[發(fā)明專利]具有優(yōu)良冷鐓性能和淬火特性的鋼絲及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680048139.7
• 申請日: 2006-12-18
• 公開（公告）號: CN101365819A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔相佑;李德洛;李相潤;鄭烋安;姜模昌
• 申請（專利權(quán)）人: POSCO公司
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳哲鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于冷加工材料的鋼絲的制造方法。特別是涉及一種具有優(yōu)良冷加工性和淬火特性的鋼絲及其制造方法，該鋼絲即使在鋼絲狀態(tài)下不進(jìn)行球化退火也具有顯著的低強(qiáng)度，從而能容易地冷加工該鋼絲，并確保之后能通過淬火而顯著提高強(qiáng)度。?

背景技術(shù)

通常，由于冷加工比熱加工或切削加工具有更高的生產(chǎn)率，因而其作為制造諸如螺栓、螺母、螺釘?shù)绕嚥考蜋C(jī)械部件的有效方法已被廣泛應(yīng)用。?

由于冷加工涉及直接對鋼進(jìn)行鍛造操作而無專門的加熱或切削加工，因此被冷加工的鋼必須具有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械性能。換言之，該鋼必須具有足夠低的抗拉強(qiáng)度以保證在低外力下具有足夠的成形性，還必須具有良好的延展性以便在進(jìn)行冷深拉延時不斷裂。?

然而，由于如上所述冷加工制造的部件包括諸如螺栓、螺母、螺釘?shù)绕嚥考驒C(jī)械部件，因此這些部件必須具有高強(qiáng)度。?

總之，用于冷加工的優(yōu)等鋼應(yīng)當(dāng)在冷加工前具有低強(qiáng)度和高延展性，而在制造成最終產(chǎn)品的加工過程中具有高強(qiáng)度。由于這些性能是互相矛盾的，因此必須在每個加工階段進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚允逛撏瑫r具有這兩種所需的性能。典型的是對冷加工制成的最終部件進(jìn)行淬火以獲得高強(qiáng)度。為了通過淬火使該部件滿足所需的強(qiáng)度要求，該鋼應(yīng)含有適當(dāng)量的能提高淬火特性的元素。?

通常，為提高淬火特性，鋼含有高含量的碳。碳是一種提高淬火特性的代表性元素，能通過淬火顯著提高部件的強(qiáng)度。?

但是，當(dāng)鋼含有如此高含量的碳時，即使不進(jìn)行淬火，該鋼也具有過高的硬度和強(qiáng)度，以至于不能直接進(jìn)行冷鍛，因此需要對其進(jìn)行專門處理。換句話說，當(dāng)碳溶解于鋼中時，它引發(fā)固溶強(qiáng)化，使得鋼的強(qiáng)度提高。其結(jié)果是，當(dāng)鋼進(jìn)行冷加工以形成工具時，該工具不但使用壽命短，還會因延展性不足而產(chǎn)?生裂紋。?

因此，當(dāng)冷加工含有高含量碳的鋼時，為避免在機(jī)加工該鋼時，其加工性因碳而降低，必須首先實施通過以球狀滲碳體形式析出碳來抑制溶解于鋼基體中的碳導(dǎo)致的固溶強(qiáng)化的處理。上述析出球狀滲碳體的工藝稱為“球化退火”。?

因此，為通過加工高碳鋼絲制造高強(qiáng)度部件，對該鋼絲依次進(jìn)行球化退火、冷加工和淬火，通常進(jìn)行退火處理作為最終處理以提高部件的韌性。?

然而，球化退火(spheroidizing?annealing)需要數(shù)小時乃至數(shù)十小時的熱處理，這不僅降低生產(chǎn)率，還增加生產(chǎn)成本。因此如果可能的話最好省略球化退火。?

為解決上述問題，日本公開專利No.2001-0303189公開了一種鋼絲，以重量％計含有：B：0.0055％或更少和Zr：0.035％或更少中的至少一種；以及N：0.0005-0.0070％，其中B、Zr和N滿足下述關(guān)系以抑制鐵素體晶粒細(xì)化，從而抑制在室溫或在工件加熱范圍內(nèi)應(yīng)變抗力的提高：-0.001≤[N]-1.3[B]-0.15[Zr]≤0.0020。?

該專利的特征在于，通過加入B或Zr，溶解的碳和氮被釘扎(pin)，鐵素體晶粒的細(xì)化受到抑制，從而避免冷加工過程中應(yīng)變抗力提高。但該發(fā)明并不考慮冷加工前鋼的抗拉強(qiáng)度，該強(qiáng)度是不經(jīng)球化退火制成的鋼絲在冷加工中最重要的因素。盡管本領(lǐng)域眾所周知冷加工前鋼的抗拉強(qiáng)度越低，機(jī)加工方面的優(yōu)點因低應(yīng)變能而越多，但僅通過抑制鐵素體晶粒細(xì)化來降低鋼的強(qiáng)度存在著局限。其結(jié)果是，當(dāng)鋼絲進(jìn)行冷加工而不進(jìn)行球化退火時，會引發(fā)由該鋼絲制成的工具的壽命縮短或鋼絲產(chǎn)生裂紋等問題。?

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題?

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目的之一是提供一種具有優(yōu)良冷加工性和淬火特性的鋼絲及其制造方法，該鋼絲即使不進(jìn)行球化退火也具有足夠低的強(qiáng)度以提供冷加工性方面的優(yōu)勢，并確保之后能通過淬火顯著提高強(qiáng)度。?

技術(shù)手段

根據(jù)本發(fā)明的一方面，上述以及其它目的通過提供下述鋼絲而實現(xiàn)，該鋼絲以重量％計含有：C：0.1-0.4％，Si：0.3-1.5％，Mn：0.3-1.7％，P：0.015％或更低，S：0.015％或更低，Cr：0.05-1.7％，Al：0.05％或更低，B：0.001-0.005％，Ti：0.01-0.05％，N：0.015％或更低，余量為Fe及其它不可避免的雜質(zhì)。?

優(yōu)選地，Ti與N之比(Ti/N)為1.39或更高(基于原子量)，B與Cr的重量比(B/Cr)為0.04或更低。?

優(yōu)選地，該鋼絲含有鐵素體和珠光體結(jié)構(gòu)。?

優(yōu)選地，該鋼絲含有50％或更高的鐵素體結(jié)構(gòu)。?