一種高碳鋼絲用盤條及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高碳鋼絲用盤條及其制備方法。以重量百分含量表示，所述盤條的化學成分組成為：C 0.68～0.88％，Si 0.15～0.30％，Mn 0.45～0.55％，P≤0.015％，S≤0.02％，Ni≤0.05％，Ti≤0.01％，Al≤0.05％，N≤0.006％，Cr 0.05～0.50％或/和V 0.05～0.25％，余量為Fe。制備方法包括鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、連鑄、加熱、線材軋制和冷卻等工序。本發(fā)明通過對70鋼盤條微合金化處理制備的盤條，與原70鋼相比，抗拉強度提高了90～120MPa，斷后延伸率僅降低了5～20％，后續(xù)拉拔成鋼絲時斷絲率為1.8～2.3次/噸。
【專利說明】
一種高碳鋼絲用盤條及其制備方法
一、技術領域
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[0001]本發(fā)明屬于精細加工用盤條技術領域，具體涉及一種高碳鋼絲用盤條及其制備方法。
二、【背景技術】
:
[0002]高碳鋼盤條是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)乳制而成，是線材中用量較大的品種之一，主要用于制作各類鋼絲、鋼簾線、鋼絞線、鋼釘和鋼絲繩等。隨著國內(nèi)鋼簾線市場的競爭加劇，國內(nèi)廠家對于國內(nèi)盤條供應商代替進口盤條的需求不斷提高。鋼簾線的外繞絲部分要求鋼絲的直徑小，一般加工直徑在0.13-0.20mm，并且要求在外繞過程斷絲率低，不得大于I次/噸;80級盤條不得大于2次/噸。
[0003]目前，高碳70鋼(碳含量質(zhì)量百分數(shù)為0.7?0.75%)盤條具有良好的強度、塑性和拉拔性能，是金屬制品中常用的原料之一。目前，工業(yè)的發(fā)展對鋼線質(zhì)量要求更加苛刻，對其力學性能提出了更高的要求，70鋼越來越不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求。較傳統(tǒng)的做法是:70鋼盤條滿足不了要求時，就用80鋼(碳含量質(zhì)量百分數(shù)為0.8?0.85% )盤條;80鋼盤條滿足不了要求時，就用90鋼(碳含量質(zhì)量百分數(shù)為0.9?0.95%)盤條。其結(jié)果是:碳含量增加后，產(chǎn)品的強度得到了提高，但同時導致了盤條的塑韌性顯著下降、綜合力學性能明顯劣化和后續(xù)深加工性變差等缺陷。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:根據(jù)現(xiàn)有高碳鋼絲用盤條70鋼不能滿足使用性能要求時，并不采用高碳80鋼代替，而是提供一種經(jīng)過微合金化改進處理的高碳70鋼進行解決；即本發(fā)明提供一種高性能高碳鋼絲用盤條及其制備方法。本發(fā)明產(chǎn)品高碳鋼絲是經(jīng)過微合金化處理后的高碳70鋼。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采取的技術方案為:
[0006]本發(fā)明提供一種高碳鋼絲用盤條，以重量百分含量表示，所述盤條的化學成分組成為:C 0.68?0.88%，Si 0.15?0.30%，Mn 0.45?0.55%，P彡0.015%，S彡0.02%，Ni彡
0.05% ,Ti^0.01% ,Al^0.05% ,N^0.006% ,Cr 0.05?0.50%或V 0.05?0.25%，余量為Fe。
[0007]另外，提供一種高碳鋼絲用盤條，以重量百分含量表示，所述盤條的化學成分組成為:C 0.68?0.88%，Si 0.15?0.30%，Mn 0.45?0.55%，P彡0.015%，S彡0.02%，Ni彡
0.05% ,Ti^0.01%,Al^0.05% ,N^0.006% ,Cr 0.05?0.50%，V 0.05?0.25%，余量為
Fe0
[0008]上述高碳鋼絲用盤條的制備方法，所述制備方法包括以下步驟:
