению зерна эустени- та. Получение мелкозернистой структуры обеспечивает повышение пластичности и деформируемости стали.

Решающее значение дл  получени  оптимальной совокупности прочностных и пластических свойств проволоки при отсутствии фактора расслоени  имеет выбор необходимой степени деформации стали при

волочении.

У высокопрочной проволоки различных диаметров расслоение по вл етс  обычно в интервале суммарных обжатий 60-90 % (|р 0,92-2.30).

На основе известных теоретических концепций поведени  проволоки при волочении и результатов проведенных экспериментов найдена эмпирическа  формула, определ юща  оптимальную суммарную деформацию дл  получени  высокопрочной проволоки с отсутствием расслоени . Эта формула легла в основу изобретени .

Предлагаемый способ изготовлени  высокопрочной нерасслаивающейс  проволоки позвол ет получать проволоку с заданным уровнем прочностных, пластических и эксплуатационных свойств. Выход годной проволоки из-за отсутстви  в ней рассто ни  составл ет практически 100 %,

Пример. Дл  изготовлени  пружинной проволоки диаметром 1,0 мм по ГОСТ 9389-75 с учетом изменени  Kb 3, предусматривающего отсутствие расслоени  в готовом изделии со следующими свойствами: 7В - не менее 250 кгс/мм , числом скручиваний - не менее 20, по формуле (1) подс Читы- валась суммарна  деформаци 

,1-1,,1.

Диаметр патентированной заготовки дл  изготовлени  проволоки диаметром 1,0 мм рассчитывалс  по формуле (2), производной от формулы (1):

(2)

d npl/expO d pP

так Kai /i d32/dnp2, где da диаметр заготовки, мм; f.l - коэффициент выт жки,

,0 ехр{2 7:Г6ТуПУ} 2,85 (мм).

Дл  расчета временного сопротивлени  разрыву патентированной заготовки использовали формулу Туленкова К. Д.:

3 - Щ V--

dnp

где - временное сопротивление разрыву готовой проволоки, кгс/мм ,

Ов3 - временное сопротивление разрыву заготовки, кгс/мм .

Ов

7вП

250

- 148 (кгс/мм2)

з.. /2-8JL dnp1.0

По имеющимс  практическим данным на диаметр 2,85 мм может

кгс/мм2

обеспечить патентированнач заготовкл с содержанием углерода 0,9-1,0 %.

Дл  реализации изготовлени  пружинной проволоки диаметром 1,0 мм по рассчи

тайной схеме вз та опытна  катанка диаметром 6,5 мм из стали марки 95- М, специально выплавленна  в конвертере Западно-Сибирского металлургического комбината (ЗСМК) и прокатанна  на стане 150

Белорецкого металлургического комбината (БМК). Дл  сравнени  вз та серийна  катанка из стали У9А производства БМК.

Химический состав опытной и серийной стали представлен в табл. 1.

В действующих услови х производства Волгоградского сталепроволочноканатного завода катанка из стали 95-М м У9А перерабатывалась по схемам

20

&

5

б,5Т 2,85 П - 1,0 - опытна ;

б,5Т 2,50 П% 1,0

серийна ,

д

ки м о )

и  с3 )

ву

ы )

25

30

35

40

45

50

где Т - травление, подготовка поверхности к волочению;

В - волочение;

П - патентирование,травление и подготовка поверхности к волочению,

Свойства готовой проволоки представлены в табл. 2,

Результаты испытаний (табл. 2) показали , что выход годной по нерасслаиваемоста проволоки по предлагаемому способу значительно превосходит выход годной проволоки по известному способу,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  высокопрочной проволоки, включающий получение заготовки из стали, состо щей из углерода, кремни , марганца, ванади , серы и фосфора, термообработку и последующее многопроходное холодное волочение заготовки, о т - личающ ийс  тем, что, с целью повышени  качества за счет уменьшени  склонности проволоки к расслоению, в состав стали ввод т азот не более 0,006 %, а серу и фосфор ввод т каждый не более 0,015 %, при этом максимальна  суммарна  степень деформации при волочении

   ln/a K-dnp+ jci,

   гдеfi- суммарна  степень деформации;

   dnp - диаметр проволоки, мм; 55К - масштабный коэффициент (при

   ,2-1,0мм ,4, npHdnp 1,OMM ,1)

   Таблица 1

   Свойства пружинной проволоки диаметром 1,0 мм

   Таблица 2