Способ отжига проволоки Советский патент 1992 года по МПК C21D9/52 

Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению еталемедной проволоки с сердечником из низкоуглеродистой стали,

5 Известен рекристаллизационный отжиг проволоки из низкоуглеродистой стали, включающий ее нагрев до температуры не выше 720°С и охлаждение со скоростью не более 35°С/с, так как охлаждение проволоки с температуры нагрева со скоростью более 35°С/с приводит к снижению пластичности проволоки 1.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является повышенная обрывность сталемедной проволоки,связан- ная с медленным охлаждением проволоки в процессе отжига. При отжиге в проходных печах обрывность обусловлена необходимостью применения печей большой протяженности. Замедленное охлаждение сталемедной проволоки в колпаковых печах вызывает диффузию легкоплавких вредных примесей (свинец, висмут и др.) с пограничных слоев стали в медный слой оболочки. Атомы вредных легкоплавких примесей, располагаясь по границам зерен меди, ослабляют связь между ними, увеличивая тем

самым хрупкость медной оболочки и самой биметаллической проволоки. Это также увеличивает обрывность сталемедной проволоки.

Целью изобретения является устранение обрывности сталемедной проволоки, связанной с режимом отжига.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отжига проволоки, преимущественно сталемедной с сердечником из низкоуглеродистой стали, включающем нагрев до температур не выше 720° С и охлаждение со скоростью не более Зо С/с, охлаждение проволоки со скоростью не более 35°С/с ведут до температур окончания процесса рекристаллизации стали сердечника, далее - со скоростью 270-400°С/с.

Исследованиями авторов установлено, что температурной границей, определяющей возможность применения высоких скоростей охлаждения проволоки из низкоуглеродистой стали, включая сталемедную проволоку, является температура, ниже которой процесс рекристаллизации протекает неприемлемо долго. Кроме того, процесс рекристаллизации протекает как при нагреве проволоки, так и при ее охлажС

ч

g

о

00

дении, т.е. при постоянно изменяющейся температуре. Классические значения пороговых температур рекристаллизации при этом не соблюдаются. Реальное его значение косвенно учитывается предлагаемым режимом отжига и входит в предмет изобретения. Известно, что при 723°С в а-железе растворяется около 0,02% С, который находится в равновесии с оставшимися частицами цементита. При более низких температурах растворимость углерода уменьшается и при охлаждении он выделяется в виде третичного цементитачкоторый не оказывает влияния на механические свойства проволоки. При очень быстром охлаждении со скоростью 270-400°С/с с тем- пературы нагрева до минимальных температур рекристаллизации, рекристаллизация стали проходит при неблагоприятных условиях: углерод остается в пересыщенном растворе или мигрирует к дислокациям и блокирует их, образуется разнозернистая структура. Это приводит к снижению показателей пластичности проволоки, в первую очередь относительного удлинения и к увеличению их разброса по длине проволоки. При охлаждении проволоки со скоростью 270-400°С с температуры меньшей, чем температура порога рекристаллизации стали, вследствие стабилизации границ зерен в стали и растворимости углерода в ней пластичность проволоки остается высокой. Кроме того, в этом случае исключается возможность охрупчивания медной оболочки вследствие диффузии в нее легкоплавких примесей.

Нижняя граница рекомендуемого интервала скорости охлаждения (270°С/с) определена для случая охлаждения сталемедной проволоки в воде, подогретой до температуры 35°С, максимальной температуры в условиях промышленного производства. Верхняя граница (400°С/с) определена для случая охлаждения сталемедной проволоки в воде, имеющей температуру 18°С.

Примеры.

1. Проволоку диаметром 0,8 мм из низкоуглеродистой стали Св08А, покрытую медью, после холодного волочения отжигали в проходной печи в среде защитного газа ПСО-09 (N2 96% + Н2 2% + СО 2%).

С фигурки сталемедная проволока поступает последовательно в электрическую муфельную печь, ванну охлаждения, устройство струйного охлаждения проволоки водой, устройство для сушки проволоки и намоточное устройство. Стрелками показан вход и выход защитного газа. Режим термообработки: время нагрева 0,8 мин (длина

рабочего пространства 9,6 м), температура рабочего пространства 900°С, время охлаждения проволоки с 700°С до 460 °С (что соответствует температуре окончания процесса рекристаллизации) 10 с, скорость дви- жения проволоки 12 м/мин. При температуре рабочего пространства 900°С и времени выдержки 0,8 мин температура нагрева самой проволоки составляла 700°С.

Выходящую из муфеля проволоку охлаждали водой, имеющей температуру 18°С, что соответствовало скорости охлаждения 400°С/с. Обрывов проволоки при термообработке не было. Относительное удлинение

готовой проволоки (5 юс 27,4-28,2%, число перегибов п 32-35.

2.Из ванны слили воду и проволоку отжигали по режиму примера 1. Температура проволоки, выходящей из муфеля ванны

поднялась до 530°С. Обрывов проволоки при термообработке не было. Свойства пластичности готовой проволоки: д юо 18,6- 27%, п 30-36.

3.Сталемедную проволоку диаметром о,5 мм отжигали по режиму примера 2, обеспечивая медленное охлаждение проволоки за счет прекращения струйного охлаждения проволоки и повторного прохода проволоки через муфель ванны охлаждения.

Термообработка проволоки сопровождается обрывами. Свойства готовой проволоки: д юо 27,6-29,0%, п 32-34.

4.Сохраняя условия примера 1, из уст- ройства струйного охлаждения проволоку

охлаждали водой, нагретой до температуры 35°С, скорость охлаждения 270°С/с. Обрывов проволоки при термообработке не было, пластичность готовой проволоки: д юо 27,3-28,5%, п 32-34.

5.Сталемедную проволоку изготовляли по условиям примера 1, но проволоку с температуры 460°С охлаждали водой, имеющей температуру 15°С (скорость охлаждения

410°С/с). Пластичность готовой проволоки д юо 27,3-28,2%, п 32-35.

6.Сталемедную проволоку примера 1 с температуры 460°С охлаждали водой, имеющей температуру 40°С (скорость охлажде

ния 255°С/с). Пластичность готовой проволоки д юо 27,2-28,4%, п 32-34.

Из сравнения примеров 1 и 5; 4 и 6 видно, что пластичность сталемедной про волоки практически не изменяется, но npi/

этом в систему подачи необходимо вводит дополнительно охлаждающее устройстве (пример 5) или нагреватель (пример 6). Ис ходя из положительного эффекта, скорост1 охлаждения проволоки с пороговой темпе

ратуры рекристаллизации устанавливается в интервале 270-400°С.

Формула изобретения Способ отжига проволоки, преимущественно сталемедной с сердцевиной из низкоуглеродистой стали, включающий нагрев до

температур не выше 720°С и охлаждение со скоростью не более 35°С/с, отличающийся тем, что, с целью устранения обрывности проволоки, охлаждение со скоростью не более 35°С/с ведут до температур окончания процесса рекристаллизации стали сердцевины, далее - со скоростью 270-400°С/с.

Использование: изготовление стале- медной проволоки. Сущность изобретения: сталемедную проволоку с сердцевиной из низкоуглеродистой стали нагревают до температур не выше 720°С и охлаждают сначала со скоростью не более 35°С/с до температур окончания процесса рекристаллизации сердцевины а затем со скоростью 270-400°С/с.