專利名稱：一種復合不銹鋼線材及其制造工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種復合金屬材料及其制造工藝，尤其涉及一種復合不銹鋼線材及其制造工藝。
背景技術：
目前市場上的優質碳鋼絲或不銹鋼絲因其具有高的抗拉強度，且價格較低，在各領域廣泛被使用，但由于其極易腐蝕，使用中需要采用鍍鋅、涂油、過塑等防銹手段，但抗銹蝕的效果不是很理想，必須定期更換，使用起來非常麻煩；不銹鋼絲耐腐蝕性好但強度不高，并由于資源稀缺，成本太高，影響其使用范圍。目前尚沒有將碳鋼與不銹鋼進行復合的工藝。申請號為98233869.4發明名稱為“銅包鋁雙金屬導體”及申請號為00124464.7名稱為“銅包鋼雙金屬復合導線的生產方法”的兩件中國專利分別介紹了銅包鋼及銅包鋁的工藝。
發明內容
針對已有技術存在的不足，本發明的目的之一在于提供一種復合不銹鋼線材；本發明的目的之二在于提供這種復合不銹鋼線材的制造工藝。
本發明是通過如下技術方案實現不銹鋼與碳鋼復合，是一個系列化的產品，不銹鋼是低碳奧氏體不銹鋼，如304、316L等，碳鋼是低、中、高碳鋼，其中6#-15#為低碳鋼，15#-82#為中高碳鋼。
本發明的一種復合不銹鋼線材，由碳鋼絲芯或合金鋼絲芯和縱向包覆在碳鋼絲芯外的不銹鋼帶組成，所述不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為1∶9-4∶6。
其中不銹鋼為低碳奧氏體不銹鋼，如304、316L等，碳鋼絲為6#-82#碳鋼絲。
這種復合不銹鋼線材的制備工藝包括如下步驟(a)對鋼絲和不銹鋼帶兩種原材料進行清洗；(b)不銹鋼帶通過成型模卷成管狀包裹芯絲；(c)焊接不銹鋼帶的縱向接縫；(d)雙金屬結合工藝及熱處理低碳鋼芯的采用擴散工藝，形成冶金結合面。中、高碳鋼芯的采用物理的方法形成分子間相互吸附的結合面，可采用下列兩種方法1、采用中間層，消除滲碳的影響；2、采用快速加熱和快速冷卻，高溫形變熱處理工藝，使結合面形成良好的物理結合或冶金結合，同時，使高碳鋼索氏體化，中碳鋼具有正火或淬火的效果，表面的不銹鋼包覆層具有固熔的效果。加熱溫度為850-1200℃，加熱時間在60秒之內，冷卻速度為60-100℃/秒。
(e)拉伸；采用人造鉆石模、天然鉆石模、壓力模、滾拉模等專用模具和技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％。
(f)退火采用低溫熱處理工藝進行熱處理，熱處理溫度為200-450℃以消除應力。
其中所述(a)步驟中鋼絲在線清洗，采用機械和水相結合的方式清洗；不銹鋼帶采用液體去油劑去油污。
其中所述步驟(c)的焊接為氣體保護焊，包括氬弧焊、激光焊、等離子焊等。
其中所述步驟(d)中，鋼絲與不銹鋼帶之間所采用中間層為銅、鋁、鎳、鉻或相關合金中的一種或一種以上。
通過上述方法制得的復合不銹鋼線材，其抗拉強度可達1800Mpa，其伸長率可達30％，無論怎樣破壞，不銹鋼與碳鋼或合金鋼的界面均無分層現象。
本發明采用不銹鋼帶包碳鋼或合金鋼絲，縱向焊合而形成復合金屬線材，經過工藝處理雙金屬間形成緊密的結合，本發明制得的復合不銹鋼線材，既有不銹鋼的耐腐蝕性能，又有碳鋼鋼絲或合金鋼絲的強度，而且制備過程不采用酸洗，因此具有無污染，低能耗、低成本、效率高、制得的產品具有高強度、高耐腐蝕性、質量好等優點。
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖1進一步說明本發明是如何實現的實施例1鋼絲放線采用專用放線架，放線重量2噸。鋼絲直徑Ф6，鋼號6#的鋼絲。
鋼絲去油采用在線去油，采用機械和液體(堿性或中性去油劑)相結合的方法。在高溫(100℃)下高壓(2MPa)振動清洗。
