RU2034052C1

RU2034052C1 - Wire rod for metal cord

Info

Publication number: RU2034052C1
Authority: RU
Inventors: Василий Павлович Фетисов; Владимир Васильевич Парусов; Борис Александрович Бирюков; Юрий Васильевич Феоктистов; Виктор Николаевич Родионов; Виктор Федорович Дышлевич; Александр Владимирович Ненашев; Валерий Станиславович Панасенко
Original assignee: Белорусский Металлургический Завод
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1995-04-30

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: wire rod surface has "abnormal" structure in the form of ferrite die with carbides mainly of globular form. Layer of "abnormal" structure is closed along perimeter of wire rod surface and has depth of 2.1 - 2.7 % of wire rod diameter. EFFECT: breakages decreased and wire rod combining machines productivity increased. 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано при производстве металло- корда, бортовой латунированной проволоки и латунированной проволоки для рукавов высокого давления. The invention relates to the metallurgical industry and can be used in the manufacture of metal cord, brass on-board wire and brass wire for high pressure hoses.

Известна катанка для металлокорда производства Белорусского металлургического завода с содержанием углерода 0,69-0,74% марганца 0,4-0,7% кремния ≅0,3% фосфора ≅0,013% серы ≅0,015% хрома, никеля и меди ≅0,05% каждого элемента, алюминия ≅0,004% недеформируемых неметаллических включений ≅15 мкм, деформируемых неметаллических включений ≅30 мкм, азота ≅0,005% кислорода ≅0,005% водорода ≅ 2 см³/100 гр, ускоренно охлажденная с прокатного нагрева на линии "Стелмор" с глубиной обезуглероженного слоя не более 1,5-2,0% При этом поверхность с обезуглероженным слоем не превышает 50% периметра катанки. Фирма "Бекарт" (Бельгия) спецификацией GS-01-50 регламентирует глубину обезуглероженного слоя ≅1,5% а фирма "Пирелли" (Италия) ≅0,9% при отсутствии требований по его распределению по периметру катанки (Ю.В. Феоктистов и др. Производство металлокорда на Белорусском металлурги- ческом заводе, Эксинформация Черметинформации 90 г. 39.Known wire rod for steel cord produced by the Belarusian Metallurgical Plant with a carbon content of 0.69-0.74% manganese 0.4-0.7% silicon ≅ 0.3% phosphorus ≅ 0.013% sulfur ≅ 0.015% chromium, nickel and copper ≅ 0, 05% of each element, aluminum ≅0,004% nondeformable nonmetallic inclusions ≅15 microns deformable nonmetallic inclusions ≅30 microns nitrogen ≅0,005% oxygen ≅0,005% hydrogen ≅ 2 cm ³ / 100g, rapidly cooled with rolling heating line "Stelmor" with a depth of decarburized layer of not more than 1.5-2.0%. Moreover, the surface with decarburized layer does not exceed 50% of the perimeter of wire rod. The Bekart company (Belgium) governs the specification of GS-01-50 with a decarburized layer depth of ,51.5% and the Pirelli company (Italy) ≅0.9% in the absence of requirements for its distribution along the wire rod perimeter (Yu.V. Feoktistov et al. Production of steel cord at the Belarusian Metallurgical Plant, Information from Chermetinformation 90 g. 39.

Из описанной в литеpатуре и в нормативно-технической документации катанки, используемой для производства металлокорда, наиболее близка к заявленной катанка, которая при схожих значениях химического состава, неметаллических включений, газов и глубины обезуглероженного слоя имеет большой охват обезуглероженным слоем периметра поверхности катанки, который доходит до 80-85%
Поверхностные слои указанной катанки предрасположены к образованию на них в процессе волочения микротрещин в местах стыков обезуглероженных и не обезуглероженных слоев катанки, а также к образованию мартенситных участков. Процесс сухого волочения характеризуется локальным адгезионным взаимодействием между поверхностями проволоки с волокой. Сначала происходит микрорезание и обновление поверхности, а затем схватывание в отдельных местах контакта, что сопровождается температурными вспышками, достаточными для образования мартенситных выделений. Причем наличие на поверхности проволоки локально расположенных мартенситных участков не связано с нарушением технологического процесса подготовки поверхности и волочения. При волочении на последующих протяжках мартенситные участки еще более измельчаются и вдавливаются в виде мелких частиц в проволоку, которые в дальнейшем при свивке металлокорда (за счет изменения напряженнодеформированного состояния) служит источником повышенной обрывности.From the wire rod used in the production of steel cord described in the literature and in the technical documentation, it is closest to the declared wire rod, which, with similar values of chemical composition, non-metallic inclusions, gases and the depth of the decarburized layer, has a large coverage of the decarburized layer of the perimeter of the wire rod, which reaches 80-85%
The surface layers of this wire rod are predisposed to the formation of microcracks on them at the joints of decarburized and non-decarburized layers of wire rod, as well as to the formation of martensitic sections. The process of dry drawing is characterized by local adhesive interaction between the surfaces of the wire with the wire. First, micro-cutting and surface renewal occur, and then setting in separate places of contact, which is accompanied by temperature flashes sufficient to form martensitic precipitates. Moreover, the presence on the surface of the wire of locally located martensitic sections is not associated with a violation of the technological process of surface preparation and drawing. When dragging on subsequent broaches, the martensitic sections are even more crushed and pressed into small wires in the form of small particles, which subsequently serve as a source of increased breakage when twisting steel cord (due to a change in the stress-strain state).

