阅读说明：本技术 一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺 (Water-bath heat treatment process for ultra-high carbon superfine steel wire ) 是由 吴晓玲 程冠博 殷闽 程俊杰 乐金荣 黄陈 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及到一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺,包括如下具体步骤：a、直径0.3-0.6mm、含碳量0.9～1.1%的钢丝经清洗后以50～70m/min的线速度进入奥氏体化炉,炉内温度控制在850～930℃,加热时间为15-25s,出炉温度控制在800～900℃；b、钢丝出炉后立即进入86～95℃的水浴槽水冷,冷却时长小于0.5s,钢丝出水温度控制在500～600℃；c、钢丝出水后立即进入控温装置进行保温,控温装置内部温度控制在400～550℃,钢丝在控温装置内的运行距离为3～15m；d、钢丝出控温装置后空冷至室温并进行收卷。通过该工艺能够有效控制超高碳超细钢丝在热处理过程中的温度变化,有效控制其金相转化过程,从而获得性能符合湿拉要求的钢丝。(The invention relates to a water bath heat treatment process of ultra-high carbon ultra-fine steel wires, which comprises the following specific steps: a. cleaning a steel wire with the diameter of 0.3-0.6mm and the carbon content of 0.9-1.1%, and then feeding the steel wire into an austenitizing furnace at the linear speed of 50-70 m/min, controlling the temperature in the furnace to be 850-930 ℃, the heating time to be 15-25s, and controlling the tapping temperature to be 800-900 ℃; b. the steel wire is immediately cooled in a 86-95 ℃ water bath after being discharged from the furnace, the cooling time is less than 0.5s, and the water outlet temperature of the steel wire is controlled at 500-600 ℃; c. immediately allowing the steel wire to enter a temperature control device for heat preservation after water is discharged, controlling the internal temperature of the temperature control device to be 400-550 ℃, and controlling the running distance of the steel wire in the temperature control device to be 3-15 m; d. and after the steel wire is discharged from the temperature control device, air cooling to room temperature and rolling. The process can effectively control the temperature change of the ultra-high carbon ultra-fine steel wire in the heat treatment process and effectively control the metallographic conversion process, thereby obtaining the steel wire with the performance meeting the wet drawing requirement.)

一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺

技术领域

本发明涉及一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺。

背景技术

钢丝湿拉是一种冷拔工艺，粗规格的钢丝在拉拔力作用下经模具挤压变成细规格的钢丝，钢丝湿拉前的截面积与湿拉后的截面积多缩小率称为面缩率，湿拉钢丝在湿拉前经热处理后，使钢丝金相转化成细密的索氏体，能有效提高钢丝的面缩。

但是，随着切割工艺的不断提高，对切割钢丝的直径要求越来越细，也意味着钢丝面缩率越来越高，而且切割钢丝需要具备极高的强度，因此，用于切割的钢丝需要具备极高的碳含量，而碳含量越高，钢丝越细，热处理过程越难以控制，钢丝金相组织也难以达到理想目标。

目前在处理碳含量0.9%-1.1%、直径0.3mm-0.6mm规格的钢丝时，因钢丝规格细，在热处理后的冷却过程，容易产生过冷组织，无法保证得到均匀细密的金相组织，也无法保证后续湿拉断丝率，难以达到符合要求的均匀面缩率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺，通过该工艺能够有效控制超高碳超细钢丝在热处理过程中的温度变化，有效控制其金相转化过程，从而获得性能符合湿拉要求的钢丝。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺，包括如下具体步骤：

a、直径0.3-0.6mm、含碳量0.9~1.1%的钢丝经清洗后以50~70m/min的线速度进入奥氏体化炉，炉内温度控制在850~930℃，加热时间为15-25s，出炉温度控制在800~900℃；

b、钢丝出炉后立即进入86~95℃的水浴槽水冷，冷却时长小于0.5s，钢丝出水温度控制在500~600℃；

c、钢丝出水后立即进入控温装置进行保温，控温装置内部温度控制在400~550℃，钢丝在控温装置内的运行距离为3~15m；

d、钢丝出控温装置后空冷至室温并进行收卷。

作为一种优选方案，水浴槽内的水浴溶液是浓度为9-11g/L的聚丙烯酸钠溶液或聚乙烯醇溶液。

作为一种优选方案，钢丝进入水浴槽水冷的冷却时长为0.03s~0.42s。

作为一种优选方案，所述水浴槽包括一个密闭的箱体，箱体前端开设有进丝口，箱体后端开设有出丝口，箱体内设置有两块前后排列的隔板，任一隔板的上端高于钢丝高度，隔板上沿开设有与钢丝一一对应的可供钢丝悬空穿过的凹槽，两隔板将箱体内部空间分隔成三个前后依次排列的前溢流槽、冷却槽、后溢流槽，冷却槽的底面上开设有进水口，进水口与进水管连接，前溢流槽和后溢流槽的底面上均开设有排水口，排水口与排水管连接，箱体前端通过一块陶瓷板连接在奥氏体化炉出口侧，箱体前端的进丝口与奥氏体化炉出口对接，陶瓷板上开设有衔接进丝口与奥氏体化炉出口的过孔。

