本發(fā)明涉及線材生產(chǎn)加工領(lǐng)域技術(shù)，尤其是指一種超塑性純鐵材料的生產(chǎn)加工工藝。

背景技術(shù)：

近年來金屬超塑性已在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中獲得了較為廣泛的應(yīng)用。一些超塑性的合金正以它們優(yōu)異的變形性能和材質(zhì)均勻等特點(diǎn)，在航空航天以及汽車的零部件生產(chǎn)、工藝品制造、儀器儀表殼罩件和一些復(fù)雜外形構(gòu)件的生產(chǎn)中起到了不可替換的作用。同時(shí)超塑性金屬的品種和數(shù)目也有了大幅度的增加。

由于超塑性研究的飛速進(jìn)展，出現(xiàn)了引人注目的鋁合金在汽車工業(yè)中的應(yīng)用。在第八屆超塑性國際會議上, 日本和瑞士等國的汽車公司介紹了用超塑成形方法生產(chǎn)的大型鋁合金覆蓋件, 為超塑成形在汽車工業(yè)中的應(yīng)用開辟了前景。超塑成形具有無彈復(fù)、只需單側(cè)模具、單工序、設(shè)備載荷低等優(yōu)點(diǎn), 但還存在一些問題, 有待于進(jìn)一步解決。由于在生產(chǎn)中采用了坯料預(yù)熱、熱開模、機(jī)械手取件或多工作臺交替等方案, 使超塑成形周期降到10 min 以下。而普通沖壓需要多臺設(shè)備、多工序, 相比較而言, 目前的超塑成形效率是可以接受的。但目前細(xì)晶的超塑鋁合金板材價(jià)格在普通板材的10 倍左右, 這使超塑成形覆蓋件成本居高不下, 難以大規(guī)模應(yīng)用。其原因一方面是鋁合金細(xì)晶板材制備成本較高, 另一方面是其應(yīng)用面較窄。超塑性在汽車行業(yè)中應(yīng)用尚需要冶金部門、汽車工業(yè)應(yīng)用部門的共同努力。

如今，對于超塑性的研究取得了進(jìn)一步的發(fā)展，各種精細(xì)零部件材料及加工技術(shù)是國際上研究的熱點(diǎn), 并已成為21 世紀(jì)塑性成形技術(shù)的發(fā)展方向之一。通過微成形制造的零件(外形尺寸為毫米級甚至亞微米級)一般用于微型機(jī)械或微電機(jī)系統(tǒng),應(yīng)用于國防、空間科學(xué)及其他高技術(shù)研究領(lǐng)域。與常規(guī)塑性成形方法相比較, 超塑成形可在低應(yīng)力下獲得大的變形, 在微成形方面有著獨(dú)特的優(yōu)越性。我國的研究者已在這方面進(jìn)行了有益的嘗試, 研究了1420Al-Li 合金的超塑特性, 并采用表面帶有微槽和微孔兩種形式的模具研究了該合金的微成形性。另外, 應(yīng)當(dāng)引起重視的是非晶合金精細(xì)零部件的超塑成形技術(shù)。采用非晶合金和超塑成形技術(shù), 可制備高性能、高精度的微細(xì)機(jī)械零部件。國外已能用超塑擠壓和鍛造方法制造非晶合金精密光學(xué)儀器部件和超微齒輪。

超塑性在我國和世界上主要的發(fā)展方向主要有如下三個(gè)方面：

1. 先進(jìn)材料超塑性的研究，由于超塑性材料具有若干優(yōu)異的性能，在高技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用遠(yuǎn)景。然而這些材料一般加工性能較差，開發(fā)這些材料的超塑性對于其應(yīng)用具有重要意義；

