專利名稱：生產(chǎn)鋼絲棉的鐵素體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用于生產(chǎn)鋼絲棉的鐵素體不銹鋼。
鋼絲棉是由所謂的刨削技術(shù)得到的。鋼絲棉在刨削裝置上由纏到一個(gè)或多個(gè)在轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輥上的鄰近鋼絲的一個(gè)或多個(gè)板上的鋼絲生產(chǎn)。鄰近鋼絲的板在產(chǎn)生形成鋼絲棉的刨屑的切削工具上通過。相當(dāng)于刨屑厚度的通過深度由壓在此鋼絲板上的切削工具的力決定。
相當(dāng)于切削速度的鋼絲在切削工具上通過的速度，對(duì)刨削不銹鋼絲是約30m/分，對(duì)刨削軟鋼絲是約50m/分。
形成鋼絲棉的刨屑被驅(qū)向該裝置的前面，于此將其纏在滾筒上。
鋼絲棉的質(zhì)量是作為以下指標(biāo)的函數(shù)被評(píng)價(jià)的，所述指標(biāo)，比如—廢棄物的數(shù)量該廢棄物由碎屑或未被鋼絲棉板帶走的刨屑，和落在該設(shè)備下面的非常短的刨屑組成，而且被操作者定期收集，為了從數(shù)量上和質(zhì)量上監(jiān)測(cè)此裝置。由此需要在刨削操作時(shí)得到長(zhǎng)的連續(xù)的刨屑；—鋼絲棉的質(zhì)量這是由觸覺及其目測(cè)外觀來評(píng)估的。高質(zhì)量的鋼絲棉是均勻而柔軟的。由于，比如，切削工具的磨損而存在厚的刨屑則有損于外觀并降低其一致性。由于切削工具對(duì)鋼絲板的壓力在任何時(shí)候都是可變的，所以操作者的監(jiān)測(cè)是最重要的。
本發(fā)明的目的是提供一種鋼，它以鋼絲的形式可用于要制造鋼絲棉的刨削操作。
本發(fā)明的主題是鐵素體不銹鋼，它可用于生產(chǎn)鋼絲棉。其特征在于如下的成分(重量)C≤0.2％，Si≤2％，Mn≤2％，11％≤Cr≤30％
Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7；該鋼最好具有如下的成分(重量)C≤0.08％，Si≤1％，Mn≤2％，15％≤Cr≤19％Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7；該鋼最好具有如下的成分(重量)C≤0.1％，Si≤1％，Mn≤2％，20％≤Cr≤28％Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7。
該鋼的其它特征是
在該鋼的成分(重量)中含Ca≥30×10-4％，O≥70×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.3≤Ca/O≤0.6；該成分中還含小于3％的Mo；該成分中還單獨(dú)地或組合地含小于1％的元素Ti、Ta、Zr和Nb。
本發(fā)明還涉及一種為生產(chǎn)鋼絲棉的鋼絲，該鋼絲通過拔絲而獲得和含有鈣長(zhǎng)石和/或假硅灰石和/或鈣黃長(zhǎng)石和/或鱗石英型的夾雜物。
全部以非限制性的實(shí)施例給出的如下陳述及附圖將使本發(fā)明清楚地得到理解。


圖1是顯示生產(chǎn)鋼絲棉裝置的示意圖。
圖2是纏繞和形成該裝置的底板和頂板的代表性示意圖。
圖1顯示了刨削裝置1的示意圖。比如，裝置1的尺寸為長(zhǎng)約10m，寬3m和高2m。欲刨削的鋼絲2以板3的形式纏繞于兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的從動(dòng)輥4之間。板3由大約15根鄰近的鋼絲2構(gòu)成。
每個(gè)板3在叫作梳刀的切削工具5上移動(dòng)，這產(chǎn)生形成鋼絲棉纖維的刨屑6。
形成鋼絲棉纖維的刨屑6被驅(qū)向該裝置的前方，并繞在收集鋼絲棉的滾筒7上。
