[发明专利]冷拉拔低碳钢丝及所述钢丝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢丝，并涉及适用于强化弹性体(elastomer)产品或热塑性产品的钢丝帘线(steel cord)。

本发明还涉及制备这样的钢丝和这样的钢丝帘线的方法。

背景技术

适用于强化弹性体产品的钢丝和钢丝帘线在现有技术中是众所周知的，所述弹性体产品例如轮胎、防撞梁、胶管、柔性管等。

由钢盘条开始制备钢丝和钢丝帘线。这种钢盘条典型地具有以下所述的钢组成。大于0.60重量％的碳含量，0.40％-0.70重量％的锰含量，0.15％-0.30重量％的硅含量，0.03重量％的最大硫含量和最大磷含量。可以添加其它微合金化元素。一个例子是铬。钢盘条通常具有5.5mm或6.5mm的直径d_s。

首先通过机械除氧化皮和/或在H₂SO₄或HCl溶液中的化学酸洗来清洗盘条以便除去表面上存在的氧化物。然后将盘条在水中冲洗并干燥。接着使干燥的盘条经受第一系列干法拉拔操作以便缩减直径直到第一中间直径。

在该第一中间直径d₁例如在约3.0到3.5mm时，使干法拉拔钢线材经受称为韧化处理(patenting)的第一中间热处理。韧化处理意味着首先奥氏体化直到约1000℃的温度，接着在约600-650℃的温度进行从奥氏体到珠光体的相变。这时钢线材准备好进行进一步的机械变形。

然后，在第二直径缩减步骤中，从第一中间直径d₁将钢线材进行进一步干法拉拔直到第二中间直径d₂。第二中间直径d₂的典型范围为从1.0mm到2.5mm。

在第二中间直径d₂时，使钢线材经受第二韧化处理，即在约1000℃的温度再次奥氏体化，然后在600-650℃的温度淬火以允许转化为珠光体。

如果在第一干法拉拔步骤和第二干法拉拔步骤中的总缩减不太大，则可以从盘条进行直接拉拔直到直径d₂。

在该第二韧化处理后，通常向钢线材供黄铜涂层：在钢线材上镀铜，并在铜上镀锌。实施热扩散处理以形成黄铜涂层。

然后使涂覆黄铜的钢线材通过湿法拉拔机经受最终系列的横截面缩减。最终产品是强拉伸的钢丝，其具有大于0.60重量％的碳含量，和超过2000MPa的拉伸强度，且适用于强化弹性体产品。

尽管其应用广泛，然而上述方法具有消耗大量能量的缺点。更特别地，双重韧化处理步骤及其相关的奥氏体化炉子需要大量的能量。仅以举例方式，单个奥氏体化炉子产生制备的钢丝帘线的374千瓦/吨的能量。事实上，在制备适用于强化弹性体产品的钢丝和钢丝帘线的过程中，炉子及相关的淬火过程提供部分的CO₂。然而，韧化处理是需要的且本身不能省略。该韧化处理过程将钢丝的金属组织恢复至允许进一步拉拔的状态。没有该韧化处理过程，钢线材经常会在进一步拉拔中断裂，同时会变得太脆。

发明内容

本发明的一个目的是避免现有技术中的缺陷。

本发明的另一个目的是以能耗更少的制备方法提供一种钢丝。

本发明的再一个目的是避免使用奥氏体化炉子以及其它中间热处理。

根据本发明的第一方面，提供了一种适用于强化弹性体产品的钢丝。该钢丝具有普通碳组合物(plain carbon composition)。

普通碳组合物是这样的钢组合物：其中所有元素具有少于0.50重量％的含量，例如少于0.20重量％，例如少于0.10重量％，而硅和锰可能例外。

硅以最多1.0重量％的量存在，例如最多0.50重量％，例如0.30wt％或0.15wt％。

锰以最多2.0重量％的量存在，例如最多1.0重量％，例如0.50wt％或0.30wt％。

在本发明中，碳含量范围为至多0.20重量％，例如至多为0.10重量％，例如至多为0.06重量％。最小碳含量可以为约0.02重量％。

普通碳组合物主要具有铁素体或珠光体基体，且主要为单相。在铁素体或珠光体基体中没有马氏体相、贝氏体相或渗碳体相。

该钢丝提供有促进与弹性体产品粘结的涂层，例如锌或黄铜。将钢丝拉拔直至小于0.60mm的最终直径，且具有大于1200MPa的最终拉伸强度。

由于低碳含量，因此可以在无中间韧化处理且无任何其它热处理例如退火的情况下进行该低碳钢丝的拉拔。