一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材進行單道次冷擠壓，得到含混晶組織的棒材；步驟二、將步驟一中所述的含混晶組織的棒材進行孔型軋制，得到絲材坯料；步驟三、冷拉拔步驟二中所述的絲材坯料，得到高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材。本發(fā)明專利技術(shù)的方法可以提高奧氏體不銹鋼彈簧絲材的混晶度，在保證奧氏體不銹鋼彈簧絲材強度的前提下，進一步提高奧氏體不銹鋼彈簧絲材的延伸率。

A preparation method of austenitic stainless steel spring wire with high mechanical properties

The invention discloses a preparation method of austenitic stainless steel spring wire with high mechanical properties, which includes the following steps: first, cold extrusion of pretreated austenitic stainless steel bar in a single pass to obtain the bar with mixed crystal structure; second, pass rolling of the bar with mixed crystal structure described in step 1 to obtain the wire blank; third, cold drawing step; The high mechanical properties of austenitic stainless steel spring wire can be obtained from the wire blank described in the second step. The method of the invention can improve the mixed crystallinity of austenitic stainless steel spring wire and further improve the elongation of austenitic stainless steel spring wire on the premise of ensuring the strength of austenitic stainless steel spring wire.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法
本專利技術(shù)屬于金屬材料
，具體涉及一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法。
技術(shù)介紹
奧氏體不銹鋼彈簧絲材作為制備彈簧的原材料對其加工方式、材料性能、尺寸精度、表面質(zhì)量及無損檢測均有十分苛刻的要求。目前奧氏體不銹鋼絲材一般采用鍛造、熱軋等熱加工工序與固定模拉拔冷加工工序相結(jié)合的制備工藝。現(xiàn)有加工工藝存在以下技術(shù)不足：奧氏體不銹鋼絲材對力學(xué)性能的要求嚴格，對于外徑小于2.0mm的絲材，其抗拉強度通常為1695MPa～2500MPa，為達到強度要求往往需要80％～90％的冷加工變形量，同時伴隨著絲材延伸率的迅速下降，一般低于5％。冷加工奧氏體不銹鋼絲材延伸率較低，繞簧過程對模具損傷較大，成品彈簧直線度不佳，甚至出現(xiàn)不銹鋼絲材斷裂情況，因此，在保證奧氏體不銹鋼絲材強度的基礎(chǔ)上進一步提高其延伸率，十分必要。晶粒尺寸是影響奧氏體不銹鋼材料力學(xué)性能的關(guān)鍵因素，細晶金屬材料單位體積內(nèi)的晶粒數(shù)量越多，材料在發(fā)生變形時同樣的變形量分散到的晶粒數(shù)越多，變形越均勻，材料的硬度和塑性越強。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)相對于細晶金屬材料，部分粗晶金屬材料呈現(xiàn)出更高的綜合力學(xué)性能，具有較好的顯微硬度和塑性。混合晶粒大小的金屬材料同時具有細晶金屬材料和粗晶金屬材料的性能，近年來，已經(jīng)有關(guān)于采用不同顆粒度的碳化鎢粗細搭配制取混晶硬質(zhì)合金的研究出現(xiàn)，利用金屬內(nèi)部混晶組織來獲得同時具有良好硬度和延伸率的奧氏體不銹鋼彈簧絲材，是解決傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼絲材強度和塑性之間矛盾關(guān)系的重要思路。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，該方法制備出的彈簧絲材在強度滿足ASTMA313/A313M或GB/T4357技術(shù)條件要求的同時，延伸率提高至6％～11％，在保證絲材強度的前提下進一步提高了絲材的延伸率。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材進行單道次冷擠壓，得到含混晶組織的棒材；步驟二、將步驟一中所述的含混晶組織的棒材進行孔型軋制，得到絲材坯料；步驟三、冷拉拔步驟二中所述的絲材坯料，得到高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述預(yù)處理的過程包括將奧氏體不銹鋼棒材密封于錐形銅管中，對密封有奧氏體不銹鋼棒材的錐形銅管進行加熱處理；所述奧氏體不銹鋼棒材的直徑為30mm～50mm。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，所述錐形銅管為等內(nèi)徑變壁厚錐形銅管，錐度為15°～30°，壁厚≥10mm；所述加熱處理為通過感應(yīng)線圈加熱，加熱處理的溫度為300℃～400℃。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述單道次冷擠壓的擠壓比為14～18，單道次冷擠壓的壓力為1.5×107N～2.5×107N，單道次冷擠壓的速度為3cm/s～5cm/s。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述孔型軋制的道次變形量為8％～12％，絲材坯料的直徑為2.5mm～4.7mm。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述冷拉拔為通過孔型模具組進行冷拉拔，冷拉拔的道次變形量均為10％～25％；步驟三中所述高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的直徑為1.0mm～1.7mm。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，所述孔型模具組包括孔型為倒角正方形的孔型模具，孔型為倒角正八邊形的孔型模具，孔型為倒角正十六邊形的孔型模具，孔型為圓形的孔型模具。