延性优良的高强度钢丝及其制造方法技术

技术编号:1787816 阅读:151 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种钢线材,其特征在于:其是铅浴淬火后的珠光体组织的面积率为97%以上、余部为由贝氏体、伪珠光体、以及初析铁素体构成的非珠光体组织,破断时的断面收缩率RA满足下式(1)、(2)、(3),抗拉强度TS满足式(4): RA≥RAmin (1) 式中:RAmin=a-b×珠光体块粒径(μm), a=-0.0001187×TS(MPa)↑[2]+0.31814×TS(MPa)-151.32 (2) b=0.0007445×TS(MPa)-0.3753 (3) TS≥1000×C(%)-10×线径(mm)+320MPa (4)。

【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钢线材、钢丝以及它们的制造方法。更详细地,涉 及例如作为汽车的子午线轮胎、各种产业用带或软管的补强材料而使用的钢丝帘线(steel cord)、以及适合用于缝纫线(sewing wire)等用途的 轧制线材及其制造方法、以及以上述轧制线材作为原材料的钢丝。
技术介绍
对于作为汽车的子午线轮胎、各种皮带、或软管的补强材料而使用 的钢丝帘线用钢丝、或者缝纫线用的钢丝,通常是将热轧后调整冷却的 线径(直径)为5 6mm的钢线材经1次拔丝加工使直径为3 4mm, 接着进行铅浴淬火(patenting)处理后,再进行2次拔丝加工使成为l 2mm的直径。然后,进行最终铅浴淬火处理,接着施以黄铜镀层,再次 施以最终湿式拔丝加工,使直径为0.15 0.40mm。将这样得到的极细钢 丝进一步通过捻丝加工,将多根钢丝相互捻合制作捻钢丝,从而可以制 作钢丝帘线。通常,如果在将线材加工成钢丝时和对钢丝进行捻丝加工时发生断 丝,则生产率和成品率有很大降低。因此,属于上述
的线材和 钢丝,强烈要求在拔丝加工和捻丝加工时不发生断丝。拔丝加工中,在 进行最终湿式拔丝加工的情况下,由于被处理钢丝的线径极细,所以特 别容易发生断丝。此外,近年来,出于各种目的,使钢丝帘线等轻量化的倾向增高。 因此,对上述各种制品要求高强度,对于C含量不足0.7质量%的碳素 钢线材等,不能得到所期的高强度,大多使用C含量为0.75质量。/。以上 的钢丝。但是,当提高C含量时,拔丝加工性会下降,因此断丝的频率 增高。所以,对能够提高C含量并确保钢丝的高强度、且拔丝加工性也优良的线材的要求极大。对应于上述近年来的产业界的要求,提出有通过控制偏析或显微组 织、或者使其含有特定元素来提高高碳线材的拔丝加工性的技术。例如,在日本特许2609387号公报中曾经提出了由具有特定的化 学组成的钢材构成的、规定了一次渗碳体的平均含有面积率的"高强度高 韧性极细钢丝用线材、高强度高韧性极细钢丝、以及使用该极细钢丝的 捻丝制品、以及该极细钢丝的制造方法"。但是,该文献提出的线材含有 贵重元素Ni和Co的l种以上作为必须元素,因此制造成本升高。另一方面,铅浴淬火线材的断面收縮率与奥氏体粒径有关,通过奥 氏体粒径的微细化,其断面收缩率提高,因此,通过将Nb、 Ti、 B等的 碳化物或氮化物作为钉扎(pinning)粒子使用,尝试进行奥氏体粒径的 微细化。在日本特许2609387号公报曾经公开了"含有选自Nb: 0.01 0.1重量%、 Zr: 0.05 0.1重量%、 Mo: 0.02 0.5重量%中的1种以上 作为成分元素,可进一步提高极细钢丝的延韧性"的技术。在日本特开 2001-131697号公报也曾经提出通过NbC使奥氏体粒径微细化的方案。 但是,由于这些添加元素昂贵,故导致成本增高、且Nb形成粗大的碳 化物和氮化物、Ti形成粗大的氧化物,因此拔丝到直径为0.40mm以下 的细线径时,有时发生断丝。而且,根据本专利技术者的验证,利用BN的 钉扎作用,对奥氏体粒径进行微细化到影响至断面收縮率的程度是困难 的。而且,如日本特开2000-309849号公报、日本特开昭56-44747号公 报、日本特开平01-316420号公报那样,提出了通过Ti、 B来固定固溶 N以提高高碳线材的拔丝加工性的技术。但是,根据近年来的报道,可 以认为,在拔丝中线材中的渗碳体分解、固溶C量提高,所以在拔丝前 即使将固溶N固定,也难以提高拔丝加工性。而且,在日本特开2000-355736号公报、日本特开2004-137597号 公报中,也曾经提出通过固溶B来抑制铁素体析出的技术,但另一方面, 却没有考虑到由于固溶B的作用,促进了粗大的渗碳体、Fe23 (CB) 6的析出,断丝的可能性很高。