作为一种优选方案，所述箱体顶端设置有与冷却槽正对的喷淋头，喷淋头通过支管连接进水管，支管上设置有阀门。

本发明的有益效果是：本发明通过对钢丝加热过程、水冷过程以及辐热保温过程的工艺参数的设计，使得钢丝在水冷后的返温阶段钢丝温度始终保持在索氏体转变温度区间，使钢丝金相缓慢而充分地索氏体化，索氏体晶粒度＜14μm，片层间距＜0.1μm，大大提高了钢丝的强度和面缩率。

附图说明

下面结合附图对本发明的

具体实施方式

作进一步详细说明，其中：

图1是水浴槽与奥氏体化炉连接结构示意图；

图1中：1、水浴槽，101、箱体，102、进丝口，103、出丝口，104、隔板，105、凹槽，106、前溢流槽，107、冷却槽，108、后溢流槽，109、进水口，110、进水管，111、排水口，112、排水管，113、喷淋头，114、支管，115、阀门，2、陶瓷板，201、过孔，3、奥氏体化炉，301、出口，100、钢丝。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

一种超高碳超细钢丝水浴热处理工艺，包括如下具体步骤：

a、直径0.3-0.6mm、含碳量0.9~1.1%的钢丝经清洗后以50~70m/min的线速度进入奥氏体化炉，炉内温度控制在850~930℃，加热时间为15-25s，出炉温度控制在800~900℃；

b、钢丝出炉后立即进入86~95℃的水浴槽水冷，冷却时长小于0.5s，钢丝出水温度控制在500~600℃；

c、钢丝出水后立即进入控温装置进行保温，控温装置内部温度控制在400~550℃，钢丝在控温装置内的运行距离为3~15m；

d、钢丝出控温装置后空冷至室温并进行收卷。

本实施例中，水浴槽内的水浴溶液是浓度为9-11g/L的聚丙烯酸钠溶液或聚乙烯醇溶液，该溶液表面张力大，高温钢丝进入水浴槽后，钢丝表面立即形成大量气泡，气泡环绕覆盖在钢丝表面，使得钢丝在密封环绕的气泡内冷却。钢丝进入水浴槽水冷的冷却时长为0.03s~0.42s。

如图1所示，上述水浴槽1包括一个密闭的箱体101，箱体101前端开设有进丝口102，箱体101后端开设有出丝口103，箱体101内设置有两块前后排列的隔板104，任一隔板104的上端高于钢丝100高度，隔板104上沿开设有与钢丝100一一对应的可供钢丝100悬空穿过的凹槽105，两隔板104将箱体101内部空间分隔成三个前后依次排列的前溢流槽106、冷却槽107、后溢流槽108，冷却槽107的底面上开设有进水口109，进水口109与进水管110连接，前溢流槽106和后溢流槽108的底面上均开设有排水口111，排水口111与排水管112连接，箱体101前端通过一块陶瓷板2连接在奥氏体化炉3出口侧，箱体101前端的进丝口102与奥氏体化炉3出口301对接，陶瓷板2上开设有衔接进丝口102与奥氏体化炉3出口301的过孔201。箱体101顶端设置有与冷却槽107正对的喷淋头113，喷淋头113通过支管114连接进水管110，支管114上设置有阀门115。

水浴槽1通过进水管110持续供应86~95℃的冷却水，冷却水充满冷却槽107后，便会从隔板104上沿的凹槽105处向外溢流，分别流入前溢流槽106和后溢流槽108，再从排水口111经排水管112排出，钢丝100从奥氏体化炉3直接进入水浴槽1，中间未受到其他空间温度影响，因此可有效提高对钢丝100温度的控制，确保钢丝的温度转化过程与工艺设计相符。

喷淋头113能够有效控制箱体101内的环境温度，避免钢丝100对箱体101内的环境温度造成影响。维持水浴槽1对钢丝100的冷却效果始终保持一致效果。

采用本发明所述工艺对直径0.3-0.6mm、含碳量0.9~1.1%的钢丝进行热处理之后，钢丝强度达到1500-1600MPa，面缩率达到45±3%，100d标距扭转＞35次，弯曲＞35次，索氏体晶粒度＜14μm，片层间距＜0.1μm。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。