[0009](I)鐵水預處理:通過鐵水脫硫預處理將盤條化學成分組成中的硫含量控制在符合上述盤條化學成分組成中所述SS0.02%的要求；
[0010](2)轉(zhuǎn)爐冶煉:將盤條化學成分中各原料轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中進行冶煉，冶煉成鋼液，冶煉過程中轉(zhuǎn)爐終點鋼液溫度控制為1570?16500C ；經(jīng)過冶煉控制磷含量符合上述盤條化學成分組成中所述PS0.015%的要求；
[0011](3)LF精煉:將經(jīng)過步驟(2)處理的符合上述盤條化學成分組成要求的鋼液轉(zhuǎn)入LF精煉爐中進行精煉；
[0012](4)連鑄:將步驟(3)精煉后得到的鋼液進行連鑄，連鑄成斷面尺寸為150mm X150mm的鋼坯，在連鑄過程中控制過熱度在25 °C以內(nèi)；
[0013](5)加熱:將步驟(4)連鑄的鋼坯進行加熱，加熱溫度為900?1100°C，加熱時間為90?150分鐘;
[0014](6)線材乳制:將加熱后的鋼坯乳制成直徑為5.0?6.0mm的高碳鋼盤條，開乳溫度控制為950?1000°C ;
[0015](7)冷卻:將乳制的盤條進行冷卻，盤條相變前冷卻速度控制為10?15°C/s，開始相變溫度控制為650?670°C，盤條集卷溫度控制在250?400°C ;冷卻后進行包裝。
[0016]根據(jù)上述高碳鋼絲用盤條的制備方法，步驟(3)中LF精煉過程溫度控制為1540?15900C，精煉時間為60?100分鐘。
[0017]本發(fā)明的積極有益效果:
[0018]1、本發(fā)明產(chǎn)品盤條化學成分中摻入合金釩和鉻，其中釩微合金化能有效地阻礙鋼中奧氏體的長大，從而實現(xiàn)晶粒的細化;釩能提高滲碳體的形核驅(qū)動力，滲碳體晶粒在不同位置快速、獨立地形核，從而使?jié)B碳體分散分布。鉻微合金化能細化珠光體片間距，提高鋼的淬透性，從而有效改善鋼材的強塑性。
[0019]2、根據(jù)現(xiàn)有傳統(tǒng)的做法:70鋼盤條滿足不了要求時，就用80鋼盤條;與70鋼盤條相比，80鋼盤條抗拉強度提高了70?lOOMPa，但斷后延伸率降低了15%?30%，后續(xù)拉拔成鋼絲時斷絲率達2.1?2.6次/噸。
[0020]而本發(fā)明技術方案通過對70鋼盤條進行微合金化處理，晶粒尺寸減小，索氏體中的片層間距減小;與原70鋼相比，微合金化鋼盤條抗拉強度提高了90?120MPa，斷后延伸率僅降低了5%?20%，后續(xù)拉拔成鋼絲時斷絲率為1.8?2.3次/噸。
[0021]3、與現(xiàn)有80鋼替代70鋼相比，本發(fā)明微合金化70鋼替代原70鋼時，起微合金化作用的釩或鉻的少量添加并不增加生產(chǎn)成本，甚至每噸還會降低10-20元。
[0022]4、本發(fā)明產(chǎn)品尤其適用于生產(chǎn)加工成橡膠軟管增強用鋼絲和子午線輪胎鋼簾線，而鋼絲和鋼簾線是橡膠軟管和輪胎工業(yè)的關鍵骨架材料。
[0023]5、通過本發(fā)明技術方案制備的高碳鋼絲用盤條，完全能夠解決現(xiàn)有70鋼盤條滿足不了性能要求時、不采用80鋼盤條的問題;而是對70鋼進行微合金化，以改善、提升盤條的綜合力學性能。
四、【具體實施方式】
:
[0024]以下結(jié)合實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0025]實施例1:
[0026]本發(fā)明高碳鋼絲用盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量為:C為0.71 %，Si為0.2 %，Mn為0.5% ,P^0.015% ,S^0.02% ,Ni^0.05% ,Ti^0.01% ,Al^0.05% ,N^0.006%,Cr為0.40%，余量為Fe。
[0027]實施例2:
[0028]本發(fā)明高碳鋼絲用盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量為:C為0.71 %，Si為0.2 %，Mn為0.5% ,P^0.015% ,S^0.02% ,Ni^0.05% ,Ti^0.01% ,Al^0.05% ,N^0.006% ,V為0.15%，余量為Fe。