圖2是纏繞形成底板3和頂板3的代表性示意圖。底板3在刀具形式的工具5上面通過，工具5是以大致垂直于鋼絲2的運(yùn)動(dòng)方向放置的。工具5用高速鋼制成，而且是按細(xì)溝狀的切削面制成的，其間隔限定了鋼絲棉的等級(jí)或刨屑6的寬度。
鋼絲2在輥4之間的運(yùn)動(dòng)速度，這相當(dāng)于工具5的切削速度，在30-50m/分之間，為避免細(xì)的鋼絲棉刨屑6過熱，將此速度必須保持得相對(duì)低。
刨削操作的通過深度是由壓在鋼絲2的板3上的工具5的力產(chǎn)生的。正是這種力限定了刨屑的厚度。刨屑6的厚度通常小于50μm，就此而言，通常已知的是約20μm。作為梳刀或切削工具5的函數(shù)的刨屑6的寬度一般約為50-70μm。歸根結(jié)底，這些尺寸保持與表3中所示的那些夾雜物大小相同數(shù)量級(jí)。對(duì)于鋼絲狀的該鋼而言不尋常的是含有寬約15μm的夾雜物，而其大部分的寬度在5-15μm之間。
由于此鋼絲沿其長(zhǎng)度方向經(jīng)受刨削操作，所以實(shí)際上必須想到夾雜物的寬度，而其長(zhǎng)度對(duì)刨削性稍有影響。對(duì)于同樣數(shù)量的夾雜物而言，鋼絲最好具有細(xì)長(zhǎng)的夾雜物則是必要的，這樣由下文的說明性的實(shí)施例所證實(shí)。
對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員而言，限定符合上述準(zhǔn)則的鋼絲棉的質(zhì)量，根據(jù)監(jiān)測(cè)手段，按下述類型的資格條件被推薦，不推薦，被拒絕。
這似乎是，鋼絲棉的質(zhì)量與該鋼絲棉的鋼中所含的夾雜物的特性和形狀相關(guān)。
具有改善了車螺紋加工性的鋼，使用以約200m/分的高切削速度工作的涂覆碳化物的刀具是已知的。車螺紋是加工小直徑的棒，所以需要對(duì)車削速度作專門的限制。
這些易切削鋼的工作狀態(tài)與夾雜物的特性相關(guān)，這些由于機(jī)加工變形并承受切削工具端部溫升的夾雜物，由于其軟化，在金屬/刀具界面間的潤(rùn)滑作用而保證了所述刀具的冷卻及切屑的破碎。在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中，這些來自機(jī)加工的切屑必須是短的，和不連續(xù)的，為了保證將其去除，機(jī)加工是以高速進(jìn)行的。
在鋼絲棉的生產(chǎn)領(lǐng)域中，所見到的是，下列成分(重量％)的本發(fā)明的鐵素體不銹鋼C≤0.2％，Si≤2％，Mn≤2％，11％≤Cr≤30％Ni≤1％，S≤0.030％，
Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7，從纖維的外觀的觀點(diǎn)和從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)都給出了改進(jìn)質(zhì)量的鋼絲棉。
本發(fā)明的鋼還可含改進(jìn)抗氧化性的Ti、Ta、Zr和Nb。在該鋼的成分中加入Mo改善耐蝕性及熱強(qiáng)度。
以鋼絲形式生產(chǎn)的本發(fā)明鋼含有在軋制和拔絲后變形的夾雜物，其寬度小于5μm，該夾物是鈣長(zhǎng)石和/或假硅灰石和/或鈣黃長(zhǎng)石和/或鱗石英類型的鈣鋁硅酸鹽。
從力學(xué)的角度看，該鋼的性能，如夾雜物和鋼的基體之間的結(jié)合力保證了鋼絲棉纖維的好的質(zhì)量。此外，該鋼被設(shè)計(jì)成以低切削速度刨削型加工的鋼。
