一種高韌性彈簧絲的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈簧鋼絲，具體涉及了一種不易折斷、抗拉性好的高韌性彈簧絲。
【背景技術(shù)】
[0002]目前普遍使用的不銹鋼彈簧鋼絲分為以下三類:1.相變強(qiáng)化馬氏不銹鋼彈簧鋼絲；2.形變強(qiáng)化奧氏體-馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲；3.沉淀硬化奧氏體-馬氏體不銹鋼彈簧鋼絲。相變強(qiáng)化馬氏不銹鋼彈簧鋼絲的缺點(diǎn)是:1.采用強(qiáng)化馬氏體不銹鋼為原料制成，制成彈簧后需要再次熱處理，以提高其彈性；然后進(jìn)行酸洗，使其表面光滑，甚至需要鍍鉻、鎳等，制造工序復(fù)雜，成品率低，成本高；2.韌性差，脆性敏感。形變強(qiáng)化奧氏體不銹鋼彈簧鋼絲的缺點(diǎn)是:1.強(qiáng)度和弱性低，抗松弛和蠕變性較差；2.彈性模量的溫度系數(shù)較大；3.其中鎳含量為8%_10%，而鎳是一種價(jià)格較高的緊缺資源，又不能滿足節(jié)能環(huán)保的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供了一種不易折斷、抗拉性好的高韌性彈簧絲。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種高韌性彈簧絲，以該高韌性彈簧絲的質(zhì)量為基準(zhǔn)，所述的高韌性彈簧絲含有0.45 ?0.50% 的 C、l.05 ?1.15% 的 Cr、0.6 ?0.8% 的 Mo、0.50 ?0.60% 的 Μη、0.05 ?0.08%的 N1、0 ?0.03% 的 Mg、0.10 ?0.20% 的 S1、0 ?0.03% 的 P、0 ?0.025% 的 S 和 0.015 ?
5%的V，余量為Fe。
[0005]作為進(jìn)一步優(yōu)選本發(fā)明中合金各元素的含量配比:所述的高韌性彈簧絲含有0.45 ?0.50% 的 C、1.10 ?L 15% 的 Cr、0.7 ?0.8% 的 Μο、0.55 ?0.60% 的 Μη、0.05 ?0.07% 的 N1、0.01 ?0.03% 的 Mg、0.10 ?0.20% 的 S1、0.01 ?0.03% 的 Ρ、0.015 ?0.025%的S和0.015?3%的V，余量為Fe。
[0006]作為進(jìn)一步優(yōu)選本發(fā)明中合金各元素的含量配比:所述的高韌性彈簧絲含有0.45 ?0.50% 的 C、1.10 ?1.13% 的 Cr、0.7 ?0.75% 的 Μο、0.55 ?0.60% 的 Μη、0.05 ?
0.06% 的 N1、0.01 ?0.02% 的 Mg、0.10 ?0.15% 的 S1、0.01 ?0.015% 的 Ρ、0.015 ?0.020%的S和0.015?1%的V，余量為Fe。
[0007]本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化調(diào)整合金的成分的組成及配比，極大改善了彈簧絲的力學(xué)性能，尤其在韌性方面，使其更加的抗壓、抗拉，使用壽命更長(zhǎng)。
[0008]下面對(duì)調(diào)控含量的部分元素進(jìn)行說(shuō)明:
鉬(Mo)，鉬是不銹鋼絲不生銹、耐腐蝕的關(guān)鍵元素；鉬添加劑對(duì)鋼的性能有著很大的影響，把少量鉬加到鋼之中，可使鋼絲具有非常優(yōu)異的性能，可以大大增加彈簧鋼絲的耐磨性能，延長(zhǎng)使用壽命。高強(qiáng)度合金鋼含鉬可以提高鋼材硬度、強(qiáng)度和韌性，并具良好的可焊性和抗腐蝕性能。當(dāng)鑄鐵添加0.3%?1.0%的鉬后，將會(huì)大大提高抗拉、抗彎和抗疲勞強(qiáng)度，還會(huì)提高鑄件結(jié)構(gòu)的均勻性，這對(duì)大型鑄件尤其顯得重要，這些鑄件廣泛應(yīng)用于汽車制造、壓力管道和鑄模等，加工工業(yè)里鉬用得更廣泛。高下使用的模具受熱、機(jī)械交變應(yīng)力作用導(dǎo)致材料疲勞出現(xiàn)裂紋。而利用熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱強(qiáng)、高強(qiáng)度好的鉬或鉬基合金，模具壽命大幅度延長(zhǎng)；向鐵、鋼及其它金屬中加入合金元素便可改善它們的性能，如淬火性、下的強(qiáng)度、耐腐蝕性與耐研磨性。但是鉬的含量過(guò)高時(shí)，則惡化鋼的塑性、韌性和加工性能。因此，在本發(fā)明中，發(fā)明人控制了彈簧絲中鉬的含量為0.6?0.8% (重量百分比)，進(jìn)一步優(yōu)選為
