塑性变形对球化退火碳化物形态及分布的影响.pdf

第32卷 第6期金 属 制 品2006年12月 Vol132 No16SteelW ireProductsDecember2006 塑性变形对球化退火碳化物形态及分布的影响 宋清华 王伯健 西安建筑科技大学 710055 摘 要 研究金属针布专用合金钢丝拉拔变形后 球化退火工艺对碳化物形态及分布状态 拉拔变形量对球化退 火组织的影响 结果显示 随着拉拔量的增加 其球化效果越来越好 球粒状碳化物的均匀性和圆整度有了明显改 善 较大拉拔塑性变形后钢丝进行球化退火 其退火效果变化不明显 球状碳化物的均匀性和圆整度已经稳定 关键词 针布钢丝 球化退火 球状碳化物 中图分类号 TG356 26 Effects of Plastic Deformation on Spheroidization Carbide Configuration and D istribution Song Q inghua W ang Bo jian Xi an University of A rchitecture and Technology 710055 Abstract To research the effects of spheroidization process on carbide configuration and distribution and the effects of drawing deformation magnitude on spheroidization annealing microstructure about special alloy steel wire for metal card clothing after drawing deformation The results show that the spheroidization effect is better and betterwith the increasing of drawing deformation magnitude the uniformity and roundness of spherical carbide are improved obviously the annealing effect is not obvious after larger defor mation to spheroidize steelwire for the unifor mity and roundness have been stable Keywords steelwire formetal card clothing spheroidization annealing spherical carbide 球化退火是使钢获得弥散分布在铁素体基体上 的细粒状 球状 碳化物组织的工艺方法 其目的是 改善切削性能 减少淬火时的变形开裂倾向性 使钢 件得到相当均匀的最终性能 1 金属针布用钢丝 进行球化退火 主要是为便于冲齿 并提高针布基部 的韧性 避免冲齿后针布感应加热淬火的开裂 针 布钢丝球化退火后 要求其中的碳化物球粒度圆整 且分布均匀 能够达到针布钢丝球化3 4级要求 绝不允许出现过热或过烧及脱碳现象 金属针布钢丝专用于制造纺织用道夫针布和锡 林针布 因此 钢丝尺寸直接决定于道夫齿条和锡林 齿条的规格型号 实际生产中 需要对不同拉拔量 的针布钢丝在冲齿前进行球化退火 本文通过某金 属制品公司主要采用的合金钢钢丝进行球化退火工 艺试验 与实际生产相结合 找出了钢丝的最佳球化 退火工艺 并得出不同的球化退火温度对碳化物球 粒度及均匀度的影响 1 试验材料及样品 试验所采用材料是该针布生产企业自主开发的 合金钢 主要成分见表1 分别选取 5 5 mm合金钢盘条及 3 5 2 15 1 14 1 02 mm成品尺寸钢丝 均采用2种球化退火 工艺进行了退火 表1 试验材料的主要成分w CMnSiPSCrVNi 0 65 0 720 50 0 800 17 0 37 0 008 0 008 0 300 10 0 20 0 15 2 试验设备与检测仪器 球化退火加热炉采用的是SXF 12 10可编 程高温炉 炉温误差为 5 额定功率12 kW 额定 电压380 V 额定温度1 000 电源频率50 Hz 炉 膛尺寸500 mm 300 mm 200 mm 金 属 制 品第32卷 金相观测采用的是日本进口的VENSAMET 2 金相显微镜 最大放大倍数为1 200倍 实验中金 相图片均放大500倍 3 试验结果及分析 3 1 盘条的原始组织 图1是 5 5 mm合金钢盘条的交货状态时的 金相组织 该合金钢交货时 已经进行了初步球化 退火 在实际拉丝生产中 可对盘条直接拉拔 