專(zhuān)利名稱：生產(chǎn)不銹鋼制的拉拔鋼絲的方法和由該方法獲得的拉拔鋼絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)不銹鋼制的拉拔鋼絲，特別是用于強(qiáng)化輪胎的拉拔鋼絲的方法，其直徑小于0.3mm，它是通過(guò)拉拔具有合適成分和雜質(zhì)方面質(zhì)量合適的鋼而產(chǎn)生的。由該方法獲得的拉拔鋼絲可用在生產(chǎn)承受疲勞的部件的領(lǐng)域。
用于強(qiáng)化輪胎中橡膠的金屬絲必須具有小的直徑，它一般在0.1-0.3mm之間，及高的機(jī)械性能。抗拉強(qiáng)度可大于2300MPa，通過(guò)拉伸或扭曲時(shí)的截面縮小或通過(guò)卷繞試驗(yàn)測(cè)得的剩余塑性必須不為零，而旋轉(zhuǎn)或交替彎曲時(shí)的疲勞持久極限必須大于1000MPa。這些特性對(duì)于結(jié)合到輪胎組件中的承受的靜止和交替負(fù)荷的拉拔鋼絲是必需的。
還有，將不銹鋼絲拉到在0.1-0.3mm之間的直徑必須能在工業(yè)條件下進(jìn)行，即破裂頻率盡可能低，同時(shí)限制花費(fèi)大的操作，如熱處理和中間退火步驟。
對(duì)于加強(qiáng)輪胎而言，使用由拉拔工藝而得到的高應(yīng)變硬化狀態(tài)的不銹鋼絲是已知的。
專(zhuān)利申請(qǐng)F(tuán)R 9312528涉及使用一種不銹鋼絲，其直徑在0.05-0.5mm之間，抗拉強(qiáng)度Rm大于2000MPa。構(gòu)成此鋼絲的鋼在其組織中含至少5％的，以壓縮比大于2.1的拉拔和中間退火操作獲得的馬氏體，鎳和鉻含量之和在20-35％之間。
本發(fā)明的目的是生產(chǎn)拉拔鋼絲，特別是用于強(qiáng)化輪胎的拉拔鋼絲，其直徑小于0.3mm，它是通過(guò)拉拔直徑大于或等于5mm的原料絲條或用給定成分鋼制的預(yù)拉原料絲而產(chǎn)生的，這種簡(jiǎn)化的生產(chǎn)工藝一方面保證了雜質(zhì)方面的質(zhì)量因而在拉拔期間導(dǎo)致較少的破裂，另一方面保證機(jī)械性能改善。
本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)拉拔不銹鋼原料絲生產(chǎn)拉拔鋼絲的方法，上述不銹鋼的成分(重量％)如下C≤40×10-3％，N≤40×10-3％，
此C和N滿足關(guān)系C+N≤50×10-3％，0.2％≤Si≤1.0％，0.2％≤Mn≤5％，9％≤Ni≤12％，1.5％≤Cr≤20％，1.5％≤Cu≤4％，S≤10×10-3％，P＜0.50％，40×10-4％≤總0≤120×10-4％，0.1×10-4％≤Al≤20×10-4％Mg≤5×10-4％，0.1×10-4％≤Ca≤5×10-4％，Ti≤50×10-4％，制造中固有的雜質(zhì)，在該鋼中以玻璃質(zhì)混合物形式的氧化物夾雜具有下面的比例(重量％)30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，該成分滿足下面關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％；JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃，
該原料絲經(jīng)滿足下面拉拔條件的拉拔累積變形比ε大于6，在拉拔期間和拉拔操作中，該鋼絲在小于650℃，更好小于600℃的溫度下保溫，在拉拔道次之間鋼絲不退火。
本發(fā)明的其它特征是在拉拔操作之前，該原始的原料在大于650℃溫度下進(jìn)行稱為過(guò)硬化的退火；該成分包含小于5×10-3％的硫；該成分包含3-4％的銅；該成分還包含小于3％的鉬；拉拔直徑小于0.2mm的絲；以大于6.6的變形比ε進(jìn)行此拉拔；在拉拔操作之前或之間該絲還經(jīng)受鍍黃銅操作；因1000mm2面積上直徑大于5mm的原料絲條含5個(gè)以下厚度大于10μm的氧化物夾雜；在1000mm2面積上直徑大于5mm的原料絲條含10個(gè)以下厚度大于5μm的硫化物夾雜。
本發(fā)明還涉及用于該方法的不銹鋼。
本發(fā)明也涉及用該方法獲得的拉拔鋼絲中在輪胎強(qiáng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。
下面的由非限制性的實(shí)施例所示出的敘述和附圖將使本發(fā)明得以清楚的理解。