0.7?0.8%，最優(yōu)可選0.75%。
[0009]碳(C)，碳是穩(wěn)定奧氏體的代表元素，是在彈簧絲中所含的用于提高強(qiáng)度和淬火硬度、確保耐磨損性的重要元素，是獲得高強(qiáng)度和硬度的彈簧鋼絲所必須的。高的碳含量雖然對(duì)鋼絲的強(qiáng)度、硬度、彈性和彈減性能等有利，但不利于鋼絲的塑性和韌性，而且使屈強(qiáng)比降低，脫碳敏感性增大，惡化鋼的抗疲勞性能和加工性能。因此，本發(fā)明需要控制碳的含量，使彈簧絲中碳的含量為0.45?0.50% (重量百分比)。
[0010]硅(Si)，硅元素是彈簧鋼絲彈性的最主要貢獻(xiàn)元素，是強(qiáng)化鐵素體組織的元素，同時(shí)還能控制結(jié)晶粒生長(zhǎng)，提高耐酸性，在鑄造鑄件時(shí)增強(qiáng)熔鋼的流動(dòng)性，減少表面缺陷。然而，硅含量過(guò)高時(shí)會(huì)導(dǎo)致降低鋼的塑性和韌性，并導(dǎo)致碳的活性增加，從而在鋼絲的乳制和加熱過(guò)程中發(fā)生脫碳和石墨化的傾向，并使冶煉困難、易形成夾雜物因而惡化鋼絲的抗疲勞性能。因此，控制彈簧絲中硅的含量在0.10?0.20% (重要百分比)，保證彈簧絲在具有足夠的彈性的同時(shí)盡量降低其對(duì)鋼絲的塑性和韌性的不利影響。
[0011]錳(Mn)，在回火時(shí)，錳與磷有強(qiáng)烈的晶界共偏聚傾向，促進(jìn)回火脆性，惡化鋼絲的韌性。但是另一方面，錳是脫氧和脫硫的有效元素，作為脫氧劑使用，在熱處理時(shí)還可以提高彈簧鋼絲的淬透性和強(qiáng)度，添加量小于0.6%時(shí)會(huì)降低N的固溶性而難以起到上述作用。因此，本發(fā)明需要控制在彈簧絲中錳的含量為0.50?0.60% (重量百分比)，進(jìn)一步優(yōu)選可為 0.55 ?0.6%ο
[0012]磷(P)，磷能在鋼液凝固時(shí)形成微觀偏析，隨后在奧氏體化溫度加熱時(shí)偏聚在晶界，使鋼的脆性顯著增大，所以應(yīng)該盡量低地控制彈簧鋼絲中磷的含量，一般將在彈簧鋼絲中磷的含量為0.03% (重量百分比)以下，最好是在0.015%以下。
[0013]硫(S)，在鋼鐵中總是會(huì)存在或多或少的硫，硫與猛形成硫化猛夾雜并且在晶界也有一定的偏聚，這樣會(huì)惡化鋼絲的韌性和抗疲勞性，因此一般認(rèn)為硫是有害元素，應(yīng)當(dāng)盡量降低鋼中硫大含量。但是，鋼液在凝固過(guò)程中分析出的二次氧化物大多為低熔點(diǎn)相的CaO-Al2O3-S12,而鋼液中始終還存在有純態(tài)的Al2O3雜質(zhì)，這種純態(tài)的Al 203雜質(zhì)也影響彈簧鋼絲的塑性和韌性。但是由于MnS為塑性?shī)A雜，對(duì)這種純態(tài)的Al2O3有一定的包裹作用，從而減少脆性?shī)A雜對(duì)彈簧鋼絲的破壞，所以可以通過(guò)適當(dāng)?shù)靥岣咪撝辛虻暮繌亩^好地提高彈簧鋼絲的塑性和韌性。但是考慮到MnS畢竟是夾雜物，過(guò)多的MnS會(huì)影響到鋼基體的連續(xù)性。因此，對(duì)硫的含量控制同樣是本發(fā)明的關(guān)建，在本發(fā)明中，控制彈簧鋼絲中硫的含量為小于或等于0.025% (重量百分比)。
[0014]鉻(Cr)，鉻能夠有效地提高彈簧鋼絲的淬火性和回火阻抗性，提高鋼絲的強(qiáng)度，并且鉻還可以降低碳的活度，提高鋼絲的浸碳性，并形成微細(xì)碳化物，可降低加熱、乳制和熱處理過(guò)程中的鋼材表面脫碳和石墨化傾向，提高韌性和耐磨損性；但是，鉻含量過(guò)高時(shí)，反而大量形成鉻的碳化物，惡化鋼絲的彈減性能和韌性。因此，在本發(fā)明中，控制彈簧絲中鉻的含量為1.05?1.15% (重量百分比)，進(jìn)一步優(yōu)選為1.10?1.13%。
[0015]釩