一种低自噪声不锈钢丝的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低自噪声不锈钢丝的制备方法，其直径为5.9～6.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，镁0.4～0.5％，锰1～1.2％，其余为铁。通过本发明制得的不锈钢丝大大增加不锈钢丝的耐磨及抗腐蚀性能，易加工成型，具备一定的减震性能，自噪声较低，较好地解决了钢丝易腐蚀、易生锈、易磨损、噪音大的问题，延长了使用寿命。
【专利说明】
一种低自噪声不锈钢丝的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于冶金技术领域，涉及一种不锈钢丝及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 现有的不锈钢，具有很好的耐腐蚀性，在各种行业上均有应用。不锈钢有四种，1、 铁素体不锈钢，其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优 于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢，可耐多种介质腐蚀。3、马氏体不锈钢，强度高，但塑性 和可焊性较差。4、奥氏体-铁素体双相不锈钢，兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有 超塑性。
[0003] 不锈钢可以制作成不锈钢丝，应用于矿业、石油、化工、食品、医药、机械制造等行 业。因此不锈钢丝的性能直接影响不锈钢网的性能。然而现有市场上的不锈钢丝存在着强 度低、耐磨性差、耐强酸强碱性差等缺点，极大限制了其使用寿命和应用范围。
[0004] 例如公开号为CN102828122A的中国专利公开了一种不锈钢丝的制造方法，包括以 下步骤：1)皮膜处理;2)烘干;3)第一次拉拔和第一次在线光亮退火:第一次拉拔的减面率 为40~60%，第一次在线光亮退火温度为1000~1100°C，退火速度为3~9m/min; 4)第二次 拉拔和第二次在线光亮退火:第二次拉拔的减面率为40~60%，第二次在线光亮退火温度 为1000~1100 °C，退火速度为5~12m/min; 5)第三次拉拔和第三次在线光亮退火:第三次拉 拔的减面率为45~75%，第三次在线光亮退火温度为1000~1100°C，退火速度为5~12m/ min。该钢丝虽然抗拉强度好，延伸好，但是并不耐磨也不耐腐。
[0005] 同时，不锈钢丝作为建筑用钢材应用广泛，其在运输、工地施工中，因为运输、施工 等原因很容易产生较大的噪音，从而带来较大的生产噪声，影响周边居民生活，也影响生产 人员的情绪。
[0006] 因此寻找更为适合的方法来解决上述问题，是值得研究的课题。
【发明内容】
[0007] 发明目的：针对现有技术中不锈钢丝的使用寿命较短的缺点，本发明提供了一种 低自噪声不锈钢丝，同时提供了该低自噪声不锈钢丝的制备方法。
[0008] 技术方案:本发明所提供的低自噪声不锈钢丝，其直径为5.9~6.1mm，其各成分按 照质量百分比为：含有碳0.01~0.03%，铬13~17%，镍4~8%，铜0.1~0.12%，镁0.4~ 0.5%，锰1~1.2%，其余为铁。
[0009] 我们研究发现在普通的铁-碳形成的钢中，加入铬能够有效地提高钢材的淬火性 和回火阻抗性，提高钢材的强度，并且铬还可以降低碳的活度，提高钢材的浸碳性，并形成 微细碳化物，可降低加热、乳制和热处理过程中的钢材表面脱碳和石墨化倾向，提高韧性和 耐磨损性;但是，铬含量过高时，反而大量形成铬的碳化物，针对不同直径尺寸的钢丝，严重 影响钢丝的弹减性能和韧性。因此，针对本发明提供的钢丝品种的直径尺寸，在本发明控制 钢材中络的含量为13~17% (质量百分比），最优含量为16%。
[0010]同时，加入少量的镍，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，而且性坚韧，有磁性和良好的 可塑性，焊接性能也好;在650~1000°C高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力。在 本发明中，控制在钢材中镍的含量为4%~8%，最优含量为6%。
[0011]此外，我们还发现加入微量的铜一方面可以提高钢材耐大气腐蚀的性能，另一方 面可以和锰协同作用，使得本特种钢被敲击时发出的声响相对沉闷暗哑，自噪声较低，具有 一定的降噪作用，满足了对音噪要求更高的应用需求。
[0012] 此外，加入少量的镁和锰，可使得钢的晶粒更加细致均匀，易加工成型，同时较之 于普通钢材，其具备一定的减震性能，在具备更高的耐磨性和耐高温性的同时，进一步满足 了对低自噪声、高舒适性、高安全性的应用需求，尤其是有助于降低钢丝在加工、运输、建筑 工地施工生产时所产生的生产噪音，意义显著。
[0013] 本发明的一个优选方案为：所述不锈钢材各成分按照质量百分比为：含有碳 0.02%，铬 16%，镍 6%，铜0.1%，镁 0.45%，锰1.1%，其余为铁。
[0014] 更进一步的，我们发现如果在上述技术方案中加入微量的铌，可以增强钢材的耐 腐蚀性，研究发现，原因在于本发明在进行热处理时，呈现奥氏体+碳化物的组织，碳化物的 存在，对钢的耐蚀性有很大影响，奥氏体在高温下加热，由于晶界析出铬的碳化物Cr 23C6,使 得晶界附近的含铬量降低，引起晶间腐蚀。因此，我们在其中加入微量的铌，使之优先与碳 结合形成NbC，其稳定性高，使得铬保留在基体中，避免晶界贫铬，从而减轻刚的晶界腐蚀倾 向。此外，NbC在晶内析出呈弥散分布，且高温下不易长大，可以提高本发明的高温强度。对 于本发明来说，铌的含量为〇. 3~0.8 %时，最为合适，优选0.5 %。
[0015] 本发明含铌的一个优选方案为：所述不锈钢材成分按照质量百分比为：含有碳 0.02%，铬 16%，镍 6%，铜0.1%，镁 0.45%，锰1.1%，铌 0.5%，其余为铁。
[0016] 本发明还公开了上述不锈钢丝获得的方法：先进行预处理，然后在不锈钢高速线 材乳机上，将不锈钢坯乳趁热制成直径为7.4~7.6mm的不锈钢线材，在吐丝机上将不锈钢 线材卷成内径为1000~1 l〇〇mm的钢卷;将钢卷放入热处理炉中进行热处理，热处理后进行 酸洗，将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔，得到低自噪声不锈钢丝。