[0029]實施例3:
[0030]本發(fā)明高碳鋼絲用盤條，其化學成分及質(zhì)量百分含量為:C為0.71 %，Si為0.2 %，Mn為0.5% ,P^0.015% ,S^0.02% ,Ni^0.05% ,Ti^0.01% ,Al^0.05% ,N^0.006%,Cr為0.25 %，V為0.1%,余量為Fe，
[0031]實施例4:
[0032]本發(fā)明實施例1所述高碳鋼絲用盤條的制備方法，該制備方法詳細步驟如下:
[0033](I)鐵水預處理:通過鐵水脫硫預處理將盤條化學成分組成中的硫含量控制在符合實施例1中所述SS0.02%的要求；
[0034](2)轉(zhuǎn)爐冶煉:將盤條化學成分中各原料轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中進行冶煉，冶煉成鋼液，冶煉過程中轉(zhuǎn)爐終點鋼液溫度控制為1600°C;經(jīng)過冶煉控制磷含量符合實施例1中所述PS
0.015%的要求；
[0035](3)LF精煉:將經(jīng)過步驟(2)處理的符合實施例1所述盤條化學成分組成要求的鋼液轉(zhuǎn)入LF精煉爐中進行精煉，LF精煉過程溫度控制為1560 V，精煉時間為80分鐘；
[0036](4)連鑄:將步驟(3)精煉后得到的鋼液進行連鑄，連鑄成斷面尺寸為150mm X150mm的鋼坯，在連鑄過程中控制過熱度在25 °C以內(nèi)；
[0037](5)加熱:將步驟(4)連鑄的鋼坯進行加熱，加熱溫度為1000°C，加熱時間為120分鐘；
[0038](6)線材乳制:將加熱后的鋼坯乳制成直徑為5.0?6.0mm的高碳鋼盤條，開乳溫度控制為980 °C;
[0039](7)冷卻:將乳制的盤條進行冷卻，盤條相變前冷卻速度控制為12°C/s，開始相變溫度控制為660°C，盤條集卷溫度控制在320°C ;冷卻后進行包裝。
[0040]本實施例制備的盤條抗拉強度提高了90?120MPa，斷后延伸率僅降低了5?20%，后續(xù)拉拔成鋼絲時斷絲率1.8?2.3次/噸。
[0041 ] 實施例5:
[0042]本發(fā)明實施例2所述高碳鋼絲用盤條的制備方法，該制備方法詳細步驟如下:
[0043](I)鐵水預處理:通過鐵水脫硫預處理將盤條化學成分組成中的硫含量控制在符合實施例2中所述SS0.02%的要求；
[0044](2)轉(zhuǎn)爐冶煉:將盤條化學成分中各原料轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中進行冶煉，冶煉成鋼液，冶煉過程中轉(zhuǎn)爐終點鋼液溫度控制為1570 °C ;經(jīng)過冶煉控制磷含量符合實施例2中所述P<
0.015%的要求；
[0045](3)LF精煉:將經(jīng)過步驟(2)處理的符合實施例2所述盤條化學成分組成要求的鋼液轉(zhuǎn)入LF精煉爐中進行精煉，LF精煉過程溫度控制為1540 V，精煉時間為100分鐘；
[0046](4)連鑄:將步驟(3)精煉后得到的鋼液進行連鑄，連鑄成斷面尺寸為150mm X150mm的鋼坯，在連鑄過程中控制過熱度在25 °C以內(nèi)；
[0047](5)加熱:將步驟(4)連鑄的鋼坯進行加熱，加熱溫度為900 °C，加熱時間為150分鐘；
[0048](6)線材乳制:將加熱后的鋼坯乳制成直徑為5.0?6.0mm的高碳鋼盤條，開乳溫度控制為950 °C;
[0049](7)冷卻:將乳制的盤條進行冷卻，盤條相變前冷卻速度控制為10°C/s，開始相變溫度控制為650°C，盤條集卷溫度控制在250°C ;冷卻后進行包裝。
[0050]實施例6:
[0051]本發(fā)明實施例3所述高碳鋼絲用盤條的制備方法，該制備方法詳細步驟如下:
[0052](I)鐵水預處理:通過鐵水脫硫預處理將盤條化學成分組成中的硫含量控制在符合實施例3中所述SS0.02%的要求；
[0053](2)轉(zhuǎn)爐冶煉:將盤條化學成分中各原料轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中進行冶煉，冶煉成鋼液，冶煉過程中轉(zhuǎn)爐終點鋼液溫度控制為1650 °C ;經(jīng)過冶煉控制磷含量符合實施例3中所述P<
