本發(fā)明屬于高碳鋼領(lǐng)域，尤其涉及用于0.2mm以下細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條及其生產(chǎn)方法，其中高碳鋼盤(pán)條為碳含量0.6％以上。

背景技術(shù)：

隨著汽車(chē)等裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展，同時(shí)出于減重和安全的考慮，線材制品呈現(xiàn)明顯的高強(qiáng)化趨勢(shì)，目前單絲強(qiáng)度最高可達(dá)4000MPa以上，但要獲得如此高的強(qiáng)度，除進(jìn)行成分調(diào)整之外，也對(duì)盤(pán)條的加工性能提出更高的要求。為了在提高強(qiáng)度的同時(shí)使盤(pán)條滿足拉拔加工的需要，通常要同時(shí)進(jìn)行兩方面工作，一是盤(pán)條成分和組織優(yōu)化，如鋼的合金化和軋制工藝控制；二是提高夾雜物控制水平，減少夾雜物數(shù)量，提高夾雜物變形性。

《高強(qiáng)度、高韌性高碳鋼線材及其制造方法》(ZL200480002971.4)提供了一種碳含量在0.6～0.95％的高碳鋼盤(pán)條，其主要技術(shù)特征為通過(guò)添加Zr，利用Zr氧化物作為異質(zhì)核心，從而降低偏析，細(xì)化組織，獲得強(qiáng)度與塑韌性匹配較好的高碳鋼盤(pán)條。該專利的主要特點(diǎn)是采用氧化物冶金的方法獲得利于變形的組織，但若鋼中存在變形性不好的大顆粒夾雜，在變形過(guò)程中易于在夾雜物沿變形方向的兩端產(chǎn)生微裂紋并最終導(dǎo)致斷絲，所以該方法不能保證盤(pán)條一定具有良好的可拉拔性。

《加工性優(yōu)良的高碳鋼線材》(申請(qǐng)?zhí)枺?01080003183.2)提供了一種含0.6～1.1％的碳、0.1～0.5％的Si、0.2～0.6％的Mn、0.004～0.015％的S、0.02～0.05％的Cr、0.02％以下的P和0.003％以下的Al的高碳鋼線材。該種線材通過(guò)特別的軋制工藝獲得指定尺寸的珠光體球團(tuán)尺寸和硫化物夾雜間隔距離，從而使該線材具有良好的加工性能。同時(shí)，通過(guò)控制氧化鐵皮中FeO的含量，使氧化鐵皮的厚度為6～15um，運(yùn)輸過(guò)程附著性良好，機(jī)械除磷時(shí)脫落性能良好。該專利在盤(pán)條組織控制和夾雜物控制方面都做了工作，但在夾雜物方面僅討論了硫化物間距的控制，而實(shí)際上氧化物夾雜對(duì)盤(pán)條加工性能的影響更大，該專利在這方面存在不足。

“具有良好拉拔性能的切割鋼絲用盤(pán)條及其生產(chǎn)工藝”(Title:(EN)WIRE ROD FOR A SAW WIRE WITH SUPERIOR WIRE DRAWABILITY AND A MANUFACTURING METHOD THEREOF；Publication Number:1020110075625)介紹了一種切割鋼絲用盤(pán)條的生產(chǎn)方法。該盤(pán)條中夾雜物Al₂O₃含量不大于50％。該方法介紹在精煉過(guò)程采用碳線增碳，保證碳含量的穩(wěn)定性。在中間包冶煉過(guò)程，采用塞棒控流，并且使用Al含量不大于1％的耐火采用作為大罐的耐材。該專利通過(guò)提高盤(pán)條成分穩(wěn)定性來(lái)提高盤(pán)條的加工性能的穩(wěn)定性，同時(shí)注意到氧化物夾雜的控制問(wèn)題。但氧化物夾雜的成分復(fù)雜，僅控制夾雜物中的Al₂O₃的含量有時(shí)不足以獲得變形性良好的夾雜物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述問(wèn)題和不足而提供一種用于細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條及其生產(chǎn)方法，通過(guò)采用合理的合金成分和冶煉工藝，控制盤(pán)條中的夾雜物中MgO的含量，使夾雜物具有良好的變形性，并同時(shí)控制盤(pán)條珠光體尺寸，提高盤(pán)條的加工性能，滿足用戶進(jìn)行細(xì)絲拉拔的使用要求。

