具有优良冷镦性能和淬火特性的钢丝及其制造方法技术

提供一种具有优良冷镦性能和淬火特性的钢丝及其制造方法。该钢丝即使不进行球化退火也具有显著的低强度，从而能容易地冷加工该钢丝，并确保之后能通过淬火而显著提高强度。该钢丝以重量％计含有，Ｃ：０．１－０．４％，Ｓｉ：０．３－１．５％，Ｍｎ：０．３－１．７％，Ｐ：０．０１５％或更低，Ｓ：０．０１５％或更低，Ｃｒ：０．０５－１．７％，Ａｌ：０．０５％或更低，Ｂ：０．００１－０．００５％，Ｔｉ：０．０１－０．０５％，Ｎ：０．０１５％或更低，余量为Ｆｅ及其它不可避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于冷加工材料的钢丝的制造方法。特别是涉及一种具有 优良冷加工性和淬火特性的钢丝及其制造方法，该钢丝即使在钢丝状态下不进 行球化退火也具有显著的低强度，从而能容易地冷加工该钢丝，并确保之后能 通过淬火而显著提高强度。
技术介绍
通常，由于冷加工比热加工或切削加工具有更高的生产率，因而其作为制 造诸如螺栓、螺母、螺钉等汽车部件和机械部件的有效方法已被广泛应用。由于冷加工涉及直接对钢进行锻造操作而无专门的加热或切削加工，因此 被冷加丁的钢必须具有适当的机械性能。换言之，该钢必须具有足够低的抗拉 强度以保证在低外力下具有足够的成形性，还必须具有良好的延展性以便在进 行冷深拉延时不断裂。然而，由于如上所述冷加工制造的部件包 舌诸如螺栓、螺母、螺钉等汽车 部件或机械部件，因此这些部件必须具有高强度。总之，用于冷加工的{尤等钢应当在冷加工前具有低强度和高延展性，而在 制造成最终产品的加工过程中具有高强度。由于这些性能是互相矛盾的，因此 必须在每个加工阶段进行适当的处理，以使钢同时具有这两种所需的性能。典 型的/慰寸冷加工制成的最终部件进行淬火以获得高强度。为了通过淬火使该部 件满足所需的强度要求，该钢应含有适当量的能提高淬火特性的元素。通常，为提高淬火特性，钢含有高含量的碳。碳是一种提高淬火特性的代表性元素，能M淬火显著提高部件的强度。但是，当钢含有如此高含量的碳时，即使不进行淬火，该钢也具有过高的 硬度和强度，以至于不能直接进行冷锻，因此需要对其进行专门处理。换句话 说，当碳溶解于钢中时，它引发固溶强化，使得钢的强度提高。其结果是，当 钢进行冷加工以形成工具时，该工具不但使用寿命短，还会因延展性不足而产 生裂纹。因此，当冷加工含有高含量碳的钢时，为避免在机加工该钢时，其加工性 因碳而降低，必须首先实施通过以球状渗碳体形式析出碳来抑制溶解于钢基体 中的碳导致的固溶强化的处理。上述析出球状渗碳体的工艺称为"球^ii火"。因此，为通过加工高碳钢丝制造高弓驢部件，对该钢丝依次进行球ttii火、 冷加工和淬火，通常进行退火处理作为最终处理以提高部件的韧性。然而，球化退火(spheroidizing annealing)需要数小时乃至数十小时的热处 理，这不仅降低生产率，还增加生产成本。因此如果可能的话最好省略球化退火。为解决i:3i问题，日本公开专利No.2001-0303189公开了一种钢丝，以重量 %计含有B:0.0055X或更少和Zr:0,035Q/^或更少中的至少一种；以及N: 0.0005-0.0070%，其中B、 Zr和N满足下述关系以抑制铁素体晶粒细化，从而 抑制在室温或在工件加热范围内应变抗力的提高 -O細S-1.3叫0.15问，020。该专利的特征在于，通过加入B或Zr，溶解的碳和氮被钉扎(pin)，铁素 体晶粒的细化受到抑制，从而避免冷加工过程中应变抗力提高。但该专利技术并不 考虑冷加工前钢的抗拉强度，该强度是不经球化退火制成的钢丝在冷加工中最 重要的因素。尽管本领域众所周知冷加工前钢的抗拉强度越低，机加工方面的 优点因低应变能而越多，但仅通过抑制铁素体晶粒细化来降低钢的强度存在着 局限。其结果是，当钢丝进行冷加工而不进行球化退火时，会引发由该钢丝制 成的工具的寿命縮短或钢丝产生裂纹等问题
技术实现思路
