CN105970114B - 低自噪声不锈钢丝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低自噪声不锈钢丝,其直径为5.9~6.1mm,其各成分按照质量百分比为:含有碳0.01~0.03%,铬13~17%,镍4~8%,铜0.1~0.12%,镁0.4~0.5%,锰1~1.2%,其余为铁。通过本发明制得的不锈钢丝大大增加不锈钢丝的耐磨及抗腐蚀性能,易加工成型,具备一定的减震性能,自噪声较低,较好地解决了钢丝易腐蚀、易生锈、易磨损、噪音大的问题,延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域,涉及一种不锈钢丝及其制备方法。
背景技术
现有的不锈钢,具有很好的耐腐蚀性,在各种行业上均有应用。不锈钢有四种,1、铁素体不锈钢,其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢,可耐多种介质腐蚀。3、马氏体不锈钢,强度高,但塑性和可焊性较差。4、奥氏体-铁素体双相不锈钢,兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。
不锈钢可以制作成不锈钢丝,应用于矿业、石油、化工、食品、医药、机械制造等行业。因此不锈钢丝的性能直接影响不锈钢网的性能。然而现有市场上的不锈钢丝存在着强度低、耐磨性差、耐强酸强碱性差等缺点,极大限制了其使用寿命和应用范围。
例如公开号为CN102828122A的中国专利公开了一种不锈钢丝的制造方法,包括以下步骤:1)皮膜处理;2)烘干;3)第一次拉拔和第一次在线光亮退火:第一次拉拔的减面率为40~60%,第一次在线光亮退火温度为1000~1100℃,退火速度为3~9m/min;4)第二次拉拔和第二次在线光亮退火:第二次拉拔的减面率为40~60%,第二次在线光亮退火温度为1000~1100℃,退火速度为5~12m/min;5)第三次拉拔和第三次在线光亮退火:第三次拉拔的减面率为45~75%,第三次在线光亮退火温度为1000~1100℃,退火速度为5~12m/min。该钢丝虽然抗拉强度好,延伸好,但是并不耐磨也不耐腐。
同时,不锈钢丝作为建筑用钢材应用广泛,其在运输、工地施工中,因为运输、施工等原因很容易产生较大的噪音,从而带来较大的生产噪声,影响周边居民生活,也影响生产人员的情绪。
因此寻找更为适合的方法来解决上述问题,是值得研究的课题。
发明内容
发明目的:针对现有技术中不锈钢丝的使用寿命较短的缺点,本发明提供了一种低自噪声不锈钢丝,同时提供了该低自噪声不锈钢丝的制备方法。
技术方案:本发明所提供的低自噪声不锈钢丝,其直径为5.9~6.1mm,其各成分按照质量百分比为:含有碳0.01~0.03%,铬13~17%,镍4~8%,铜0.1~0.12%,镁0.4~0.5%,锰1~1.2%,其余为铁。
我们研究发现在普通的铁-碳形成的钢中,加入铬能够有效地提高钢材的淬火性和回火阻抗性,提高钢材的强度,并且铬还可以降低碳的活度,提高钢材的浸碳性,并形成微细碳化物,可降低加热、轧制和热处理过程中的钢材表面脱碳和石墨化倾向,提高韧性和耐磨损性;但是,铬含量过高时,反而大量形成铬的碳化物,针对不同直径尺寸的钢丝,严重影响钢丝的弹减性能和韧性。因此,针对本发明提供的钢丝品种的直径尺寸,在本发明控制钢材中铬的含量为13~17%(质量百分比),最优含量为16%。
同时,加入少量的镍,可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀,而且性坚韧,有磁性和良好的可塑性,焊接性能也好;在650~1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力。在本发明中,控制在钢材中镍的含量为4%~8%,最优含量为6%。
此外,我们还发现加入微量的铜一方面可以提高钢材耐大气腐蚀的性能,另一方面可以和锰协同作用,使得本特种钢被敲击时发出的声响相对沉闷暗哑,自噪声较低,具有一定的降噪作用,满足了对音噪要求更高的应用需求。
此外,加入少量的镁和锰,可使得钢的晶粒更加细致均匀,易加工成型,同时较之于普通钢材,其具备一定的减震性能,在具备更高的耐磨性和耐高温性的同时,进一步满足了对低自噪声、高舒适性、高安全性的应用需求,尤其是有助于降低钢丝在加工、运输、建筑工地施工生产时所产生的生产噪音,意义显著。
本发明的一个优选方案为:所述不锈钢材各成分按照质量百分比为:含有碳0.02%,铬16%,镍6%,铜0.1%,镁0.45%,锰1.1%,其余为铁。
更进一步的,我们发现如果在上述技术方案中加入微量的铌,可以增强钢材的耐腐蚀性,研究发现,原因在于本发明在进行热处理时,呈现奥氏体+碳化物的组织,碳化物的存在,对钢的耐蚀性有很大影响,奥氏体在高温下加热,由于晶界析出铬的碳化物Cr23C6,使得晶界附近的含铬量降低,引起晶间腐蚀。因此,我们在其中加入微量的铌,使之优先与碳结合形成NbC,其稳定性高,使得铬保留在基体中,避免晶界贫铬,从而减轻刚的晶界腐蚀倾向。此外,NbC在晶内析出呈弥散分布,且高温下不易长大,可以提高本发明的高温强度。对于本发明来说,铌的含量为0.3~0.8%时,最为合适,优选0.5%。
本发明含铌的一个优选方案为:所述不锈钢材成分按照质量百分比为:含有碳0.02%,铬16%,镍6%,铜0.1%,镁0.45%,锰1.1%,铌0.5%,其余为铁。
