AT6041U1 - Kaltgezogener draht und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Kaltgezogener draht und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

Info

Publication number
AT6041U1
AT6041U1 AT0041602U AT4162002U AT6041U1 AT 6041 U1 AT6041 U1 AT 6041U1 AT 0041602 U AT0041602 U AT 0041602U AT 4162002 U AT4162002 U AT 4162002U AT 6041 U1 AT6041 U1 AT 6041U1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
sep
max
slag
esu
wire
Prior art date
Application number
AT0041602U
Other languages
English (en)
Original Assignee
Haldex Garphyttan Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haldex Garphyttan Ab filed Critical Haldex Garphyttan Ab
Publication of AT6041U1 publication Critical patent/AT6041U1/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/02Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for springs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/005Manufacture of stainless steel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16Remelting metals
    • C22B9/18Electroslag remelting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/02Hardening by precipitation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

Durch Elektro-Schlacken-Umschmelzen einer Luppe eines nichtrostenden ausscheidungshärtbaren 17-7-PH-Stahles wird der Ermüdungswiderstand von Federn, die aus kaltgezogenen Drähten aus diesem Material hergestellt sind, wesentlich erhöht. Dies ergibt sich aus dem Umstand, dass große Schlackeneinschlüsse, welche Ermüdungserscheinungen hervorrufen, beim ESU beseitigt werden, wobei größere Zonen mit Ansammlungen von kleinen Schlackeneinflüssen wesentlich vermindert sind. Das Material ist besonders für Federn in Einspritzpumpen für Dieselmotoren geeignet.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Die Erfindung bezieht sich auf einen kaltgezogenen Draht aus ausscheidungshärtbarem bzw.   wärmebehandelbarem,   nicht rostendem bzw. korrosionsbeständigem Stahl sowie auf daraus hergestellte ausscheidungsgehärtete Federn. Typischerweise besteht der korrosionsbeständige Stahl solcher Federn aus sogenanntem   &num;17-7   PH-Stahl". 



  Ausscheidungsgehärteter, nicht rostender Stahl, der etwa 17% Cr, etwa 7% Ni und irgendein ausscheidungshärtendes Element, üblicherweise Al, aufweist, wurde schon während der 40er Jahre   entwickelt.   Dies wurde in einem Artikel in Iron Age vom März 1950, Seiten 79 bis 83, beschrieben. In dem Artikel wurde auch die Geeignetheit von Stahl als Material für Federn vorgeschlagen. Gute Federeigenschaften in Verbindung mit einem guten Korrosionswiderstand haben für eine weite Verbreitung des Stahls als Federmaterial in korrosiver Umgebung gesorgt. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  Eine Umgebung dieser Art findet sich bei Injektionspumpen für Dieselmotoren, insbesondere von Turbo-Dieselmotoren. Federn, die für solche Zwecke verwendet werden, müssen einen guten Korrosionswiderstand aufweisen, den 17-7 PH-Stähle in Kombi- nation mit einem sehr hohen Ermüdungswiderstand der Federn aufweisen. Die letztgenannte Bedingung ist jedoch schwierig zu erreichen. Es ist seit langem bekannt, dass der Ermüdungs- widerstand in einem hohen Ausmass von der Oberfläche des Feder- drahtes abhängt. Damit die Feder einen hohen Ermüdungswider- stand aufweist, darf der Draht keinerlei sichtbare Defekte enthalten, welche Ermüdungserscheinungen hervorrufen können. 



  Ausserdem soll die Oberflächenschicht keine grossen Schlacke- oder dergleichen-einschlüsse oder grosse Zonen enthalten, in denen sich grössere Ansammlungen von kleinen Schlackeein- schlüssen bilden, die gleichfalls einen Ausfall verursachen können. Sofern das "Schlackebild" betroffen ist, konnten diese   Bedingungen nur schwierig befriedigt werden ; sieführten zu   häufigen Zurückweisungen des Drahtes, der nicht den erhofften Qualitätsanforderungen entspricht. Dies führte umgekehrt dazu, dass solches Drahtmaterial, das sich in umfangreichen Quali- tätsprüfungen als geeignet erwies, notwendigerweise sehr teuer war. Trotzdem ist festzustellen, dass das Material höchste Ansprüche hinsichtlich des Ermüdungswiderstandes erfüllt. 



  Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen. Die Erfindung basiert auf der Feststellung, dass grosse Schlackeeinschlüsse und Zonen bzw. Bereiche des oben genannten Typs in der Oberflächenschicht von gezogenem Draht 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 vermieden oder wesentlich reduziert werden können, wenn der Stahl elektrisch schlackengereinigt ist, d. h., einer Behand- lung unterworfen wurde, die unter der Kurzbezeichnung ESU bzw. 