Техническим результатом изобретения является создание катанки с повышенной стойкостью поверхностных слоев к образованию мартенситных участков и снижение обрывности при свивке металлокорда. The technical result of the invention is the creation of a wire rod with increased resistance of the surface layers to the formation of martensitic sections and a decrease in breakage during metal cord lay.

Эта цель достигается обеспечением на поверхности катанки замкнутого по периметру слоя микроструктуры в виде ферритной матрицы с карбидами преимущест- венно глобулярной формы, глубиной 2,1 2,7% от диаметра катанки ("видимый" обезуглероженный слой). Нижний интервал слоя структуры (2,1%) определен исходя:
из динамики изменения слоя микроструктуры катанки при грубом волочении, описываемой эмпирическим (см. приложение 1) выражением
h_n ^АБС (d_n ˙2H_к ^АБС 0,03 Дк)/2Дк где h_n ^АБС и Н_к ^АБС глубина слоя микроструктуры на проволоке и на катанке, d_n и Дк диаметр проволоки и катанки:
из максимально возможной глубины мартенситных участков, определяемой по формуле
b K

где l_d длина очага деформации в волоке; λ- коэффициент теплопроводности, V скорость волочения, С удельная теплоемкость; ρ плотность материала проволоки; К коэффициент, учитывающий снижение проникновения тепла в проволоку за счет охлаждения волочильного инструмента (при волочении катанки с использованием сборных волок при непосредственном охлаждении обоймы инструмента водой эмпирический коэффициент К 0,625).This goal is achieved by providing on the surface of the wire rod a microstructure layer closed around the perimeter in the form of a ferrite matrix with carbides of predominantly globular shape, with a depth of 2.1 2.7% of the diameter of the wire rod (“visible” decarburized layer). The lower interval of the structure layer (2.1%) is determined based on:
from the dynamics of changes in the microstructure layer of wire rod with rough drawing described by the empirical (see Appendix 1) expression
h _n ^ABS (d _n ˙ 2H _to ^ABS 0.03 DK) / 2Dc where h _n ^ABS and H _to ^{ABS the} depth of the microstructure layer on the wire and wire rod, d _n and Dk diameter of the wire and wire rod:
from the maximum possible depth of martensitic areas, determined by the formula
b K

where l _{d the} length of the deformation zone in the die; λ - thermal conductivity coefficient, V drawing speed, C specific heat; ρ is the density of the wire material; K coefficient taking into account the reduction of heat penetration into the wire due to cooling of the drawing tool (when drawing wire using prefabricated wire while directly cooling the tool holder with water, the empirical coefficient K is 0.625).

Значение верхнего интервала глубины слоя микроструктуры (2,7%) учитывает его изменчивость по периметру поверхности катанки, обусловленную условиями деформации в линии прокатного стана и колебаниями в технически допустимых пределах температурных режимов нагрева заготовок и охлаждения катанки. Благоприятное воздействие микроструктуры предопределяется более высокой термической устойчивостью карбидов глобулярной формы по сравнению с пластинчатыми. Эксперименты показали, что после грубого волочения катанки с суммарным обжатием более 50-60% и последующего патентирования структура полностью восстанавливается до структуры сорбита. The value of the upper interval of the microstructure layer depth (2.7%) takes into account its variability along the perimeter of the surface of the wire rod, due to the conditions of deformation in the line of the rolling mill and fluctuations in the technically permissible temperature limits for heating the workpieces and cooling the wire rod. The beneficial effect of the microstructure is predetermined by a higher thermal stability of globular carbides in comparison with lamellar ones. The experiments showed that after rough drawing of wire rod with a total compression of more than 50-60% and subsequent patenting, the structure is completely restored to the structure of sorbitol.