本发明还公开了上述不锈钢丝获得的方法:先进行预处理,然后在不锈钢高速线材轧机上,将不锈钢坯轧趁热制成直径为7.4~7.6mm的不锈钢线材,在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000~1100mm的钢卷;将钢卷放入热处理炉中进行热处理,热处理后进行酸洗,将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔,得到低自噪声不锈钢丝。
所述预处理为原料配比,混合,初炼,精炼。此处将原料按所需的成分进行配比,然后混和,初炼,精炼,所述的混合、初炼、精炼,为本领域的常规手段,无特殊要求。
所述热处理为温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷;
所述的酸为一种混合酸,具体为质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸。
所述的冷拔包括两道冷拔工序,所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm,经第二冷拔工序直径减小0.5mm。
进一步优选的,所述的冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序,所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm,然后入水浸泡1~2小时后,经第二冷拔工序直径减小0.5mm,制得低自噪声不锈钢丝。通过该工序制得的钢丝,金属晶粒细致,晶粒分布更为均匀,晶粒间间隔小,不易产生噪音,应力均衡,韧性好,易加工成型,而且表面耐磨性能高,不易磨损,进一步减小了噪音产生的可能。
有益效果:本发明一方面提供了一种不锈钢丝新品种及其制备方法,丰富了市场供用户根据需要选择使用,另一方面,通过在制备钢丝的材料中增加铬、镍、铜、镁、锰等,使得不锈钢成品中含有合理配比的铬、镍、铜、镁、锰等元素,大大增加不锈钢丝的耐磨及抗腐蚀性能,易加工成型,具备一定的减震性能,自噪声较低,较好地解决了钢丝易腐蚀、易生锈、易磨损、噪音大的问题,延长了使用寿命。总体而言满足了对音噪要求更高的应用需求,尤其是有助于降低钢丝在加工、运输、建筑工地施工生产时所产生的生产噪音,意义显著。
具体实施方式:
实施例1
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:碳0.01%,铬13%,镍4%,铜0.1%,镁0.4%,锰1%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.4mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为7.4mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.4mm→6.4mm,通过第二道冷拔工序直径由6.4mm→5.9mm,得到直径为5.9mm的不锈钢钢丝,总变形率为35.7%。
实施例2
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.03%,铬17%,镍8%,铜0.12%,镁0.5%,锰1.2%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.6mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.6mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.6mm→6.6mm,通过第二道冷拔工序后直径由6.6mm→6.1mm,得到直径为6.1mm的不锈钢钢丝,总变形率为36.1%。
实施例3
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.02%,铬16%,镍6%,铜0.1%,镁0.45%,锰1.1%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.5mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序,将直径为7.5mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.5mm→6.5mm,水浸泡1小时后,通过第二道冷拔工序后直径由6.5mm→6.0mm,得到直径为6.0mm的不锈钢钢丝,总变形率为35.8%。
实施例4
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:碳0.01%,铬13%,镍4%,铜0.1%,镁0.4%,锰1%,铌0.3%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.4mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为7.4mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后径由7.4mm→6.4mm,然后入水浸泡1小时后,通过第二道冷拔工序后直径由6.4mm→5.9mm,得到直径为5.9mm的不锈钢钢丝,总变形率为35.6%。
实施例5