鋼絲去銹采用在線去銹，采用機械方法，相當于切削式的純鐵面。
不銹鋼帶放帶采用專用放帶機，放帶重量150公斤。奧氏體不銹鋼帶304，帶厚0.4mm，帶寬30mm。
不銹鋼帶去油采用液體金屬去油劑進行清洗。
包復焊合通過包復模的帶卷成管狀，管狀縱縫用激光焊焊合，成為一根包復管，不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為1∶9，采用304的不銹鋼帶，6#優質碳鋼絲。
雙金屬結合工藝及熱處理采用擴散工藝，形成冶金結合面。
拉伸(絲)光面不銹鋼絲很難拉伸，強度提高后就更難拉伸了，采用人造鉆石模或天然鉆石模模具，采用壓力模、滾拉模技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％，實現良好的拉伸(絲)。
退火采用低溫熱處理，200-450度，以消除應力。
退火后再進行拉伸，最終制得復合不銹鋼線材產品。
實施例2鋼絲放線采用專用放線架，放線重量2.5噸。鋼絲直徑Ф10，鋼號15#的鋼絲。
鋼絲去油采用在線去油，采用機械和液體(堿性或中性去油劑)相結合的方法。在高溫(100℃)下高壓(2MPa)振動清洗。
鋼絲去銹采用在線去銹，采用機械方法，相當于切削式的純鐵面。
不銹鋼帶放帶采用專用放帶機，放帶重量150公斤。奧氏體不銹鋼帶316L，帶厚0.5mm，帶寬60mm。
不銹鋼帶去油采用堿性去油劑進行清洗。
包復焊合通過包復模的帶卷成管狀，管狀縱縫用氬弧焊焊合，成為一根包復管，不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為1∶3，采用316L的不銹鋼帶，15#優質碳鋼絲。
雙金屬結合工藝及熱處理因中、高碳鋼與不銹鋼的結合面有可能出現滲碳，降低了不銹的耐蝕性，甚至產生脆性，不能形成良好的結合。采用快速加熱和快速冷卻，高溫形變熱處理等工藝，使結合面形成良好的物理結合或冶金結合，同時，使高碳鋼索氏體化，中碳鋼具有正火或淬火的效果，表面的不銹鋼包層具有固熔的效果。加熱溫度為850℃，加熱時間在60秒之內，冷卻速度為60℃/秒。
拉伸(絲)光面不銹鋼絲很難拉伸，強度提高后就更難拉伸了，采用人造鉆石模或天然鉆石模模具，采用壓力模、滾拉模技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％，實現良好的拉伸(絲)。
退火采用低溫熱處理，200-450度，以消除應力。
退火后再進行拉伸，最終制得復合不銹鋼線材產品。
制得的復合不銹鋼線材產品抗拉強度為1000Mpa，其伸長率為30％，實施例3鋼絲放線采用專用放線架，放線重量3噸。鋼絲為合金鋼絲，直徑Ф18。
鋼絲去油采用在線去油，采用機械和液體(堿性或中性去油劑)相結合的方法。在高溫(100℃)下高壓(2MPa)振動清洗。
鋼絲去銹采用在線去銹，采用機械方法，相當于切削式的純鐵面。
不銹鋼帶放帶采用專用放帶機，放帶重量150公斤。奧氏體不銹鋼帶304，帶厚0.5mm，帶寬60mm。
不銹鋼帶去油采用堿性去油劑進行清洗。
包復焊合通過包復模的帶卷成管狀，管狀縱縫用氬弧焊焊合，成為一根包復管，不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為4∶6，采用304的不銹鋼帶，優質合金鋼絲。
雙金屬結合工藝及熱處理因中、高碳鋼與不銹鋼的結合面有可能出現滲碳，降低了不銹的耐蝕性，甚至產生脆性，不能形成良好的結合。采用快速加熱和快速冷卻，高溫形變熱處理等工藝，使結合面形成良好的物理結合或冶金結合，同時，使高碳鋼索氏體化，中碳鋼具有正火或淬火的效果，表面的不銹鋼包層具有固熔的效果。加熱溫度為1000℃，加熱時間在60秒之內，冷卻速度為80℃/秒。
