具有优异机械除鳞性能的钢线材及其生产方法技术

本发明专利技术提供一种在机械除鳞时具有优异的鳞剥落性的钢线材及其生产方法。本发明专利技术的钢线材具有：由作为其组分的Ｃ含量不大于１．１质量％、Ｓｉ含量是０．０５－０．８０质量％的钢制成的基底金属部分；和沉积在基底金属部分的表面上的鳞层，其中：鳞和基底金属部分的界面部分中的Ｓｉ平均浓度不低于基底金属部分中的Ｓｉ含量的２．０倍。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及需要除鳞的钢线材(steel wire rod)的所有方面。本专利技术涉及钢线材，例如，用于冷拉的线材、用于焊丝的线材或用于钢丝的材料，这种钢线材用于钢丝绳、橡胶软管、轮胎帘布等，本专利技术还涉及这种钢线材的生产方法。
技术介绍
钢丝一般是通过将通过热轧生产的钢线材拉丝至所需的丝线直径的步骤生产的。在拉丝时，为了确保需要的可拉拔性，在加工前的步骤中，必须将沉积在线材表面上的鳞充分脱除。在现有技术中，这种鳞的脱除主要是靠酸洗进行。但是，酸洗将不利地破坏工作环境，还将遗留处理使用后的废液问题。因此，现在已经用机械除鳞的“机械除鳞”(机械脱鳞)法替代酸洗步骤。机械除鳞不仅通过基于喷砂或鼓风(air blasting)的工艺进行，而且通过用弯曲或扭曲法使鳞剥落的工艺进行。另一方面，如果在线材运输过程中鳞剥落，则基底金属暴露出来，从而可能生成铁锈。因此，目前需要形成的鳞是不可能在运输过程中剥落，在热轧后对钢线材进行机械除鳞时很可能剥落。为了响应这一需要，例如，如日本特开平7-204726、8-295992、10-204582和11-172332所述，可以采用下述方法控制鳞的组成；控制基底金属部分和鳞的界面粗糙度；控制鳞的厚度；及其它方法。但是，在这些现有技术中，没有这样的方法为提高机械除鳞性而控制鳞中的Si浓度。另外，尽管在线材的生产过程中鳞中的Si浓度取决于热轧后的冷却速度，但是没有人对冷却条件进行认真研究。结果，尽管这些方法涉及其表面上有具有适当剥落性的鳞的钢线材，但是他们都不能达到足够好的效果。
技术实现思路
如上所述，对于要进行拉丝的钢线材来说，采用了各种用于改进机械除鳞性的方法。但是近年来，改进机械除鳞性的需求日益增长，因此需要一些更好的手段。专利技术人鉴于上述问题而完成本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供一种在机械除鳞时具有优异的鳞剥落性(机械除鳞性)的钢线材及其生产方法。本专利技术的专利技术人对具有优异机械除鳞性(下面简称为“MD性能”)的钢线材进行了认真研究，没有考虑鳞的厚度。结果他们发现鳞的剥落性在很大程度上取决于与钢线材的基底金属部分的界面接触的鳞层界面部分中的Si浓度。结果他们完成了本专利技术。即，本专利技术的钢线材具有基底金属部分，其包括C含量不大于1.1质量％、Si含量是0.05-0.80质量％的钢；沉积在基底金属部分的表面上的鳞层，其特征在于鳞和基底金属部分的界面部分中的Si平均浓度不低于基底金属部分中的Si含量的2倍。本专利技术的钢线材满足上述要求，因此能够明显改善机械除鳞性。其中的Si浓度不低于基底金属部分中Si含量的2倍的“Si集中区”在鳞层界面部分中优选占据不低于60面积％。因为这样能够得到更好的鳞剥落性。基底金属部分中的Si含量优选不低于0.1质量％且不高于0.6质量％。这是为了在鳞界面部分中得到更合适的Si平均浓度，进一步改善机械除鳞性。另外，基底金属部分优选包括含量不大于1.1质量％的C、含量是0.05-0.80质量％的Si，余量是Fe和不可避免的杂质。这是用于下述目的。通过严格限定基底金属部分的组成，可以使钢线材具有稳定的机械除鳞性。除上述组分外，基底金属部分还可以包括不少于选自下述元素中的一种Mn0.01-2.0质量％，Cr0-2.0质量％，Mo0-0.6质量％，Cu0-2.0质量％，Ni0-4.0质量％，Ti0-0.1质量％，Al0.001-0.10质量％，N0-0.03质量％，V0-0.40质量％，Nb0-0.15质量％，B0-0.005质量％。这是因为加入钢线材的普通成分不会对本专利技术的钢线材的机械除鳞性产生负面影响。