[发明专利]冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材及其制备方法

说明书

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材，特征是所述不锈钢线材的化学成分按质量百分比计包括C:0.60～0.70％、Cr:15.0～17.0％、Mo:0.30～0.60％、V:0.10～0.40％、Cu≤0.20％、Al:0.02～0.04％、Ni:0.20～0.40％、Mn≤0.40％、Si≤0.30％、P≤0.03％、N≤0.02％、S≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。还涉及该不锈钢线材的制备方法，该制备方法包括将反应原料依次经电弧炉‑AOD‑VOD‑LF三步法冶炼制得不锈钢钢液，然后将制得的钢液再依次经连铸、轧制、退火、酸洗工序处理。本发明通过成分设计及生产工艺优化的方式，使材料具有优异冷加工性能和高耐磨性，提高了生产效率同时节省了加工成本，本发明具有广阔的市场应用前景。

【技术领域】

本发明涉及马氏体不锈钢线材冶炼制备技术领域，尤其涉及冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材及其制备方法。

【背景技术】

马氏体不锈钢以优良的耐腐蚀性和高强度为主要特征，广泛用于具有耐腐蚀要求的轴、轴套等机械零件。其中高碳含量的马氏体不锈钢具优异的耐磨性，用于轴承、轴承套、滑片、滑轨、刀具等高耐磨部件。

目前具有高耐磨性马氏体不锈钢主要化学成分为高Cr元素(16～19％)和高C元素(0.7～1.2％)，在保证材料耐腐蚀能的同时，具有较好的耐磨性。但高碳元素含量的材料塑性差，用于生产变形量较大的滑轨、滑片等零件难度较大。目前需要采用热加工成型方式生产，生产工艺复杂、效率低、成本高。

【发明内容】

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材及其制备方法，通过对不锈钢成分设计及生产工艺条件的优化，使得制备出的不锈钢线材具有更好的耐磨性及耐腐蚀性能，能够用于直线导轨、滑片的生产。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材，所述不锈钢线材的化学成分按质量百分比计，包括C:0.60～0.70％、Cr:15.0～17.0％、Mo:0.30～0.60％、V:0.10～0.40％、Al:0.02～0.04％、Ni:0.20～0.40％、Cu≤0.20％、Mn≤0.40％、Si≤0.30％、P≤0.03％、N≤0.02％、S≤0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，该不锈钢线材化学成分按质量百分比计，包括：C:0.62～0.68、Cr:15.5～16.5％、Mo:0.40～0.50％、V:0.20～0.30％、Al:0.025～0.035％、Ni:0.25～0.35％、Cu:0.10～0.20％、Mn:0.10～0.30％、Si:0.10～0.25％、P:0.01～0.02％、N:0.005～0.015％、S:0.001～0.002％，余量为Fe和不可避免的杂质。

作为优选，所述不锈钢线材的断后延伸率为28.0％～31.0％、收缩率为57.0％～60.0％，淬火硬度为58.9～60.3HRC。

一种冷加工性能优且高耐磨的马氏体不锈钢线材的制备方法，该制备方法包括将反应原料依次经电弧炉-AOD-VOD-LF三步法冶炼制得不锈钢钢液，然后将制得的钢液再依次经连铸、轧制、退火、酸洗工序处理，其中，连铸工序中，过热度控制在20～40℃，拉速0.8～1.0m/min，结晶器水流量80～90m³/h，电磁搅拌电流450～550A；轧制工序中，采用控轧控冷工艺，轧制过程温度控制在800～900℃，轧制速度≤55m/s，轧后吐丝温度≤850℃；退火工序中，退火温度≥860℃，降温速度≤25℃/h，退火周期≥48h。

作为优选，在电弧炉冶炼、AOD炉冶炼过程中采用吹氩气搅拌。

作为优选，VOD炉冶炼工序中，VOD炉的极限真空度≤67Mpa；真空保持时间≥15min。