  Elektro-Schlacken-Umschmelzen bekannt ist. Für die ESU-Behand- lung kann eine übliche Schlackemischung in üblicher Technik angewendet werden, die bei dem ESU-Umschmelzverfahren eine Schmelze bildet, in der die zu erschmelzende Elektrode tropfenweise abgeschmelzt wird, so dass die Tropfen durch die Schlackenschmelze hindurch auf eine darunterliegende Ansamm- lung von Metallschmelze absinken, die zur Bildung eines neuen Blocks oder Barren sukzessive erstarrt. So kann z. B. eine als solche bekannte Schlackenschmelze verwendet werden, die etwa 30% von jeweils CaF2 CaO und Al2O3 und üblicherweise einen be- stimmten Anteil an MgO in der Kalkfraktion und auch ein oder einige % SiO2 enthält.

   Falls die schmelzende Elektrode wie bei der Erfindung aus korrosionsbeständigem 17-7 PH-Stahl besteht und Schlackeeinschlüsse unterschiedlicher Grössen enthält, er- hält der wieder erschmolzene Block bzw. Barren ein unter- schiedliches Schlackenbild im Vergleich zum Zeitpunkt vor dem Umschmelzen. Es wurde festgestellt, dass die ESU-Schlacke wie ein Sieb für solche grössere Schlackenteilchen wirkt, die sich vor dem Umschmelzvorgang im Stahl befanden. Dies trifft zumin- dest für solche Schlacken zu, die sich als sehr unerwünscht hinsichtlich der Ermüdungsfestigkeit von Federdraht erwiesen haben, nämlich Schlacken des Typs CaO, Al2O3 und MgO.

   Während die kleineren Schlackeeinschlüsse gleichmässiger verteilt werden und grössere Zonen von Schlackeansammlungen kleiner werden und daher weniger schädlich sind, wird der Anteil von kleinen Schlackeeinschlüssen dieses Typs im umgeschmelzten Material nur in einem geringen Umfang beinflusst. Dle Ermü- dungstests, die mit konventionellen Materialien und mit 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 Materialien nach der Erfindung durchgeführt wurden, zeigen, dass die kritische Schlackengrösse zwischen 20 und 30   m   be- trägt. Es sollten daher Schlackeeinschlüsse von mehr als 30  0 /im   vermieden werden. Vorzugsweise sollten die Drähte keine Schlacketeilchen von mehr als 25   m   aufweisen. 



  Der gemäss der Erfindung verwendete Stahl kann eine chemische Zusammensetzung aufweisen, die als solche bekannt ist und seit langem als SIS 2388 genormt wurde. 



  Für die Herstellung des kaltgezogenen Drahts aus ausschei- dungshärtbarem, nicht rostendem bzw. korrosionsbeständigem Stahl kommen folgende Herstellungsstufen zur Anwendung: Herstellung einer Schmelze, die neben Eisen in Gewichtsprozent folgende Bestandteile aufweist: 
0,065 - 0,11% C von Spuren bis max. 1,2% Si 
0,2 - 1,3% Mn 
15,8 - 18,2% Cr 
6,0 - 7,9% Ni   0,5   bis   1,5%   Al insgesamt max. 2% anderer, möglicherweise existierender 
Legierungselemente - Giessen der so vorbereiteten Schmelze zur Bildung von 
Blöcken oder vorzugsweise einem Strang, der in Abschnitte zerteilbar bzw. abschneidbar ist;

   - Elektroschlacke-Umschmelzung des Blocks oder zerschnittenen 
Strangs, möglicherweise nach Schmieden und/oder Walzen in 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 die Form von Elektroden, die zum Elektroschlacke-Umschmelzen geeignet sind und zwar zur Bildung von ESU-Blöcken. 



  - Warmbearbeiten dieser ESU-Blöcke derart, dass das Warmbear- beiten durch Drahtwalzen beendet wird, worauf sich ein 
Beizen zur Bildung eines gebeizten gewalzten bzw. gezogenen 
Drahtes anschliesst, die in einer Oberflächenschicht bis zur 
Tiefe von 1mm von der Oberfläche aus gerechnet in einem zentralen Längsbereich durch den Draht keine Schlackeein- schlüsse von mehr als 30   m,   vorzugsweise max. 25  m auf- weist, und - Kaltziehen des Drahts mit einer mindestens 30%igen Flächen- reduktion. 



  Al wird in einem sich anschliessenden Vorgang zugegeben, wenn die Metallschmelze ihre vorgesehene Basiszusammensetzung durch übliche Stahlherstellungsbehandlung erhalten hat und zwar ge- eigneterweise in einem Pfannenbehandlungsverfahren, das einer Entkohlung in einem Konverter nachfolgt. 



