[发明专利]一种再结晶退火调控不锈弹簧钢线成形制造方法

说明书

本发明公开了一种再结晶退火调控不锈弹簧钢线成形制造方法，化学成分（wt%）为C：0.04~0.06、Si：0.3~0.8、Mn：0.8~1.5、S：≤0.030、P：≤0.035、N：≤0.2、Cr：16.0~19.0、Ni：8.0~11.0、Nb：0.1~0.3，Ti：0.1~0.3，Al：0.3~0.5，其余为Fe。控制Al：N摩尔比大于1，使Ti和Nb形成强化相，细化晶粒，提高强度，防止Cr₂₃C₆型碳化物和σ相析出，提高抗晶间腐蚀能力。设计成分，真空通氮气熔炼固溶热轧后冷拔，再通过调整再结晶退火温度和时间控制成形性，最后冷拔成直径为0.7mm高强度耐腐蚀的不锈弹簧钢线。

技术领域

本发明属于不锈钢弹簧领域，具体涉及一种再结晶退火调控不锈弹簧钢线成形制造方法。

背景技术

弹簧是机器设备和电子行业中广泛应用的一种弹性元件。很多电器和精密仪表要求弹簧既要保证良好的耐蚀性，也要保证高强度。304奥氏体不锈钢作为用量最大、应用最为广泛的一种奥氏体不锈钢，具有高韧性和塑性、易切削性以及良好耐蚀性等优点而广泛应用于航空航天、石油化工、交通运输等几乎所有工业领域。然而304不锈钢的屈服强度和硬度偏低，抗疲劳性能、耐摩擦磨损性能以及耐局部腐蚀性能仍有不足，严重限制其应用。为了提高强度，中国专利申请CN201010512166.3中公开了通过表面预处理之后采用冷却卷筒冷却拉丝制备了高强度奥氏体不锈弹簧钢丝，但其增加了设备和工艺难度。中国专利申请CN201910332233.4公开了在不锈弹簧钢丝冷拉制备过程中需要进行固溶软化处理，但固溶温度高，奥氏体晶粒粗大，严重影响力学性能。

发明内容

为了克服304不锈弹簧钢线强度硬度偏低的问题，避免晶间腐蚀，采用调整成分和改变成形热处理工艺的方法，通过细晶强化、沉淀强化和形变强化协同提高不锈弹簧钢线强度和耐晶间腐蚀性能，同时改善成形性能。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种再结晶退火调控不锈弹簧钢线成形制造方法，包括设计成分，精炼，固溶轧制，大变形冷拔，再结晶退火，冷拔成形。具体步骤为：

S1：将原材料清理干净，设计和配制原材料，熔炼成铸锭；

以重量百分比计，原材料合金组成包括C：0.04~0.06、Si：0.3~0.8、Mn：0.8~1.5、S：≤0.030、P：≤0.035、N：≤0.2、Cr：16.0~19.0、Ni：8.0~11.0、Nb：0.1~0.3，Ti：0.1~0.3，Al：0.3~0.5，其余为Fe。

优选地，其中Al与N的摩尔比大于1。

S2：将步骤S1铸锭固溶热轧成直径5.5mm钢线，皮膜处理烘干；

S3：将步骤S2钢线6次冷拔成直径2.0mm钢线，并清洗；

S4：将步骤S3钢线加热到900~980℃再结晶退火，皮膜处理烘干；

S5：将步骤S4钢线8次冷拔成直径为0.7mm耐蚀不锈弹簧钢线。

具体步骤如下：

S1：装料抽真空为1Pa，通氮气，加入合金元素在1550~1580℃熔炼5~10min，后降温至1520℃浇注。

S2：将步骤S1铸锭加热到1100~1200℃以3~4m/min轧制成直径5.5mm钢线后水冷烘干。用浓度18~20% AM500皮膜剂88~90℃进行皮膜处理，200℃烘干。

S3：将步骤S2钢线采用硬脂酸钠作为润滑剂在钨硬质合金模中连续冷拔成直径为4.6、3.7、3.1、2.6、2.2、2.0 mm钢线，出线速度约250~280 m/min。采用浓度8~10%的硫酸、单根钢线直流5A、24V电解酸洗，水冲洗烘干。