本发明涉及金属加工技术领域，具体涉及超塑性异型不锈钢紧固件线材及其制备方法。
背景技术：
优质不锈钢紧固件是高附加值产品，欧美市场售价高达每吨一万美元，国内外都有广阔市场。开发不锈钢紧固件，不仅能产生巨大的经济效益，还可以将紧固件生产的工艺技术提高到一个新的水平，这对改变国内紧固件行业的面貌，提高中国紧固件行业在国际同行业中的声誉和地位都有重大作用。
与普通碳钢相比，不锈钢冷加工硬化明显，导热性差(导热系数约为碳钢1/4)，线膨胀系数大,导致冷镦变形时抗力大、发热量高、散热差，并带来一系列间题。若要成功开发不锈钢紧固件，必须抓住材料、热处理、润滑、工模具、产品光亮热处理和表面抛光等关键步骤，缺一不可。
目前,国内生产不锈钢紧固件，多数未能摆脱切削加工。冷镦工艺及其外围关键技术如材料筛选、软化技术、润滑剂、专用清铣剂、光亮处理及提高模具寿命等均未成熟，加工的不锈钢紧固件性能较低。尤其是不锈钢韧性和延展性不好，难以塑形，加工困难。
技术实现要素：
基于此，本发明有必要提供一种利于变形加工、韧性高、延展性高的超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法。
本发明还提供一种超塑性异型不锈钢紧固件线材。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法，其包括如下步骤：拉拔、固溶热处理及草酸涂层；所述固溶热处理步骤为：将拉拔后的线坯置于温度为1050℃-1100℃的环境中保温5min-8min。
上述的超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法，通过对不锈钢线材在特定温度和时间下进行固溶热处理，使得不锈钢线材内部晶粒进行转变，形成大小均匀的晶粒，从而使得线材整体塑性好，有利于后期加工变形，并能提高线材的韧性和延展性。
其中一些实施例中，所述草酸涂层步骤为：将固溶热处理后的线坯浸入60℃-65℃的草酸溶液中,保温20min-30min，在所述线坯的表面形成草酸盐薄膜。
其中一些实施例中，所述草酸盐薄膜的厚度为5μm-8μm。
其中一些实施例中，所述草酸溶液包括如下重量份的组分：草酸35g/l-45g/l、硫酸铁7g/l-13g/l及亚硫酸氢钠2g/l-8g/l。
其中一些实施例中，所述草酸溶液包括如下重量份的组分：草酸40g/l、硫酸铁10g/l及亚硫酸氢钠5g/l。
其中一些实施例中，所述超塑性异型不锈钢紧固件线材的线坯材料为sus304。
其中一些实施例中，所述固溶热处理步骤的温度为1080℃，保温时间为6min。
本发明还提供一种超塑性异型不锈钢紧固件线材，其由所述的超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法制成，包括线材本体及包覆于所述线材本体表面的草酸盐薄膜。
其中一些实施例中，所述超塑性异型不锈钢紧固件线材的维氏硬度为150-200。
其中一些实施例中，所述超塑性异型不锈钢紧固件线材的维氏硬度为150-200，断后伸长率≥50％，断面收缩率≥80％。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明提供一种超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法，其包括如下步骤：拉拔、固溶热处理及草酸涂层。
上述的拉拔步骤为：采用拉拔设备将线坯进行几道拉拔，每次拉拔后线坯的直径缩小一次，合理地设计拉拔次数，将线坯拉到合适的直径。