圖1示出在拉拔操作中沒(méi)有退火的工業(yè)拉拔可能達(dá)到的累積變形比ε，它是由滿足含小于2％的Mn的合金成分關(guān)系式所確定的IM系數(shù)的函數(shù)。
圖2示出作為JM系數(shù)的函數(shù)的馬氏體含量，它是將各種成分退火鋼絲不經(jīng)中間退火從5.5mm直徑拉拔至到0.18mm直徑而獲得的。
圖3示出作為JM系數(shù)的函數(shù)的抗拉強(qiáng)度，它是不經(jīng)中間退火從5.5mm拉拔到0.18mm后獲得的。
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)拉拔鋼線的方法，特別是加強(qiáng)輪胎的鋼絲的方法，其直徑小于0.3mm，是通過(guò)拉拔直徑大于5mm的原料絲條或預(yù)拉拔原料絲生產(chǎn)。
拉拔其直徑在0.1-0.3mm之間變化的不銹加強(qiáng)鋼絲，必須滿足從彎曲、拉伸或扭曲疲勞觀點(diǎn)出發(fā)的使用性能上的要求，以及在濕環(huán)境中或濕環(huán)境與疲勞結(jié)合的應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度要求。
細(xì)絲是通過(guò)拉拔鋼絲條或預(yù)拉拔的鋼絲來(lái)生產(chǎn)的。因?yàn)樵撲摰某煞?，不?jīng)中間退火，最終拉成的鋼絲在直接拉拔后具有改進(jìn)了的抗拉強(qiáng)度性能和對(duì)足以將其例如以纜索或繩形式組裝的剩余塑性。
按照本發(fā)明，使用有下述成分(重量％)的不銹鋼進(jìn)行拉拔C≤40×10-3％，N≤40×10-3％，C和N滿足C+N≤50×10-3％的關(guān)系，0.2％≤Si≤1.0％，0.2％≤Mn≤5％，9％≤Ni≤12％，1.5％≤Cr≤20％，1.5％≤Cu≤4％。
S≤10×10-3％，P＜0.050％，40×10-4％≤總0≤120×10-4％，0.1×10-4％≤Al≤20×10-4％，Mg≤5×10-4％，0.1×10-4％≤Ca≤5×10-4％，Ti≤50×10-4％，制造中固有的雜質(zhì)，在該鋼中玻璃質(zhì)混合物形式的氧化物夾雜具有如下的比例(重量％)30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％。
通過(guò)在接近室溫時(shí)變形使其奧氏體部分轉(zhuǎn)變成馬氏體，并具有經(jīng)控制的夾雜的這種鋼，這使它可不經(jīng)中間退火，通過(guò)拉拔使累積變形ε大于6.84。拉拔累積變形符號(hào)ε指的是初始橫截面與最終橫截面之比的自然對(duì)數(shù)值(ε＝log[So/Sf])。
按照本發(fā)明，該成分滿足下面的關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃。
該成分條件旨在通過(guò)拉拔達(dá)到大的壓縮比和通過(guò)變形硬化達(dá)到適當(dāng)?shù)挠不?br> 該原料絲經(jīng)受滿足如下拉拔條件的拉拔累積變形比ε大于6，在拉拔期間和拉拔操作之間，將此鋼絲在小于650℃，更好小于600℃的溫度下保溫，而在拉拔道次之間不退火。
沒(méi)有退火是指在拉拔操作的開(kāi)始和終結(jié)之間沒(méi)有對(duì)鋼絲進(jìn)行650℃以上的重加熱。650℃以上的退火具有使馬氏體轉(zhuǎn)變成奧氏體和消除重結(jié)晶變形硬化的作用。
該鋼絲最好在多道機(jī)上拉拔，一方面，該鋼絲用肥皂或液體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑，另一方面，溫度控制在20-180℃之間。
在拉拔操作之前或之中該鋼也可鍍黃銅。黃銅層改善拉拔性和鋼絲與輪胎所使用的橡膠的粘合性。
從冶金學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，在鋼成分中存在一些合金元素促使具有體心立方類(lèi)型金相組織的鐵素體相出現(xiàn)是已知的。這些元素被稱為α劑。其中有Cr、Mo和Si。
稱為γ劑的另一些元素促使具有面心立方類(lèi)型金相組織的奧氏體相出現(xiàn)。其中有C、N、Mn、Cu和Ni。
