[发明专利]奥氏体冷镦不锈钢及其钢丝的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷镦不锈钢及其钢丝的制造方法，尤其是涉及一种奥氏体冷镦不锈钢及其钢丝的制造方法。所述钢丝主要用于制造螺栓、螺钉、螺母和铆钉等标准件，属于金属制品技术领域。

背景技术

近年来随着我国现代化进程的飞速发展及加入世贸组织后，国内外不锈钢标准件的需求量急剧增加。在家用电器、室内装潢、精密仪器行业不锈钢标准件几乎全部取代了碳钢镀铬或镀锌标准件，在食品、交通、机械、建筑等行业不锈钢标准件的需求也持续上升。

再有随着冷镦机向着多工位、大型化和高速化方向发展，每分钟运行高达400-600次，高速冷镦使其钢变形条件恶化，同时由于制造繁杂断面、深沟槽的标准件等，对钢提出更加严格的技术要求，第一是在空气和水中要耐腐蚀、不生锈；第二是要求钢的强度较低、塑性高；一般要求抗拉强度不大于800MPa，伸长率大于40％，断面收缩率大于70％，同时，屈强比小于0.7。第三是冷镦性能极佳，冷加工强化率低，冷镦废品率小于3％；第四要求钢的表面不允许存在对使用有害的缺陷，尺寸精度高，尺寸公差为±0.01mm；第五是要求物美价廉等等。

目前国内外大量使用Ni-Cr奥氏体不锈钢制造标准件，如ML0Cr18Ni12、ML0Cr18Ni9等牌号；据资料介绍，全世界的镍产量中约有60％用于生产不锈钢，镍是比较稀缺且价格昂贵的金属，属于战略物资，往往不锈钢的成本和售价也常随镍价的涨跌而波动，近二年来镍价暴涨，几乎翻一翻；另外，铬金属我国也非常缺少，价格也在不断攀升，所以Ni-Cr不锈钢价格也随着飚升。因此，近年来国内外冶金专家不断的研究与开发出一系列节Ni奥氏体不锈钢新牌号。

发明内容

本发明的目的在于在不降低钢的不锈性前提下，用Al替代部分Cr金属，提Mn降Ni的同时，添加Cu金属，另外要控制C、N等元素的含量，再有就是在制造冷镦钢丝时，提出新的工艺制造方法，使钢的综合性能指标达到冷顶锻钢使用的技术工艺要求的奥氏体冷镦不锈钢及其钢丝的制造方法。

上述钢的综合性能指标具体体现在：不锈性、低屈强比、高塑性、高抗氧化性、耐热疲劳、抗热腐蚀性能、抗低温(-173℃)性能、抗磁性(在磁场强度18KA/m条件下导磁率μ≤1.2)、耐硫酸或还原性介质中耐晶间腐蚀。

本发明的目的是这样实现的：一种奥氏体冷镦不锈钢，其化学成分组成为(％重量比)：Cr 14.0～17.0，Mn 7.0～10.0，Ni 1.5～5.5，Cu 1.50～3.50，Al 1.0～4.0，C≤0.06，N≤0.12，Si≤1.00，P≤0.035，S≤0.015，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明奥氏体冷镦不锈钢的优选化学成分为(％重量比)：Cr 15.0～16.0，Mn 7.0～8.0，Ni 3.0～4.0，Cu 2.0～3.00，Al 1.0～2.0，C≤0.05，N≤0.10，Si≤1.00，P≤0.035，S≤0.015，余量为Fe及不可避免的杂质；或：Cr 14.0～15.0，Mn 8.0～9.5，Ni 2.0～3.0，Cu 1.0～2.0，Al 2.0～3.0，C≤0.04，N≤0.10，Si≤1.00，P≤0.035，S≤0.015，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明为Cr-Mn-Ni-Cu-Al合金成分系统，是一种降Ni提Mn、用Al代Cr，再添加Cu、控C、N，设计的理论依据如下：

合金元素系人们为了获得所需要的组织和各种性能向不锈钢中加入的具有一定含量范围的元素。本发明主要合金元素确定的原则是：提Mn降Ni、以Al代Cr、加Cu、控制C、N等，其余合金元素为通常使用的含量范围。

镍当量：

镍当量＝Ni ％+30×(C+N)％+0.5×Mn ％+0.3×Cu％。

各元素前的数字为该元素形成奥氏体化能力相当于镍形成奥氏体能力的倍数。

1)Ni与Mn含量的确定