一种高强度合金钢丝及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度合金钢丝及其生产方法，由以下重量份数的原料制成：铁5份、碳8份、铜3.5份、铝1.8份、锡1.2份、铅0.08份、碲0.54份、锗0.15份、铟0.09份、镨0.03份、硼0.41份、铍0.38份、钛0.12份。本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，配方含量和方法设计合理新颖。
【专利说明】
一种高强度合金钢丝及其生产方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高强度合金钢丝及其生产方法，属于金属加工领域。
【背景技术】
[0002]合金钢丝又名切割钢线，是一种特制硬脆材料用于分割的线材，也是表面镀有锌铜的特种钢丝，隶属光伏耗材，用途广泛，可用于切割各种高精度硬脆产品，可充当多线锯的磨料载体。合金钢丝作为一种消耗材料被广泛应用于能源和公共设施，航空，设备领域。如，太阳能硅片切割，石英材料，单晶硅，多晶硅等。废的次品切割丝可用来做钢刷，钢绳之类，国内外用途广泛，价格相对低。现有的合金钢丝作为一种耗材，不能重复使用，产品各性能随温度，湿度，浓度等的变化直接影响后期使用质量。并且由于制造工艺和产品成分的影响，成品钢丝的韧性，使用寿命，耐磨性均不高。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种高强度合金钢丝及其生产方法，成品钢丝韧性和耐磨性高，使用寿命长。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是，一种高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁5-9份、碳8-15份、铜3.5-5.9份、铝1.8-3.3份、锡1.2-2.6份、铅0.08-
0.31 份、碲0.54-0.89份、锗 0.15-0.46 份、铟0.09-0.37份、镨 0.03-0.18 份、硼0.41-0.97 份、铍 0.38-0.85份、钛 0.12-0.44 份。
[0005]优化的，上述高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁6-8份、碳9-12份、铜3.8-5.2份、铝2-2.8份、锡I.5-2.2份、铅0.11-0.26份、碲0.62-0.74份、锗0.18-0.35份、铟0.11-0.32份、镨0.07-0.14份、硼0.52-0.77份、铍0.42-0.65份、钛0.18-0.34份。
[0006]优化的，上述高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁7.5份、碳10.8份、铜4.7份、铝2.3份、锡1.8份、铅0.21份、碲0.72份、锗0.25份、铟0.27份、镨0.09份、硼0.65份、铍0.57份、钛0.24份。
[0007]—种高强度合金钢丝的生产方法，包括以下步骤:
(1)将生铁与废铁按3.8:2.45的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液；
(2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟元素含量进行分析，然后根据需要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铅合金、铝碲合金、铜锗合金、铝铟合金；
(3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金钢液；
(4)将熔融后的合金钢液冲入含镨、硼、铍、钛的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟、镨、硼、铍、钛的含量均在所述含量范围之内；
(5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条；
(6 )将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1-1.5mm；
(7)将合金钢条使用小角度长模芯的拉丝模进行拉拔，对拉拔后的绞线进行退火；
(8)用抛光除锈机构对绞线进行抛光除锈，除锈完成后进行水洗，水洗后烘干再电解碱洗，然后在进行水洗和烘干；
(9)将步骤(8)处理过的绞线进行电解酸洗处理，处理后进行水洗和烘干；
(10)将步骤(9)完成后的绞线进行镀层处理，镀层为稀土锌铝合金层，镀层后对镀层钢丝进行质量检测和镀层检测，检测后水洗烘干处理即得到高强度合金钢丝成品。
[0008]优化的，上述高强度合金钢丝的生产方法，所述步骤(10)中的镀层厚度为5微米。
[0009]本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，设计合理新颖。钢丝中加人微量碲，改善其切削加工性能并增加硬度，并且能够作为碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨，碲和铅结合，可提高钢丝的耐蚀性、耐磨性。钢丝中加人微量锗，作为催化剂催化各金属形成致密结构，并且能够提高钢丝的韧性和抗拉强度。钢丝中加人微量铟可以增加钢丝的可塑性和延展性，是的钢丝在拉伸成型的过程中不易被拉断，并且能够提高钢丝的抗腐蚀和抗氧化性能。钢丝中加人微量镨可以增加钢丝表面的光泽度，防止钢丝在使用过程中因表面较涩而卡阻发生拉断现象。钢丝中加人微量硼，可以增加钢丝的硬度，使得成品钢丝表面耐磨损，提高了钢丝的耐磨性和使用寿命。铍质量轻，强度高，钢丝中加人微量铍，可以增加钢丝的吸热散热能力，并且能够提高钢丝的耐高温性能耐腐蚀性能和耐磨性能。钢丝中加人微量钛，使得成品钢丝重量轻、强度高、具金属光泽，耐腐蚀。碲、锗、铟、镨、硼、铍、钛与铁、碳、铜协同作用，提高了钢丝的的韧性和强度，使其耐高温、耐腐蚀并且具有较高的弹性和延展性，提高了钢丝的使用寿命和强度。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。
[0011]实施例1
本发明为一种高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁5份、碳8份、铜3.5份、铝1.8份、锡1.2份、铅0.08份、碲0.54份、锗0.15份、铟0.09份、镨0.03份、硼0.41份、铍0.38份、钛0.12份。
[0012]—种高强度合金钢丝的生产方法，包括以下步骤:
