[发明专利]适用于增强塑料或橡胶制品的钢丝原料

说明书

本发明涉及钢丝原料，用它可以获得待用的钢丝，该钢丝可以用来增强塑料或橡胶制成的制品，尤其是轮胎外带、线网层、带、蛇形管等。

本文所用的表达方式“待用的钢丝”(Ready—to—use Wire)具有其在冶金领域中的通常含意，即该钢丝不必经受能改变其金相组织的热处理，及不使之，比如在能改变其直径的拔丝工序中改变直径就可用于打算使用的用途。

国际专利申请WO—A—92/14811述及一种获得这种类型的“待用”钢丝的工艺，它包括一个钢的基体，其组织包括90％重量的经加工硬化的回火马氏体。该钢的含碳量为0.05％—0.6％，该基体涂有除钢之外的金属合金，如黄铜。用于获得这种钢丝的工艺包括通过将经过加工硬化的钢丝加热到AC₃转变点以上，以便使其具有均匀的奥氏体组织。然后以至少150℃/秒的冷却速度使其迅速冷至马氏体转变终止点以下来对该钢丝进行淬火处理。在这种淬火处理之后，将至少两种金属沉积在此钢丝上，然后加热此钢丝，结果通过扩散形成这些金属的合金，一般是黄铜，接着使该钢丝冷却和加工硬化。

这些文献中所述工艺的优点主要是：

——所使用的原始钢丝原料的含碳量小于珠光体钢的含碳量；

——选择钢丝原料直径及这样获得的待用钢丝直径的灵活性；

——以高速度和低断裂率对该钢丝原料进行钢丝拉拔，及

——在钢丝回火的同时进行扩散处理，这降低了制造费用。

但这种已知工艺有下列缺点：

a)在钢丝拉制前为获得涂层的良好扩散而必须进行的热处理不总是与为得到足够的机械强度的要求一一对应的；

b)回火后的机械强度随温度的变化而迅速改变，这种温度变化是由于加热系统中不可避免的偏移而引起的；

c)证明该钢淬透性不足，即，为得到完全的，或几乎完全的马氏体组织，需要高速冷却。若冷却速度过低，则会出现马氏体之外的相，如贝氏体。这种高的淬火速度是制造中的主要限制性环节。

通常所知的是：在生产由马氏体构成的部件的工艺中，通过添加合金元素如V或Cr，由于在回火过程中析出V或Cr的碳氮化物或碳化物就可改善淬透性和强度。但，使这些化合物析出的通常处理时间为几十分钟，甚至几小时。

本申请人全然出乎意料地发现：当钢丝直径小于3mm时会发生合金元素，如V、Mo或Cr，以碳氮化物和/或碳化物的形成迅速析出。这种在回火过程中的析出就可避免上述缺点a)和b)，而在淬火时存在这些合金元素就可避免上述缺点c)，从而可以低温淬火。

因此，本发明的目的是提供一种打算通过变形和热处理而得到待用钢丝的钢丝原料，这种钢丝原料的特征是它用碳含量在0.2％—0.6％(重量)的微合金钢制成，该钢还含至少一种选自V、Mo和Cr的元素，该钢含至少0.05％—最多0.5％的这类元素或其组合。

用本发明的钢丝原料获得的“待用”钢丝有下列特征：

a)它由含碳量至少等于0.2％，最多等于0.6％(重量)的微合金钢制成。此钢还含选自V、Mo和Cr的至少一种合金元素，该合金元素或其组合的量为至少0.05％—最多0.5％(重量)；

b)这种钢的组织几乎全是加工硬化回火马氏体；

c)该钢丝的直径至少等于0.10mm，而最多0.50mm；

d)该钢丝的抗拉强度至少为2800MPa。

该“待用”钢丝最好包括除钢之外的金属合金涂层，该涂层是置于由具有上述特征的微合金钢制成的基体上的。

生产这种“待用”钢丝的工艺包括以下工序：

a)取符合本发明的钢丝原料；

b)以这样一种方法使这种钢丝原料变形：使变形后的钢丝直径为小于3mm。

c)停止变形，对变形后的钢丝进行淬火热处理，这种处理的要点是将钢丝加热到AC₃转变点以上，以便使其为均一的奥氏体组织，然后将其冷却至几乎为马氏体转变结束点M_F的温度，该冷却速度至少为60℃/秒，以便得到基本只由马氏体构成的组织：

d)接着将钢丝加热至被称为“回火温度”的温度，该温度至少为250℃，而最多为700℃，以使析出该合金元素，或至少一种该合金元素的至少一种碳氮化物和/或碳化物，从而形成几乎全是回火马氏体的组织：

e)使该钢丝至少冷至马氏体转变结束点M_F，及

f)然后使该钢丝变形，变形此ε至少为1。