[发明专利]一种钢丝的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，特别是涉及一种钢丝的热处理工艺。

背景技术

碳素钢丝经过盘条拉拔出的光线需要进行热处理以消除加工硬化，得到适合拉拔加工的片状索氏体金相组织，并确保冷拉后钢丝综合力学性能符合预期要求。索氏体化处理是把亚共析钢线材加热到A_C3以上的温度(850-950℃)，保温后获得奥氏体组织，随后快速冷却至450-550℃，过冷奥氏体发生等温转变获得片状索氏体金相组织。

光线热处理的过程主要包括平炉加热、铅淬火、酸洗、磷化、皂化烘干和收线过程。其中，钢丝的加热过程是影响热处理所得金相组织的重要过程,由室温下珠光体加热转变所得到的奥氏体组织，其晶粒大小、形状、结构及其成分均匀性等都将直接影响钢丝冷却过程中的相变及其产物。在成分一定的情况下，钢铁材料的性能主要取决于组织特征，细化的晶粒组织可以在不降低材料韧性的前提下提高材料强度。钢丝的奥氏体化过程采用快速连续加热，既增加过热度、缩短孕育期、增加形核率，从而得到细小的奥氏体晶粒。钢丝奥氏体化过程中，较快的升温速度和较高的线温，有利于奥氏体的快速形核并增加形核率，这样可以得到较细小的奥氏体晶粒，有利于钢丝获得较高的热后强度，并提高热处理炉的DV值，钢丝较快的温升速度通过控制加热炉燃烧室温度获得。但是，目前的快速加热都是直接加热到预定温度，钢丝温度或环境的很小的变化都会引起加热环境的变化，钢丝被加热到一个过高的温度而导致过热。过热使奥氏体晶粒显著粗化，在钢丝随后的铅淬火的过程中形成魏氏体组织，使得强度降低，脆性增大，影响产品的质量及稳定性。而且，采用直接加热到预定温度的方式造成能耗较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够减轻环境变化对产品质量的影响，提高产品稳定性的钢丝的热处理方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种钢丝的热处理工艺，包括平炉加热、铅淬火、酸洗、磷化、皂化和烘干过程，其特征在于，所述平炉加热过程采用分段加热的方式，平炉加热炉共分为四段，第一段炉加热温度为980℃±5℃，第二段炉加热温度为965℃±5℃，第三段炉加热温度为945℃±5℃，第四段炉加热温度为930℃±5℃，在第四段炉保温一段时间后进入铅锅进行铅淬火过程；所述铅淬火过程中，铅锅的两段温度均为570℃；其中，保温时间的确定方式为：T=L/V，其中，V代表钢丝放线速度，T代表保温时间，L代表第四段炉长度。

所述酸洗过程中使用浓度为17-21%的盐酸溶液于45℃以下酸洗。

所述磷化的温度为80-90℃。

所述烘干的温度为150-170℃。

所述皂化过程中，皂化温度控制在75-95℃之间，pH值控制在8-9之间，皂化液的浓度为2%-3%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的热处理方法采用分段加热的方式进行加热，通过合理控制各段的炉温，能够减轻环境变化对组织结构的影响，保障产品的质量和稳定性。同时，有效控制所得产品的奥氏体尺寸及组织性能，从而保障经过铅淬火后得到片层间距和团尺寸较小的索氏体组织，从而提高钢丝的抗拉强度，提高钢丝绳的疲劳寿命。

2、本发明的热处理方法采用分段加热的方式进行加热，能够充分利用各段的余热，有利于降低能耗。

3、本发明的热处理方法铅锅两段温度均设定在570℃，光线的显微组织经过铅浴后更为致密，孔洞更少，其力学性能更佳。

4、本发明的热处理方法应用盐酸溶液进行酸洗，适合在低温下使用，能耗低，酸洗速度快，而且盐酸价格低廉，能够降低生产成本。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的钢丝的热处理工艺包括平炉加热、铅淬火、酸洗、磷化、皂化、和烘干过程。

平炉加热：所述平炉加热过程采用分段加热的方式。平炉加热炉共分为四段，第一段炉加热温度为980℃±5℃，第二段炉加热温度为965℃±5℃，第三段炉加热温度为945℃±5℃，第四段炉加热温度为930℃±5℃。经过盘条拉拔出的光线开始进入平炉加热，先通过一段炉加热到980℃进行过热，随后进入二段炉降温到965℃，再依次进入三段炉945℃和4段炉930℃，保温一段时间后，使其内部组织结构转变为奥氏体，以改善钢的性能，显著提高光线的各项综合性能，本发明的方法通过合理调整四段炉温能够有效控制所需产品的奥氏体尺寸及组织性能。