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1、(10)申请公布号 CN 103993141 A (43)申请公布日 2014.08.20 CN 103993141 A (21)申请号 201410162553.7 (22)申请日 2014.04.23 C21D 1/32(2006.01) C21D 6/00(2006.01) C21D 9/52(2006.01) (71)申请人 东莞市科力钢铁线材有限公司 地址 523000 广东省东莞市望牛墩镇东兴工 业园 (72)发明人 福安 王斯华 (54) 发明名称 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种高韧性中碳钢丝的球化退 火工艺， 它包括如下步骤 ： 将钢丝置于热。
2、处理炉 中， 向热处理炉中充入保护气体， 再将炉内的温度 升至 710-730， 保温 3-5h ； 第一阶段冷却 ： 将炉 内的温度以10/小时的速度冷却至680-700， 保温 2-4h ； 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 630-650； 第三阶段冷 却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。采用本发明所述 的工艺方法处理后的中碳钢丝金相组织均匀、 韧 性高、 延展性高、 硬度低， 适合后续的高难度多次 冲压加工成型， 产品冲扁、 折弯开裂率低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请。
3、 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103993141 A CN 103993141 A 1/1 页 2 1. 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 它依次包括如下步骤 ： A、 将中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入保护气体， 再将炉内的温度升至 710-730， 保温 3-5h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 680-700， 保温 2-4h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 630-650 ； D、 第三阶段冷却 ： 线材自然冷却到常温。 2 根据权利要求 1 所述的。
4、一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： A、 将钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入保护气体， 将炉内的温度升至 720， 保 温 4h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 690， 保温 3h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 640 ； D、 第三阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 所 述步骤A中， 首先向热处理炉中充入纯度为99.99%的工业氮气， 当炉内的温度升温至500 时， 关闭工业氮气， 向热处理。
5、炉中充入甲醇裂解气。 4. 根据权利要求 3 所述的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 所述步 骤 C 结束后， 关闭甲醇裂解气， 向热处理炉中充入纯度为 99.99% 的工业氮气。 5. 根据权利要求 1 所述的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 所述步 骤 A 中将炉内的温度以 90-120 / 小时的速度升温至 710-730。 6. 根据权利要求 1 所述的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 所述第 一阶段冷却和所述第二阶段冷却是通过风冷的方式进行冷却。 7. 根据权利要求 1 所述的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 其特征在于 ： 所。
6、述中 碳钢丝的材质为 45#。 权 利 要 求 书 CN 103993141 A 2 1/3 页 3 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺 0001 技术领域 ： 本发明涉及金属材料的退火工艺， 具体涉及一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺。 0002 背景技术 ： 球化退火是改善钢组织与性能的基本途径之一， 球化退火的主要目的是使钢铁材料的 微观组织中的碳化物球化， 降低材料的硬度， 提高材料的塑性， 降低材料的变形抗力， 使材 料易于塑性加工成型在中碳钢丝生产中要获得理想性能和组织， 关键是选择适宜的球化退 火工艺。 0003 目前， 中碳钢已广泛用于冷镦件及挤压件的生产， 特别是随着科学技术发展。
7、， 对产 品的性能要求越来越高， 这就要求变形前的中碳钢线材需要有很强的耐变形能力， 也就是 需要有高韧性， 专利号为 201210166325.8 的中国发明专利公开了一种中碳钢球化方法， 将 中碳钢线材经过表面除锈涂层后拉拔成半成品， 后将其放入强对流电式加热保护气氛炉 中， 加热至700-720， 保温6-8小时， 进行球化退火， 其球化率达到90%以上。 这种工艺保温 时间较长， 能耗较大， 同时未对其升温、 降温速率加以控制， 最终对产品性能的稳定性较差， 若控制不当易导致中碳钢线材金相组织不均匀， 硬度偏高， 韧性差， 大批超塑性中碳钢丝在 冷加工成型时因韧性差难以成型， 易损耗模。
8、具， 同时导致生产的超塑性中碳钢丝报废， 严重 影响超塑性中碳钢丝的质量和成材率。 0004 发明内容 ： 本发明的目的是克服现有技术存在的不足， 提供一种高韧性中碳钢丝的球化退火工 艺， 采用本发明所述的工艺方法处理后的中碳钢丝金相组织均匀、 韧性高、 延展性高、 硬度 低， 适合后续的高难度多次冲压加工成型， 产品冲扁、 折弯开裂率低。 0005 本发明的目的通过下述技术方案实现 ： 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 它依次包括如下步骤 ： A、 将中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入保护气体， 再将炉内的温度升至 710-730， 保温 3-5h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉。
9、内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 680-700， 保温 2-4h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 630-650 ； D、 第三阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 0006 优选的， 它依次包括如下步骤 ： A、 将中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入保护气体， 再将炉内的温度升至 720， 保温 4h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 690， 保温 3h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度以 10 / 小时的速度冷却至 640 ； D、 第三阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 。