[0017] 所述预处理为原料配比，混合，初炼，精炼。此处将原料按所需的成分进行配比，然 后混和，初炼，精炼，所述的混合、初炼、精炼，为本领域的常规手段，无特殊要求。
[0018] 所述热处理为温度1100°C，保温1.5小时，出炉水冷；
[0019] 所述的酸为一种混合酸，具体为质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配 成的酸。
[0020] 所述的冷拔包括两道冷拔工序，所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小 1mm，经第二冷拔工序直径减小0.5mm。
[0021] 进一步优选的，所述的冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，所述不锈钢线材 成品经第一冷拔工序直径减小1mm，然后入水浸泡1~2小时后，经第二冷拔工序直径减小 0.5mm，制得低自噪声不锈钢丝。通过该工序制得的钢丝，金属晶粒细致，晶粒分布更为均 匀，晶粒间间隔小，不易产生噪音，应力均衡，韧性好，易加工成型，而且表面耐磨性能高，不 易磨损，进一步减小了噪音产生的可能。
[0022] 有益效果:本发明一方面提供了一种不锈钢丝新品种及其制备方法，丰富了市场 供用户根据需要选择使用，另一方面，通过在制备钢丝的材料中增加铬、镍、铜、镁、锰等，使 得不锈钢成品中含有合理配比的铬、镍、铜、镁、锰等元素，大大增加不锈钢丝的耐磨及抗腐 蚀性能，易加工成型，具备一定的减震性能，自噪声较低，较好地解决了钢丝易腐蚀、易生 锈、易磨损、噪音大的问题，延长了使用寿命。总体而言满足了对音噪要求更高的应用需求， 尤其是有助于降低钢丝在加工、运输、建筑工地施工生产时所产生的生产噪音，意义显著。
【具体实施方式】：
[0023] 实施例1
[0024] 不锈钢丝的成份按照质量百分比为:碳0 · 01 %，铬13 %，镍4%，铜0 · 1 %，镁0 · 4%， 锰1 %，其余为铁。
[0025] 按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0026] 精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.4mm的不锈钢线材。
[0027] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
[0028] 在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0029]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0030]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0031 ] 将直径为7.4mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.4mm-6.4_， 通过第二道冷拔工序直径由6.4mm-5.9mm，得到直径为5.9mm的不锈钢钢丝，总变形率为 35.7%。
[0032] 实施例2
[0033]不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.03%，铬17%，镍8%，铜0.12%，镁 0.5%，锰1.2%，其余为铁。
[0034] 按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0035] 精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.6mm的不锈钢线材。
[0036] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
[0037] 在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0038]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0039]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0040] 将直径为6.6mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.6mm-6.6_， 通过第二道冷拔工序后直径由6.6mm-6.1mm，得到直径为6.1mm的不锈钢钢丝，总变形率为 36.1%〇
[0041 ] 实施例3
[0042]不锈钢丝的成份按照质量百分比为：含有碳0.02%，铬16%，镍6%，铜0.1%，镁 0.45%，锰1.1%，其余为铁。
[0043] 按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0044] 精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.5mm的不锈钢线材。
[0045] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
[0046] 在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0047]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0048]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0049] 冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，将直径为7.5mm的不锈钢线材成品通过 第一道冷拔工序后直径由7.5mm-6.5mm，水浸泡1小时后，通过第二道冷拔工序后直径由 6.5mm-6.0mm，得到直径为6.0mm的不锈钢钢丝，总变形率为35.8%。
[0050] 实施例4
[0051 ] 不锈钢丝的成份按照质量百分比为:碳0.01 %，铬13 %，镍4%，铜0.1 %，镁0.4%， 锰1%，铌0.3%，其余为铁。
[0052]按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0053]精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.4mm的不锈钢线材。
