一种高强度胎圈钢丝材料强化方法及胎圈钢丝的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种用于生产高强度胎圈钢丝的材料的 强化方法及高强度胎圈钢丝的制备方法。
【背景技术】
[0002] 当前汽车轮胎用高强度胎圈钢丝原材料直径普遍为Φ5.5mm，化学成分普遍根据 YB/T 170.2、YB/T 170.4和68/114450-2004中规定执行。随着轮胎工业的发展，高强度(!11') 胎圈钢丝得到了广泛应用，为了提高胎圈钢丝抗拉强度，目前生产高强度胎圈钢丝大多是 采用含碳量〇 . 82wt %的材料进行生产，材料中过高的碳含量使得冷拔加工困难，同时带来 扭转分层的风险。
[0003] 随着冷拉生产水平的提高，采用普通Φ 5.5mm材料生产高强度胎圈钢丝，目前冷拔 最大应变量ε已经能够达到2.7左右，若要生产更细规格高强度胎圈钢丝必须增加一道中间 热处理工序；另外，采用普通Φ 5.5mm原材料直接冷拔生产高强度胎圈钢丝，当应变量ε 2 2.3时，所得高强度胎圈钢丝扭转性能不稳定，出现扭转值低以及扭转分层现象的几率增 大。
【发明内容】
[0004] 针对上述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种用于生产高强度胎圈钢 丝的材料强化方法以及一种高强度胎圈钢丝的制备方法，所述的材料能够减少使用其进行 胎圈钢丝加工制备时的中间热处理工序，提高冷拔极限，改善胎圈钢丝扭转性能，解决扭转 分层的问题。
[0005] 为达到本发明的一个目的，本发明的一种用于生产高强度胎圈钢丝的材料强化方 法，其特征在于，所述的强化方法是在材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子 含量由0.80~0.84wt%降低至0.74~0.78wt%，铬原子由0.008wt%提高至0.20~ 0.30wt% 〇
[0006] 为达到本发明的另一目的，本发明的一种高强度胎圈钢丝的制备方法包括原材料 强化步骤以及将强化后的原材料进行冷拔加工的步骤;其中，所述的原材料强化步骤包括： 在保证材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子含量由0.80~0.84wt %降低至 0 · 74~0 · 78wt %，铬原子由0 · 008wt %提高至0 · 20~0 · 30wt % ;所述的冷拔加工的步骤包 括:将强化后的原材料进行机械去皮处理，去除氧化皮残留，然后进行辅助酸洗;将去除氧 化皮的原材料进行热水清洗，清洗后进行吹扫干燥;将干燥后的原材料进行涂硼处理，涂硼 处理后再进行干燥；以及将经涂硼干燥后的原材料进行拉拔。
[0007] 优选的，所述将去除氧化皮的原材料进行热水清洗的水温2 80°C。
[0008] 再优选的，所述涂硼处理的硼砂浓度为300±100g/l，温度2 80°C。
[0009] 再优选的，所述拉拔过程中的卷筒温度< 50°C。
[00?0] 再优选的，所述的拉拔是将Φ 5 · 5mm的原材料连续拉拔至Φ 1 · 20mm~Φ 1 · 55mm。
[0011] 本发明还提出一种高强度胎圈，所述的胎圈钢丝通过上述的方法制成。
[0012] 本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的材料强化方法，通过降低原材料中碳元素含 量，添加能够细化珠光体片层的Cr元素，在碳当量相同的情况下，改善加工硬化速率，抑制 冷拔过程中渗碳体溶解，解决应变量3.0 2 ε 2 2.3的胎圈钢丝的扭转分层现象;用所述材料 制得的胎圈钢丝的力学性能和扭转性能得到了提高，冷拔极限也得到了提高，对于部分细 规格高强度胎圈钢丝可以省去中间热处理工序，大幅降低了钢丝的生产成本。
【附图说明】
[0013] 通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得 显而易见。其中：
[0014] 图1为现有的胎圈钢丝原材料的微观组织图示；
[0015] 图2为本发明的胎圈钢丝原材料的微观组织图示；
[0016] 图3为利用本发明的胎圈钢丝原材料和制备方法生产的高强度胎圈钢丝扭转断口 形貌；
[0017] 图4为利用现有胎圈钢丝材料生产的高强度胎圈钢丝扭转断口形貌；
[0018] 图5为现有胎圈钢丝材料和本发明的胎圈钢丝材料生产的高强度胎圈钢丝抗拉强 度〇b与应变量ε之间的关系图示。
【具体实施方式】
[0019] 以下具体说明本发明实施方式。
[0020] 众所周知，珠光体钢丝塑性变形能力取决于珠光体片层间距和渗碳体片厚度，当 珠光体片层越薄，渗碳体片越细，其塑性变形能力越好。通过向材料中添加一定量的Cr，能 够有效的减薄珠光体片层和渗碳体片厚度，从而提高材料的塑性变形能力；另外，在珠光体 钢丝冷拔过程中，随着应变量的增大，不可避免会发生渗碳体溶解，导致钢丝机械性能下 降，通过减少材料中碳原子质量百分数，能够抑制冷拔过程中渗碳体的溶解。
[0021] 如下表1所示，本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的新型材料(改进后），是在保证 材料抗拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将原来的材料（改进前）中的碳原子由0.80~ 0 · 84wt%降低至0 · 74~0 · 78wt%，络原子由0 · 008wt%提高至0 · 20~0 · 30wt%，具体材料的 物质含量如表1所示。
[0022] 表1:本发明的用于生产高强度胎圈钢丝的新型材料改进前后的物质含量表
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[0024] 材料的抗拉强度碳当量Ceq = C+Si/24+Mn/6+Cr/5+Ni/40。改进前 [0025]后原材料的力学性能对比如表2所示。
[0026]表2:改进前后原材料的力学性能对比
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[0028] 参照图1所示的改进前原材料微观组织和图2所示的改进后原材料微观组织，对比 发现，改进后原材料珠光体组织均匀，珠光体片层比改进前明显减薄。在相同工艺条件下， 改进后的原材料经冷拔加工后，能够获得力学性能、机械性能良好的高强度胎圈钢丝。
[0029] 本发明的一实施例的一种高强度胎圈钢丝的制备方法，包括原材料强化步骤以及 将处理后的原材料进行冷拔加工的步骤;其中，所述的原材料强化步骤包括，在保证材料抗 拉强度碳当量(Ceq)不变的情况下，将碳原子由0.80~0.84wt%降低至0.74~0.78wt%，络 原子由0.008wt%提高至0.20~0.30wt% ;所述的冷拔加工的步骤包括:将原材料进行机械 去皮处理，去除氧化皮残留，然后进行辅助酸洗保证无氧化皮残留;将去除氧化皮的原材料 进行热水清洗，水温2 80°C ;清洗后进行吹扫干燥;将干燥后的原材料进行涂硼处理，硼砂 浓度为300±100g/l，温度2 80°C;涂硼处理后再进行干燥;然后将经涂硼干燥后的原材料 进行冷拔强化，冷拔过程中的卷筒温度< 50°C