[发明专利]一种超细钢丝的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及拉拔生产钢丝的方法，具体地，涉及一种超细钢丝的制造方法。 

背景技术

随着汽车、橡胶工业以及道路、桥梁建设的快速发展，对高强度、高韧性超细钢丝的需求量也呈大幅上升趋势。目前，国内外各钢铁冶金企业普遍采用碳含量大于0.60％的高碳钢线材拉丝工艺来生产这些特殊用途的产品，该工艺具有生产成本低、经济效益明显的优点，已得到了广泛的推广和应用。 

超细钢丝的直径一般要求小于0.50mm，生产超细钢丝要经过连续的冷拉变形，将原始线材拉拔到不同规格直径的细丝，并通过加工硬化来提高其强度，拉拔后的钢丝由数根单丝结合在一起进行捻制，制成的绞线可用于轮胎、桥梁等重要部位。由于线材在冷加工过程中要经过拉拔、弯曲、扭转变形，故要求线材具有优良的内在质量，在加工中不能断丝，特别是在冷拔减面率达到96％时，要求拉拔单丝100万米不断丝，可见对线材的质量要求是非常苛刻的。 

影响线材拉拔性能的主要因素是材料的塑性，它在很大程度上取决于线材中夹杂物的成分和尺寸。申请人通过对超细钢丝用线材在拉拔过程中断丝现象的分析，发现产生断丝的原因与线材中存在的Ti(C，N)夹杂有关。传统高碳钢线材在拉拨时Ti(C，N)粒子引起裂纹，由于线材中有这类夹杂物的存在，破坏了线材的组织基体，导致产品的质量和合格率均大幅下降。 

线材中的Ti(C，N)粒子是氮化钛TiN与碳化钛TiC的复合物，传统高碳钢线材中的Ti(C，N)粒子尺寸一般要大于10μm，钛系夹杂物的尺寸为12.39μm。生产实践表明，超细钢丝中夹杂物尺寸只要大于被加工钢丝直径的2％，即可导致钢丝在加工过程中脆性断裂。TiN与TiC的溶解度较小，在一定的热力学条件下，钢液中常能看到析出大量的多边形Ti系物粒子，在凝固过程中高温可促进析出的多边形Ti系物粒子长大。分析凝固过程中的析出物具有非常重要的意义，它可以帮助科研人员探索超细钢丝用高碳钢线材的最佳控制方法。 

过去的研究表明，目前国内钢铁企业生产超细钢丝的原始线材都是参照GB/T4354《优质碳素钢盘条》标准执行的，其中并没有提出对钢中Ti含量和Ti(C，N)夹杂的要求。公开号为CN1251865A的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种可拉拔性高的线材及其制造方法，该线材的化学成分中C含量为0.4～0.65％，说明它是中碳钢线材；Ti含量≤0.02％，但其目的是最大限度地发挥硼的作用，减少铁素体和马氏体的析出。公开号为CN1405350A的中国发明专利申请公开说明书介绍了一种抗应变时效脆裂和抗纵向裂纹的高强度钢丝及其制作方 法，虽然它用于制造高强度钢丝的线材也是高碳钢，但其中并没有提出对钢中Ti、N含量的控制要求，也没有对钢中Ti(C，N)夹杂提出控制的要求。就超细钢丝用高碳钢线材而言，目前国内外极少有该方面的研究报道，而采用现有高碳钢线材生产超细规格的钢丝时，由于钢中Ti(C，N)夹杂，在拉拔过程中引起断丝的现象时有发生，这已成为科技人员亟待解决的难题。 

发明内容

本发明的目的就是要提供一种碳百分比含量大于0.60％的超细钢丝用高碳钢线材及其制造方法。采用该高碳钢线材可有效避免在拉拔工艺中的断丝现象，可生产出直径小于0.50mm、具有一定强度、且具有高韧性的超细钢丝，以满足汽车、橡胶工业以及道路、桥梁建设的需要。 

为实现上述目的，本发明在深入研究钢在凝固过程中Ti系物析出的热力学基础上，通过控制钢中Ti(C，N)夹杂物的析出，最终得到了一种超细钢丝用高碳钢线材。该超细钢丝用高碳钢线材的化学成份按重量百分数计为C：0.60～1.2、Si：0.10～0.50、Mn：0.08～0.60、P≤0.020、S≤0.020、Ti≤0.002、Al≤0.005、N≤0.006，余量为Fe及不可避免的夹杂。 

上述超细钢丝用高碳钢线材中，其较佳的化学成份按重量百分数计为C：0.70～0.85、Si：0.15～0.20、Mn：0.40～0.60、P≤0.020、S≤0.015、Ti≤0.0015、Al≤0.005、N≤0.006，余量为Fe及不可避免的夹杂。