Способ изготовления высокопрочной проволоки

 

Сущность изобретения: получают заготовку из стали, состоящей из углерода, кремния, марганца, ванадия, серы в количестве 0,015%, фосфора в количестве 0,015 % и азота в количестве не более 0,006 %. Полученную заготовку подвергают термообработке и далее осуществляют многопроходное холодное волочение заготовки, при этом максимальная суммарная степень деформации определяется по регламентированной зависимости 2 табл.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИ IF(:ÊÈÕ

РЕСПУГ1ЛИК (я)5 .В 21 С 1/00

ГОсуддРстБенныЙ кОмитеT

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,0+1,50 q 19+2D, 5+26 -= о 18+0, (21) 4774046/27 (22) 26.12.89 (46) 15.08.92, Бюл, N 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт метизной промышленности ° (72) А. А. Соколов, А, В. Белов, Т. В, Голомазова, Т. С, Федотова, И. В. Арсентьев, В. А, Буймов и Р, С, Айзатулов (56) Elgenschften un d An wend ung

mikrolegierter Stahldrahte Forster E„Klemm

M., Saur К, "Draht," 1985, 36, ¹ 3, с. 107-110.

Изобретение относится к метизному производству, в частности к производству стальной холоднотянутой проволоки ответственного назначения: пружинной, струнной, канатной и т. и.

Известен способ изготовления высокопрочной и пластичной холоднотянутой проволоки из горячекатаных прутков стали; содержащей в своем составе 0,65-1,0% углерода, 0,25 — 1,20 j, марганца, не более

0,35% кремния, 0,20 максимум алюминия, не более 0,057 серы, не более 0,012 7; азота, не более 0,05 % фосфора, с добавкой

0 03 — 0,15 % ванадия и максимум 0,20 (, молибдена. Способ предусматривает протяжку горячекатаного прутка до окончаТельного размера с использованием только одного этапа патентирования и степени деформации примерно 60 %.

Недостатком данного способа является то, что он хотя и дает подробный химический состав высокоуглеродистой стали, рекомендуемая в нем степень деформации (60jo) не может быть использована для получения высокопрочной проволоки с уменьшенной

„.,5U „„1754256 А 1

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ (57) Сущность изобретения; получают заготовку из стали, состоящей из углерода, кремния, марганца, ванадия, серы в количестве 0,015;,ь, фосфора в количестве 0,015, и азота в количестве не более 0,006

Полученную заготовку подвергают термообработке и далее осуществляют многопроходное холодное волочение заготовки, при этом максимальная суммарная степень деформации определяется по регламентированной зависимости, 2 табл, склонностью к расслоению, так как для этого диаметр готовой проволоки должен рассматриваться дифференциально с точки зрения оптимальности выбора диаметра патентированной заготовки.

Известен способ изготовления высокопрочной проволоки, в котором с целью повышения ее механических свойств волочение ведут в два различающихся по технологическим параметрам этапа, причем на первом этапе обжатия (q) выбирают из соотношения де 0 — диаметр заготовки; в на втором этапе — из соотношения где d — диаметр готовой проволоки.

При этом величины обжатий внутри каждого этапа различаются на величину, не превышающую 4 7,, а между этапами — на

4 — 10 j„а переход первого этапа ко второму

7 >4256

In p =I< dip+ dnp осуществляют при суммарной деформации более 45 %, но не менее величины деформации, вызывающей расслоение. Способ конкретизирует частные обжатия при проведении процесса деформации волочением с целью уменьшения расслоения проволоки, хотя и рекомендуемые диапазоны значений q на первом и втором этапах широки для выбора. В практике сталепроволочного производства используется весь спектр рекомендуемых значений а, так как ограничение по q связано с кинематическимл возможностями волочильного оборудования и разработанными технологическими параметрами процесса (скорость волочения, смазка, волочильный инструмент и т, д.). Кроме того, не указывается критическая суммарная степень деформации при волочении, которая оказывает решающее влияние на склонность проволоки к расслоению. Этот способ не оговаривает химического состава стали, хотя чистота стали и влияние микролегирующих добавок оказывает существенное влияние на совокупность прочностных и пластических свойств проволоки, а следовател; но, и склонность ее к расслоению.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления стальной проволоки. Проволока изготавливается из стали с содержанием 0.7 — 1,0 % С, 0,15-0,30 / SI, 0,60 — 0,70 % Мп, не более 0,025 % S u

Р (каждого элемента) и микролегированной ванадием в количестве 0,05-0,10 %, Испытания этой проволоки показывают, что микролегирование. позволяет повысить временное сопротивление разрыву о; не менее, чем на 10 — 15 %, а следовательно удлинение — на 5-10 %. Кроме того, отмечена значительная стабильность механических свойств микролегированного металла (отклонение от заданного номинала не превышает + 2 %), и резкое уменьшение склонности стали к старению. Микролегированная проволока отличается высокой пластичностью (относительное сужение ф 40 — 50 %), высокой упругостью, хорошими показателями скручиваемости и изгиба.

Отмечая положительное влияние ванадия на прочностные и пластические хапактеристики металла, снижение склонности стали к старению, указывается степень деформации при изготовлении проволоки

80-95 %. При этом не оговорены и не конкретизированы условия получения проволоки с отсутствием расслоения с точки зрения оптимальности химического состава и степени деформации, являющимися определяющими для гарантированного получения

55 качественной проволоки ответственного назначения.