已經(jīng)看出，在拉拔時(shí)形成過(guò)量馬氏體的組織在拉拔期間變脆并破裂。這個(gè)馬氏體的最大量取決于鋼的總碳含量和氮含量，而且總碳含量和氮含量小于0.030％時(shí)，該最大馬氏體量約為90％；總碳含量和氮含量小于或等于0.050％時(shí)，該最大馬氏體量約為70％；總碳含量和氮含量在0.050-0.1％之間時(shí)，該最大馬氏體量約為30％。
按照本發(fā)明，該鋼的碳和氮的含量小于或等于0.050％，拉拔條件滿足下述關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％；JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃，還看出，具有大于上述定義值的IM系數(shù)和總的碳和氮含量約為0.040％的在被拉到最終直徑之前會(huì)變脆。
同樣，過(guò)量的Si，即大于1％的Si，由于在大量馬氏體存在，拉拔具有使處于變形硬化狀態(tài)下的鋼絲脆化的作用。
本發(fā)明不銹鋼成分可以降低了的斷裂率被拉到最終直徑，同時(shí)，該鋼絲仍保持可使它被用于輪胎強(qiáng)化領(lǐng)域的機(jī)械性能，該不銹鋼成分含有大于9％的Ni，大于1.5％的Cu，大于15％的Cr，總的碳和氮含量小于0.050％，且IM系數(shù)小于-55℃時(shí)Mn含量小于2％或JM系數(shù)小于-55℃時(shí)Mn含量大于或等于2％。
當(dāng)Mn含量小于2％時(shí)，IM系數(shù)必須在-150℃和-55℃范圍內(nèi)。這是因?yàn)槿绻鸌M小于-150℃，所形成的馬氏體的量少，例如小于10％，因而甚至拉拔后累積變形ε接近8，抗拉強(qiáng)度也不能達(dá)到大于2200MPa的高值。同樣，當(dāng)Mn含量大于或等于2％時(shí)，JM系數(shù)必須在-120℃和-55℃之間。當(dāng)JM小于-120℃時(shí)，馬氏體的量小于25％，而且甚至在累積縮比約為8之后抗拉強(qiáng)度也不會(huì)超過(guò)2200MPa。
這種觀察證明限制Cr含量小于20％，限制Cu和Ni總量小于16％是有道理的。
Cu含量大于4％則在凝固期間引起偏析，在熱軋期間引起破裂或缺陷。
用于本發(fā)明的不銹鋼的拉拔方法使獲得疲勞性能優(yōu)良的鋼絲，該性能是以旋轉(zhuǎn)變曲和大于1000Mpa的2×106周的持繼應(yīng)力測(cè)出的。
所獲得的該鋼絲含小于75％的奧氏體或大于25％的馬氏體。所使用的碳和氮總的含量小于0.050％的這種鋼處在奧氏體稍不穩(wěn)定的狀態(tài)下。
為了獲得約2400MPa的抗拉強(qiáng)度，需要在夾雜方面質(zhì)量高的原料絲。
這是因?yàn)?，在拉絲領(lǐng)域，為獲得小于0.3mm的所謂細(xì)直徑鋼絲，從拉拔絲條或從拉拔預(yù)拉原料絲開(kāi)始，所用的這種不銹鋼必須沒(méi)有任何因其尺寸在拉拔期間將引起鋼絲破裂的夾雜。
在生產(chǎn)奧氏體不銹鋼時(shí)，象用普通方法生產(chǎn)的和經(jīng)濟(jì)上適于大量生產(chǎn)的所有其它鋼一樣，硫化物或氧化物型夾雜系統(tǒng)地和不可避免地出現(xiàn)。這是因?yàn)橐簯B(tài)的不銹鋼，由于該生產(chǎn)過(guò)程，可能有含量小于1000×10-4％溶解的氧和硫。當(dāng)該鋼在液態(tài)或固態(tài)下冷卻時(shí)，氧和硫元素的溶解度減小并達(dá)到氧化物和硫化物的形成能。所以出現(xiàn)夾雜物，一方面，它們由氧化物類(lèi)型的，含有氧原子和與易與氧反應(yīng)的合金元素，如Ca、Mg、Al、Si、Mn和Cr的化合物形成；另一方面，是硫化物類(lèi)型的，它含有硫原子和易與硫反應(yīng)的合金元素，如Mn、Cr、Ca和Mg的化合物形成的。夾雜物也可以硫氧化物類(lèi)型的混合化合物出現(xiàn)。
通過(guò)使用強(qiáng)還原劑，如Mg、Al、Ca或Ti或其中幾種的組合能減少不銹鋼中的氧含量，但是，這些還原劑都導(dǎo)致富MgO、Al2O3、CaO或TiO2夾雜物的形成，在不銹鋼軋制條件下，它們處于硬的和可不變形結(jié)晶態(tài)的難熔物形式。這些夾雜物的存在引起拉拔問(wèn)題和在由不銹鋼生產(chǎn)的產(chǎn)品中引起疲勞斷裂。
按照本發(fā)明，生產(chǎn)具有所選擇低含量夾雜物的不銹鋼使其可能生產(chǎn)鋼絲條或預(yù)拉原料鋼絲，該鋼絲用于按本發(fā)明拉拔直徑小于0.3mm的用來(lái)加強(qiáng)輪胎的鋼絲，或生產(chǎn)徑受疲勞的部件。
