[发明专利]一种异型轧制钢丝的退火工艺

说明书

本发明公开了一种异型轧制钢丝的退火工艺，涉及热处理技术领域；包括如下步骤：装炉：待处理型材经机械设备导入清洗装置；碱溶液清洗：调配碱溶液及其PH数值，轧制后的型材，通过装有碱液的槽中，在30‑45°C下，经1‑3分钟浸泡；酸溶液清洗：碱溶液洗后的型材，再用稀盐酸清洗2‑5分钟；干燥：上述处理后的型材，经超声波震动下、无水乙醇酒精溶液清洗30‑60秒，然后立即烘干或冷风吹干；加热退火：再将型材放入通有氨气的退火炉中，退火炉起始温度为20‑25°C，先升温到400‑500°C，再以4‑6°C/分钟的升温速率将温度升到450‑560°C，其中温度误差控制在±1°C。加热到450‑560°C进行10‑30分钟的退火；冷却：退火后的型材随炉冷却到20‑40°C，取出获得表明干净的型材。

技术领域

本发明涉及一种热处理技术领域，具体是一种异型轧制钢丝的退火工艺。

背景技术

30年前，日本、美国的车企（丰田、福特等），相继采用钢材质油环替代铸铁环，减

小了油环与缸体的摩擦力，降低了污染物的排放以及铸铁环电镀过程的环境污染。目前，

高质量活塞环，尤其是油环（也称活塞环第三环）的市场供不应求。遗憾的是，生产油环

所需的异形钢丝热处理工艺不过关，导致其尺寸精度不够、残余应力过大等问题，无法生

产高品质油环（如日本特线）。当前，开发出合适的异形钢丝热处理工艺及设备已经迫在

眉睫。

异型钢丝的原材料是我国自主研发的高碳高铬的6Cr13Mo马氏体不锈钢，由Cr13发

展而来。但是，其热处理制度并不能完全适用于油环用异型钢丝。原因有：1）与Cr13系

相比，添加了Mo元素；2）轧制型材的最小加工余量为0.7mm，就必须控制其热处理时的

变形量，否则无法机械加工；3）轧制型材较小尺寸晶粒在高温下易长大，进而降低力学

性能；4）现有的高温加热设备多是井式炉或箱式炉，易出现加热不均导致的局部变形量

过大，6Cr13Mo多用于轴承、弹簧钢和医疗手术刀等，还没有对应的国外牌号。与德国的

x65Cr13与其接近，但碳含量偏高也不含Mo。于是，国外的热处理工艺也只是参考。

鉴于6Cr13Mo异型钢丝（最薄处为0.3mm、最厚为2.5mm）是由直径3.5mm的钢丝

经轧制而来。经知网和专利检索，小尺寸（有效厚度小于5mm）的6Cr13Mo异型钢丝的热处理工艺，仍未见报道。其原因是：对于油环异型钢丝用的原材料小直径6Cr13Mo钢丝，由于试验初期用量较少，很多大型钢企不愿生产，而小钢厂生产出的钢丝又不稳定，致使研发进展较慢，随着国家对环境保护的重视和车辆排放“国VI”标准的实施，由于铸铁活塞环的电镀会造成严重的污染，钢质活塞环取代铸铁活塞环是发动机活塞环发展的必然趋势。热处理过程更倾向于环保、节能和高效。对国内的6Cr13Mo而言，当务之急是确定热处理工艺参数，并建立钢质油环异形钢丝的高温连续热处理设备，推进高品质油环的发展，填补国内在该方向的空白。

目前，活塞环型材在轧制过程中，需要多道次才能完成型材的成型。但是，在轧制道次间，需要退火，降低硬度、减小残余应力，保证后续道次的顺利轧制。在实践中，发现

现有退火工艺参数处理后，型材表面仍有较硬的氧化皮等缺陷，严重制约了连续轧制。目

前方法是，对有缺陷的部位进行人工打磨，在打磨后的样品处理过程中，又发现局部不均

匀，导致最终型材的尺寸达不到精度。经分析，初步原因是第一道次轧制后的型材在润滑

油、加热状态下产生了较硬的氧化物，这些氧化物紧密的与基体结合，致使后续轧制成型

很难顺利完成。轧制道次间的退火是制备高质量6Cr13Mo异型钢丝的必要条件。按照目前