為了開(kāi)發(fā)用于0.2mm以下細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條，其中高碳鋼盤(pán)條為碳含量0.6％以上，本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)控制盤(pán)條的化學(xué)成分，結(jié)合轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄以及軋制工藝控制，既滿足鋼種對(duì)強(qiáng)度、塑性的要求，又滿足高碳鋼盤(pán)條對(duì)夾雜物尺寸和變形性的要求。

本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種用于細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條化學(xué)成分為：[C]：0.69％～0.84％，[Mn]：0.30％～0.60％，[Si]：0.10％～0.40％，[P]≤0.010％，[S]≤0.010％，[Ti]≤0.0010％，全鋁：0.0005％-0.0020％，全氧：0.0015％-0.0025％，0.0002％≤[Mg]≤0.0007％，其余為鐵及不可避免雜質(zhì)。

碳是鋼中的主要強(qiáng)化元素，碳含量越高，盤(pán)條和鋼絲的抗拉強(qiáng)度越大。但是過(guò)高的碳含量導(dǎo)致盤(pán)條在拉拔過(guò)程的斷絲率和出現(xiàn)分層的現(xiàn)象增加。因此，鋼中碳含量控制在0.69％-0.84％。

錳也是一種提高盤(pán)條強(qiáng)度的元素，且有利于消除硫的有害作用，因此添加一定量的錳是有必要的。但錳元素在凝固過(guò)程的偏析較為嚴(yán)重，鋼中錳含量不宜過(guò)高。因此，鋼中錳含量控制在0.30％～0.60％。

硅是用于細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條在冶煉過(guò)程的主要脫氧元素。硅 含量低將導(dǎo)致鋼液脫氧不足；但是，過(guò)高的硅含量導(dǎo)致鋼中殘余氧化物夾雜粗大，對(duì)鋼的應(yīng)用性能不利。因此，鋼中硅含量控制在0.10％-0.40％。

磷硫都是鋼中有害雜質(zhì)元素，要求盤(pán)條[P]≤0.010％，[S]≤0.010％，在不造成其他影響的情況下，越低越好。

鈦在高碳鋼中易于與氮形成鈦夾雜，導(dǎo)致鋼絲斷裂，因此其含量要求[Ti]≤0.0010％。

鋁含量的和全氧含量控制范圍與鋼中夾雜物成分密切相關(guān)，過(guò)高或過(guò)低均會(huì)導(dǎo)致鋼中夾雜物的熔點(diǎn)升高，變形性能下降。因此鋼中全鋁含量要求在0.0005％-0.0020％，全氧含量控制在0.0015％-0.0025％。

盤(pán)條中的鎂具有脫氧和脫硫的作用，但是對(duì)于用于細(xì)絲拉拔的高碳鋼來(lái)說(shuō)，鎂極易與鋼中的Al和O結(jié)合形成不變形的鎂鋁尖晶石夾雜，因此應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的鎂含量，就本發(fā)明來(lái)說(shuō)，要求鋼中0.0002％≤[Mg]≤0.0007％。

用于細(xì)絲拉拔的高碳鋼盤(pán)條的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、連鑄、連軋和線材軋制：