  Während des ESU-Umschmelzprozesses kann ein bestimmter Anteil des Aluminiums, das in Verbindung mit der anfänglichen Her- stellung der Schmelze zugegeben wurde, wieder verlorengehen. 



  Es sollte daher der Schmelzenansammlung in Verbindung mit dem ESU-Umschmelzvorgang mehr Aluminium zum Ersatz von   solchen   Verlusten zugegeben werden, so dass der ESU-Block, der nach dem ESU-Umschmelzvorgang entsteht, 0,5 bis 1,5% Al aufweist. 



  Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen ausschei- dungshärtbaren, nicht rostenden Stahl, hergestellt nach dem oben genannten Verfahren, der ausser Eisen in Gewichtsprozent folgende Bestandteile enthält: 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 
<tb> 0,3 <SEP> - <SEP> 0,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,09% <SEP> C
<tb> 
<tb> 0,1 <SEP> - <SEP> 0,8%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,7% <SEP> Si
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,5 <SEP> - <SEP> 1,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 1,0% <SEP> Mn
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,05%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,03% <SEP> P
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,04%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max.

   <SEP> 0,02% <SEP> S
<tb> 
<tb> 
<tb> 16,0 <SEP> - <SEP> 17,4%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 16,5 <SEP> - <SEP> 17,0% <SEP> Cr
<tb> 
<tb> 
<tb> 6,8 <SEP> - <SEP> 7,8%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 7,0 <SEP> bis <SEP> 7,75% <SEP> Ni
<tb> 
<tb> 
<tb> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,3%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,75 <SEP> - <SEP> 1,0% <SEP> Al
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Mo
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Co
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Cu
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,05% <SEP> N
<tb> 
<tb> 
<tb> max. <SEP> 0,2%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,01% <SEP> Ti.
<tb> 
 



  Schrauben- bzw. spiralförmige Federn werden gemäss der Erfindung in üblicher Weise aus kaltgezogenem Draht hergestellt. 



  Die Federn werden einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 450 und 500 C für 0,5 bis 2 Stunden, vorzugsweise bei etwa 480 C für eine 1 Stunde ausscheidungsgehärtet, worauf sich Abkühlen in Luft anschliesst. Die Materialstruktur der fertigen Federn besteht zu 50 bis 70 Volumen-% aus getempertem Martensit, der ausgeschiedene bzw. ausgefällte Phasen aus Aluminium und Nickel im Martensit, vorzugsweise   AlNi3   und als Rest Austenit und max. 0,5% 8-Ferrit enthält. 



  Beispiele; Durch übliche schmelzmetallurgische Praxis, welche das Erschmelzen der Rohmaterialien in einem elektrischen Lichtbogenofen, das Entkohlen der Schmelze in einem Konverter, die 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Desoxidationsbehandlung und die endgültige Einstellung der Legierungszusammensetzung in einer Pfanne aufweist (diese Einstellung weist die Zugabe von Aluminium und Titan auf), wird ein Block aus geschmolzenem Material (Muster Nummer 370326) hergestellt, der in Gewichtsprozent die folgende Zu- sammensetzung aufweist :

   
 EMI7.1 
 
<tb> C <SEP> Si <SEP> Mn <SEP> P <SEP> S <SEP> Cr <SEP> Ni <SEP> Mo <SEP> Co <SEP> Cu <SEP> N <SEP> Al <SEP> Ti <SEP> Rest
<tb> 
<tb> 0,078 <SEP> 0,25 <SEP> 0,83 <SEP> 0,022 <SEP> 0,001 <SEP> 16,47 <SEP> 7,72 <SEP> 0,27 <SEP> 0,14 <SEP> 0,25 <SEP> 0,018 <SEP> 1,00 <SEP> 0,52 <SEP> Fe
<tb> 
 Diese Schmelze wird in die Form eines Stranges mit einem Quer- schnitt von 300 x   400     mm gegossen.   Der Strang wurde zu Schmiede- bzw. Walz-Vorblöcken abgeschnitten. Eine Anzahl dieser Vorblöcke wurde auf eine Grösse von 265 bis 300 mm ge- walzt und als Elektroden für das nachfolgende ESU-Umschmelz- verfahren verwendet. Die verbleibenden Vorblöcke wurden warm- gewalzt, um Stäbe mit 150 mm Querschnitt zu bilden.

   Diese Stäbe wurden oberflächlich gemahlen bzw. abgeschliffen, in Drahtform mit einem Durchmesser von 5,5 mm warmgewalzt und gebeizt. 



