本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝及其制备方法。
背景技术：
：随着人们生活水平的提高，各种家电器具使用率不断增加，能源缺少问题非常严重。例如，电风扇是目前我国最为大众化的纳凉家电产品，作为一种实用性的消费品，不仅可以消暑降温、通风换气，还可以用来装饰和美化居室。风扇网作为电风扇使用过程中最重要的安全保障之一，主要充当防止扇叶脱落飞出伤人的防护罩作用和避免外物与扇叶直接碰触的隔离作用。目前市面上的风扇网大多使用铁线制成，部分使用塑胶制作，为保证其安全性能，一般都是以增大线径作为控制手段，使用的铁线直径一般为1.5-2.0mm。一方面，增加了使用材料的成本以及钢铁资源的消耗，同时也增加了电风扇的整体重量，另一方面，为确保电风扇的通风纳凉效果，只能加大风扇网的间隙或电机功率，而加大风扇网间隙就减弱了风扇网的隔离效果，增加了外物与扇叶直接碰触的风险，加大电机功率则增加了电力能源消耗。随着现代消费者审美品位的逐步上升和对生活品质的追求，对产品的外观造型、体积、重量等方面的要求也越来越高，现有的可用于风扇网或类似产品的材料已经不能满足消费者需求。技术实现要素：针对现有用于制备风扇网的细铁丝安全防护作用不足的问题，本发明提供一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝。以及，本发明还提供了一种上述风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法。为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下技术方案：一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝，所述风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的线坯的材质为低碳钢Q195，晶粒度为8～9级，内部组织为均匀分布的铁素体及珠光体，其中，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。本发明对材料的筛选进行严格控制，选择以低碳钢Q195作为线坯的材质，其强度和硬度较低、塑性和韧性较好，具有良好的压力加工性能，易于接受各种加工，如折弯成型、焊接等。对C、S、P含量严格控制，以确保线坯材质具有良好的可塑性和弹性，使之可满足生产的需要，从而实现批量生产。以及，本发明实施例还提供了上述风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法，包括以下步骤：步骤a、将线坯酸洗后，进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯进行多道次的初次拉拔，其中，所述初次拉拔的总压缩率≥95％，相邻道次之间的压缩率≤20％；步骤c、将经热处理后得到的线材进行酸洗后，再次磷化处理；步骤d、将再次磷化处理后得到的线材进行精度拉拔，其中，所述精度拉拔的压缩率≤20％。本发明初次拉拔采用较高的总压缩率，使金属内部晶粒不断产生滑移，进而使晶格产生位错歪扭以阻止其再变形，从而增加钢丝的塑性变形抗力，升高钢丝的抗拉强度。拉拔过程中材料表面加工硬化的加剧会使钢丝的韧性弯曲、扭转值恶化，甚至形成弯曲性能极低的脆性材料，所以本发明在相邻道次之间采用较小的压缩率(即部分压缩率)，以保证产品的韧性良好。本发明在精度拉拔之前对线材进行了再次磷化处理，为精度拉拔以及成品在将来的冲压等加工工序中提供较好的润滑作用，弥补了仅进行一次磷化处理所产生的磷化膜延展、变薄、掉落等不足。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供了一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝，所述风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的线坯的材质为低碳钢Q195，晶粒度为8～9级，内部组织为均匀分布的铁素体及珠光体，其中，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，S含量≤0.025wt％，P含量≤0.025wt％。低碳钢Q195具有较低的强度和硬度，以及良好的塑性和韧性，压力加工性能较好，易于接受各种加工，还具有良好的焊接性。使用以低碳钢Q195为材质的线坯，更易批量生产出风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝，并适用于多种领域。线坯材质的晶粒度越大，则表示其晶粒越细小，强度与韧性越高，因此本发明选择较高晶粒度的线坯材质。内部组织为均匀分布的铁素体及珠光体，无魏氏组织、黑色块状组织等异常组织，合理的显微组织状况能确保线坯各方面性能稳定性、硬度较低、塑性和韧性较好，有利于后续拉拔工艺的正常进行以及保障产品质量的稳定。具体的，所述低碳钢Q195中C含量为0.08～0.12wt％，C的含量直接影响钢的性能，当C含量高时，钢的硬度和强度增加，但熔点、塑性和延展性降低，使钢难于加工，但C含量过低时，所得产品表面硬度欠佳，耐磨性和抗疲劳度下降；S含量≤0.025wt％，S在钢中会使钢产生热脆现象，降低钢的机械性能，并对钢的耐腐蚀性和可焊性不利；P含量≤0.025wt％，磷能使钢的可塑性及韧性明显下降，使钢具有冷脆性。