气门弹簧用不锈钢及其钢丝的制备方法转让专利
申请号 : CN201910332233.4
文献号 : CN110607479B
文献日 : 2021-11-05
发明人 : 田青超 , 孙京飞
申请人 : 上海大学
摘要 :
本发明公开了一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.05～0.12％、Si：0.15～0.45％、Mn：11～14％、Cr：17～19％、Ni：0.5～1.5％、Cu：1.0～2.0％、N：0.2～0.4％、Ce：0.01～0.05％；余量为Fe和不可避免的杂质。本发明气门弹簧用钢丝的制造方法，包括：熔炼，连铸成圆坯；轧制成热轧盘条后进行固溶处理，固溶温度为1000‑1060℃；根据盘条直径进行多道次拉拔，道次减径率控制在6％～15％之间；再进行去应力退火，加热温度400～450℃、保温2‑3h。本发明的不锈弹簧钢丝抗拉强度大于1710MPa，微观组织为奥氏体形变孪晶。
权利要求 :
1.一种气门弹簧用不锈钢丝，其特征在于，其采用的不锈钢化学成分的质量百分比为：C：0.08～0.12％、Si：0.15～0.45％、Mn：12.5～14％、Cr：18～19％、Ni：0.5～1.5％、Cu：1.8～2.0％、N：0.2～0.4％、Ce：0.02～0.05％；余量为Fe和不可避免的杂质；采用所述不锈钢制成的气门弹簧用不锈丝在室温下抗拉强度在1700MPa以上，微观组织为奥氏体形变孪晶；所述气门弹簧用不锈钢丝采用如下制备方法制备而成，包括如下步骤：a. 熔铸工艺：将所述不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
b. 热轧工艺：将在所述步骤a中铸造的圆坯加热到1150‑1200℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间至少为100min；
c. 固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1000‑1060℃，加热时间至少为30min；
d. 中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
e. 冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在 6～15%之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
f. 去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为400～450℃，并进行退火保温2‑3h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
2.一种权利要求1所述气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a. 熔铸工艺：将所述不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
b. 热轧工艺：将在所述步骤a中铸造的圆坯加热到1150‑1200℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间至少为100min；
c. 固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1000‑1060℃，加热时间至少为30min；
d. 中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
e. 冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在 6～15%之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
f. 去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为400～450℃，并进行退火保温2‑3h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
3.根据权利要求2所述气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，其特征在于：在进行所述步骤b热轧工艺之前，将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理。
4.根据权利要求2所述气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，热轧圆坯的加热制度为：圆坯加热温度为1150‑1200℃，加热时间为100‑160min。