拉伸(絲)光面不銹鋼絲很難拉伸，強度提高后就更難拉伸了，采用人造鉆石模或天然鉆石模模具，采用壓力模、滾拉模技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％，實現良好的拉伸(絲)。
退火采用低溫熱處理，200-450度，以消除應力。
退火后再進行拉伸，最終制得復合不銹鋼線材產品。
制得復合不銹鋼線材產品抗拉強度為1700Mpa，其伸長率為20％，實施例4鋼絲放線采用專用放線架，放線重量2.5噸。鋼絲直徑Ф15，鋼號60#的鋼絲。
鋼絲去油采用在線去油，采用機械和液體(堿性或中性去油劑)相結合的方法。在高溫(100℃)下高壓(2MPa)振動清洗。
鋼絲去銹采用在線去銹，采用機械方法，相當于切削式的純鐵面。
不銹鋼帶放帶采用專用放帶機，放帶重量150公斤。奧氏體不銹鋼帶316L，帶厚0.5mm，帶寬60mm。
不銹鋼帶去油采用堿性去油劑進行清洗。
包復焊合通過包復模的帶卷成管狀，管狀縱縫用等離子焊焊合，成為一根包復管，不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為4∶9，采用316L的不銹鋼帶，60#優質碳鋼絲。
雙金屬結合工藝及熱處理因中、高碳鋼與不銹鋼的結合面有可能出現滲碳，降低了不銹的耐蝕性，甚至產生脆性，不能形成良好的結合。采用快速加熱和快速冷卻，高溫形變熱處理等工藝，使結合面形成良好的物理結合或冶金結合，同時，使高碳鋼索氏體化，中碳鋼具有正火或淬火的效果，表面的不銹鋼包層具有固熔的效果。加熱溫度為1200℃，加熱時間在60秒之內，冷卻速度為100℃/秒。
拉伸(絲)光面不銹鋼絲很難拉伸，強度提高后就更難拉伸了，采用人造鉆石模或天然鉆石模模具，采用壓力模、滾拉模技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％，實現良好的拉伸(絲)。
退火采用低溫熱處理，200-450度，以消除應力。
退火后再進行拉伸，最終制得復合不銹鋼線材產品。
制得復合不銹鋼線材產品，其抗拉強度為1800Mpa，其伸長率為30％。
實施例5鋼絲放線采用專用放線架，放線重量2.5噸。鋼絲直徑Ф12，鋼號80#的鋼絲。
鋼絲去油采用在線去油，采用機械和液體(堿性或中性去油劑)相結合的方法。在高溫(100℃)下高壓(2MPa)振動清洗。
鋼絲去銹采用在線去銹，采用機械方法，相當于切削式的純鐵面。
不銹鋼帶放帶采用專用放帶機，放帶重量150公斤。奧氏體不銹鋼帶316L，帶厚0.4mm，帶寬50mm。
不銹鋼帶去油采用堿性去油劑進行清洗。
包復焊合通過包復模的帶卷成管狀，管狀縱縫用氬弧焊焊合，成為一根包復管，不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為1∶3，采用316L的不銹鋼帶，80#優質碳鋼絲。
雙金屬結合工藝及熱處理因中、高碳鋼與不銹鋼的結合面有可能出現滲碳，降低了不銹鋼的耐蝕性，甚至產生脆性，不能形成良好的結合。在雙金屬結合工藝中采用加入中間層銅，來消除滲碳的影響。
拉伸(絲)光面不銹鋼絲很難拉伸，強度提高后就更難拉伸了，采用人造鉆石模或天然鉆石模模具，采用壓力模、滾拉模技術，多道次拉伸。拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％，實現良好的拉伸(絲)。
退火采用低溫熱處理，200-450度，以消除應力。
退火后再進行拉伸，最終制得復合不銹鋼線材產品。
制得復合不銹鋼線材產品，其抗拉強度為1800Mpa，其伸長率為30％。
