[發明專利]抗扭轉分層且疲勞性能優異的特高強度鋼絲的制備方法

有效

• 申請號: 201410031009.9
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103785704A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 劉錦蘭;倪自飛;姚利麗;王威;底華芳;石榮珠
• 申請（專利權）人: 江蘇興達鋼簾線股份有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C25D3/58;C21D8/06
• 代理公司: 泰州地益專利事務所 32108
• 代理人: 王楚云

技術領域

本發明涉及低滾動阻力輪胎用特高強度鋼簾線用鋼絲的制備方法。

背景技術

汽車行駛中能量會被各種阻力所消耗，其中約20%被輪胎滾動阻力所消耗。在此情況下，2009年歐盟頒布了兩項輪胎新法規，即EC661/2009和EC1222/2009（以下簡稱輪胎標簽法），對輪胎的滾動阻力、濕路面抓著性及道路通過提出了更高的要求。已經于2012年11月起開始執行的輪胎標簽法將進一步推動低滾動阻力輪胎的開發。

市場對更輕質量輪胎的需求推動著鋼簾線用鋼絲的強度不斷提高，其強度也由普通強度、高強度向超高強度和極高強度方向發展，通過采用更高強度的鋼簾線，可確保輪胎在一定強度的情況下，不僅能夠降低簾布中鋼簾線的用量，同時也能夠降低膠料的消耗，實現了降低輪胎的自重，從而降低了輪胎的滾動阻力，達到節省油耗，并減少二氧化碳排放的目的。鋼簾線中鋼絲的強度等級，按照ISO17832:2009中的要求，單根鋼絲的強度可由以下的公式定義（強度單位：MPa；鋼絲直徑單位：mm）。

普通強度：鋼絲抗拉強度值=3275-2000*鋼絲直徑值；

高強度：??鋼絲抗拉強度值=3650-2000*鋼絲直徑值；

超高強度：鋼絲抗拉強度值=4000-2000*鋼絲直徑值；

特高強度：鋼絲抗拉強度值=4350-2000*鋼絲直徑值；

具有層片狀珠光體組織的鋼絲既具備較高的加工硬化率，拉拔變形后可獲得更高的強度，同時又有良好的塑性，在大變形量的拉拔過程中不至于斷裂。實現鋼絲高強度化的基本方法是利用冷拔的加工硬化，在保證鋼絲強度的同時，還需確保其韌性。鋼絲的韌性一般是以在扭轉試驗中的扭轉次數及其斷裂形態來評價的。強度高而韌性高的扭轉斷口為平斷口，見圖1。強度高而韌性低的單絲在整個長度上扭轉變形的最初階段，就沿拉拔方產生了分層的縱裂，見圖2，阻礙著鋼絲高強度化的發展。扭轉分層的鋼絲在后續鋼絲制品的捻制成形中，如鋼簾線，也還會發生捻制頻繁斷絲現象，影響生產正常進行。即使捻制過程中不斷絲，捻制的成品鋼簾線疲勞性能也比較低下，給輪胎的安全使用帶來隱患，扭轉分層已經成為制約高碳鋼絲實現高強度化的最大障礙。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抗扭轉分層且疲勞性能優異的特高強度鋼絲的制備方法。

本發明是通過如下技術方案來實現的：

抗扭轉分層且疲勞性能優異的特高強度鋼絲的制備方法，包括以下步驟：

①、干拉：將Φ5.5mm碳含量為0.90%-1.20%的熱軋線材表面進行除鱗、酸洗、涂硼、烘干，然后干式拉拔至1.80mm-2.2mm；

②、索氏體化熱處理：將步驟①中的拉拔線材進行索氏體化熱處理；

③、電鍍銅鋅合金：將步驟②中的線材進行先鍍銅后鍍鋅，并在500℃-600℃下進行熱擴散；

④、濕拉：將步驟③中的線材按直徑總壓縮率為96%-98%，并且采用前高后低壓縮率的分配方法逐步分級濕拉至成品鋼絲；成品鋼絲的直徑d為0.20mm-0.40mm。

所述的成品鋼絲的抗拉強度不低于（4350-2000×d）MPa。

所述的步驟②中，索氏體化熱處理后的線材抗拉強度不低于1350+6×{（[C]%-0.90%）×100}?Mpa，索氏體率不低于92%。

所述步驟③中，線材電鍍銅鋅合金的鍍層厚度為0.5-2.5μm，鍍層中銅含量為61%-70%，其余為Zn。

所述步驟④中，濕拉最后一道次線材的壓縮率控制在2%以下。在鋼絲的成形過程中，使鋼絲在最后一道次時發生微小的拉拔變形，這有利于改善鋼絲內部的應力狀態，從而提高冷拉鋼絲的扭轉性能，提高鋼絲的疲勞壽命。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

本發明制備的特高強度鋼絲強度高、韌性好、抗扭轉分層且疲勞性能優異，100d扭轉次數不低于30次/360°，且扭轉測試后的斷口為平斷口，即扭轉不分層。該制備方法有效的控制了鋼絲的扭轉分層，確保滿足鋼絲的強度要求和韌性要求。在鋼絲的成形過程中，使鋼絲在最后一道次時發生微小的拉拔變形，這有利于改善鋼絲內部的應力狀態，從而提高冷拉鋼絲的扭轉性能，提高鋼絲的疲勞壽命，較好的滿足了低滾動阻力輪胎用特高強度鋼簾線的制造要求。

附圖說明

圖1為線材扭轉測試平斷口的照片；

圖2為線材扭轉測試分層斷口的照片。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。