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.03%,铬17%,镍8%,铜0.12%,镁0.5%,锰1.2%,铌0.8%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.6mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为7.6mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.6mm→6.6mm,然后入水浸泡1小时后,通过第二道冷拔工序后直径由6.6mm→6.1mm,得到直径为6.1mm的不锈钢钢丝,总变形率为36.1%。
实施例6
不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.02%,铬16%,镍6%,铜0.1%,镁0.45%,锰1.1%,铌0.5%,其余为铁。
按照上述比例,进行原料配比,混合,初炼,精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上,将加热后不锈钢坯轧制成直径为7.5mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理,热处理温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为7.5mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.5mm→6.5mm,然后入水浸泡2小时后,通过第二道冷拔工序后直径由6.5mm→6.0mm,得到直径为6.0mm的不锈钢钢丝,总变形率为35.3%。
实施例7
将上述所得到的低自噪声不锈钢丝进行耐腐蚀测试,分别浸于水、醋酸、氨水、浓硫酸中,48个小时后。所得结果如下:(表中数值为:质量减少百分比)
水 | 醋酸 | 氨水 | 浓硫酸 | |
常规的碳素钢 | 0.00 | 1.30 | 1.43 | 7.95 |
常规的不锈钢 | 0.00 | 0.56 | 0.61 | 5.24 |
实施例1 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.92 |
实施例2 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.71 |
实施例3 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.62 |
实施例4 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.18 |
实施例5 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.15 |
实施例6 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.05 |
以上实施列对本发明不构成限定,相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内,所进行的多样变化和修改,均落在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种低自噪声不锈钢丝,其特征在于所述的不锈钢丝的直径为5.9~6.1mm,其各成分按照质量百分比为:含有碳0.01~0.03%,铬13~17%,镍4~8%,铜0.1~0.12%,镁0.4~0.5%,锰1~1.2%,其余为铁;
所述不锈钢丝通过如下步骤得到:先进行预处理,然后在不锈钢高速线材轧机上,将不锈钢轧坯趁热制成直径为7.4~7.6mm的不锈钢线材,在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000~1100mm的钢卷;将钢卷放入热处理炉中进行热处理,热处理后进行酸洗,将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔,得到低自噪声不锈钢丝;
所述的冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序,所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm,然后入水浸泡1~2小时后,经第二冷拔工序直径减小0.5mm。
2.根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝,其特征在于所述不锈钢丝各成分按照质量百分比为:含有碳0.02%,铬16%,镍6%,铜0.1%,镁0.45%,锰1.1%,其余为铁。
3.根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝,其特征在于其成分中还含有铌0.3~0.8%。
4.根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝,其特征在于所述预处理为原料配比,混合,初炼,精炼。
5.根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝,其特征在于所述热处理为温度1100℃,保温1.5小时,出炉水冷。
6.根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝,其特征在于所述的酸为质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸。
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