10、0007 其中， 所述步骤A中， 首先向热处理炉中充入纯度为99.99%的工业氮气， 当炉内的 温度升温至 500时， 关闭工业氮气， 向热处理炉中充入甲醇裂解气。 0008 其中， 所述步骤C结束后， 关闭甲醇裂解气， 向热处理炉中充入纯度为99.99%的工 说 明 书 CN 103993141 A 3 2/3 页 4 业氮气。 0009 其中， 所述步骤 A 中将炉内的温度以 90-120 / 小时的速度升温至 710-730。 0010 其中， 所述第一阶段冷却和所述第二阶段冷却是通过风冷的方式进行冷却。 0011 其中， 所述中碳钢丝的材质为 45#。 0012 本发明与现有技术相比，。
11、 具有如下优点和有益效果 ： 本发明提供的一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 首先升温至 710-730进行保温， 因为如果保温温度过高， 渗碳体就会均匀溶于奥氏体中， 从而形成单一均匀的奥氏体组织， 按照球化理论， 均匀的奥氏体冷却后转变成粒状渗碳体组织， 很难转变成球状渗碳体组织， 同理， 当保温温度较低时， 渗碳体没有被充分溶断， 转变后的组织为块状珠光体， 且分布不 均匀， 也很难得到组织均匀的球化珠光体。然后采用第一阶段冷却、 第二阶段冷却和第三 阶段冷却的缓慢冷却方式， 使得渗碳体球化率逐渐升高， 均匀度也更好， 若冷却速度过快， 得到的球化组织不均匀 ； 若冷却速度过慢， 原始组。
12、织中的片状渗碳体难以破碎， 达不到良 好的球化效果。综上， 本发明采用升温、 保温、 第一阶段冷却、 第二阶段冷却和第三阶段冷 却的工艺达到了球化退火效果越好， 中碳钢丝延展性高、 硬度低， 适合后续的塑性加工成 型， 产品成型开裂率低的优点， 同时该工艺流程简单， 对设备要求不高， 生产效率高， 成本较 低 ； 经检测， 经过处理的中碳钢丝可达到如下技术指标 ： 硬度 （HV0.3） ： 130-150 ； 抗拉强度 ： 520-580MPa， 球化级别 ： 5-6 级。 0013 具体实施方式 ： 为了便于本领域技术人员的理解， 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述， 但 本发明的保护。
13、范围不限于下述的实施例。 0014 实施例 1 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 它依次包括如下步骤 ： A、 将材质为45#中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入纯度为99.99%的工业氮 气， 将炉内的温度以 90 / 小时的速度升温至 500时， 关闭工艺氮气， 向热处理炉中充入 甲醇裂解气， 继续升温至 710， 保温 5h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度通过风冷的方式以10/小时的速度冷却至700， 保 温 2h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度通过风冷的方式以 10 / 小时的速度冷却至 630， 关闭甲醇裂解气， 向热处理炉中充入纯度为 99.99% 。
14、的工业氮气 ； D、 第三阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 0015 将经过本实施例处理过的中碳钢丝进行硬度检验， 经检测其维氏硬度为 130， 抗拉 强度为 520MPa， 球化级别 ： 6 级。 0016 将经过本实施例处理过的中碳钢丝横向在光学显微镜下 (500) 进行金相分析， 发现铁素体基体上弥散分布着粒状 （或球状） 碳化物， 并且弥散均匀。 0017 总之， 采用本发明所述的工艺方法处理后的中碳钢丝金相组织均匀、 韧性高、 延展 性高、 硬度低， 适合后续的高难度多次冲压加工成型， 产品冲扁、 折弯开裂率低。 0018 实施例 2 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 它依次。
15、包括如下步骤 ： A、 将材质为 45# 中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入纯度 99.99% 的工业氮 说 明 书 CN 103993141 A 4 3/3 页 5 气， 再将炉内的温度以110/小时的速度升温至500时， 关闭工艺氮气， 向热处理炉中充 入甲醇裂解气， 继续升温至 720， 保温 4h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度通过风冷的方式以10/小时的速度冷却至690， 保 温 3h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度通过风冷的方式以 10 / 小时的速度冷却至 640， 关闭甲醇裂解气， 向热处理炉中充入纯度为 99.99% 的工业氮气 ； D、 第三。
16、阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 0019 将经过本实施例处理过的中碳钢丝进行硬度检验， 经检测其维氏硬度为 142， 抗拉 强度为 556MPa， 球化级别 ： 5 级。 0020 将经过本实施例处理过的中碳钢丝横向在光学显微镜下 (500) 进行金相分析， 发现铁素体基体上弥散分布着粒状 （或球状） 碳化物， 并且弥散均匀。 0021 总之， 采用本发明所述的工艺方法处理后的中碳钢丝金相组织均匀、 韧性高、 延展 性高、 硬度低， 适合后续的高难度多次冲压加工成型， 产品冲扁、 折弯开裂率低。 0022 实施例 3 一种高韧性中碳钢丝的球化退火工艺， 它依次包括如下步骤 ： A、 将。
17、材质为 45# 中碳钢丝置于热处理炉中， 向热处理炉中充入纯度 99.99% 的工业氮 气， 将炉内的温度以120/小时的速度升温至500时， 关闭工艺氮气， 向热处理炉中充入 甲醇裂解气， 继续升温至 730， 保温 3h ； B、 第一阶段冷却 ： 将炉内的温度通过风冷的方式以10/小时的速度冷却至680， 保 温 4h ； C、 第二阶段冷却 ： 继续将炉内的温度通过风冷的方式以 10 / 小时的速度冷却至 650， 关闭甲醇裂解气， 向热处理炉中充入纯度为 99.99% 的工业氮气 ； D、 第三阶段冷却 ： 中碳钢丝自然冷却到常温。 0023 将经过本实施例处理过的中碳钢丝进行硬度检。
18、验， 经检测其维氏硬度为 150， 抗拉 强度为 580MPa， 球化级别 ： 6 级。 0024 将经过本实施例处理过的中碳钢丝横向在光学显微镜下 (500) 进行金相分析， 发现铁素体基体上弥散分布着粒状 （或球状） 碳化物， 并且弥散均匀。 0025 总之， 采用本发明所述的工艺方法处理后的中碳钢丝金相组织均匀、 韧性高、 延展 性高、 硬度低， 适合后续的高难度多次冲压加工成型， 产品冲扁、 折弯开裂率低。 0026 上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制， 因此依本发明申请专利范围所作的等同变化， 都包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103993141 A 5 。