  Das ESU-Schmelzen wurde auf übliche Weise in einer Schlacken- schmelze durchgeführt, die etwa 30% von jeweils CaF2, CaO und   Al?03   aufweist. Auch ein bestimmter Anteil von MgO befand sich in der Kalkfraktion. Die Schlacke weist auch einen geringen Anteil an Si02 auf. Durch Aufschmelzen der Elektroden in dieser Schlacke wurde ein ESU-Block (ESU Muster 14484) mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozent hergestellt: 
 EMI7.2 
 
 EMI7.3 
 
<tb> 0 <SEP> 080 <SEP> 0,27 <SEP> 0,81 <SEP> 0,025 <SEP> 0,0001 <SEP> 16,40 <SEP> 7,68 <SEP> 0,27 <SEP> 0,13 <SEP> 0,26 <SEP> 0,015 <SEP> 0,91 <SEP> 0,050 <SEP> Fe
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 Während des ESU-Umschmelzens wurde die Stahlzusammensetzung in einem gewissen Umfang beeinflusst.

   Dies betrifft insbesondere den Aluminiumanteil, der erheblich vermindert wurde, was zeigt, dass Aluminium für das ESU-Umschmelzen zugegeben werden sollte, um Verluste zu kompensieren. Dies kann durch einen Aluminiumdraht geschehen, der im Schmelzenbad unterhalb der Schlackenschicht zum Schmelzen gebracht wird. 



  Stäbe bzw. Stangen mit 150 mm Querschnitt wurden durch Warmbe- arbeitung aus dem ESU-Block hergestellt. Die Stäbe wurden ab- geschliffen und zu Drähten mit einer Grösse von 5,5 mm Durch- messer warmgewalzt. Die gewalzten Drähte wurden beizbehandelt und Muster wurden zur Schlackenuntersuchung hergenommen. 



  Bei der Schlackenprüfung wurden 500 mm lange Abschnitte vom gewalzten Draht genommen, der aus dem Material hergestellt wurde, der nicht ESU-erschmolzen und darüber hinaus der ESU- erschmolzen wurde. Die Muster wurden auf kleinere 20mm lange Stücke zerschnitten, die in Körper aus gegossenem und ausge- härtetem Kunststoff eingebracht wurden. In diesen Körpern wurden die Musterstücke bis zur Hälfte ihrer Dicke abge- schliffen, so dass "Schnittflächen" in Längsrichtung der Musterstücke entstanden, wobei die Schnittflächen mit der Zentralebene der Musterstücke übereinstimmen. Die Randzonen in Längsrichtung wurden bis zu einer Tiefe von 1 mm von der   Originaloberfläche   des Drahtes mit einem licht-optischen Mikroskop untersucht. Dabei wurden sämtliche Musterstücke in gleicher Weise examiniert.

   Die Gesamtfläche, die für jede Musterlänge geprüft wurde, war 1000 mm2 bei einer Gesamtlänge von 500 mm. Oxidische Schlackeeinschlüsse (Partikel) konnten im llcht-optischen Mikroskop ebenso festgestellt werden wie die Existenz von Bändern oder Zonen, welche grössere An- 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 sammlungen von Schlackeeinschlüssen enthalten. Die Schlacke- einschlüsse wurden in die drei Grössengruppen A, B und C für kleine Schlackeeinschlüsse (5 bis 10   m),   mittelgrosse Schlackeeinschlüsse (grösser als 10 bis 15   m)   und grosse Schlackeeinschlüsse (grösser als 15   m)   klassifiziert. Darüber hinaus wurde die Anzahl der Zonen von Schlackeeinschlüssen, die Länge solcher Zonen und die Grössengattung der Schlackeein- schlüsse in diese Zonen festgehalten.

   Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt, in der die Materialien 1aw und 1bw aus Walzdrahtmaterial stammen, das einerseits in üblicher Weise ausgehend von dem oben erwähnten Muster Nr. 370326ohne ESU- Erschmelzung, und andererseits aus gewalztem Drahtmaterial entstanden sind, das gemäss der Erfindung ESU-erschmolzene Muster 14484-ESU bildet. Keines der Materialien 1aw oder 1bw enthielt irgendwelche grosse Schlackeeinschlüsse in der Ober- flächenschicht. Das Material 1aw enthielt aber soviel wie 17 Schlackenzonen mit Längen, die zwischen 125 und 450   m   vari- ieren. Diese Zonen weisen kleine und mittelgrosse Schlacke- einschlüsse auf. Das Material 1bw, das gemäss der Erfindung hergestellt wurde, enthielt nur eine bemerkbare Schlackenzone mit einer Länge von 63   m,   die nur kleine Schlackeeinschlüsse enthielt.

   Dieses Material kann vom Standpunkt eines Schlacken- einschlusses aus gesehen als akzeptabel angesehen werden. 