[0054] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
[0055]在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0056]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0057]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0058] 将直径为7.4mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后径由7.4mm-6.4mm，然 后入水浸泡1小时后，通过第二道冷拔工序后直径由6.4mm-5.9mm，得到直径为5.9mm的不 锈钢钢丝，总变形率为35.6%。
[0059] 实施例5
[0060]不锈钢丝的成份按照质量百分比为:含有碳0.03%，铬17%，镍8%，铜0.12%，镁 0.5%，锰1.2%，铌0.8%，其余为铁。
[0061 ]按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0062] 精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.6mm的不锈钢线材。
[0063] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
[0064] 在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0065]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0066]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0067] 将直径为7.6mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.6mm-6.6mm， 然后入水浸泡1小时后，通过第二道冷拔工序后直径由6.6mm-6.1mm，得到直径为6.1mm的 不锈钢钢丝，总变形率为36.1 %。
[0068] 实施例6
[0069] 不锈钢丝的成份按照质量百分比为：含有碳0.02%，铬16%，镍6%，铜0.1%，镁 0.45%，锰1.1%，铌0.5%，其余为铁。
[0070] 按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
[0071] 精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材乳机上，将加热后不锈钢坯乳制成直径为 7.5mm的不锈钢线材。
[0072] 在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
[0073] 在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
[0074]将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100°C，保温 1.5小时，出炉水冷。
[0075]将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的 酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
[0076] 将直径为7.5mm的不锈钢线材成品通过第一道冷拔工序后直径由7.5mm-6.5_， 然后入水浸泡2小时后，通过第二道冷拔工序后直径由6.5mm-6.0mm，得到直径为6.0mm的 不锈钢钢丝，总变形率为35.3%。
[0077] 实施例7
[0078] 将上述所得到的低自噪声不锈钢丝进行耐腐蚀测试，分别浸于水、醋酸、氨水、浓 硫酸中，48个小时后。所得结果如下：（表中数值为:质量减少百分比）
[0080]以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围 内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤:先进行预处 理，然后在不锈钢高速线材乳机上，将不锈钢坯乳趁热制成直径为7.4~7.6mm的不锈钢线 材，在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000~1100mm的钢卷;将钢卷放入热处理炉中进 行热处理，热处理后进行酸洗，将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔，得到低自噪声不锈钢 丝； 所述低自噪声不锈钢丝的直径为5.9~6.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳 0.01~0.03%，铬 13~17%，镍4~8%，铜0.1~0.12%，镁0.4~0.5%，锰1~1.2%，其余为 铁； 所述冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直 径减小1mm，然后入水浸泡1~2小时后，经第二冷拔工序直径减小0.5mm。2. 根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述预处理为原 料配比，混合，初炼，精炼。3. 根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述热处理为温 度1100 °C，保温1.5小时，出炉水冷。4. 根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述的酸为质量 浓度为15%硝酸与质量浓度为5%氢氟酸配成的酸。5. 根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述不锈钢丝各 成分按照质量百分比为:含有碳〇. 02%，铬16 %，镍6%，铜0.1 %，镁0.45%，锰1.1 %，其余 为铁。6. 根据权利要求1所述的低自噪声不锈钢丝的制备方法，其特征在于其成分中还含有 铌0.3~0.8% 〇
【文档编号】B21C37/04GK105970113SQ201610351477
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】张斌
【申请人】江苏金基特钢有限公司