对于严格定义上述组成的钢线材来说，Si集中区在鳞层界面部分中还优选不低于60面积％，且基底金属部分中的Si含量优选不低于0.1质量％且不高于0.6质量％。另外，本专利技术的钢线材的特征还在于是用下述方法生产的在1000-1100℃的轧制终温下热轧C含量不大于1.1质量％、Si含量是0.05-0.80质量％的钢；热轧步骤完成后，以小于50℃/s的第一冷却速率将钢冷却到950-800℃的卷绕始温；以不低于3℃/s且不高于由下面的公式(1)定义的临界冷却速率的第二冷却速率在供氧气氛中将钢从卷绕始温冷却到700℃临界冷却速率(℃/s)＝22+11×-8.5×log(D)……(1)(其中，表示钢中的Si含量(质量％)，D表示线材直径(mm))；和以不高于2.5℃/s的第三冷却速率将钢从700℃进一步冷却到500℃。经过这些步骤生产的钢线材具有“鳞界面部分中的Si平均浓度不低于基底金属部分中的Si含量的2.0倍”这一性能和其它性能，还具有优异的机械除鳞性。第一冷却速率优选不大于45℃/s。这样可以进一步促进Si集中在鳞界面部分中，从而确保良好的机械除鳞性。根据本专利技术的一种生产钢线材的方法，特征在于其包括在1000-1100℃的轧制终温下热轧C含量不大于1.1质量％、Si含量是0.05-0.80质量％的钢的步骤；热轧步骤完成后，以小于50℃/s的第一冷却速率将钢冷却到950-800℃的卷绕始温的步骤；以不低于3℃/s且不高于由下面的公式(1)定义的临界冷却速率的第二冷却速率在供氧气氛中将钢从卷绕始温冷却到700℃的步骤临界冷却速率(℃/s)＝22+11×-8.5×log(D)……(1) (其中，表示钢中的Si含量(质量％)，D表示线材直径(mm))；和以不高于2.5℃/s的第三冷却速率将钢从700℃进一步冷却到500℃的步骤。用该生产方法生产的钢线材具有“鳞界面部分中的Si平均浓度不低于基底金属部分中的Si含量的2倍”这一性能和其它性能，还具有优异的机械除鳞性。另外，第一冷却速率优选不大于45℃/s。这样可以确保更良好的机械除鳞性。附图简述附图说明图1是示出在下述的实施例A中Si平均浓度指数和鳞残余率之间的关系的座标图；图2是示出在下述的实施例A中基底金属部分中的Si含量(质量％)与第二冷却速率V(℃/s)和线材直径D(mm)之间的关系的座标图。具体实施例方式本专利技术的钢线材的最大特点是通过限定基底金属侧上鳞层表面中的Si浓度使得MD性能得以大幅改善。即，现有技术中也提出了改善MD性能的技术。但是，没有一个例子注意到鳞中的Si浓度，并且其效果也没有充分显现。但是，本专利技术的专利技术人发现了下述事实如果控制Si浓度，则可以大幅改善MD性能；适当调节钢组成、热轧条件及后续的冷却条件可以简单而可靠地控制Si浓度。他们由此而完成了本专利技术。下面描述具有该特征的本专利技术的实施方案及其效果。首先说明为什么对本专利技术的钢线材的基底金属部分(涂覆有鳞的钢部分)中每一个化学组分(除非特别指出，下面都将其单位表示为“质量％”)进行限定。C不大于1.1％(不包括0％)“C”是决定钢机械性能的主要元素。可以根据其用途适当设定C含量。但是，如果C含量过大，则在线材生产过程中将破坏其热加工性。因此，从热加工性方面考虑将其上限设定为1.1质量％。Si0.05-0.80％“Si”是提高邻近与基底金属部分的界面的鳞层中Si浓度的基本元素。如果含量低于0.05％，则进入鳞层界面部分中的Si量太少。相反，过量进入Si会导致表面脱碳层的形成，反过来将破坏MD性能。因此将其下限设定为0.05％，优选0.1％，将其上限设定为1.0％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有优异机械除鳞性的钢线材，其包括：基底金属部分，其包括Ｃ含量不大于１．１质量％、Ｓｉ含量是０．０５－０．８０质量％的钢；和沉积在基底金属部分的表面上的鳞层，其中：鳞和基底金属部分的界面部分中的Ｓｉ平均浓度不低于基底金属部分中的Ｓｉ含量的２．０倍。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长尾护，高知琢哉，野村正裕，家口浩，南田高明，平贺范明，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]