從成分的角度看，C是傾向于使奧氏體相比鐵素體相穩(wěn)定的元素。此外，該元素在室溫下在鐵素體中是幾乎不溶的。已知C在鐵素體的體心立方基體中的擴(kuò)散系數(shù)值高，隨之而來的是，除非將此元素的濃度降到非常低的含量以下，否則限制碳化鉻在室溫下析出是非常困難的。同時(shí)，這些鉻的碳化物抵消了鉻的使用效果，而且被貧鉻區(qū)包圍。因此該材料的耐蝕性下降。將C含量降到0.08％以下可能是可取的。但是，C增強(qiáng)鋼的機(jī)械性能，而且就某些用途而言，C含量可高達(dá)0.2％。具有低的Ca和O的含量，同時(shí)滿足Ca/O之比，就可能獲得在刨削工序期間鋼的優(yōu)越特性。已注意到的是，存在等于或大于30×10-4％的Ca和大于70×10-4％的O也是有益的。因此，這就可能在該鋼的冶煉過程中，但在Ca/O比在0.2-0.7之間的條件下避免過分的氧化。含有15-19％Cr的鋼被廣泛使用，并滿足目前的應(yīng)用。但特別是從晶間腐蝕的觀點(diǎn)看，它們還可通過添加諸如Ti、Nb、Cr的元素而改進(jìn)。另一種改進(jìn)它們的有效但昂貴的方法是提高Cr含量。當(dāng)Cr含量在20-30％之間時(shí)耐空隙腐蝕性和點(diǎn)狀腐蝕性被大大改進(jìn)。
表1顯示了6種鋼，其中3種是對(duì)比鋼，而鋼A、B、C是本發(fā)明鋼。
表1對(duì)比鋼1 對(duì)比鋼2 對(duì)比鋼3 鋼A 鋼B 鋼CC，％ 0.040 0.0380.0370.042 0.036 0.039Si，％ 0.370.36 0.45 0.380.360.39Mn，％ 0.390.4 10.32 0.370.400.35Ni，％ 0.210.0280.42 0.310.240.17Cr，％ 16.416.4 16.4 16.316.416.3Mo，％ 0.940.76 0.6 0.930.720.81Cu，％ 0.090.30 0.15 0.270.100.08N.10-4％ 45 58 42 53 39 48S，10-4％ 131 182 192 172 105 121Ca，10-4％ ＜2 ＜2 54 24 16 55O，10-4％ 65 45 75 85 51 120Ca/O0 00.72 0.280.310.46表2顯示了上述鋼的機(jī)械性能，所述的刨削鋼是直徑3.1mm形式的鋼絲。
表2對(duì)比鋼1 對(duì)比鋼2 對(duì)比鋼3 鋼A鋼B鋼CRm(MPa) 966 1045 10701021 9601015Rp0.2(MPa)860 948 800 839880754Z，％ 62 62 36 64 40 35表3概括了所述鋼中的夾雜物特性。
表3氧化物夾雜的寬度(μm) 主要氧化物的種類對(duì)比鋼15-15 Al2O3-SiO2-CrO3-MnO+Al2O3-MgO對(duì)比鋼25-15 Al2O3-MgO對(duì)比鋼33-8(球狀?yuàn)A雜物)CaO-Al2O3-SiO2鋼A＜2Al2O3-SiO2-CaO鋼B＜2Al2O3-SiO2-CaO鋼C＜2Al2O3-SiO2-CaO表4歸納了對(duì)對(duì)比鋼和本發(fā)明鋼進(jìn)行刨削操作所得的特性，以及鋼絲棉質(zhì)量的評(píng)價(jià)。
表4每米的重量 剩余磨損 梳刀厚度 鋼絲棉外觀 評(píng)價(jià)1小時(shí)后 3小時(shí)后 5小時(shí)后 8小時(shí)后對(duì)比鋼1 90 92 95 100 75/80 差 差 被拒絕對(duì)此鋼2 100105 106115 70/75 差 一般不可取對(duì)比鋼3 110112 113118 69/72 差 一般不可取鋼A 145147 149150 65/68 正常好 值得推薦鋼B 130132 135137 70/72 正常好 值得推薦鋼C 151152 152154 45/50 好 好 值得推薦上面的對(duì)比鋼1，2，3和本發(fā)明的鋼A，B，C的對(duì)比表明在熔煉對(duì)比鋼并將其形成刨削鋼絲后自然形成的夾雜物有較大的寬度。此外，它們是天然堅(jiān)硬而耐磨的。在本發(fā)明刨削鋼絲中含的夾雜物是長(zhǎng)的，并且其寬度比在對(duì)比鋼中含的夾雜物小得多。這種拉長(zhǎng)的夾雜物導(dǎo)致了所述夾雜物的低屈服應(yīng)力，因此與對(duì)比鋼相比硬度降低。
表4證實(shí)了由于使用本發(fā)明鋼得到的在鋼絲棉生產(chǎn)率上的利益。這是因?yàn)橛帽景l(fā)明鋼每米鋼絲棉的重量明顯較高而剩余鋼絲的厚度較小，從而減少了原材料的消耗。
