[發明專利]鐵素體易切削不銹鋼絲的加工方法

有效

• 申請號: 201811183329.0
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN109023121B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王輝綿;車德會;李建民
• 申請（專利權）人: 山西太鋼不銹鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C38/60;C21D8/06;C21D1/26
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴;周華寧

本發明提供了一種鐵素體易切削不銹鋼絲的加工方法，包括：(1)按照減面率為10％至20％對原料盤條進行第一次拉拔，隨后進行第一次退火；(2)按照減面率為60％至80％對第一次退火后的不銹鋼絲進行第二次拉拔，隨后進行第二次退火；(3)按照減面率為20％至40％對第二次退火后的不銹鋼絲進行第三次拉拔得到成品不銹鋼絲。本發明的加工方法能夠有效解決鐵素體易切削不銹鋼絲橫截面不均勻和碳化鉻析出的問題。

技術領域

本發明涉及不銹鋼加工技術領域，具體地，本發明涉及一種鐵素體易切削不銹鋼絲的加工方法。

背景技術

不銹鋼絲在拉拔過程中，金屬材料的變形和組織的不均勻性是客觀存在的。鋼絲拉拔時，材料邊部的金屬變形量大、晶粒組織細小，材料中部的金屬變形量小、晶粒組織較大，晶粒組織的大小又影響了顯微硬度的大小，這種邊部和中部的差別，對于一般用途的鋼絲影響不大，但是對于易切削不銹鋼絲這樣要打微孔的產品，影響卻較大。

以易切削不銹鋼絲的其中一種產品—圓珠筆頭為例，在加工筆頭過程中，其橫截面的組織和顯微硬度要求均勻性好，其邊部和中心的晶粒度級別不超過一級、硬度差不超過5％。筆頭加工時微小的鉆頭在筆頭鋼絲的斷面要鉆出壁厚均勻的孔，這樣才能保證最終成品筆頭的質量。如果筆頭鋼絲橫截面組織和顯微硬度不均勻，鉆孔時會出現偏心，打穿側壁，或者中心偏軟、切削面粗糙，即為廢品。另外，這種不均勻性還會導致鉆頭受力不均勻而折斷，所以這種不銹鋼絲性能要求里非常重要的一條是橫截面維氏硬度應在240～290范圍內，而且中心和邊部維氏硬度差不能超過5％。

這種易切削不銹鋼絲是含有易切削元素S、Pb和Te的特殊鐵素體不銹鋼，材料的延伸率在20～30％范圍，所以其常規拉拔工藝是中等變形量多道次拉拔、多次退火。由于每道次變形量不足夠大、變形不能有效滲透到中部，所以造成邊部和中部的微觀組織差異性較大，硬度差異也較大。如果硬度差超過5％，在加工筆頭時容易發生問題。

這種易切削不銹鋼絲容易出現的另外一個問題是碳化物析出。因為碳原子在鐵素體組織中的固溶度很小，在600℃以下，碳原子在鐵素體中的固溶度小于0.005％，多余碳以碳化物的方式析出，鐵素體不銹鋼中通常析出鉻與碳的化合物Cr₂₃C₆，該碳化物硬度很高，一般呈網狀析出，使鐵素體不銹鋼脆性增加，影響鋼的塑性、韌性。此外，鉻與碳結合后，其周圍基體中鉻含量減少，不銹鋼中鉻為主要的耐腐蝕元素，基體中鉻含量減少，使不銹鋼容易受到晶間腐蝕。因此，現代鐵素體不銹鋼的成分特點是超低碳和加入鈮或鈦。超低碳即是在煉鋼時盡量降低碳含量，冶煉出碳小于0.01％的超純鐵素體鋼，但是在工業上達到碳小于0.005％的純度，成本較高，所以通常在鋼中加入鈮或鈦，使鈮或鈦優先和碳結合，呈彌散析出，從而解決了鐵素體不銹鋼的脆性和易受晶間腐蝕的問題。

但是，鐵素體易切削不銹鋼由于要達到超易切削性能，鈮或鈦的碳化物對切削時刀具的磨損較大，所以鐵素體易切削不銹鋼中不能加入鈮或鈦，因此對于鐵素體易切削不銹鋼要解決碳化鉻的析出問題，必須通過其它方法來解決。

申請號為201210337531.0的中國發明專利申請公開了一種圓珠筆頭用易切削不銹鋼絲的制造方法。該方法包括：(1)皮膜處理，(2)烘干，(3)第一次拉拔和第一次在線光亮退火：第一次拉拔的減面率為40-60％，第一次在線光亮退火溫度為700-900℃，退火速度為3-9m/min，(4)第二次拉拔和第二次在線光亮退火：第二次拉拔的減面率為40-60％，第二次在線光亮退火溫度為700-900℃，退火速度為5-12m/min，(5)第三次拉拔和第三次在線光亮退火：第三次拉拔的減面率為25-45％。該方法的三次拉拔的減面率比較平均，使鋼絲邊部和中部晶粒度差值超過一級、邊部和中部硬度差值大于5％，而兩次退火溫度均較低，無法有效阻止退火過程碳化物析出，從而在鋼絲后續深加工成制品時不能達到最佳水平。

總體來看，目前還沒有能夠同時解決鐵素體易切削不銹鋼絲橫截面均勻性問題和碳化鉻析出問題的有效方法。

發明內容