Целью изобретения является повышение качества проволоки за счет уменьшения ее склонности к расслоению, Поставленная цель достигается тем, что состав стали заготовки для многопроходноro холодного волочения проволоки, состоящий из. углерода, кремния, марганца, ванадия, содержит азот не более 0,006 %, серу и фосфор не более 0 015 % каждого элемента, при этом максимальная суммарная степень деформации при волочении

In p ограничивается значением, рассчитанным пс формуле где ln è — суммарная деформация, dip — диаметр готовой проволоки, мм;

К вЂ” масштабный коэффициент (при

dnp=0,2 — 1,0 мм К=2,4; при d

0,006 % (азот провоцирует процессы деформацианного старения стали), I одному из значительных факторов, обуславливающих расслоение проволоки, относится деформационное старение, вызванное черезмерным нагревом (достигающим температуры 250 С и более) металла в процессе волочения (динамическое старение). Подавлению процессов деформационного старения наряду с ограничением азота (см, п.1) способствует микролегирующая добавка ванадия в количестве 0,05 — 0,1%, Кроме того, ванадий, образуя карбонитриды, способствует измельчению зерна аустенита. Получение мелкозернистой структуры обеспечивает повышение пластичности и деформируемости стали.

Решающее значение для получения оптимальной совокупности прочностных и пластических свойств проволоки при отсутствии фактора расслоения имеет выбор необходимой степени деформации стали при волочении.

У высакапрочной проволоки различных диаметров расслоение появляется обычно в интервале суммарных обжатий 60 — 90 % (In и =0,92-2,30).

I 754256

In и =2,1 — 1,0+ ф,0=-2,1, Диаметр патентированной заготовки для изготовления проволоки диаметром

1,0 мм рассчитывался по формуле (2), производной от формулы (1):

d,=d„p+/exp{I< d.p 1 (2) та к ка к,и =бз /0 пр, 2 где da — диаметр заготовки, мм;,и — коэффициент вытяжки, d>=1,0 ехр(2.1 — 1,0 ° "Т,(7 =2,85 (мм).

Для расчета временного сопротивления разрыву патентированной заготовки использовали формулу Туленковэ К. Д.;

o." =„э ч"

dnp (3) где o — временное сопротивление разрыву готовой проволоки, кгс/мм2;

o> — временное сопротивление разрыву заготовки, кгс/мм, О 8 250 . 2 сгв = — „- — 148 (кгс/мм ) 3 i2,8Х напр 1,0

По имеющимся v. ðàê Tè÷åñêèì данным

og 148 кгс/мм на диаметр 2,85 мм может

На основе известных теоретических концепций поведения проволоки при волочении и результатов проведенных экспериментов найдена эмпирическая формула, определяющая оптимальную суммарную деформацию для получения высокопрочной проволоки с отсутствием расслоения. Эта формула легла в основу изобретения.

Предлагаемый способ изготовления высокопрочной нерасслаивающейся проволоки позволяет получать проволоку с заданным уровнем прочностных, пластических и эксплуатационных свойств, Выход годной проволоки из-за отсутствия в ней расстояния составляет практически 100,4.

Пример. Для изготовления пружинной проволоки диаметром 1,0 мм по ГОСТ

9389 — 75 с учетом изменения N 3, предусматривающего отсутствие расслоения в То товом изделии со следующими свойствами:

o< — не менее 250 кгс/мм, числом скручива2 ний — не менее 20, по формуле (1) подсчитывалась суммарная деформация обеспечить патентированная заготовка с содержанием углерода 0,9-1,0 $.

Для реализации изготовления пружинной проволоки диаметром 1,0 мм по рассчи5 танной схеме взята опытная катанка диаметром 6,5 мм иэ стали марки 95-М, специально выплавленная в конвертере Западно-Сибирского металлургического комбината (ЗСМК) и прокатанная на стане "150"

10 Белорецкого металлургического комбината (БМК). Для сравнения взята серийная катанка иэ стали У9А производства БМК, Химический состав опытной и серийной стали представлен в табл. 1.

15 В действующих условиях производства

Волгоградского сталепроволочноканатного завода катанка из стали 95-M м У9А перерабатывалась по схемам

20 6,5Т -2,85 П 1,0 — опытная;

Ь

6,5Т - 2,50 П - 1,0 — серийная, Ь Ь где Т вЂ” травление, подготовка поверхности

25 к волочению; .

 — волочение;

П вЂ” патентирование, травление и подготовка поверхности к волочению, Свойства готовой проволоки предстэв30 лены в табл. 2, Результаты испытаний (табл. 2) показали, что выход годной по нерэсслаивэемости проволоки по предлагаемому способу зна чительно превосходит выход годной прово35 локи по известному способу, Формула изобретения

Способ изготовления высокопрочной проволоки, включающий получение заготовки из стали, состоящей из углерода, крем40 ния, марганца, ванадия, серы и фосфора, - . термообработку и последующее многопроходное холодное волочение заготовки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества за счет уменьшения склонно45 сти проволоки к расслоению, в состав стали вводят азот не более 0,006 7;, а серу и фосфор вводят каждый не более 0,015, при этом максимальная суммарная Степень деформации при волочении

«Ъ

IB p =К dip+ ã ïð, где,и — суммарная степень деформации; блр — диаметр проволоки, мм;

55 К вЂ” масштабный коэффициент (при дпр=0,2 — 1,0 мм K=2,4, при dip>1,0 мм К=2,1).!

754256

Таблица 1

Таблица 2

Свойства пружинной проволоки диаметром 1,0 мм

Составитель M.Óìíÿãèíý

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А,Ворович

Редактор. Е. Копча

Заказ 2844 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комби ат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

° °