线坯拉拔后进行固溶热处理，奥氏体不锈钢强度较低，通过热处理不能使之强化，仅能通过冷加工进行强化，但是这会在组织中造成很多缺陷，降低材料加工性能，增大后续加工过程中的开裂倾向。固溶热处理的目的是为了均匀的晶粒，除去异常组织。固溶热处理步骤为：将拉拔后的线坯置于温度为1050℃-1100℃的环境中保温5min-8min。温度和保温时间对于不锈钢线材的处理非常重要。温度较低时，晶粒转变的能力不足，晶粒尺寸小，大小不均，且有很多形变孪晶，这种形变孪晶硬度高，阻碍产品后续塑性变形。随着固溶温度的升高、保温时间的延长，晶粒相互长大，晶粒大小变得均匀，塑性低，有利于产品变形。温度高于1100℃后，原子热扩散能力增强，晶界及亚晶界迁移能力得到提高，从而使晶粒有长大的趋势，发生大晶粒吞并小晶粒的现象，其晶粒明显增大且大小不均匀，存在混晶组织，这种组织塑性差，不利于产品后续塑性变形。保温时间较短时，材料内部组织来不及转化及长大，起不到固溶效果，其处理后的线材硬度仍较高，塑性差，随着保温时间的延长，晶粒不断长大，长大到一定程度时，由于能量不断的提供，易导致发生大晶粒吞并小晶粒的现象，其晶粒明显增大且大小不均匀，存在混晶组织，这种组织其塑性差，不利于产品后续塑性变形。因此需要严格将不锈钢线材热处理的温度和保温时间保持在上述范围内，才能得到塑性好、韧性高、延展性好的线材。
草酸涂层步骤为：将固溶热处理后的线坯浸入60℃-65℃的草酸溶液中,保温20min-30min，在线坯的表面形成草酸盐薄膜。其中的草酸溶液包括如下重量份的组分：草酸35g/l-45g/l、硫酸铁7g/l-13g/l及亚硫酸氢钠2g/l-8g/l。在不锈钢冷成形加工过程中由于材料的粘性大造成粘模现象严重，不能连续生产，草酸盐薄膜可作为不锈钢冷成形加工过程中的润滑膜，在冷成形加工过程中可以防止粘膜,实现连续生产,延长模具使用寿命。采用上述的草酸溶液以及温度，可以在较短的时间(20min-30min)内即可在不锈钢材料的表面形成草酸盐薄膜。若温度过低，草酸溶液不利于粘附在不锈钢材料上，难以制作成草酸盐薄膜，若温度过高，则草酸盐薄膜形成较厚，不利于后期冷加工。保温时间较长，会耗费大量的能量，不利于降低成本，并且膜层较厚，不利于后期加工；保温时间较短时，未形成需要的薄膜。因此需要严格地将涂层温度和保温时间控制在上述范围内。采用该方法可在不锈钢材料表面形成5μm-8μm的草酸盐薄膜。
本发明还保护一种超塑性异型不锈钢紧固件线材，由上述的方法制成，包括线材本体及包覆于线材本体表面的草酸盐薄膜。该草酸盐薄膜的厚度为5μm-8μm。
经试验，形成的超塑性异型不锈钢紧固件线材的维氏硬度为150-200，表明其塑性较好，断后伸长率≥50％，断面收缩率≥80％，表明其韧性高、延展性好。
以下将通过几个实施例来进一步说明本发明的实施方式。
实施例一
本实施例中，固溶热处理的温度为1080℃，保温时间为6min。草酸溶液由如下重量份的组分组成：草酸40g/l、硫酸铁10g/l及亚硫酸氢钠5g/l。草酸溶液的温度为62℃，线坯浸入草酸溶液的时间为25min，形成的草酸盐薄膜的厚度为6μm。经试验，该线材的维氏硬度为160。断后伸长率为58％，断面收缩率为88％。
实施例二
本实施例中，固溶热处理的温度为1100℃，保温时间为5min。草酸溶液由如下重量份的组分组成：草酸45g/l、硫酸铁7g/l及亚硫酸氢钠2g/l。草酸溶液的温度为65℃，线坯浸入草酸溶液的时间为30min，形成的草酸盐薄膜的厚度为5μm。经试验，该线材的维氏硬度为155。断后伸长率为55％，断面收缩率为84％。
实施例三
本实施例中，固溶热处理的温度为1050℃，保温时间为8min。草酸溶液由如下重量份的组分组成：草酸35g/l、硫酸铁13g/l及亚硫酸氢钠8g/l。草酸溶液的温度为60℃，线坯浸入草酸溶液的时间为20min，形成的草酸盐薄膜的厚度为8μm。经试验，该线材的维氏硬度为150。断后伸长率为59％，断面收缩率为85％。
由上述实施例可以看出，上述的超塑性异型不锈钢紧固件线材的制备方法，不锈钢线材整体塑性好，有利于后期加工变形，线材的韧性和延展性高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。