此外，關(guān)于梳刀或切削工具磨損的觀察是堅(jiān)硬和耐磨耗夾雜物的有害效果的證據(jù)。用于刨削對(duì)比鋼的工具比用于刨削本發(fā)明鋼的工具磨損得快。此外，從刨削得到的鋼絲棉的外觀角度看，應(yīng)注意到的是，當(dāng)鋼絲棉是通過刨削本發(fā)明鋼得到時(shí)，它就有更好的質(zhì)量。換言之，從元素含量的觀點(diǎn)來看，Al2O3-SiO2-CaO型的夾雜物滿足在0.2-0.7之間的Ca/O比。
還應(yīng)注意到的是，在分析表2中的性能時(shí)，很好的機(jī)加工性能趨于改進(jìn)鋼的刨削性能。
本發(fā)明不在于將一定量的某種類型的夾雜物引入鋼中，而在于熔煉一種在其熔煉過程中含有固有類雜物的鋼，根據(jù)本發(fā)明，少量的夾雜物是鈣的鋁硅酸鹽夾雜物。
總之，本發(fā)明主要在于改變殘留的氧化物夾雜物性能，而不是試圖提高其密度，以使在熱軋和拔絲后得到寬度小的殘留夾雜物。
通過改變由本發(fā)明所限定的那種氧化物的形狀，就可能改善以刨削工序得到的鋼絲棉的生產(chǎn)率和質(zhì)量，該鋼絲棉是通過使用以高速鋼制成的刀具，以低的機(jī)加工速度產(chǎn)生長(zhǎng)而均勻的刨削屑得到的。
權(quán)利要求
1.可用于生產(chǎn)鋼絲棉的鐵素體不銹鋼，其特征在于，其成分(重量)如下C≤0.2％，Si≤2％，Mn≤2％，11％≤Cr≤30％Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7。
2.權(quán)利要求1的鋼，其特征在于如下的成分(重量)C≤0.08％，Si≤1％，Mn≤2％，15％≤Cr≤19％Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7。
3.權(quán)利要求1的鋼，其特征在于如下成分(重量)C≤0.1％，Si≤1％，Mn≤2％，20％≤Cr≤28％Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10-4％，O≥40×10-4％，Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.2≤Ca/O≤0.7。
4.權(quán)利要求1-3中一項(xiàng)的鋼，其特征在于其成分(重量)中它含Ca≥30×10-4％，O≥70×10-4％。
5.權(quán)利要求1-4的鋼，其特征在于Ca和O含量滿足以下關(guān)系0.3≤Ca/O≤0.6
6.權(quán)利要求1-5的鋼，其特征在于成分還含小于3％的Mo。
7.權(quán)利要求1-6的鋼，其特征在于成分還單獨(dú)或結(jié)合含小于1％的元素Ti、Ta、Zr和Nb。
8.用于生產(chǎn)鋼絲棉的鋼絲，其特征在于，它通過將權(quán)利要求1-7的鋼拔絲而得到。
9.權(quán)利要求8的鋼絲，其特征在于，它含鈣長(zhǎng)石和/或假硅灰石和/或鈣黃長(zhǎng)石和/或鱗石英類型的夾雜物。
10.通過刨削生產(chǎn)的鋼絲棉，其特征在于，它通過使用權(quán)利要求1-7的鋼，以權(quán)利要求8和9形式的鋼絲來生產(chǎn)。
全文摘要
可用于生產(chǎn)鋼絲棉的鐵素體不銹鋼，其特征在于其成分(重量)為C≤0.2％，Si≤2％，Mn≤2％，Cr≤11～30％；Ni≤1％，S≤0.030％，Ca≥15×10
文檔編號(hào)C22C38/18GK1161381SQ96121948
公開日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1996年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月3日
發(fā)明者P·特里安, P·比達(dá)勒, B·西科里, C·彼奧特 申請(qǐng)人:尤吉納薩瓦依股份有限公司