  Danach wurde mehr Material aus derselben Basiszusammensetzung wie oben beschrieben hergestellt. Die Herstellung und Schlackenprüfung wurden in der gleichen Weise wie beschrieben   durchgeführt.   Die mit diesen Testmaterialien erzielten Ergeb- nisse sind auch in Tabelle 1 dargestellt, in der die   Materia-   lien 2aw und 3aw aus gewalzten Drähten bestehen, die keinem ESU-Umschmelzverfahren unterworfen waren, während die Materia- 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 lien 2bw und 3bw dem ESU-Umschmelzverfahren gemäss der Erfin- dung ausgesetzt wurden. Die Materialien 2aw und 3aw enthielten grosse Schlacketeilchen und auch Schlackenbänder oder -zonen beträchtlicher Länge, welche Ansammlungen von Schlackeein- schlüssen aufweisen, das Material 3aw weist Schlackenzonen mit kleinen und mittelgrossen Schlackeeinschlüssen auf.

   Die Mate- rialien 2aw und 3aw sind daher nicht als Materialien für Federn für Injektionspumpen von Dieselmotoren geeignet ;   unterscheiden sich daher von dem Materialien 2bw und 3bw, die   keine grossen Schlackeeinschlüsse in der Oberfläche und keine oder nur einige geringfügige Zonen aufweisen, welche kleine Ansammlungen oder kleine Schlackeeinschlüsse enthalten. 



  Alle wie oben erwähnten Schlackeeinschlüsse bestehen aus CaO, Al2O3 und MgO. Auch Titannitride wurden untersucht, aber nicht in die Schlackenprotokolle aufgenommen. Diese Titannitride rühren bei der Stahlherstellung von einer Handhabung her, bei der Titan zugegeben wird, um die Bildung von grossen oxidischen Einschlüssen zu verhindern. Die kleinen Titannitride, die bei dieser Praxis gebildet werden, haben sich als unschädlich er- wiesen. Sie haben jedoch ausgeprägte winklige Form und es be- steht daher eine ernstzunehmende Gefahr, dass sie Ermüdungser- scheinungen auslösen können. Es sollte daher der Schmelze Titan zugeführt werden, insbesondere weil grosse Schlacke- einschlüsse durch die ESU-Umschmelzung wirksam ausgeschaltet werden können.

   Man sollte aber vorzugsweise einen Block aus Metallschmelze herstellen, der kein Titan in solchen Beträgen aufweist, die über das Verunreinigungsniveau hinausgeht. 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 



  Tabelle 1 - Schlackenbild in der Oberflächenschicht 
 EMI11.1 
 
<tb> Material <SEP> Anzahl <SEP> von <SEP> Schlacketeilchen <SEP> Schlackenzone/
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 500 <SEP> mm <SEP> Draht
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Warmgewalz- <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> Anzahl/Länge <SEP> ( m)/
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> ter <SEP> Draht <SEP> 5-10 <SEP>  m <SEP> > 10-15 <SEP>  m <SEP> > 15 <SEP> (im <SEP> Grössengattung
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1aw <SEP> 50 <SEP> 1 <SEP> 0 <SEP> 17/25-450/A+B
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1bw <SEP> 50 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 1/63/A
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2aw <SEP> 35 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 2/165-330/A
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2bw <SEP> 25 <SEP> 3 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3aw <SEP> 35 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 2/max <SEP> 330/A+B
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3bw <SEP> 49 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 1/63/A
<tb> 
 Diejenigen 

  gewalzten Drähte, aus denen Muster hergestellt wurden, sind im Hinblick auf das Schlackenbild in den Oberflächenschichten analysiert und bis zu Grössen von etwa 3,3 mm Durchmesser kaltgezogen worden. Durch Deformationshärten wurde ein wesentlicher Teil der Austenitstruktur des gewalzten Drahtes in eine Mischstruktur überführt, die aus 50 bis 70% Martensit und dem Rest im wesentlichen aus Austenit mit einigen geringen Teilen aus 8-Ferrit besteht. Federn mit üblicher Schrauben-, Wendel- oder   Sprlralform   wurden aus dem kaltgezogenen Material hergestellt. Die Federn wurden dann durch eine Wärmebehandlung bei 480 C für 1 Stunde und darauffolgendes Abkühlen in Luft ausscheidungsgehärtet.

   Während des Erwärmungsvorgangs wurden intermetallische Phasen aus Aluminium und Nickel, typischerweise AlNi3 im Martensit ausgeschieden, das typisch ist für 17-7 PH-Stahl, mit dem Ergebnis, dass die Zugfestigkeit um 380 bis 400 MPa zunimmt. 