0.015%的要求；
[0054](3)LF精煉:將經(jīng)過步驟(2)處理的符合實施例3所述盤條化學成分組成要求的鋼液轉(zhuǎn)入LF精煉爐中進行精煉，LF精煉過程溫度控制為1590 V，精煉時間為60分鐘；
[0055](4)連鑄:將步驟(3)精煉后得到的鋼液進行連鑄，連鑄成斷面尺寸為150mm X150mm的鋼坯，在連鑄過程中控制過熱度在25 °C以內(nèi)；
[0056](5)加熱:將步驟(4)連鑄的鋼坯進行加熱，加熱溫度為1100 °C，加熱時間為90分鐘；
[0057](6)線材乳制:將加熱后的鋼坯乳制成直徑為5.0?6.0mm的高碳鋼盤條，開乳溫度控制為1000 °C;
[0058](7)冷卻:將乳制的盤條進行冷卻，盤條相變前冷卻速度控制為10°C/s，開始相變溫度控制為670°C，盤條集卷溫度控制在400°C ;冷卻后進行包裝。
[0059 ] 本發(fā)明實施例4-6制備的盤條抗拉強度提高了 90?120MPa，斷后延伸率僅降低了 5?20%，后續(xù)拉拔成鋼絲時斷絲率1.8?2.3次/噸。
【主權項】
1.一種高碳鋼絲用盤條，其特征在于，以重量百分含量表示，所述盤條的化學成分組成為:C 0.68?0.88%，Si 0.15?0.30%，Mn 0.45?0.55%，P彡0.015%，S彡0.02%，Ni彡0.05% ,Ti^0.01% ,Al^0.05% ,N^0.006% ,Cr 0.05?0.50%或V 0.05?0.25%，余量為Fe。2.一種高碳鋼絲用盤條，其特征在于，以重量百分含量表示，所述盤條的化學成分組成為:C 0.68?0.88%，Si 0.15?0.30%，Mn 0.45?0.55%，P彡0.015%，S彡0.02%，Ni彡0.05% ,Ti^0.01%,Al^0.05% ,N^0.006% ,Cr 0.05?0.50%，V 0.05?0.25%，余量為Fe03.—種權利要求1或2所述高碳鋼絲用盤條的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟: (1)鐵水預處理:通過鐵水脫硫預處理將盤條化學成分組成中的硫含量控制在符合權利要求I或2中所述SS0.02%的要求； (2)轉(zhuǎn)爐冶煉:將盤條化學成分中各原料轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐中進行冶煉，冶煉成鋼液，冶煉過程中轉(zhuǎn)爐終點鋼液溫度控制為1570?1650 °C;經(jīng)過冶煉控制磷含量符合權利要求1或2中所述的P彡0.015%的要求； (3)LF精煉:將經(jīng)過步驟(2)處理的符合權利要求1或2所述盤條化學成分組成要求的鋼液轉(zhuǎn)入LF精煉爐中進行精煉； (4)連鑄:將步驟(3)精煉后得到的鋼液進行連鑄，連鑄成斷面尺寸為150mmX150mm的鋼坯，在連鑄過程中控制過熱度在25°C以內(nèi)； (5)加熱:將步驟(4)連鑄的鋼坯進行加熱，加熱溫度為900?1100°C，加熱時間為90?150分鐘; (6)線材乳制:將加熱后的鋼坯乳制成直徑為5.0?6.0mm的高碳鋼盤條，開乳溫度控制為950?1000°C ; (7)冷卻:將乳制的盤條進行冷卻，盤條相變前冷卻速度控制為10?15°C/s，開始相變溫度控制為650?670°C，盤條集卷溫度控制在250?400°C ;冷卻后進行包裝。4.根據(jù)權利要求3所述高碳鋼絲用盤條的制備方法，其特征在于:步驟(3)中LF精煉過程溫度控制為1540?1590 °C，精煉時間為60?100分鐘。
【文檔編號】C22C33/04GK106086681SQ201610692490
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月20日 公開號201610692490.5, CN 106086681 A, CN 106086681A, CN 201610692490, CN-A-106086681, CN106086681 A, CN106086681A, CN201610692490, CN201610692490.5
【發(fā)明人】謝朝杰
【申請人】河南鉑思特金屬制品有限公司