技术问题为解决现有技术中存在的上述问题而完成了本专利技术，本专利技术的目的之一是 提供一种具有优良冷加工性和淬火特性的钢丝及其制造方法，该钢丝即使不进 行球化退火也具有足够低的强度以提供冷加工性方面的优势，并确保之后能通 过淬火显著提高强度。技术手段根据本专利技术的一方面，上述以及其它目的通过提供下述钢丝而实现，该钢丝以重量％计含有C: 0.1-0.4%, Si: 0.3-1.5%， Mm 0.3-1.7%， P: 0.015% 或更低，S: 0.015%或更低，Cr: 0.05-1.7%， Al: 0.05%或更低，B: 0.001-0.005 %， Th 0.01^0.05%， N: 0.015%或更低，余量为Fe及其它不可避免的杂质。亍，地，Ti与N之比(Ti/N)为1.39或更高(基于原子量)，B与Cr的重 量比(B/Cr)为0.04或更低。优选地，该钢丝含有铁素体和珠光体结构。 fm地，该钢丝含有50%或更高的铁素体结构。 tti^地，该钢丝含有总量为0.5%或更低的贝氏体禾吗氏体结构。 优选地，该钢丝具有590MPa或更低的抗拉强度以保证冷加工性，该抗拉 强度以下述等式表示TS(MPah258+959"C]+112^Si]+ll"+5"Cr]+439"Ti]-0.7^铁素体的 比率]本专利技术的另一方面是提供一种制造钢丝的方法，包括将钢坯加热至 誦-110(TC，该钢坯以重量％计含有C: 0.1-0.4%, Si: 0.3-1.5%， Mn: 0.3-1.7 %， P: 0.015%或更低，S: 0.015%或更低，Cr: 0.05-1.7%, Al: 0.05%或更低， B: 0.001-0.005%, Ti: 0.01-0.05%， N: 0.015%或更低，余量为Fe及其它不可 避免的杂质，将该钢坯轧制成钢丝，随后以0.1-5。C/秒的速度将该钢丝冷却至50crc或更低。tti^地，车L制钢坯包括在850。C或更低的精轧(finishrolling) ^it下进行精轧。优选地，Ti与N之比(Ti/N)为1.39或更高(基于原子量(in terms of atomic weight)), B与Cr的重量比(B/Cr)为0.04或更低。《腿地，该钢丝具有590MPa或更低的抗拉强度以保证冷加工性，该抗拉 强度以下述等式表示TS(MPa)=258+959*+l 12*+l 11 *,]+5*+439*-0.7*有益效果从上述内容可见，本专利技术提供了即使不为冷加工而进行热处理也具有良好冷加工性的金属部件及其制造方法。由本专利技术所述方法制成的部件可应用于多种需要高强度的领域，例如机械 部件、汽车部件、建筑结构材料等。附图说明基于下述与附图相关的详细描述，将更清楚地理解本专利技术的上述及其它目 的、特征以及其它优点，其中图1是表示本专利技术钢与作为对比的常规钢的)t^模具(cold dice)寿命的图表；图2是表示本专利技术钢与作为对比的对比钢的淬火特性的图表。专利技术的最佳实施方式现在结合附图详细说明本专利技术的t^选实施方案。 本专利技术的专利技术人为发现钢丝的理想机械性能而进行了广泛的研究，并得出结论590MPa或更低的抗拉^驢以及ffi31淬火使弓驢提高100MPa颇高即可 获得理想的机械性能。基于这些结论，专利技术人试图开发出满足这些要求的钢丝 及其制造方法。 钢丝的成分为提高冷加工性和淬火特性，本专利技术所述钢丝必须具有下述成分。注意在 下文中除非有其它指示，每个组分的含量均以重量％表示。专利技术人发5见，钢丝 具有该成分十分重要，该成分能显著提高淬火特性，从而使钢丝在为了不经球 化退火而提高冷锻性时以钢丝状态具有低强度，并在淬火及回火后具有高抗拉 强度。为实现这一目的，专利技术人以如下方式实施了初步试验将钢丝i舒羊在88(TC 加热，随后油冷，以证实淬火特性依赖于含有图1的图表所示的几种主要元素 的成分体系而有所提高。他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有优良冷镦性能和淬火特性的钢丝，以重量％计含有：Ｃ：０．１－０．４％，Ｓｉ：０．３－１．５％，Ｍｎ：０．３－１．７％，Ｐ：０．０１５％或更低，Ｓ：０．０１５％或更低，Ｃｒ：０．０５－１．７％，Ａｌ：０．０５％或更低，Ｂ：０．００１－０．００５％，Ｔｉ：０．０１－０．０５％，Ｎ：０．０１５％或更低，余量为Ｆｅ及其它不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔相佑，李德洛，李相润，郑烋安，姜模昌，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]