2. 高速超塑性的研究：即超塑變形的速率，目的在于提升超塑成形的生產(chǎn)率；

3. 研究非理想超塑性材料的超塑性變形規(guī)律，探討降低對超塑變形材料的苛刻要求，而進(jìn)步成形件的質(zhì)量，目的在于擴(kuò)大超塑性技術(shù)的應(yīng)用范圍，使其發(fā)揮更大的效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種超塑性純鐵材料的生產(chǎn)加工工藝，其生產(chǎn)加工出來的產(chǎn)品具有塑性高、伸長率高、硬度低的特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：

一種超塑性純鐵材料的生產(chǎn)加工工藝，包括有以下步驟：

（1）選材：選用國內(nèi)生產(chǎn)的型號為CH1T材料作為母材，其合金元素Ti含量的控制在0.06-0.12%，S、P含量均在0.020%以下，內(nèi)部無非金屬夾雜物；

（2）拉拔：采用輥模拉拔技術(shù)對材料進(jìn)行拉拔得到鋼絲；

（3）退火：采用等溫再結(jié)晶退火工藝，將鋼絲材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至660-680℃，保溫 1-2h ；然后，以15-20℃/h的冷卻速度冷卻至580-600℃，并保溫2-3h，接著，以30-50℃/h的冷卻速度到常溫。

作為一種優(yōu)選方案，所述惰性氣體為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?L/min。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知：

通過本發(fā)明工藝處理后，得到的線材塑性高，經(jīng)1/4以上變形冷鐓試驗(yàn)不開裂，線材擁有較高的伸長率：≥90%，超低的硬度：HV≤90，晶粒細(xì)化：平均晶粒度級別≥11級，晶粒度均勻，成等軸晶粒，晶粒面積差≤5%。由以上指標(biāo)可以看出，其各項(xiàng)性能明顯優(yōu)越于目前市場類似產(chǎn)品，可更好的應(yīng)用于鉚釘加工行業(yè)，提高鉚釘行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品的使用性能及成材率，具有良好的市場前景，為公司創(chuàng)造非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中輥拉模的主視圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明揭示了一種超塑性純鐵材料的生產(chǎn)加工工藝，包括有以下步驟：

（1）選材：選用國內(nèi)生產(chǎn)的型號為CH1T材料作為母材，其合金元素Ti含量的控制在0.06-0.12%，S、P含量均在0.020%以下，內(nèi)部無非金屬夾雜物；以確保其材料具有較高的塑性。選擇優(yōu)良的原材料尤其重要，由于材料的塑性主要與其化學(xué)成分組成及顯微組織相關(guān)，控制化學(xué)成分以及優(yōu)良的顯微組織都是非常必要的，要求材料必須有較高的純凈度，極少的非金屬夾雜物。

（2）拉拔：采用輥模拉拔技術(shù)對材料進(jìn)行拉拔得到鋼絲，輥模拉拔采用的輥拉模如圖1所示；在拉拔過程中，因線材本身塑性好，在正常拉拔過程中，不能使用太大的拉拔力，易導(dǎo)致其斷裂，因此通常采用小壓縮比進(jìn)行拉拔，而小壓縮比拉拔后的材料不利于后續(xù)退火加工工序，因此本發(fā)明拉拔工序采取輥模拉拔技術(shù)，在拉拔過程中，使用較小的拉拔力，就能實(shí)現(xiàn)較大的壓縮比拉拔，這樣產(chǎn)生的變形量就越大，鋼絲的內(nèi)部組織更細(xì)，更碎，產(chǎn)生應(yīng)力值越高，為后續(xù)退火提供更多的能量，使球化率提高，晶粒越細(xì)小，塑性進(jìn)一步提高。