  Die geharteten Federn wurden dann dem Ermüdungstest unterworfen. Dieser wurde durchgeführt durch Einspannen der Federn 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 mit einer Spannung von 100 MPa und anschliessendes Zusammenpressen derselben mit einer Spannung von 900 MPa. Dieses Komprimieren und Entspannen wurde mit einer hohen Frequenz von 200 Mio. Mal für jede Feder oder bis zum Bruch derselben durchgeführt. Es wurden 20Federn aus jedem dieser Materialien getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt, in der die Federn 1as 2as und 3as aus Drähten nach üblicher Herstellung und die Federn 1bs, 2bs und 3bs aus kaltgezogenen Drähten, die gemäss der Erfindung hergestellt sind, stammen. Die Tabelle zeigt, dass die Federn nach der Erfindung in keinem einzigen Fall zu Bruch führten, während 20%, 90% bzw. 75% der Bezugsfedern brachen, ehe 20 Mio.

   Oszillationen durchgeführt waren. 



  Tabelle 2 - Ermüdungstest 
 EMI12.1 
 
<tb> Materialien <SEP> : <SEP> 20 <SEP> Federn <SEP> ermüdungsgetestet
<tb> 
<tb> 
<tb> Federn <SEP> aus <SEP> kaltgezogenem <SEP> % <SEP> Federn <SEP> brachen <SEP> vor <SEP> dem <SEP> Ende <SEP> von
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> ausscheidungsgehärtetem <SEP> Draht <SEP> 20 <SEP> Mio. <SEP> Kompress./Entlastungsbewegungen
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1as <SEP> 20
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 1bs <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2as <SEP> 90
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2bs <SEP> 0
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3as <SEP> 75
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3bs <SEP> 0
<tb> 
 Es ist ersichtlich, dass die Erfindung im Rahmen der zuge- hörigen Ansprüche realisierbar ist. Die Experimente, auf die oben Bezug genommen wurde, betreffen die Herstellung kaltge- zogener Federdrähte mit kreisförmigem Querschnitt.

   Die   Erfin-   dung ist aber nicht auf Federn mit einem solchen Querschnitt beschränkt, sondern kann auch bei Federn angewendet werden, die andere Formen aufweisen, beispielsweise Drähte mit einem ovalen Querschnitt, der eine bessere Verteilung der Spannung 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 in der endgültig fertiggestellten Feder in der Wendel- Schrauben- oder Spiralform aufweist.

Claims (8)