本發(fā)明涉及具有以玻璃混合物形式的氧化物夾雜的不銹鋼，它們的成分(重量％)如下30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，在本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明鋼A成分(重量％)含有19×10-3％的C，23×10-3％的N，0.53％的Si，0.72％的Mn，17.3％的Cr，9.3％的Ni，3.1％的Cu，0.055％的Mo，4×10-3％的S，22×10-3％的P，72×10-4％的總0，5×10-4％的總Al，2×10-4％的Mg，2×10-4％的Ca和11×10-4的Ti。其IM穩(wěn)定性系數(shù)為-77℃。該鋼在電爐中冶煉，然后在AOD轉(zhuǎn)爐中精煉，連鑄成橫截面205mm×205mm的方坯，然后熱軋成直徑5.5mm鋼絲。
在該工藝的這個(gè)階段，該鋼A經(jīng)受金相檢驗(yàn)沿縱向切開(kāi)，在遍及1000mm2的面積上，顯示出存有厚度在5-10μm之間的8個(gè)夾雜物和一個(gè)12μm的夾雜物。
以鋼卷形式在1050℃再結(jié)晶退火后，然后水冷，將鋼絲酸洗，然后不經(jīng)中間退火在幾臺(tái)多道機(jī)上連續(xù)拉至0.18mm的直徑。該拉成的絲的抗拉強(qiáng)度為2650MPa，拉伸試驗(yàn)后該鋼絲橫截面縮小。
已發(fā)現(xiàn)，在下面表1列出的成分B和C的直徑5.5mm的原料絲不能無(wú)過(guò)分脆化和破裂地被拉拔，脆化原因于拉伸試驗(yàn)中橫截面沒(méi)有縮小。
表1鋼的成分(重量％)鋼 C N siMnNi Cr CuMo S P O Al MgCa Ti10-410-410-410-410-4A 0.019 0.023 0.53 0.72 9.3 17.3 3.1 0.055 0.004 0.022 725 2 211B 0.036 0.022 0.37 1.22 9.4 18.4 0.22 0.25 0.003 0.023 2643 5 917C 0.011 0.027 0.42 1.83 8.1 17.2 3.2 0.036 0.004 0.025 4225 3 663在拉拔成分B和C的鋼絲的情況下，只能分別獲得直徑大于或等于1.0mm和0.4mm的鋼絲。這個(gè)結(jié)果通過(guò)表2中的累積變形ε和穩(wěn)定系數(shù)IM被證明，在拉拔期間沒(méi)有退火直接拉拔5.5mm原料絲的情況下，并沒(méi)有大量斷裂。
表2鋼IM拉成的直徑 ε 抗拉強(qiáng)度 在拉成的鋼℃ mm MPa絲中的馬氏體％A-77 0.18 6.84 235068B-26 1.0 3.41 198030C-49 0.4 5.24 240072鋼B不能直接從5.5mm的直徑用于拉成直徑小于0.3mm的細(xì)絲。其穩(wěn)定性系數(shù)IM高，還有當(dāng)其在直徑1mm以下被拉時(shí)，其結(jié)合的碳和氮含量使它具有脆性。
鋼C能從直徑5.5mm的鋼絲拉到0.4mm的直徑。對(duì)于更高的拉拔比而言，由于在其組織中存有大量馬氏體，所以它變脆。
本發(fā)明的鋼A可從5.5mm被拉到0.18mm，而在獲得的鋼絲中沒(méi)有因該方法引起的脆性。這樣生產(chǎn)出來(lái)的鋼絲具有能保證它用于加強(qiáng)輪胎的鋼絲領(lǐng)域的抗拉強(qiáng)度。
在另外的鋼絲拉拔的實(shí)施例中，使用了直徑5.5mm的退火鋼絲，其成分列于表3。
表3鋼 C N Si Mn Ni Cr C Mo S PD 0.011 0.016 0.35 0.54 9.48 17.1 3.16 0.19 0.002 0.027E 0.017 0.015 0.34 3.85 9.52 17.5 3.16 0.19 0.003 0.025F 0.020 0.015 0.34 3.86 10.5 18.9 3.13 0.19 0.001 0.024G 0.019 0.014 0.36 3.84 8.47 17.1 3.12 0.20.003 0.026這些鋼絲以12個(gè)連續(xù)道次用肥皂被拉拔到直徑1mm，然后以6道次用肥皂拉到直徑0.48mm，再以9道次用肥皂拉到直徑0.18mm，所有這些從初始狀態(tài)起都沒(méi)有任何退火。在這個(gè)階段，最終產(chǎn)品經(jīng)受抗拉測(cè)量和使用飽和磁化法測(cè)量馬氏體含量。