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，所述高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材為強度滿足ASTMA313/A313M或GB/T4357技術(shù)條件，延伸率為6％～11％的不銹鋼彈簧絲材。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟二中對含混晶組織的棒材進行孔型軋制前還包括將含混晶組織的棒材置于無心車床中車削掉表面的銅皮，將車削掉銅皮的含混晶組織的棒材在950℃～980℃條件下進行固溶處理，所述固溶處理的時間≤5min。上述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟三中還包括對絲材坯料進行拋光，拋光的磨削量≤0.1mm。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：1、本專利技術(shù)采用單道次冷擠壓和冷拉拔工藝相結(jié)合的方式制備的高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材，強度在滿足ASTMA313/A313M或GB/T4357技術(shù)條件要求的同時，延伸率可提高至6％～11％，在保證絲材強度的前提下進一步提高了絲材的延伸率。2、本專利技術(shù)的單道次大加工量冷擠壓，可以獲得呈現(xiàn)明顯混晶組織的棒材，冷拉拔過程中絲材截面形狀的變形過程為正方形-正八邊形-正十六邊形-圓形，可以依據(jù)高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材強度的要求調(diào)節(jié)道次，增大絲材的混晶度，提高絲材的延伸率。3、本專利技術(shù)采用外壁為錐形的銅管作為保護套管，采用感應(yīng)線圈將錐形銅管迅速加熱至300℃～400℃，內(nèi)部的奧氏體不銹鋼棒材溫升較小，遠低于銅的再結(jié)晶溫度，預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材可直接進行冷擠壓，節(jié)省工藝環(huán)節(jié)，同時冷擠壓過程中，保護套管的小頭端先進入擠壓模具，擠壓過程錐形銅管與擠壓模具之間的阻力得以降低，擠壓過程棒材變形劇烈，大變形量冷擠壓的工藝穩(wěn)定性提高，保證擠壓的順利進行。4、本專利技術(shù)對車削后的棒材采用固溶處理，固溶處理的溫度為950℃～980℃，低溫固溶處理有利于保持混晶組織；采用孔型軋制，有利于提高軋制的效率，同時可以降低加工過程對潤滑性的要求。下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的錐形銅管和奧氏體不銹鋼棒材的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專利技術(shù)的冷拉拔的孔型為正方形的孔型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本專利技術(shù)的冷拉拔的孔型為正八邊形的孔型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本專利技術(shù)的冷拉拔的孔型為正十六邊形的孔型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本專利技術(shù)的冷拉拔的孔型為圓形的孔型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明1—奧氏體不銹鋼棒材；2—錐形銅管。具體實施方式實施例1本實施例的高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，包括以下步驟：1.奧氏體不銹鋼棒材的預(yù)處理如圖1，取直徑為47mm的奧氏體不銹鋼棒材1，密封于錐形銅管2中，錐形銅管2為等內(nèi)徑變壁厚錐形銅管，錐形銅管2的材質(zhì)為紫銅，錐度為15°，小頭端的壁厚為10mm，錐形銅管2的兩頭用銅棒封焊，通過感應(yīng)線圈對密封有奧氏體不銹鋼棒材1的錐形銅管2加熱到300℃，得到預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材。2.高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備步驟一、將預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材進行單道次冷擠壓，得到含混晶組織的棒材；對上述密封有奧氏體不銹鋼棒材的錐形銅管進行單道次冷擠壓，錐形銅管小頭端先進入擠壓模具，單道次冷擠壓的擠壓比為18，單道次冷擠壓的壓力為1.5×107N，單道次冷擠壓的速度為5cm/s，得到直徑為11mm的含混晶組織的棒材；步驟二、將上述含混晶組織的棒材置于無心車床中車削掉表面的銅皮本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材進行單道次冷擠壓，得到含混晶組織的棒材；步驟二、將步驟一中所述的含混晶組織的棒材進行孔型軋制，得到絲材坯料；步驟三、冷拉拔步驟二中所述的絲材坯料，得到高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一、將預(yù)處理后的奧氏體不銹鋼棒材進行單道次冷擠壓，得到含混晶組織的棒材；步驟二、將步驟一中所述的含混晶組織的棒材進行孔型軋制，得到絲材坯料；步驟三、冷拉拔步驟二中所述的絲材坯料，得到高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述預(yù)處理的過程包括將奧氏體不銹鋼棒材密封于錐形銅管中，對密封有奧氏體不銹鋼棒材的錐形銅管進行加熱處理；所述奧氏體不銹鋼棒材的直徑為30mm～50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，所述錐形銅管為等內(nèi)徑變壁厚錐形銅管，錐度為15°～30°，壁厚≥10mm；所述加熱處理為通過感應(yīng)線圈加熱，加熱處理的溫度為300℃～400℃。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述單道次冷擠壓的擠壓比為14～18，單道次冷擠壓的壓力為1.5×107N～2.5×107N，單道次冷擠壓的速度為3cm/s～5cm/s。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種高力學(xué)性能奧氏體不銹鋼彈簧絲材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述孔型軋制的道次變形量為8％～12％，絲材坯料的直徑...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邢健，陳昊，沈大吉，蔡文博，李紅宇，薛晶晶，周龍海，鄒輝，
申請(專利權(quán))人：西安諾博爾稀貴金屬材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西,61