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述现状而提出的,其目的在于得到一种适合用于 钢丝帘线或缝纫线等用途的拔丝加工性等冷加工性优良的线材,同时提 供一种在高生产率下、以良好的成品率廉价地提供以上述线材作为原材 料的钢丝。能够解决上述课题的本专利技术的制造方法的构成在于下述(1) (3)所述的钢线材、和(4)所述的钢线材的制造方法、以及(5)所示的高强度钢丝。(1) 一种钢线材,其特征在于其在铅浴淬火后的珠光体组织的面积率为97%以上、余部为由贝氏体、伪珠光体、以及初析铁素体构成的非 珠光体组织,且破断时的断面收縮率RA满足下式(1)、 (2)、 (3),抗 拉强度TS满足式(4)。 RA》RAmin (1)式中RAmir^a—bx珠光体块粒径(pm)a=—0.0001187xTS (MPa) 2+0.31814xTS (MPa) —151.32 (2) b=0.0007445xTS (MPa) —0.3753 (3) TS》1000xC (%) — 10x线径(mm) +320MPa (4)(2) 根据(1)所述的钢线材,其特征在于以质量。/。计含有C: 0.70 1.10%、 Sh 0.1 1.5%、 Mn: 0.1 1.0%、 Al: 0.01%以下、Ti: 0.01% 以下、N: 10 60质量ppm、 B: (0.77xN (ppm) —17.4)质量ppm或 3质量ppm中任一个较高的含量以上且52质量ppm以下,余量为Fe和 杂质。(3) 根据(2)所述的钢线材,其特征在于进一步含有选自Cr: 0.03 0.5%、 Ni: 0.5%以下(不包含0%)、 Co: 0.5%以下(不包含0%)、 V: 0.03 0.5%、 Cu: 0.2%以下(不包含0%)、 Mo: 0.2%以下(不包含0 %)、 W: 0.2%以下(不包含0%)、 Nb: 0.1%以下(不包含0%)中的 至少l种以上。(4) 制造(1)所述的钢线材的方法,其特征在于将具有(2)或(3) 所述的化学组成的线材加热至以下所示的温度Tmin 110(TC,在500 650。C的气氛中进行铅浴淬火,其中800 650'C的冷却速度为5(TC/秒以 上。在B (ppm) —0.77xN (ppm) 〉0.0的情况下,加热最低温度Tmin 为850°C、在B (ppm) —0.77xN (ppm)《0.0的情况下,加热最低温度Tmin 为Tmin=l000+1450/ (B (ppm) —0.77xN (ppm) —10)(5) —种延性优良的高强度钢丝,其特征在于通过对(1)所述的钢线材进行冷拔丝而制造得到,且其抗拉强度为2800MPa以上。 附图说明图1表示非珠光体面积率与断面收縮率之间的关系的图。图2表示珠光体块(pearlite block)粒径与断面收縮率之间的关系的图。图3表示式(1)所示的断面收缩率的下限值RAmin与实际的断面 收縮率之间的关系的图。具体实施方式本专利技术者们对线材的化学组成与机械性能对于拔丝加工性的影响 进行了反复的调查研究,其结果是得到了以下的见解。(a) 为了提高抗拉强度,可以增加C、 Si、 Mn、 Cr等合金元素的 含量,但这些合金元素的含量增加会导致拔丝加工性的降低,即导致拔 丝加工吋的极限加工度的降低,断丝的频率增加。(b) 拔丝加工性可以从拔丝加工前、即热处理后的抗拉强度和破 断断面本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种钢线材,其特征在于:其是铅浴淬火后的珠光体组织的面积率为97%以上、余部为由贝氏体、伪珠光体、以及初析铁素体构成的非珠光体组织,破断时的断面收缩率RA满足下式(1)、(2)、(3),抗拉强度TS满足式(4): RA≥RAmin (1)式中:RAmin=a-b×珠光体块粒径(μm), a=-0.0001187×TS(MPa)↑[2]+0.31814×TS(MPa)-151.32 (2) b=0.0007445×TS(MPa)-0.3753 (3) TS≥1000×C(%)-10×线径(mm)+320MPa (4)。

【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:山崎真吾西田世纪菊地真树夫
申请(专利权)人:新日本制铁株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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