表4鋼IM JMRm(MPa) 馬氏體D-74-81 2644 90％E-110 -1561810 4.4％F-159 -2051791 1.2％G-73-1192072 27％圖2展示了0.18mm直徑鋼絲的作為JM的函數(shù)的馬氏體含量。
圖3展示了0.18mm直徑鋼絲的作為JM的函數(shù)的抗拉強(qiáng)度。
說(shuō)明抗拉強(qiáng)度和馬氏體含量的變化，JM系數(shù)是特別合適的。
JM系數(shù)小于-120℃的鋼絲，在沒(méi)有中間退火的相當(dāng)于＝6.84的強(qiáng)拉拔后，將有低的，即小于2200Mpa抗拉強(qiáng)度。
JM系數(shù)大于-55℃的鋼絲，對(duì)于拉拔比ε約為6，沒(méi)有中間退火，將具有大于90％的馬氏體并顯示脆性。
在第三個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中，使用鋼D的初始直徑為5.5mm的退火鋼絲，其成分示于表3。
該鋼絲以12個(gè)道用肥皂被拉拔直徑1mm，沒(méi)有中間退火。
在500-700℃之間溫度下對(duì)該1mm直徑鋼絲進(jìn)行不同處理，總持續(xù)時(shí)間為2.5-10秒。這種處理在電鍍沉積薄銅或鋅層后會(huì)是需要的，為的是借助于擴(kuò)散，獲得均勻的黃銅層，該層在輪胎制造中一般用作橡膠粘合層。
下面，測(cè)量一段熱處理鋼絲的馬氏體含量和其抗拉強(qiáng)度。測(cè)量值示于表5，一起示出還有1mm未處理的參比鋼絲的這種值。
表5熱處理 持續(xù)時(shí)間Rm馬氏體℃秒 MPa ％未處理 1780 46500 2.5510 1899 48550 2.5 1847 4651839 4410 1650 39600 2.5 1677 3751502 2710 1409 18650 2.5 1378 2251354 910 1292 3可看出，對(duì)于小于550℃的溫度，該處理基本上保持初始的馬氏體量，并可引起較短時(shí)間的硬化。在600℃，以短于2.5秒的持續(xù)時(shí)間，小部分馬氏體消失，且鋼絲稍軟化。在600℃溫度下持續(xù)時(shí)間5或10秒，軟化更大。在650℃，馬氏體趨于大部分消失，且該鋼絲的鋼大大軟化。
從這些實(shí)施例得出的結(jié)論是按照本發(fā)明方法，在幾次拉拔操作之間，鋼絲可在小于650℃溫度，更好小于600℃溫度下進(jìn)行熱處理，而不會(huì)引起軟化或過(guò)分的馬氏體損失，軟化或過(guò)分損失馬氏體會(huì)有損于已在經(jīng)受了總拉拔變形ε大于6的狀態(tài)下的鋼絲達(dá)到很高的機(jī)械性能。相反，在650℃以上的溫度下任何處理，甚至很短的處理，都大大地使中間或最終階段的拉拔鋼絲的鋼軟化，因?yàn)檫@被認(rèn)為是一種退火操作。
C、N、Cr、Ni、Mn和Si是形成奧氏體不銹鋼有用的合金元素。
為了產(chǎn)生可變形的成分清楚的硫化物，按比例選擇Mn、Cr和S含量。
在Si和Mn的情況下，按照本發(fā)明，這些元素按比例的成分范圍保證了富SiO2含足量的MnO的硅酸鹽型夾雜物的存在，這些夾雜物在熱軋期間是能變形的。
Si含量在0.2％和1％之間，0.2％與冶煉時(shí)的殘余量一致，1％是這樣的含量，在1％以上會(huì)在變形硬化拉拔鋼絲中出現(xiàn)過(guò)分的脆化。
Mo可以添加到不銹鋼成分中，以改善耐蝕性。
Cu添加到本發(fā)明鋼的成分中，是因?yàn)樗纳评渥冃涡裕蚨箠W氏體穩(wěn)定。但是，為避免熱轉(zhuǎn)變困難，Cu含量限制到4％，這是因?yàn)镃u顯著降低了該鋼在軋制前可重加熱的上限。
按照本發(fā)明，總氧、鋁和鈣的范圍使可獲得含組分Al2O3和CaO不為零的硅酸錳型夾雜物。特別是，總鋁和鈣含量各大于0.1×10-4％，從而使合乎要求的該夾雜物含大于1％的CaO和大于3％的Al2O3。
按照本發(fā)明，總氧含量的值在40×10-4％和120×10-4％之間。
由于總氧含量小于50×10-4％，氧固定元素Mg、Ca和Al而不形成富SiO2和MnO的氧化物夾雜物。
由于總氧含量大于120×10-4％，在氧化物組成中有大于10％的Cr2O3，它促使應(yīng)力圖避免的結(jié)晶。
Ca含量小于5×10-4％，從而使該所期望的夾雜物不含大于30％的CaO。
為了避免所期望的夾雜物含有大于25％的Al2O3(它也促使結(jié)晶)，Al含量小于20×10-4％.