若S、P超标，则线坯脆性增加，不利于后续加工成细径钢丝，所得成品亦难以具备较高的强度。因此，本发明对材料的中C、S、P含量严格控制，以确保线坯具有适中的硬度和较高的塑性变形能力。采用塑性高、机械性能良好的材料，更容易满足生产的需要，使批量生产得以实现。进一步优选的，所述线坯的直径为6.5～10.0mm，该直径的线坯与本发明拟得到的产品尺寸相适应，可以使线坯经过拉拔工艺得到较高的总压缩率，从而提高终产品的质量。精度公差为±0.20mm，均匀的线径可以确保拉拔过程中线坯受力均匀、不易断裂，且生产出的产品粗细均匀。以及，本发明实施例还提供了上述风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法，包括以下步骤：步骤a、将线坯酸洗后，进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯进行多道次的初次拉拔，其中，所述初次拉拔的总压缩率≥95％，相邻道次之间的压缩率≤20％；步骤c、将经热处理后得到的线材进行酸洗后，再次磷化处理；步骤d、将再次磷化处理后得到的线材进行精度拉拔，其中，所述精度拉拔的压缩率≤20％。本发明所述步骤a和步骤c通过表面磷化工艺，在线材表面形成致密的磷化膜，从而起到防锈以及增加后续拉拔润滑度的作用；由于本发明总压缩率大，部分压缩率小，因此拉拔次数较多，步骤a磷化处理所得到的磷化膜会随着拉拔次数的增加而不断延展、变薄、掉落，所以在精度拉拔之前对线材进行了步骤c的再次磷化处理，从而为精度拉拔提供润滑作用，并使成品上附有磷化膜，为成品在将来的冲压等加工工序中提供较好的润滑作用。本发明采用直进式拉拔设备进行拉拔，其拉拔过程中线材不需要经过扭转，可以最大可能地减少拉拔过程中给材料表面带来的加工硬化现象，提高材料塑性，提升产品质量与性能，并使得产品的不良率大大降低，节约生产成本。所述步骤b为初次拉拔，采用不低于95％的总压缩率，即从线坯到终产品的冷变形量，总压缩率大，其产生的变形量就越大，线材的内部组织被机械的拉细、拉碎，产生应力值越高，为后续热处理提供更多的能量，使球化率和塑性提高，且所得产品的强度提高。线材在拉拔过程中内部晶粒不断产生滑移，随着滑移系的减少及晶格产生位错歪扭而阻止其再变形，其塑性变形抗力增加。拉拔过程中线材表面会产生加工硬化的情况，加工硬化的加剧会导致线材的破断拉力加大，即抗拉强度升高，但加工硬化的加剧会使线材的韧性弯曲、扭转值恶化，甚至形成弯曲性能极低的脆性材料，所以本发明在增加总压缩率来提高线材强度的同时，降低了相邻道次之间的压缩率，即部分压缩率。相邻道次之间采用压缩率≤20％来降低线材的脆性，以保证产品的韧性良好。所述步骤d为精度拉拔，采取较小的压缩率，使加工过程中钢丝表面加工硬化程度大幅度降低，减少产品表面微裂纹、麻点等缺陷，提高产品性能稳定性，同时使材料表面与芯部的性能一致。具体地，所述步骤a和/或所述步骤c中所述酸洗为用盐酸与草酸的混合酸进行清洗。草酸是一种有机酸，有效氢浓度较高，与盐酸混合后，能快速同线材表面的氧化物反应，去除线材表面的氧化物，并在线材表面形成一层细密的微小细孔，这层微小细孔增加了后续磷酸盐溶液与线材表面的接触面积，从而在线材表面快速得到致密的磷化膜，起到防锈以及增加后续拉拔润滑度的作用。所述步骤b中所述初次拉拔和/或所述步骤d中所述精度拉拔中，所采用的设备为直进式拉拔设备，线材经所述直进式拉拔设备拉拔时不扭转，能够最大可能地减少拉拔过程中给材料表面带来的加工硬化现象，提高材料塑性，提升产品质量与性能，并使得产品的不良率大大降低，节约生产成本。进一步地，采用的拉丝模具为圆形拉丝模具，工作锥角为12～16°：模具的工作锥角越大则拉拔线材时产生的拉拔力也就越大，线材与模具的接触长度越短，其变形越剧烈，线材变形时单位时间内放出的热量也就越多，最终导致线材出模子时的温度较高，造成其抗拉强度、硬度升高而弯曲与扭转值降低；工作锥角太小会导致进线接触点靠近工作锥上端，使变形区相对加长，使拉丝设备对线材产生的残余功增多，产生大量热，加大拉丝设备功耗，增加了生产成本。该圆形拉丝模具的定径带长度为待拉拔线材直径的0.7～0.9倍：定径延长可以使线材在多道次小压缩率的拉拔过程中有足够材料充满尖角部位，定径带过长会使线材与模具的摩擦力与磨损增加、线材的弹性恢复消除弹性后效的能力增大，而线材拉拔后的弹性后效越小，其定径效果才会越好，另外线材与模具摩擦力增大还会造成拉拔力增大，并使线材温度升高，造成抗拉强度与硬度升高，面弯曲、扭转值降低；而定径带过短则不能对拉拔线材的直径、不圆度、平直度及表面质量等工艺指标进行良好的控制。进一步优选的，所述初次拉拔的速度为8～10米/秒，该速度可以在确保产品质量的前提下提高生产效率，节约时间成本。为了更好的说明本发明实施方式，下面通过实施例做进一步的举例说明。实施例1本实施例提供了一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法。所选线坯的材质为C含量0.08wt％，S含量0.016wt％，P含量0.021wt％的低碳钢Q195，晶粒度为8级，原始尺寸精度要求公差±0.20mm，线径为6.5mm。