[发明专利]一种精细钢帘线拉拔加工性能优的高碳钢线材及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于在拉拔至精细钢丝后，可用作轮胎子午帘线的高碳钢线材，尤其是改善了拉拔加工性能及拉拔工序优化的高碳钢线材及其制造方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展，特别是中国经济的快速发展。公路、汽车、交通等行业还在快速发展，汽车全钢载重子午胎、轻载子午胎的比例不断提高，市场前景十分良好。汽车的轻量化要求钢丝具有更高的强度。如精细钢帘线在拔丝加工及进一步生产等过程中，因拉拔变形量大、钢丝强度高，很容易发生断线，导致生产率下降以及质量低下。为此拉丝后除了要求高强度、高延展性外，还要求有良好的拉丝加工性，由此一直以来，各种为满足上述要求的高品质高碳钢线材被广泛地开发。

申请号201180050074.0公开的拉丝工艺优异的高碳钢线材，为改善拉丝加工性能，通过添加充分的Ti含量，使N变成TiN，极力减少钢种的固溶N，并且确保规定量的固溶B，提高拉丝性能；但是，为固溶N加Ti而形成TiN等Ti化合物在钢中以脆性夹杂物存在，其硬度高，呈多边形形貌，在钢丝的拉拔及捻股过程容易产生断丝，显著影响钢丝质量和生产效率。

申请号 201180012852.7公开的拉丝加工性和拉丝后疲劳性优异的高碳钢线材，为提高线材的拉拔性能和拉丝后的疲劳特性，添加充分的B含量，使B固溶N作为BN化合物而微细析出，但是为固溶N而添加的B形成过多的BC与Fe的化合物会在盘条中心沿珠光体晶界聚集析出，形成粗大的BC中心网状化合物，导致线材在后道的拉拔过程中脆化，使拉丝加工性恶化。

申请号200980100006.3公开的延性优良的线材以及高强度钢线以及他们的制造方法，通过添加Mo、W中的一种或两种抑制600℃以上高温区珠光体的生长，进而抑制粗片状珠光体的形成，同时提高淬火性抑制铁素体的生成，提高索氏体比例，但是过剩的添加这些元素则抑制整个温度区珠光体生长，使得冷却时间变长，降低生产力，同时在盘条中心析出的Mo2C和W2C的化合物也会降低材料的拉丝加工性。

申请号200980100006.3公开的延性优良的线材以及高强度钢线以及他们的制造方法，通过添加Mo、W中的一种或两种抑制600℃以上高温区珠光体的生长，进而抑制粗片状珠光体的形成，同时提高淬火性抑制铁素体的生成，提高索氏体比例，但是过剩的添加这些元素则抑制整个温度区珠光体生长，使得冷却时间变长，降低生产力，同时在盘条中心析出的Mo2C和W2C的化合物也会降低材料的拉丝加工性。

综上，现有钢帘线钢材为了满足良好的拉拔性能，采用的是更加复杂的钢元素成分，不仅提高了原料成本，所添加的微量元素往往也存在其他不良影响，给线材的制造工艺也增加了难度。基于上述钢帘线的生产现状，能够生产出一种拉拔加工性能优的用于精细钢帘线，成分简单，且工艺简单、生产效率高的高碳钢线材是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种拉拔精细钢帘线高碳钢线材，通过简化元素种类，优化关键元素的含量，获得一具备良好的力学性能、具有特定珠光体显微组织结构且成分更加简洁的钢线材，并且该钢线材也完全满足优异钢丝拉拔加工性能的要求。

本发明另外提供一种制造拉拔精细钢帘线高碳钢线材的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为，一种精细钢帘线拉拔加工性能优的高碳钢线材，该钢线材的化学成分按质量百分比计为C：0.60～1.00%，Si：0.10～0.60%，Mn：0.10～0.20%，Cr：0.20～0.50%，S：≤0.01%，P：≤0.013%，Cu：≤0.05%，Ca：≤0.0010%，V≤0.005%，N：0.0010～0.0040%，并且固溶的N为0.0010%以下，Al：≤0.0030%，Mo：≤0.02%，Ni：≤0.02%，B：≤0.0005%，余量为Fe 及不可避免的杂质元素。

本发明的高碳钢线材中，根据需要钢线材成分中还包含Ti：0.0015%以下，但不包含0的情况。

本发明的高碳钢线材中，根据需要钢线材成分中还包含O：0.0025%以下，但不包含0的情况。

本发明的钢线材成分中降低Al、Ti及N含量，减少拉拔硬化及脆性夹杂物引起的拉拔性能影响，添加Cr元素，增加淬透性，缩小珠光体的片层间距，有利于细片状珠光体（索氏体）组织的形成比例及提高组织的均匀性，使得拉拔性能优异；另外，再减少Mn的含量，降低偏析、晶粒粗化的倾向，保证力学性能及碳当量Ceq 值，根据Cr/Mn的设计范围， 进一步地将Mn+Cr所需含量之和控制在0.30～0.60%。具体设计原理如下：