Получение катанки с указанным интервалом слоя с микроструктурой, состоящей из ферритной матрицы с карбидами глобулярной формы обеспечивается при следующих режимах:
температура заготовки на выдаче из комбинированной, методической нагревательной печи с шагающими балками и шагающим подом 1150 ±10^оС;
шаг раскладки заготовок в печи 300 мм;
время нагрева в печи 3 часа;
скорость прокатки 70 м/сек;
температура раската перед блоком 930-970^оС;
температура окончания охлаждения катанки (температура виткоукладчика) 750-780^оС.Obtaining wire rod with the specified interval layer with a microstructure consisting of a ferrite matrix with globular carbides is provided under the following conditions:
the temperature of the workpiece at the output of a combined, methodical heating furnace with walking beams and a walking hearth 1150 ± 10 ^о С;
pitch of blanks in the oven 300 mm;
heating time in the oven 3 hours;
rolling speed 70 m / s;
temperature of the roll before the block 930-970 ^о С;
temperature of the end of wire rod cooling (coil temperature) 750-780 ^о С.

Катанка диам. 5,5 мм для металлокорда с химсоставом: С 0,71% Mn 0,23% Cr 0,49% Ni 0,009% Cu 0,010% Al 0,03% P 0,02% S 0,02% O₂ 0,002% N 0,004% N 0,004% H₂ 1,76 см³/100 гр. и величиной слоя микроструктуры 2,35% (0,129 мм) имеет временное сопротивление разрыву 1015 ±10 Н/мм², относительное сужение 40-46% относительное удлинение 15 16,5% Изготовленный из указанной катанки металлокорд типа 9Л15/27 характеризовался следующими механическими свойствами, приведены в табл.1.Wire rod diam. 5.5 mm for steel cord with chemical composition: C 0.71% Mn 0.23% Cr 0.49% Ni 0.009% Cu 0.010% Al 0.03% P 0.02% S 0.02% O ₂ 0.002% N 0,004% N 0,004% H ₂ 1.76 cm ³ / 100g. and the magnitude of the microstructure layer 2.35% (0.129 mm) has a temporary tensile strength of 1015 ± 10 N / mm ² , a relative narrowing of 40-46%, an elongation of 15 16.5%. A steel cord of type 9L15 / 27 made of this wire rod was characterized by the following mechanical properties are given in table 1.

По приведенным механическим свойствам, а также по другим параметрам (прочность связи с резиной, химсостав и толщина латунного покрытия, прямолинейность, нераскручиваемость и остаточные кручения) металлокорд из разработанной катанки полностью отвечают требованиям ТУ 14-4-1460-87 "Металлокорд для шин", которые соответствуют мировому уровню 4. According to the given mechanical properties, as well as other parameters (bond strength with rubber, chemical composition and thickness of the brass coating, straightness, tightness and residual torsion), the metal cord from the developed wire rod fully meets the requirements of TU 14-4-1460-87 "Metal cord for tires", which correspond to world level 4.

Обрывность и потери производительности при свивке металлокорда типа 9Л15/27 на канатных машинах СД2/6+1 в сравнении с известной катанкой характеризуются следующими значениями, приведены в табл.2. The breakage and loss of productivity during the lay-up of steel cord type 9L15 / 27 on cable machines SD2 / 6 + 1 in comparison with the known wire rod are characterized by the following values, are given in table 2.

Эффективность разработанной катанки заключается в снижении обрывности в 4,9 раза и в снижении потерь производительности канатных машин на 24,75% The effectiveness of the developed wire rod is to reduce breakage by 4.9 times and to reduce the loss of productivity of cable machines by 24.75%

Claims

METAL CORD BAR, containing C 0.69 0.74% Mn 0.3 0.7% Cr, Ni, Cu ≅ 0.05% AP ≅ 0.004% P, S ≅ 0.015% O ₂ , N ≅ 0.005% H ₂ ≅ 2.0 cm ^2/100 g, solid non-metallic inclusions ≅ 15 microns deformable nonmetallic inclusions ≅ 30 microns and decarbonated surface layer, characterized in that the decarbonated surface layer has a microstructure consisting of ferrite matrix with carbides globular shape, and is configured to depth 2.1 - 2.7 diameter wire rod.