5.根据权利要求2所述气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，固溶热处理的热制度为：控制固溶热处理温度为1000‑1060℃，加热时间为30‑60min。
说明书 :
气门弹簧用不锈钢及其钢丝的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种不锈钢及制备方法，特别是涉及一种奥氏体不锈钢线材、弹簧钢及制备方法，应用于弹簧钢材料及热处理技术领域。
背景技术
[0002] 不锈钢由于具有优良的综合力学性能和良好耐蚀性，在弹簧行业占有率逐渐提高。不锈钢弹簧钢丝主要有奥氏体型和沉淀硬化型。奥氏体不锈钢常通过冷拔的加工硬化
来制造高强度弹簧。钢丝的抗拉强度随着冷拔变形量的增加而升高。亚稳奥氏体不锈钢丝
在冷拔过程中主要涉及三种变形方式:位错的滑移、孪生与相变。在大变形条件下，沿拉拔
方向的组织趋向纤维化，变形诱发的马氏体的体积分数增加，钢丝的抗拉强度可超过
2000MPa。不锈钢弹簧的失效形式主要有断裂和应力松弛两类，也有因为制造过程原因而产
生的锈蚀，从而在服役过程中发生腐蚀断裂失效。
来制造高强度弹簧。钢丝的抗拉强度随着冷拔变形量的增加而升高。亚稳奥氏体不锈钢丝
在冷拔过程中主要涉及三种变形方式:位错的滑移、孪生与相变。在大变形条件下，沿拉拔
方向的组织趋向纤维化，变形诱发的马氏体的体积分数增加，钢丝的抗拉强度可超过
2000MPa。不锈钢弹簧的失效形式主要有断裂和应力松弛两类，也有因为制造过程原因而产
生的锈蚀，从而在服役过程中发生腐蚀断裂失效。
[0003] 专利申请号为CN200780006373.8的中国专利公开了一种高强度不锈钢弹簧及其制造方法，其化学组成中含有：0.04‑0.08％C、0.15‑0.22％N、0.3‑2.0％Si、0.5‑3％Mn、16‑
20％Cr、 8.0‑10.5％Ni、0.5‑3.0％Mo,余量为Fe和不可避免的杂质。这种高强度不锈钢弹
簧具有高载荷特性以及优良的可加工性,但因为含有较高的Ni和Mo，合金制造成本较高。
20％Cr、 8.0‑10.5％Ni、0.5‑3.0％Mo,余量为Fe和不可避免的杂质。这种高强度不锈钢弹
簧具有高载荷特性以及优良的可加工性,但因为含有较高的Ni和Mo，合金制造成本较高。
[0004] 专利申请号为CN201580041637.8的中国专利申请公开了一种不锈钢弹簧和不锈钢弹簧的制造方法，其化学组成中含有：C：0.08％以下、Si：0.3％～2.0％、Mn：3.0％以下、
Ni： 8.0％～10.5％、Cr：16.0％～22.0％、Mo：0.5％～3.0％、N：0.15％～0.23％且剩余部
分由 Fe和杂质构成；所制备的弹簧经过热处理后，再进行氮化处理以及喷丸硬化处理，从
而具有优异的耐腐蚀性以及疲劳强度。这种不锈钢弹簧同样因为含有较高的Ni和Mo，以及
复杂的制备过程，合金制造成本过于高昂。
Ni： 8.0％～10.5％、Cr：16.0％～22.0％、Mo：0.5％～3.0％、N：0.15％～0.23％且剩余部
分由 Fe和杂质构成；所制备的弹簧经过热处理后，再进行氮化处理以及喷丸硬化处理，从
而具有优异的耐腐蚀性以及疲劳强度。这种不锈钢弹簧同样因为含有较高的Ni和Mo，以及
复杂的制备过程，合金制造成本过于高昂。
[0005] 专利申请号为CN201380010651.2的中国专利申请公开了一种耐热变形性优良的高强度不锈钢线、高强度弹簧及其制造方法，其化学组成中含有：C：0.02～0.12％和N：
0.005～0.03 ％,并且,0.05％≤(C+N)≤0.13％,还含有Si：0.1～2.0％、Mn：0.1～2.0％、
Ni：6.8～9.0％、Cr： 12.0～14.4％、Mo：1.0～3.0％和Al：0.5～2.0％,剩余部分是Fe和不
可避免的杂质。这种不锈钢弹簧也因为含有较高的Ni和Mo，合金制造成本较高。另外，由于
通过形变诱发马氏体相变，使得弹簧抗拉强度可达1800～2200MPa，然而因为马氏体的存
在，使得这种弹簧在酸性介质环境下非常容易发生腐蚀断裂。
0.005～0.03 ％,并且,0.05％≤(C+N)≤0.13％,还含有Si：0.1～2.0％、Mn：0.1～2.0％、
Ni：6.8～9.0％、Cr： 12.0～14.4％、Mo：1.0～3.0％和Al：0.5～2.0％,剩余部分是Fe和不
可避免的杂质。这种不锈钢弹簧也因为含有较高的Ni和Mo，合金制造成本较高。另外，由于
通过形变诱发马氏体相变，使得弹簧抗拉强度可达1800～2200MPa，然而因为马氏体的存
在，使得这种弹簧在酸性介质环境下非常容易发生腐蚀断裂。
