[发明专利]一种线材热处理工艺方法

说明书

本发明提供了一种线材热处理工艺方法，涉及材料在线热处理技术领域，解决了冷却后盘条的组织均匀性差的技术问题。线材热处理工艺包括均温处理、盐浴冷却淬火、盐浴等温和盘条清洗几个步骤，通过均温处理消除吐丝前水冷造成的心表温差，盐浴槽冷却淬火能够将吐丝后温度均匀的盘条快速冷却，从而使高碳钢盘条奥氏体组织向索氏体化组织转变，再经过盐浴等温使盘条未转变的奥氏体组织完成向索氏体组织的转变，最后经盘条清洗步骤清除线材表面残留的盐并烘干水分，从而实现了很好地控制盘条的组织性能均匀性的目的，满足用户对优质盘条深加工性能的要求。

技术领域

本发明涉及材料在线热处理技术领域，尤其是涉及一种高线厂线材热处理工艺方法。

背景技术

高速线材或者盘条，尤其是高碳钢线材品种对于国民经济制造业来说至关重要，被广泛应用在汽车、建筑、桥梁、大型装备、国防等产业，目前中国的线材产能大约2.5吨，拥有550多条高速线材生产产线，基本生产流程是加热、粗轧、中轧、预精轧、精轧、水冷、吐丝、风冷、打包，其中吐丝后的冷却工艺是决定线材产品组织性能的关键，但是目前国内高速线材产线除了鞍钢和兴澄采用在线水浴冷却外，都采用风冷斯太尔摩的冷却方式，就是通过风机的开度和数量控制盘条的冷却工艺。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

随着用户对线材制品组织性能要求的提高，用户对线材性能指标的关注点由强度和面缩率逐渐向强度波动、拉拔极限、扭转和疲劳等性能指标转移，迫切需要大幅地提高线材热轧盘条组织性能的均匀性。常规的风冷斯太尔摩风冷工艺在解决盘条的组织性能均匀性方面存在致命的缺陷，具体表现在大规格盘条索氏体率控制、高碳钢心部网碳控制、心部马氏体组织控制、珠光体片层间距波动的控制、盘条同圈和通条力学性能的控制、时效性能控制等等，其主要原因就是盘条斯太尔摩风冷工艺是一种组织连续转变工艺，对高碳钢组织转变过程中存在心部和表面、盘条搭接点和非搭接点、先相变区域和后相变区域组织的差别，这种组织的差别导致性能波动和不稳定，造成盘条拉拔过程应力较大、断丝率提高、扭转指标不合等诸多问题。首钢多年致力于解决盘条组织性能均匀性的研发，通过合理设计风机的佳灵装置降低了盘条的同圈温度波动，将力学性能波动由100MPa降低到50MPa以内，同时通过在线缓冷工艺将索氏体率稳定控制在85％前提下，心部马氏体组织控制在0.5级以下，这些措施在一定程度上都促进了预应力82B、帘线82A、弹簧钢、硬线等品种组织性能的提高，但是受控于风冷斯太尔摩风冷工艺的局限性，季节变化、坯料成分波动、产线起停等还是影响产品质量的稳定性。宝钢在很早之前也至于工艺稳定性的开发，通过建立标准冷却曲线，实现线材冷却过程的温度监控，但是一直以来都没有实现线材轧后冷却的闭环温度控制，主要原因就是线材温度检测不像板带是一个平面，而是一个堆垛的区域，中间还有盘条圈与圈之间的空隙，所以一直没有在行业得到广泛推广和实施。最近几年鞍钢和兴澄高线尝试采用EDC水浴冷却，采用高温热水替代风冷作为冷却介质，对吐丝后的盘条进行轧后冷却，解决了部分产品高碳钢线材的性能波动、片层粗大、网状渗碳体等问题，但是水最高就是100℃，再高了就沸腾，导致线材水冷过程存在膜沸腾阶段，一旦这一过程出现，线材就很难保持快速冷却，所以在大规格产生的效果一直不佳；同时，水浴必须精确控制盘条水浴时间，水浴时间太长就导致淬火，水浴时间太短就完成不了相变，这也是水浴工艺最大的缺陷，所以自从水浴在国内投产十年间，只有两条这样的产线出现，大部分厂家新建和改造都依然采用风冷斯太尔摩冷却工艺，只是在风冷线长度设计、风机风量、佳灵装置调节、保温罩保温效果上做些改动，有的厂家甚至在成分设计上进行优化，通过添加Cr、V降C、Mn等方式解决性能波动问题，但结果是增加了流程成本和生产难度，但是效果一直不稳定，而线材轧后冷却一直也没有革命性的变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用盐浴对盘条进行在线等温淬火的线材热处理工艺方法，以解决现有技术线材轧后冷却工艺中存在的冷却后组织均匀性差的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：