(1)将生铁与废铁按3.8:2.45的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液；
(2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟元素含量进行分析，然后根据需要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铅合金、铝碲合金、铜锗合金、铝铟合金；
(3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金钢液；
(4)将熔融后的合金钢液冲入含镨、硼、铍、钛的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟、镨、硼、铍、钛的含量均在所述含量范围之内；
(5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条；
(6 )将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1-1.5mm； (7)将合金钢条使用小角度长模芯的拉丝模进行拉拔，对拉拔后的绞线进行退火；
(8)用抛光除锈机构对绞线进行抛光除锈，除锈完成后进行水洗，水洗后烘干再电解碱洗，然后在进行水洗和烘干；
(9)将步骤(8)处理过的绞线进行电解酸洗处理，处理后进行水洗和烘干；
(10)将步骤(9)完成后的绞线进行镀层处理，镀层为稀土锌铝合金层，镀层后对镀层钢丝进行质量检测和镀层检测，检测后水洗烘干处理即得到高强度合金钢丝成品。所述步骤
(10)中的镀层厚度为5微米。
[0013]本发明的优点在于它能克服现有技术的弊端，设计合理新颖。钢丝中加人微量碲，改善其切削加工性能并增加硬度，并且能够作为碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨，碲和铅结合，可提高钢丝的耐蚀性、耐磨性。钢丝中加人微量锗，作为催化剂催化各金属形成致密结构，并且能够提高钢丝的韧性和抗拉强度。钢丝中加人微量铟可以增加钢丝的可塑性和延展性，是的钢丝在拉伸成型的过程中不易被拉断，并且能够提高钢丝的抗腐蚀和抗氧化性能。钢丝中加人微量镨可以增加钢丝表面的光泽度，防止钢丝在使用过程中因表面较涩而卡阻发生拉断现象。钢丝中加人微量硼，可以增加钢丝的硬度，使得成品钢丝表面耐磨损，提高了钢丝的耐磨性和使用寿命。铍质量轻，强度高，钢丝中加人微量铍，可以增加钢丝的吸热散热能力，并且能够提高钢丝的耐高温性能耐腐蚀性能和耐磨性能。钢丝中加人微量钛，使得成品钢丝重量轻、强度高、具金属光泽，耐腐蚀。碲、锗、铟、镨、硼、铍、钛与铁、碳、铜协同作用，提高了钢丝的的韧性和强度，使其耐高温、耐腐蚀并且具有较高的弹性和延展性，提高了钢丝的使用寿命和强度。
[0014]实施例2
本发明为一种高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁9份、碳15份、铜5.9份、铝3.3份、锡2.6份、铅0.31份、碲0.89份、锗0.46份、铟0.37份、镨0.18份、硼0.97份、铍0.85份、钛0.44份。
[0015]实施例3
本发明为一种高强度合金钢丝，由以下重量份数的原料制成:铁7.5份、碳10.8份、铜4.7份、铝2.3份、锡1.8份、铅0.21份、碲0.72份、锗0.25份、铟0.27份、镨0.09份、硼0.65份、铍0.57份、钛0.24份。
[0016]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高强度合金钢丝及其生产方法，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁5-9份、碳8-15份、铜3.5-5.9份、铝 1.8-3.3份、锡 1.2-2.6份、铅0.08-0.31份、碲0.54-0.89份、锗0.15-0.46份、铟0.09-0.37 份、镨0.03-0.18份、硼0.41-0.97份、铍0.38-0.85份、钛 0.12-0.44 份。2.根据权利要求1所述的高强度合金钢丝，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁6-8份、碳9-12份、铜3.8-5.2份、铝2-2.8份、锡I.5-2.2份、铅0.11-0.26份、碲0.62-0.74份、锗0.18-0.35份、铟0.11-0.32份、镨0.07-0.14份、硼0.52-0.77份、铍0.42-0.65份、钛0.18-0.34 份。3.根据权利要求1所述的高强度合金钢丝，其特征在于:由以下重量份数的原料制成:铁7.5份、碳10.8份、铜4.7份、铝2.3份、锡1.8份、铅0.21份、碲0.72份、锗0.25份、铟0.27份、镨0.09份、硼0.65份、铍0.57份、钛0.24份。4.一种高强度合金钢丝及其生产方法的生产方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将生铁与废铁按3.8: 2.45的比例投入高温熔炼炉中熔化作为基础熔融铁水，将配料碳钢加入高温熔炼炉中加热熔化形成钢液； (2)取样并对上述钢液中的碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟元素含量进行分析，然后根据需要向所述钢液中加入配料铜锡合金、铝铅合金、铝碲合金、铜锗合金、铝铟合金； (3)将上述得到的再依次进行脱硫、脱氧、合金化、采用精炼剂精炼，得到熔融的合金钢液； (4)将熔融后的合金钢液冲入含镨、硼、铍、钛的铁合金配料的钢包内，使得碳、铜、铝、锡、铅、碲、锗、铟、镨、硼、铍、钛的含量均在所述含量范围之内； (5)将上述得到的合金溶液冷却至350摄氏度后，压乳成合金钢条； (6)将合金钢条的表面进行打磨，去除因加热冷却形成的杂质层，打磨的厚度为1-.1.5mm； (7)将合金钢条使用小角度长模芯的拉丝模进行拉拔，对拉拔后的绞线进行退火； (8)用抛光除锈机构对绞线进行抛光除锈，除锈完成后进行水洗，水洗后烘干再电解碱洗，然后在进行水洗和烘干； (9)将步骤(8)处理过的绞线进行电解酸洗处理，处理后进行水洗和烘干； (10)将步骤(9)完成后的绞线进行镀层处理，镀层为稀土锌铝合金层，镀层后对镀层钢丝进行质量检测和镀层检测，检测后水洗烘干处理即得到高强度合金钢丝成品。5.根据权利要求1所述的高强度合金钢丝的生产方法，其特征在于:所述步骤(10)中的镀层厚度为5微米。
【文档编号】C22C38/60GK106086659SQ201610463787
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】周敏君
【申请人】江阴市宝能特种钢线有限公司