(1)轉(zhuǎn)爐冶煉：轉(zhuǎn)爐冶煉采用高碳出鋼，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳含量不低于0.5％，從而減少爐后增碳量，同時(shí)減輕鋼液的氧化程度，降低由于爐后增碳和脫氧導(dǎo)致的鋼液增氮。轉(zhuǎn)爐爐后采用硅錳脫氧，避免使用Al、Ti等強(qiáng)脫氧劑，要求使用的硅錳合金中Mg元素含量不大于0.02％，避免向鋼中引入過(guò)多的Mg，形成不變形的鎂鋁尖晶石夾雜；

(2)LF精煉：為了保證精煉渣成分均勻化以及充分進(jìn)行鋼渣反 應(yīng)和夾雜物的上浮排出，精練過(guò)程溫度應(yīng)控制在1550℃-1640℃，時(shí)間60-80分鐘。精煉終點(diǎn)鋼液氧活度控制在(15-30)×10^-6之間，鋼液酸溶鋁含量控制在0.0010％-0.0020％之間，鎂含量控制在0.0002％-0.0007％之間，同時(shí)要求精煉渣中的MgO含量控制在5％-12％之間，通過(guò)影響鋼液和頂渣反應(yīng)平衡和夾雜物與鋼液的反應(yīng)平衡，從而使鋼中夾雜物的MgO含量控制在3％-8％之間，使鋼中氧化物夾雜成分處于低熔點(diǎn)區(qū)，提高氧化物夾雜的變形能力。此外，鋼液的鈦含量不應(yīng)大于0.0010％，盡可能減少TiN夾雜的形成。

(3)連鑄：采用大方坯連鑄，鋼坯斷面尺寸280mm*380mm，拉速在0.4m/min-0.7m/min之間，中間包鋼水過(guò)熱度不大于25℃。通過(guò)低過(guò)熱度低拉速澆注，減輕鋼坯偏析，減少鋼中氧化物夾雜、鈦夾雜的長(zhǎng)大時(shí)間，降低夾雜物的尺寸。

(4)連軋和線材軋制：盤(pán)條直徑5mm-5.5mm，吐絲溫度880℃-910℃，吐絲后的盤(pán)條在斯泰爾摩冷卻線上快速冷卻到600℃～650℃進(jìn)行相變，從而獲得索氏體組織。

本發(fā)明技術(shù)方案的特點(diǎn)為，通過(guò)調(diào)整鋼中Mg含量和精煉時(shí)的頂渣成分，使鋼中夾雜物中的MgO含量處于適當(dāng)范圍，從而使夾雜物具有良好的變形性，改善高碳鋼盤(pán)條的加工性能。轉(zhuǎn)爐采用高碳出鋼，精煉時(shí)保證時(shí)間和溫度并采用專用精煉渣，連鑄過(guò)程采用低過(guò)熱度、低拉速操作，控制盤(pán)條偏析。在線材軋后快速冷卻以降低盤(pán)條的索氏體片層間距。

本發(fā)明的有益效果在于：按照本發(fā)明中涉及的成分和生產(chǎn)方法生 產(chǎn)的高碳鋼盤(pán)條，其抗拉強(qiáng)度為1050MPa-1250MPa，面縮為35％～50％，夾雜物寬度尺寸不大于10um，夾雜物長(zhǎng)寬比大于3，滿足了用戶的需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1夾雜物形貌。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2夾雜物形貌。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3夾雜物形貌。

圖4為對(duì)比例夾雜物形貌。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)技術(shù)方案的組分配比，進(jìn)行冶煉、連鑄、軋制、連續(xù)退火、平整。本發(fā)明實(shí)施例盤(pán)條的化學(xué)成分見(jiàn)表1。本發(fā)明實(shí)施例盤(pán)條的主要工藝參數(shù)見(jiàn)表2。本發(fā)明實(shí)施例盤(pán)條的性能見(jiàn)表3。

表1本發(fā)明實(shí)施例鋼的化學(xué)成分(wt％)

表2本發(fā)明實(shí)施例鋼的主要工藝參數(shù)

表3本發(fā)明實(shí)施例盤(pán)條的性能