實施例6各步驟與實施例5相同，只是在雙金屬結合工藝中采用加入中間層鎳，來消除滲碳的影響。
實施例7
各步驟與實施例4相同，只是在雙金屬結合工藝中采用加入中間層銅鋁合金，來消除滲碳的影響。
以上所述僅為本發明較佳實施例，并非用來限定本發明實施的范圍。即凡依本發明范圍所做的均等變化與修飾，均為本發明所涵蓋。
權利要求
1.一種復合不銹鋼線材，其特征在于由碳鋼絲或合金鋼絲芯和縱向包覆在碳鋼絲芯外的不銹鋼帶組成。
2.根據權利要求1所述的一種復合不銹鋼線材，其特征在于所述包覆層與芯絲的截面積比為1∶9-4∶6。
3.根據權利要求1所述的一種復合不銹鋼線材，其特征在于所述不銹鋼為低碳奧氏體不銹鋼，碳鋼絲為6#-82#碳鋼絲。
4.根據權利要求1、2或3所述的一種復合不銹鋼線材，其制造工藝包括如下步驟(a)對鋼絲和不銹鋼帶兩種原材料進行清洗；(b)不銹鋼帶通過成型模卷成管狀包裹芯絲；(c)焊接不銹鋼帶的縱向接縫；(d)雙金屬結合工藝及熱處理低碳鋼采用擴散工藝，形成冶金結合面；中、高碳鋼采用物理的方法形成分子間相互吸附的結合面，具體采用快速加熱和快速冷卻，高溫形變熱處理工藝，其中加熱溫度為850-1200℃，加熱時間在60秒之內，冷卻速度為60-100℃/秒，使結合面形成良好的物理結合或冶金結合，同時，使高碳鋼索氏體化，中碳鋼具有正火或淬火的效果，表面的不銹鋼包層具有固熔的效果。(e)拉伸；采用人造鉆石模、天然鉆石模、壓力模、滾拉模專用模具和技術，多道次拉伸，拉伸道次變形量在10％-28％。總變形量在50％-95％。(f)退火采用低溫熱處理工藝進行熱處理。
5.根據權利要求4所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述(a)步驟中鋼絲在線清洗，采用機械和水相結合的方式清洗；不銹鋼帶采用液體去油劑去油污。
6.根據權利要求4所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述步驟(c)的焊接為氣體保護焊。
7.根據權利要求6所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述的氣體保護焊為氬弧焊、激光焊或等離子焊中的一種。
8.根據權利要求4所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述步驟(d)中，中、高碳鋼采用物理的方法形成分子間相互吸附的結合面，具體采用增加中間層工藝，以消除滲碳的影響。
9.根據權利要求8所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述中間層為銅、鋁、鎳、鉻或相關合金中的一種或一種以上。
10.根據權利要求4所述的一種復合不銹鋼線材的制造工藝，其特征在于所述步驟(f)中熱處理溫度為200-450℃，以消除應力。
全文摘要
本發明公開了一種復合不銹鋼線材及其制造工藝，本發明復合不銹鋼線材，由碳鋼絲芯和縱向包覆在碳鋼絲芯外的不銹鋼帶組成，所述不銹鋼包覆層與碳鋼絲的截面積比為1∶9－4∶6。其制造工藝包括如下步驟1.鋼絲放線、去油、去銹；2.不銹鋼放帶、去油；3.包覆焊合；4.雙金屬結合工藝及熱處理；5.拉伸；6.退火。本發明具有無污染，低能耗、低成本、效率高、制得的產品具有高強度、高耐腐蝕性、質量好等優點。
文檔編號B21C37/00GK1569352SQ20041001812
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月30日 優先權日2004年4月30日
發明者蘇華光, 何維浩, 唐衛東, 陳天鵬, 張解國 申請人:上海瓦恩德特種金屬材料有限公司