（3）退火：采用等溫再結(jié)晶退火工藝，將鋼絲材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至660-680℃，保溫 1-2h ；然后，以15-20℃/h的冷卻速度冷卻至580-600℃，并保溫2-3h，接著，以30-50℃/h的冷卻速度到常溫。所述惰性氣體為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?L/min。退火工藝至關(guān)重要，采用等溫再結(jié)晶退火工藝，其關(guān)鍵點(diǎn)：①對溫度的控制，保溫溫度不能太高，否則統(tǒng)一形成單一的奧氏體組織，導(dǎo)致晶粒粗大，自然就不會有好的塑性，②控制好溫度下降的速度，采用分階段冷卻，即在冷卻到一定溫度時(shí)，進(jìn)行保溫一段時(shí)間后進(jìn)行冷卻，使材料的溫度均勻化，保證形成細(xì)小且均勻的晶粒，同時(shí)呈規(guī)則的球狀排列，

下面以多個(gè)實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1：

（1）選材：選用國內(nèi)生產(chǎn)的型號為CH1T材料作為母材，其合金元素Ti含量的控制在0.06%，S、P含量均在0.019%，內(nèi)部無非金屬夾雜物；

（2）拉拔：采用輥模拉拔技術(shù)對材料進(jìn)行拉拔得到鋼絲；

（3）退火：采用等溫再結(jié)晶退火工藝，將鋼絲材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至680℃，保溫 1.5h ；然后，以18℃/h的冷卻速度冷卻至580℃，并保溫2h，接著，以40℃/h的冷卻速度到常溫。所述惰性氣體為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?L/min。

實(shí)施例2：

（1）選材：選用國內(nèi)生產(chǎn)的型號為CH1T材料作為母材，其合金元素Ti含量的控制在0.12%，S、P含量均在0.018%以下，內(nèi)部無非金屬夾雜物；

（2）拉拔：采用輥模拉拔技術(shù)對材料進(jìn)行拉拔得到鋼絲；

（3）退火：采用等溫再結(jié)晶退火工藝，將鋼絲材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至670℃，保溫 1h ；然后，以15℃/h的冷卻速度冷卻至600℃，并保溫2.5h，接著，以50℃/h的冷卻速度到常溫。所述惰性氣體為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?L/min。

實(shí)施例3：

（1）選材：選用國內(nèi)生產(chǎn)的型號為CH1T材料作為母材，其合金元素Ti含量的控制在0.10%，S、P含量均在0.015%，內(nèi)部無非金屬夾雜物；

（2）拉拔：采用輥模拉拔技術(shù)對材料進(jìn)行拉拔得到鋼絲；

（3）退火：采用等溫再結(jié)晶退火工藝，將鋼絲材置于熱處理爐中，向熱處理爐中充入惰性氣體，再將爐內(nèi)的溫度升至660℃，保溫 2h ；然后，以20℃/h的冷卻速度冷卻至590℃，并保溫3h，接著，以30℃/h的冷卻速度到常溫。所述惰性氣體為甲醇，甲醇?xì)饬髁繛?L/min。

將經(jīng)過上述各個(gè)實(shí)施例處理后得到的產(chǎn)品進(jìn)行球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（HV0.3）、金相組織和熱處理后產(chǎn)品級別檢驗(yàn)，球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（HV0.3）、金相組織和熱處理后產(chǎn)品級別的檢驗(yàn)方法為現(xiàn)有成熟技術(shù)，在此對球化體級別、晶粒度、脫碳層深度、芯部硬度（HV0.3）、金相組織和熱處理后產(chǎn)品級別的檢驗(yàn)方法不作詳細(xì)敘述，檢驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)如下表所示：

通過本發(fā)明工藝處理后，得到的線材塑性高，經(jīng)1/4以上變形冷鐓試驗(yàn)不開裂，線材擁有較高的伸長率：≥90%，超低的硬度：HV≤90，晶粒細(xì)化：平均晶粒度級別≥11級，晶粒度均勻，成等軸晶粒，晶粒面積差≤5%。由以上指標(biāo)可以看出，其各項(xiàng)性能明顯優(yōu)越于目前市場類似產(chǎn)品，可更好的應(yīng)用于鉚釘加工行業(yè)，提高鉚釘行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品的使用性能及成材率，具有良好的市場前景，為公司創(chuàng)造非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。