但 为了更加清楚地说明问题 对 5 5 mm合金钢盘条 也进行了球化退火 以便与拉拔变形后的钢丝的球 化退火组织进行比较 3 2 不同拉拔量钢丝球化退火 试验中对 5 5 mm盘条 3 5 2 15 1 14 mm 图1 5 5mm合金钢盘条原始退火组织 纵向 500 成品钢丝采用表2的球化退火工艺进行退火 5 5 mm合金钢盘条球化退火组织如图2所示 表2 合金钢原始盘条及成品钢丝球化退火工艺 退火工艺 退火温度 退火时间 min 保温温度 保温时间 min 冷却速度 h 1 500 以下 174030 4571015020 30空冷 274030 4571018020 30空冷 从图1 图2看出 5 5 mm合金钢盘条在2种 球化退火工艺下进行退火 其球化效果并不理想 球 化级别最多达到3级 且球粒状碳化物的均匀性 圆 整度很差 只是比交货状态有了一定改善 未退火 的原始盘条直接拉拔到 3 5 mm成品钢丝 然后取 样进行球化退火 其球化效果明显好于原始盘条 基 本可使球化级别达到3 5级左右 甚至可达4级水 平 如图3所示 并且发现 采用工艺2的球化效果 明显好于工艺1 盘条直接拉拔成 2 15 1 14 mm成品钢丝 经 球化后其球化级别基本上可达到4级 且碳化物球 粒渐趋圆整 均匀 比 3 5 mm成品钢丝又有了明 显改善 如图4 图5所示 a 工艺1 纵向 球化级别3 3 5级 500 81 第6期宋清华等 塑性变形对球化退火碳化物形态及分布的影响 b 工艺2 纵向 球化级别3 5 4级 500 图3 3 5mm成品钢丝球化退火组织 工艺2 纵向 球化级别4级 500 图4 2 15mm成品钢丝球化退火组织 综上所述 采取相同的球化退火工艺 随着拉拔 量增加 其球化效果越来越好 球粒状碳化物的均匀 性和圆整度有了明显改善 对于 5 5 mm盘条 3 5 mm和 2 15 mm成品钢丝 采用工艺2球化 退火的效果明显好于工艺1 对于 1 14mm成品钢 丝 采用工艺1退火明显好于工艺2 因为尺寸大 的钢丝 球化保温时间长 尺寸小的钢丝保温时间要 相应缩短 否则会出现过热 球状碳化物会粘结到一 起 如图5b所示 因此 随着拉拔量增加 相应的保 a 工艺1 纵向 球化级别4级 500 b 工艺2 纵向 球化级别3 5 4级 500 图5 1 14mm成品钢丝球化退火组织 温时间逐渐缩短 才能保证获得最佳的球化效果 3 3 大变形量成品钢丝球化退火前后组织 由球化退火态的 2 15 mm钢丝直接拉拔到 1 02mm成品钢丝 再进行球化退火 退火前后组 织如图6所示 退火前后进行比较 1 02mm成品 钢丝球化组织没有特别明显的变化 球状碳化物分 布更加均匀 球粒更加圆整 而球化级别都为4级 可以看出 当塑性变形量达到一定程度后 球化退火 对球粒状碳化物的影响变得不明显 a 退火前纵向组织 500 b 退火后纵向组织 500 图6 1 02mm成品钢丝球化退火前后组织 球化级别4级 91 金 属 制 品第32卷 3 4 大变形量成品钢丝轧制后的组织 1 02 mm成品钢丝轧制后组织如图7所示 a 压下方向组织 500 b 轧制方向组织 500 图7 1 02mm成品钢丝轧制后组织 球化级别4级 1 02 mm成品钢丝经3道次连轧制成齿条坯 条 轧制变形量 压下量 为51 与轧制前 1 02 mm成品钢丝的金相组织相比 球状碳化物的球粒 度几乎没有发生什么明显变化 可以看出 经过较 大塑性变形的钢丝进行球化退火后 再进行塑性变 形其球状碳化物的球粒度变化不明显 4 结论 1 采取相同的球化退火工艺 随着拉拔量的 增加 其球化效果越来越好 球粒状碳化物的均匀性 和圆整度有了明显改善 2 随着拉拔量增加 相应的保温时间要逐渐 缩短 这样才能保证获得最佳的球化效果 3 经较大拉拔塑性变形后钢丝进行球化退 火 其退火效果不明显 球状碳化物的均匀性和圆整 度已经稳定 若再继续进行塑性变形 其球状碳化物 的球粒度变化不明显 实际生产中可根据实际情况 合理安排球化退火工艺 对于已经进行较大塑性变 形且球化效果已达到规定要求的钢丝或坯条 可以 不再进行球化退火处理 参考文献 1 崔忠圻 金属学与热处理 M 北京 机械工业出版 社 2000 291 292 收稿日期 2006 08 15 作者简介 宋清华 1980年10月生 西安建筑科技大学冶金工程学院 硕士研究生 中国机械工程学会会员 王伯健 1963年2月生 博士 西安建筑科技大学冶金工程 学院副教授 材料加工研究所所长 广告 招聘启示 东莞市科力钢铁线材有限公司主要生产中 低碳五金钢丝 冷镦钢丝及异型钢丝 现招聘技术工程师 基本要求 男 28 40岁 本科学历 压力加工 机械或相关专业毕业 有从事钢丝生产5年以上工作经验 熟悉钢丝产品工艺及