在使用普通和經(jīng)濟(jì)的工藝生產(chǎn)了含氧化物和硫化物型雜質(zhì)的鋼之后，為消除這些雜質(zhì)，使用經(jīng)濟(jì)上不很有效的慢重熔工藝，例如真空氬重熔工藝或電渣重熔工藝精煉此鋼是可能的。
通過(guò)在液體容器中沉淀分析，這些重熔工藝僅部分去除已存在的雜質(zhì)，而不改變其性質(zhì)或其組成。
本發(fā)明涉及含有意得到的，夾雜物的成分經(jīng)過(guò)選擇的不銹鋼，該成分與鋼的總成分有關(guān)，從而使此鋼在熱轉(zhuǎn)變期間，這些夾雜物的物理性有利于其變形。
按照本發(fā)明，該不銹鋼含成分已經(jīng)定義的夾雜物，它的軟化點(diǎn)接近鋼軋制溫度，從而抑制在軋制溫度下比鋼硬的晶體，例如，特別是已定義的化合物鱗石英、方石英和石英形式的SiO2；3CaO-SiO2；CaO；MgO；Cr2O3；Al2O3-MgO或Al2O3-Cr2O3-MuO-MgO型的鈣長(zhǎng)石、莫來(lái)石、鈣黃長(zhǎng)石、剛石、尖晶石；CaO-Al2O3；CaO-6Al2O3；CaO-2Al2O3；TiO2的出現(xiàn)。
按照本發(fā)明，該鋼主要含這樣的氧化物夾雜其成分使其在整個(gè)連續(xù)生產(chǎn)該鋼的操作期間形成玻璃質(zhì)或非晶的混合物。該經(jīng)選擇的夾雜物的粘性足以完全抑制在該所得到的本發(fā)明的夾雜物中的結(jié)晶氧化物顆粒生長(zhǎng)，這是因?yàn)樵谘趸飱A雜中幾乎沒(méi)有短距離的擴(kuò)散和很受限制的遷移移動(dòng)。在該鋼熱處理的溫度范圍內(nèi)保持玻璃態(tài)的這些夾雜物還具有比成分相當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶夾雜物更低的硬度和更低的彈性模量。這樣，該夾雜物在拉拔操作中可進(jìn)一步變形，壓縮和伸長(zhǎng)，且在該夾雜質(zhì)的區(qū)域中的應(yīng)力集中大大降低，這在拉拔期間顯著減小，比如，出現(xiàn)疲勞破裂或出現(xiàn)破裂的危險(xiǎn)。
按照本發(fā)明，該不銹鋼含定義成分的氧化物夾雜，這樣使得其在鋼熱軋的溫度范圍內(nèi)的粘度不過(guò)高。結(jié)果，在熱軋條件下(熱軋溫度一般在800-1350℃之間)該夾雜物的屈服應(yīng)力比鋼的屈服應(yīng)力顯著地低。這樣，這些氧化物夾雜在熱軋期間與鋼同時(shí)變形，所以，軋制后，這些夾雜物被很好地拉長(zhǎng)并具有很小的厚度。這避免了拉拔期間任何破裂的問(wèn)題。
按照本發(fā)明，上述夾雜物是使用普通和高效生產(chǎn)不銹鋼的電氣煉鋼設(shè)備，如電爐、AOD或VOD轉(zhuǎn)爐、鋼色冶煉和連續(xù)鑄造產(chǎn)生的。
按照本發(fā)明，具有所述所利性能的下述氧化物夾雜是由SiO2、MnO、CaO、Al2O3、MgO和Cu2O3，及任選的痕量FeO和TiO2，玻璃混質(zhì)合物組成的，其比例如下30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，如果SiO2含量小于30％，則該氧化物夾雜的粘度太低，因而氧化物晶體的生長(zhǎng)機(jī)制未被抑制。如果SiO2大于65％，則產(chǎn)生很硬和有害的，鱗石英、方石英和石英形式的SiO2。
5％和40％之間的MnO含量能使該氧化物混合物，特別是含有SiO2、CaO和Al2O3的氧化物混合物的軟化點(diǎn)大為降低，從而促使在用于本發(fā)明鋼的軋制條件下保持玻璃態(tài)的夾雜物的形成。
對(duì)于含量小于1％的CaO而言，形成了MnO-Al2O3晶體或莫來(lái)石晶體。當(dāng)CaO含量大于30％時(shí)則形成CaO-SiO2或(Ca，Mn)O-SiO2晶體。對(duì)于含量大于10％的MgO而言，形成MgO、2MgO-SiO2或MgO-SiO2或Al2O3-MgO的晶體，它是極硬的相。
如果Al2O3小于3％，則形成硅灰石晶體，而當(dāng)Al2O3大于25％時(shí)，則出現(xiàn)莫來(lái)石、鈣長(zhǎng)石、剛石、尖晶石的晶體，特別是Al2O3-MgO或Al2O3-Cr2O3-MgO-MnO型的晶體，或CaO-6Al2O3或CaO-Al2O3型的鋁酸鹽的，或鈣黃長(zhǎng)石的晶體。
由于Cr2O3大于10％，則還出現(xiàn)Cr2O3或Al2O3-Cr2O3-MgO-MnO，CaO-Cr2O3或MgO-Cr2O3的硬晶體。
