[发明专利]一种不锈钢/碳钢双金属复合丝材的加工方法

说明书

本发明涉及一种不锈钢/碳钢双金属复合丝材的加工方法，包含下述步骤：步骤一、坯料材料处理。对不锈钢管内、外壁和碳钢材料进行表面处理，并清洗、干燥，将碳钢植入不锈钢管中；步骤二、盘条加工。将步骤一中的坯料经热旋锻结合后，再经热辊压成盘条；步骤三、不锈钢/碳钢双金属复合丝辊式模拉拔。将步骤二中盘条经热处理、表面处理后，辊式模拉拔至一定直径的丝材；步骤四、不锈钢/碳钢双金属复合丝孔型拉丝模拉拔。将步骤三中经辊式模拉拔的丝材，再经孔型拉丝模冷拉加工成不锈钢/碳钢双金属复合钢丝。该方法工艺流程简单，成本较低，制造的不锈钢/碳钢复合丝材表面质量稳定，内部应力分布均匀，易于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种不锈钢/碳钢双金属复合丝材及其加工方法，属于金属制品加工技术领域。

背景技术

不锈钢/碳钢双金属复合丝兼具碳钢钢丝力学性能的同时还具有不锈钢的耐腐蚀性能，且具有材料的成本优势。

目前，工程技术人员和市场逐渐对不锈钢/碳钢双金属复合丝的开发产生兴趣，如申请发明专利“一种不锈钢包覆钢丝的复合丝制备方法”涉及不锈钢包层钢丝采用真空电子束焊接形成复合坯后再加热轧制成盘条，真空电子束焊接工艺复杂，难实现大型坯料的焊接技术；而且由于坯料制备过程中焊缝存在导致丝材成形过程中断丝率高、材料浪费严重。

公告号CN1121941C的发明专利文献公开了一种不锈钢包覆碳钢的双金属复合丝，该复合丝的生产工艺包括对碳钢钢丝和不锈钢带进行表面处理；用不锈钢带沿纵向均匀包覆在碳钢钢丝周围形成不锈钢管，焊接不锈钢管纵缝形成线坯；多道次拉拔线坯并进行多次中间退火。焊缝存在导致双金属丝线材的拉拔成形过程中出现裂纹、断丝率高等问题，尤其是小规格丝线材(直径小于3mm)的连续制造，该制造方法也难以实现大规模连续生产。

基于上述问题，目前尚未发现有大规模连续加工的不锈钢/碳钢复合双金属丝产品及其加工技术。因此，亟需一种无焊缝、可直接大规模连续生产的不锈钢/碳钢双金属复合丝材的加工技术。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种不锈钢/碳钢双金属复合丝材及其加工方法，丝线材无焊缝，且易实现大规模连续生产。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种不锈钢/碳钢双金属复合丝材及其加工方法，包括如下步骤：

(1)坯料材料选择及处理。将不锈钢管作为套管，碳钢作为芯材，清洗芯材外表面和套管内壁的金属氧化层等，干燥；将芯材植入套管内部，且保证芯材置于套管中心，碳钢与不锈钢管间空隙尺寸为0～50mm，优选0.1～10mm。为减少表层不锈钢与中心碳钢界面结合性能以及成形过程表层不锈钢变形均匀性，且均匀包覆于中心碳钢表面，不锈钢管外径、内径和碳钢直径尺寸偏差为其公称尺寸的±4％，优选±2％；不锈钢管和碳钢圆柱度公差为其外径公称尺寸的0～3％，优选0～1％；不锈钢管表面粗糙度Ra为0～25μm，优选0～6.4μm。

(2)盘条加工。将坯料加热，经初步热旋锻结合后，再经热辊压成盘条。

坯料热旋锻温度为20℃～450℃，优选200℃～350℃；锻压应变量为0.1～0.8，优选 0.25～0.55。经热旋锻：使表层金属与芯部金属初步产生界面，保证后续热辊压成形过程中双金属界面成形载荷传递均匀、稳定，进而保证双金属丝生产质量可靠、稳定；双金属界面主要是使得两种金属的元素实现相互扩散，控制加热温度，防止材料发生氧化影响界面结合。旋锻后，坯料不锈钢管和芯部碳钢同轴度对后续热辊压成形、冷拉拔成形均匀变形起到关键作用，其同轴度公差范围应为其外径公称尺寸的0～5％，优选0～2％。

热辊压温度为900～1350℃，优选温度950～1250℃，高温热辊压成形可实现坯料到盘条加工，同时也为避开不锈钢碳化物析出；热辊压后盘条直径为3～12mm，优选 5～10mm。通过热辊压：使具有一定界面的双金属坯料在高温下轧制成需要直径的盘条。