[发明专利]一种高强度高碳钢盘条及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于盘条技术领域，尤其涉及一种高强度高碳钢盘条及其生产方法。

背景技术

随着汽车轮胎行业的发展，对于高强度钢帘线用盘条的需求不断增加。题为“高碳钢盘条及其制备方法(申请号：200910169807.7)”的发明专利提供了一种抗拉强度在1200MPa以上，面收缩率在35％以上的高碳钢盘条及其制备工艺，该盘条包含C、Si、Mn、Cr和V等基本成分，以及Ni、Cu、Al、B、Ti、Nb和Mo等可选择成分，同时还包含余量的Fe和杂质，其制备工艺包括依次进行的冶炼、铸造、轧制和控冷工序。该高碳钢盘条机械性能优良，合金元素较少。但是，从控制成本的角度来看，该专利技术含有Cr和V等合金元素，不利于提高产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术所存在的不足，提供一种在不增加合金成分的条件下使其具有较高的抗拉强度和面缩值的高强度高碳钢盘条及其生产方法。

本发明是这样实现的，该高强度高碳钢盘条的成分重量百分比为：[C]：0.85％～0.90％，[Si]：0.1％～1.0％，[Mn]：0.3％～1.0％，[P]≤0.015％，[S]≤0.010％，[Ti]≤0.0010％，不可避免的杂质不高于0.1％，其余为铁。

本发明的成分范围设定理由如下。

碳是有助于提高强度的元素，为了满足用户强度要求，所以[C]要高于0.85％。但是从盘条的拉拔性能和盘条碳元素偏析控制的角度来看，[C]要控制在0.90％以下。

硅是具有脱氧作用的元素，必须使其含量高于0.1％，最好高于0.2％。从钢丝拉拔性能角度来看，[Si]要控制在1.0％以下，防止大量SiO₂夹杂物的出现。

锰具有与硅相同的脱氧作用，同时还具有控制夹杂物的作用，防止“热脆”现象发生。因此，为了充分地发挥其作用，要将[Mn]控制在0.3％以上(最好高于0.4％)。但如果[Mn]过剩，会使钢材脆化，降低拉拔性能，因此[Mn]要控制在1.0％以下。同时，为了发挥锰控制夹杂物的作用，要求钢中[Mn]/[S]比不低于20。

磷硫都是钢中有害杂质元素，在提高盘条碳含量的条件下，为保证盘条具有良好的塑性，要求盘条[P]≤0.015％，[S]≤0.010％，在不造成其他影响的情况下，越低越好。

钛在高碳钢中易于与氮形成钛夹杂。由于钛夹杂是一种不变形夹杂，在盘条拉拔过程与基体不同步变形，甚至使盘条基体组织出现裂纹，恶化盘条的拉拔性能，并将低盘条的制成品钢绳和钢帘线的疲劳寿命，降低盘条制成品胎圈钢丝的扭转性能，因此其含量要求[Ti]≤0.0010％。

本发明中的高强度高碳钢盘条基本成分如上所述，其余部分为铁及不可避免的杂质，这些杂质随着原材料等混入，也是允许的，但是杂质含量不得高于0.1％。

本发明中涉及的高强度高碳钢盘条生产工艺如下：1)铁水脱硫预处理、转炉冶炼和LF精炼：要求通过铁水脱硫预处理将铁水中的硫含量控制到0.005％以下，最好控制到0.002％以下。转炉入炉铁水要求[Ti]≤0.040％，转炉冶炼终点钢液磷含量要求≤0.010％，采用双渣法进行冶炼，以降低钢液磷和钛含量。转炉终点钢液温度控制在1570-1680℃范围。LF精练过程温度控制在1530-1625℃范围内，时间20-50分钟。2)连铸：采用断面尺寸(200-400mm)*(300-500mm)的大方坯连铸生产高碳钢钢坯。在连铸过程中间包钢水过热度不大于30℃。3)连轧和线材轧制：将连铸坯经过连轧和线材轧制生产出直径5.5-8.0mm的高碳钢盘条。盘条吐丝温度870-910℃，盘条索氏体转变过程温度控制在640-600℃，转变时间控制在7-12秒，控制盘条索氏体转变过程平均过冷度60-80℃，使盘条组织以索氏体为主并且防止盘条出现过冷组织。

按照本发明技术方案生产的高强度高碳钢盘条，其抗拉强度比普通80级盘条提高了40-80Mpa，面缩指标不低于30％，满足了抗拉强度达1200MPa-1300MPa的用户需求。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

表1为本发明实施例高强度高碳钢盘条的化学成分，表2为本发明实施例高强度高碳钢盘条的生产工艺及性能。

表1  本发明实施例高碳钢盘条的化学成分(Wt％)