按照本發(fā)明的一種方式，為了獲得在軋制產(chǎn)品上厚度不超過(guò)5μm的硫化物夾雜物，硫含量必須小于0.010％。這是因?yàn)楫?dāng)加熱時(shí)，在下述條件下硫化錳和硫化鉻型的夾雜物是完全可變形的5％＜Cr＜30％30％＜Mn＜60％35％＜S＜45％氧化物和硫化物型夾雜物一般被認(rèn)為對(duì)與在細(xì)絲拉拔領(lǐng)域和疲勞強(qiáng)度，特別是彎曲和/或扭曲領(lǐng)域相關(guān)的使用的性能是有害的。
為說(shuō)明夾雜物，可以定義一個(gè)形成系數(shù)，這是長(zhǎng)度與厚度之比。該夾雜物形成系數(shù)在該鋼絲中可高達(dá)10或20，結(jié)果，該夾雜物的厚度極小。
這些夾雜物對(duì)于用在拉成直徑小于0.3mm的細(xì)鋼絲或承受疲勞的部件，如彈簧和輪胎加強(qiáng)件的用途方面是無(wú)害的。
該夾雜物的特性被這樣的事實(shí)所證明在從直徑大于或等于5mm的鋼絲條試樣的整個(gè)1000mm2的面積上，存有不到5個(gè)厚度大于10μm的氧化物夾雜物。在整個(gè)1000mm2的面積上，厚度大于5μm的硫化物夾雜物數(shù)小于10。
通過(guò)采用了為冷變形和拉細(xì)絲而優(yōu)選了成分的鋼，本發(fā)明保證了形成馬氏體趨勢(shì)弱，此馬氏體是以足以使鋼硬化的量，但是不足以引起鋼絲拉拔后變脆的量形成；順序凝固從而可使從5.5mm拉拔的，不徑退火拉成0.18mm拉拔絲或以大于6的累積壓縮比，不經(jīng)中間退火而獲得的任何其它拉拔絲的抗拉強(qiáng)度在2200MPa和3000MPa之間；受控的夾雜物，它保證拉拔幾乎不產(chǎn)生破裂。
本發(fā)明的鋼絲在其硬化狀態(tài)下可用于制造比如彈簧或輪胎加強(qiáng)物，這種硬化是因拉拔而產(chǎn)生的變形硬化，或通過(guò)ε銅的使其進(jìn)一步硬化的300-550℃間的時(shí)效熱處理而形成的。
最終直徑的鋼絲還可經(jīng)受軟化退火操作，并可用來(lái)制造各種物品，如織網(wǎng)或編織鋼絲、管子的織套、濾器等。
權(quán)利要求
1.一種拉拔鋼絲，特別是用于加強(qiáng)輪胎的鋼絲的生產(chǎn)方法，上述鋼絲直徑小于0.3mm，它是通過(guò)拉拔直徑大于5mm的原料絲條或預(yù)拉拔原料絲而制成的，上述原料絲條或預(yù)拉原料絲的鋼的成分(重量％)如下C≤40×10-3％，N≤40×10-3％，C和N滿足關(guān)系C+N≤50×10-3％，0.2％≤Si≤1.0％，0.2％≤Mn≤5％，9％≤Ni≤12％，15％≤Cr≤20％，1.5％≤Cu≤4％，S≤10×10-3％，P＜0.050％，40×10-4％≤總氧≤120×10-4％，0.1×10-4％≤Al≤20×10-4％，Mg≤5×10-4％，0.1×10-4％≤Ca≤5×10-4％，Ti≤50×10-4％，在制造中固有的雜質(zhì)，在該鋼中的玻璃質(zhì)混合物形式的氧化物夾雜具有如下成分(重量％)30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，該成分滿足如下關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％；JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃，上述原子料絲經(jīng)受滿足如下拉拔條件的拉拔累積變形比ε大于6，在拉拔期間和在拉拔操作之間上述鋼絲在小于650°的溫度，更好是在小于600℃的溫度下保溫，在拉拔道次之間沒(méi)有退火。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于該成分包括小于5×10-3％的S。
3.權(quán)利要求1的方法，其特征在于該成分包括3-4％的Cu。
4.權(quán)利要求1的方法，其特征在于該成分還包括小于3％的Mo。
5.權(quán)利要求1-4中之一項(xiàng)的方法，其特征在于拉成最終直徑小于0.2mm的鋼絲。
6.權(quán)利要求1-5中之一項(xiàng)的方法，其特征在于以大于6.6的累積變形比ε進(jìn)行該拉拔。
7.權(quán)利要求1-6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于在該拉拔操作前或之間對(duì)該鋼絲另外進(jìn)行鍍黃銅操作。