  1. ANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von kaltgezogenem Draht aus ausscheidungshärtbarem bzw. warmbehandelbarem, nicht- rostendem bzw. korrosionsbeständigem Stahl mit folgenden Verfahrensschritten: Herstellung einer Menge von geschmolzenem Metall, das neben Eisen in Gewichtsprozent folgende Anteile aufweist: 0,065 - 0,11% C von Spuren bis zu max. 1,2% Si 0,2 - 1,3% Mn 15,8 - 18,2% Cr 6,0 - 7,9% Ni 0,5 - 1,5% Al insgesamt max. 2,0% anderer möglicher Legierungselemente; Giessen des geschmolzenen Metalls (Metallschmelze) in Block-, Barren- oder Strangform, die zerteilt bzw. aufge- schnitten wird; Elektro-Schlacken-Umschmelzen (sogen. ESU-Umschmelzen) des Barren, Blocks oder Strangs, vorzugsweise nach dem Warmbe- arbeiten in die Form von Elektroden, zur Bildung von ESU- Barren; Warmbearbeitung der ESU-Barren bzw.
    Stränge, wobei das Warmbearbeiten durch Drahtziehen beendet wird, auf das sich eine Beizbehandlung zur Herstellung eines gebeizten gezo- <Desc/Clms Page number 15> genen Drahts anschliesst, der in einer Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 1 mm (berechnet von der Oberfläche) in einem zentralen Längsbereich durch den Draht keine grössere Schlackeneinschlüsse von mehr als 30 m, vorzugs- weise von nicht mehr als 20 m aufweist ; und Kaltziehen des Drahts mit einer Flächenreduktion von mind. 30%.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminium zum Ausgleich von Aluminiumverlusten beim ESU-Umschmelzen derart zugegeben wird, dass der ESU-Barren bzw. Strang nach dem ESU-Umschmelzen 0,5 - 1,5% Al auf- weist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ausscheidungshärtbare, nichtrostende Stahl ausser Eisen in Gewichtsprozent folgende Bestandteile aufweist: EMI15.1 <tb> 0,03 <SEP> - <SEP> 0,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,075 <SEP> - <SEP> 0,09% <SEP> C <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 0,1 <SEP> - <SEP> 0,8%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,2 <SEP> - <SEP> 0,7% <SEP> Si <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 0,5 <SEP> - <SEP> 1,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 1,0% <SEP> Mn <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,05%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,03% <SEP> P <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,04%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max.
    <SEP> 0,02% <SEP> S <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 16,0 <SEP> - <SEP> 17,4%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 16,5 <SEP> - <SEP> 17,0% <SEP> Cr <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 6,8 <SEP> - <SEP> 7,8%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 7,0 <SEP> - <SEP> 7,75% <SEP> Ni <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> 0,6 <SEP> - <SEP> 1,3%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0,75 <SEP> - <SEP> 1,0% <SEP> Al <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Mo <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Co <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,5% <SEP> Cu <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max. <SEP> 0,050% <SEP> N <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> <tb> max. <SEP> 0,2%, <SEP> vorzugsweise <SEP> max.
    <SEP> 0,01% <SEP> T@. <tb> <Desc/Clms Page number 16>
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke bzw. Asche, die für die Elektro-Schlacken- Umschmelzung verwendet wird, aus einem Schmelzengemisch von Schlacken bzw. Aschen besteht, das vorwiegend aus zwei oder mehr der Verbindungen CaF2, CaO, Al2O3 und MgO besteht.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke bzw. Asche, die für die ESU-Umschmelzung verwendet wird, etwa 30% von je CaF2, CaO und Al203 und mindestens einen geringeren Anteil von MgO aufweist.
  6. 6. Kaltgezogener Draht aus ausscheidungshärtbarem bzw. wärme- behandelbarem, nichtrostendem bzw. korrosionsbeständigem Stahl, der ausser Eisen in Gewichtsprozent folgende Bestand- teile enthält: 0,065 - 0,11% C von Spuren bis zu max. 1,2% Si 0,2 - 1,3% Mn 15,8 - 18,2% Cr 6,0 - 7,9% Ni 0,5 - 1,5% Al insgesamt max. 2% anderer möglicher Legierungselemente, der bis zu einer Oberflächentiefe von 1 mm frei ist von Schlacken- bzw. Ascheeinschlüssen des CaO-, Al2O3- und MgO- Typs einer Grösse von grösser als 30 m, insb. einer Grösse von nicht grösser als 25 [im, hergestellt durch ESU-Um- schmelzen des Stahlmaterials vor dem Warmwalzen und Kalt- walzen in die Drahtform. <Desc/Clms Page number 17>
  7. 7. Kaltgezogener Draht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht frei von Konzentrationen kleiner Schlacke- bzw. Ascheeinschlüsse des genannten Typs in Bereichen grösser als 100 m ist.
  8. 8. Feder, hergestellt durch Spinnen bzw. Drücken eines kalt- gezogenen Drahts nach Anspruch 6 oder 7, der anschliessend durch Behandlung bei einer Temperatur von 450 bis 500 C für 0,5 bis 2 Stunden ausscheidungsgehärtet ist.
AT0041602U 1997-12-17 2002-06-27 Kaltgezogener draht und verfahren zu seiner herstellung AT6041U1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704753A SE508814C2 (sv) 1997-12-17 1997-12-17 Sätt att framställa kalldragen tråd av ESR-omsmält rostfritt stål samt kalldragen tråd

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT6041U1 true AT6041U1 (de) 2003-03-25

Family

ID=20409461

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT98963686T ATE260991T1 (de) 1997-12-17 1998-12-08 Kaltgezogender draht und verfahren zu dessen herstellung
AT0041602U AT6041U1 (de) 1997-12-17 2002-06-27 Kaltgezogener draht und verfahren zu seiner herstellung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT98963686T ATE260991T1 (de) 1997-12-17 1998-12-08 Kaltgezogender draht und verfahren zu dessen herstellung