制备方法包括以下步骤：步骤a、将线坯先经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入78℃的10wt％磷酸盐溶液中15分钟进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯用工作锥角为14°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.8倍的圆形拉丝模具进行16道初次拉拔，使总压缩率为95.5％，部分压缩率为17.6％，得到直径为1.38mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝；步骤c、将经热处理后得到的线材经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入78℃的10wt％磷酸盐溶液中15分钟进行磷化处理；步骤d、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为14°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.8倍的圆形拉丝模具进行精度拉拔，使部分压缩率为11.3％，得到直径为1.3mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝。实施例2本实施例提供了一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法。所选线坯的材质为C含量0.11wt％，S含量0.020wt％，P含量0.019wt％的低碳钢Q195，晶粒度为9级，原始尺寸精度要求公差±0.20mm，线径为8.0mm。制备方法包括以下步骤：步骤a、将线坯先经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入85℃的9wt％磷酸盐溶液中10分钟进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯用工作锥角为15°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.7倍的圆形拉丝模具进行18道初次拉拔，使总压缩率为96.7％，部分压缩率为17.3％，得到直径为1.45mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝；步骤c、将经热处理后得到的线材经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入85℃的9wt％磷酸盐溶液中10分钟进行磷化处理；步骤d、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为15°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.7倍的圆形拉丝模具进行精度拉拔，使部分压缩率为13.3％，得到直径为1.35mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝。实施例3本实施例提供了一种风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的制备方法。所选线坯的材质为C含量0.12wt％，S含量0.022wt％，P含量0.016wt％的低碳钢Q195，晶粒度为8级，原始尺寸精度要求公差±0.20mm，线径为10.0mm。制备方法包括以下步骤：步骤a、将线坯先经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入80℃的8wt％磷酸盐溶液中12分钟进行磷化处理；步骤b、将磷化处理后的线坯用工作锥角为16°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.9倍的圆形拉丝模具进行20道初次拉拔，使总压缩率为97.6％，部分压缩率为17.0％，得到直径为1.55mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝；步骤c、将经热处理后得到的线材经过盐酸与草酸的混合酸清洗后，浸入80℃的8wt％磷酸盐溶液中12分钟进行磷化处理；步骤d、将再次磷化处理后得到的线材用工作锥角为16°、定径带长度为待拉拔线材直径的0.9倍的圆形拉丝模具进行精度拉拔，使部分压缩率为18.4％，得到直径为1.4mm的风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝。对实施例1～3所得风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝进行质量检验，结果见表1。表1实施例1～3所得风扇网用超强度细径抗弯曲钢丝的质量检验结果检验项目实施例1实施例2实施例3产品直径(mm)1.31.351.4抗弯力(kg×cm)3.94.04.1抗拉强度(MPa)102610651090以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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