8.權(quán)利要求1的方法，其特征在于直徑大于或等于5mm的上述原料絲在1000mm2的面積上含5個(gè)以下厚度大于10μm的氧化物夾雜。
9.權(quán)利要求1的方法，其特征在于直徑大于或等于5mm的上述原料絲在整個(gè)1000mm2的面積上含10個(gè)以下厚度大于5μm的硫化物夾雜。
10.用于生產(chǎn)拉拔鋼絲，特別是加強(qiáng)輪胎用的鋼絲的不銹鋼，該鋼絲直徑小于0.3mm，是通過(guò)拉拔直徑大于5mm的鋼絲條或已拉拔的原料絲而獲得的，其特征在于該不銹鋼成分(重量％)如下C≤40×10-3％，N≤40×10-3％，C和N滿足關(guān)系C+N≤50×10-3％，0.2％≤Si≤1.0％，0.2％≤Mn≤5％，9％≤Ni≤12％，15％≤Cr≤20％，1.5％≤Cu≤4％，S≤10×10-3％，P＜0.050％，40×10-4％≤總氧≤120×10-4％，0.1×10-4％≤Al≤20×10-4％Mg≤5×10-4％，0.1×10-4％≤Ca≤5×10-4％，Ti≤50×10-4％，制造中固有的雜質(zhì)，該成分滿足如下關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％；JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃，該鋼中玻璃質(zhì)混合物形式的氧化物夾雜具有如下成分(重量％)30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，
11.權(quán)利要求10的鋼，其特征在于上述成分包括小于5×10-3％的S。
12.權(quán)利要求10的鋼，其特征在于上述成分包括3-4％的Cu。
13.權(quán)利要求10的鋼，其特征在于上述成分還包括小于3％的Mo。
14.用權(quán)利要求1-9的方法獲得的鋼絲，特別是用于加強(qiáng)輪胎的鋼絲，其直徑小于0.3mm，是通過(guò)拉拔直徑大于5mm的原料絲條或預(yù)拉拔原料絲而獲得的，其特征在于其成分(重量％)如下C≤40×10-3％，N≤40×10-3％，C和N滿足關(guān)系C+N≤50×10-3％，0.2％≤Si≤1.0％，0.2％≤Mn≤5％，9％≤Ni≤12％，15％≤Cr≤20％，1.5％≤Cu≤4％，S≤10×10-3％，P＜0.050％，40×10-4％≤總氧≤120×10-4％，0.1×10-4％≤Al≤20×10-4％Mg≤5×10-4％，0.1×10-4％≤Ca≤5×10-4％，Ti≤50×10-4％，制造中固有的雜質(zhì)，該成分滿足如下關(guān)系SiMn＜2％；IM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-*8.1*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-150℃＜IM＜-55℃，和SiMn≥2％；JM＝551-462*(C％+N％)-9.2*Si％-20*Mn％-13.7*Cr％-29*(Ni％+Cu％)-18.5*Mo％，且-120℃＜JM＜-55℃，在該鋼中玻璃質(zhì)基質(zhì)形式的氧化物夾雜具有如下成分(重量％)30％≤SiO2≤65％，5％≤MnO≤40％，1％≤CaO≤30％，0％≤MgO≤10％，3％≤Al2O3≤25％，0％≤Cr2O3≤10％，該鋼絲直徑小于0.3mm。
15.權(quán)利要求14的鋼絲，其特征在于其抗拉強(qiáng)度大于或等于2200MPa。
全文摘要
生產(chǎn)拉拔鋼絲,特別是加強(qiáng)輪胎用鋼絲的方法,該鋼絲直徑小于0.3mm,是通過(guò)拉拔直徑大于5mm的鋼制的原料絲條或預(yù)拉拔原料絲獲得的,上述鋼的成分如說(shuō)明書(shū)中所述。以及由上述方法獲得的鋼絲。
文檔編號(hào)D07B1/06GK1199782SQ9810692
公開(kāi)日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1998年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月18日
發(fā)明者J·馬蘭戴爾, J－M·豪澤爾, E·哈維特 申請(qǐng)人:尤吉納薩瓦依股份有限公司, 斯普林特金屬公司