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6383316B1 (de)
EP (1) EP1042516B1 (de)
JP (1) JP4334764B2 (de)
KR (1) KR100571438B1 (de)
AT (2) ATE260991T1 (de)
AU (1) AU1895799A (de)
BR (1) BR9813472A (de)
DE (2) DE1042516T1 (de)
ES (1) ES2170041T3 (de)
SE (1) SE508814C2 (de)
WO (1) WO1999031282A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10110384A1 (de) * 2001-03-03 2002-09-19 Stahlwerk Ergste Westig Gmbh Draht aus rostfreiem Stahl
US6692550B2 (en) * 2002-03-28 2004-02-17 General Electric Company Fabrication of a high-strength steel article with inclusion control during melting
US7094273B2 (en) 2002-03-29 2006-08-22 General Electric Company Fabrication of a high-strength steel article with inclusion control during melting
TW201028240A (en) * 2009-01-23 2010-08-01 jun-de Li Composite bonding wire manufacturing method and product thereof
IT1396294B1 (it) * 2009-10-05 2012-11-16 Gally S P A Dadi autobloccanti
CN104745765B (zh) * 2015-03-26 2017-01-25 中天钢铁集团有限公司 一种Cr‑Mn系列弹簧钢冶炼工艺
JP2020533490A (ja) * 2017-09-07 2020-11-19 スズキ ガルフィタン アクチエボラグ 冷間引抜きワイヤを製造するための方法
JP7049142B2 (ja) * 2018-03-15 2022-04-06 日鉄ステンレス株式会社 マルテンサイト系ステンレス鋼板およびその製造方法並びにばね部材
SE541925C2 (en) * 2018-04-26 2020-01-07 Suzuki Garphyttan Ab A stainless steel
CN109680121B (zh) * 2019-01-15 2020-10-23 北京科技大学 减少深拉拔切割钢丝中CaO-SiO2-Al2O3夹杂物的炼钢工艺
CN112846115A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 浦项(张家港)不锈钢股份有限公司 一种含钛铬镍半奥氏体沉淀硬化不锈钢的冶炼及铸造工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE373387B (sv) * 1973-06-08 1975-02-03 Sandvik Ab Forfarande for framstellning av band eller trad, exv. rundtrad for fjederendamal
AT343300B (de) * 1975-02-25 1978-05-26 Ver Edelstahlwerke Ag Verfahren zur herstellung von homogenen blocken
US4265679A (en) * 1979-08-23 1981-05-05 Kawasaki Steel Corporation Process for producing stainless steels for spring having a high strength and an excellent fatigue resistance
JPS60177139A (ja) * 1984-02-23 1985-09-11 Daido Steel Co Ltd 超清浄鋼の製造方法
DE3940438C1 (de) 1989-12-07 1991-05-23 Vereinigte Schmiedewerke Gmbh, 4630 Bochum, De
JP3245781B2 (ja) * 1992-10-06 2002-01-15 大同特殊鋼株式会社 単伸線用ステンレス鋼とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
ATE260991T1 (de) 2004-03-15
WO1999031282A1 (en) 1999-06-24
EP1042516A1 (de) 2000-10-11
JP2002508443A (ja) 2002-03-19
SE9704753D0 (sv) 1997-12-17
ES2170041T3 (es) 2004-10-16
DE69822211T2 (de) 2005-02-17
BR9813472A (pt) 2000-10-10
ES2170041T1 (es) 2002-08-01
SE9704753L (sv) 1998-11-09
KR20010024738A (ko) 2001-03-26
AU1895799A (en) 1999-07-05
DE1042516T1 (de) 2002-06-13
KR100571438B1 (ko) 2006-04-17
DE69822211D1 (de) 2004-04-08
US6383316B1 (en) 2002-05-07
EP1042516B1 (de) 2004-03-03
JP4334764B2 (ja) 2009-09-30
SE508814C2 (sv) 1998-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60131294T2 (de) Hochfester federstahl und federstahldraht
DE60130755T2 (de) Warmgewalzter draht oder stahlblock, die wärmebandelbar und verwendbar im maschinenbau sind und herstellungsverfahren dafür
DE60225951T2 (de) Duplexstahllegierung
DE1458330C3 (de) Verwendung einer zähen, ausscheidungshärtbaren, rostfreien, chrom-, nickel- und aluminiumhaltigen Stahllegierung
DE3137694A1 (de) Rostfreier ferritischer stahl
DE10148635A1 (de) Plattiertes Stahlsortenwalzgut zur Bewehrung von Beton und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4233269A1 (de) Hochfester federstahl
DE2116357B2 (de) Verwendung eines Stahls als Werkstoff für hochfeste geschweißte Gegenstände
DE3012188C2 (de)
DE69812269T2 (de) Verbundwalze zum kaltwalzen
AT6041U1 (de) Kaltgezogener draht und verfahren zu seiner herstellung
DE60319197T2 (de) Maraging-Stahl und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19735361B4 (de) Nichtrostender Austenitstahl
DE19920324B4 (de) Verwendung eines Stahls mit ausgezeichneter Bruchspaltbarkeit und Dauerfestigkeit in Pleuelstangen
DE3312205C2 (de)
DE69834031T2 (de) Kanalisationsrohr und stahlstruktur, hergestellt durch hochgeschwindigkeitsstranggiessen
DE2322528A1 (de) Austenitischer rostfreier stahl und verfahren zu dessen herstellung
DE2421743A1 (de) Umkleidete calciumkoerper zum desoxidieren und entschwefeln von eisen- und stahlschmelzen u. dgl.
AT411069B (de) Drahtförmiges produkt, dessen verwendung und verfahren zu seiner herstellung
DE69738545T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Wärmetauscher
CH209688A (de) Nickel-Chromlegierung.
DE2529799A1 (de) Schweissbarer gusstahl mit weiter elastizitaetsgrenze
DE2166989B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines gut bearbeitbaren kohlenstoffarmen Baustahles mit einwandfreier Schweißbarkeit
DE3323929C2 (de)
DE2703644A1 (de) Korrosionshemmende eisenlegierung