[0006] 专利申请号为CN200410066149.6的中国专利公开了一种高性能不锈钢弹簧钢丝及其制备方法，其化学组分和配比是：0.08‑0.15％C；0.01‑0.60％Si；0.02‑0.60％Mn；
0.01‑0.03％P； 0.002‑0.03％S；12‑14％Cr；0.8‑1.5％Mo，其余为Fe。申请号为
CN200810135844.1的中国专利公开了一种高性能不锈钢弹簧钢丝，组分和配比为(重量)：
0.08‑0.15％C；0.01‑0.60％Si； 0.02‑0.60％Mn；0.01‑0.03％P；0.002‑0.03％S；12‑14％
Cr；1.05‑1.85％Cu；0‑1.2％Ni；其余为Fe。该钢种含少量Cu，抗拉强度达1845MPa。这类弹簧
钢丝为铁素体型不锈钢，具有较高的耐腐蚀性，制备方法简单，生产成本较低，然而加工成
型性较差。
0.01‑0.03％P； 0.002‑0.03％S；12‑14％Cr；0.8‑1.5％Mo，其余为Fe。申请号为
CN200810135844.1的中国专利公开了一种高性能不锈钢弹簧钢丝，组分和配比为(重量)：
0.08‑0.15％C；0.01‑0.60％Si； 0.02‑0.60％Mn；0.01‑0.03％P；0.002‑0.03％S；12‑14％
Cr；1.05‑1.85％Cu；0‑1.2％Ni；其余为Fe。该钢种含少量Cu，抗拉强度达1845MPa。这类弹簧
钢丝为铁素体型不锈钢，具有较高的耐腐蚀性，制备方法简单，生产成本较低，然而加工成
型性较差。
[0007] 专利申请号为CN200480012883.2的中国专利公开了一种加工性优异的奥氏体系高Mn不锈钢，其化学组分和配比是C+N：0.03～0.15％、Si：0.1～1％、Mn：3～15％、Cr：10～
16％、Ni：1～6％、Cu：0.3～3％、Mo：0.3～3％、其余为Fe及不可避免的不纯物。由于含有较
高的Mo，合金成本较高。
16％、Ni：1～6％、Cu：0.3～3％、Mo：0.3～3％、其余为Fe及不可避免的不纯物。由于含有较
高的Mo，合金成本较高。
发明内容
[0008] 为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种气门弹簧用不锈钢及其钢丝的制备方法，提供一种奥氏体不锈钢弹簧钢丝，具有优异的疲
劳性能以及良好抗腐蚀能力，可以很好地满足苛刻环境的要求，并实现经济型气门弹簧用
钢丝的批量生产制造。
劳性能以及良好抗腐蚀能力，可以很好地满足苛刻环境的要求，并实现经济型气门弹簧用
钢丝的批量生产制造。
[0009] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0010] 一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分的质量百分比为：
[0011] C：0.05～0.12％、Si：0.15～0.45％、Mn：11～14％、Cr：17～19％、Ni：0.5～1.5％、 Cu：1.0～2.0％、N：0.2～0.4％、Ce：0.01～0.05％；余量为Fe和不可避免的杂质。
[0012] 优选气门弹簧用不锈钢的微观组织为奥氏体形变孪晶。
[0013] 一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0014] a.熔铸工艺：将本发明上述气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0015] b.热轧工艺：将在所述步骤a中铸造的圆坯加热到1150‑1200℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间至少为100min；优选热轧圆坯的加热制度为：圆坯加热温度为 1150‑
1200℃，加热时间为100‑160min；
1200℃，加热时间为100‑160min；
[0016] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1000‑1060℃，加热时间至少为30min；优选固溶热处理的热制度为：控制固溶热处
理温度为1000‑1060℃，加热时间为30‑60min；
理温度为1000‑1060℃，加热时间为30‑60min；
[0017] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0018] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0019] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为400～450℃，并进行退火保温2‑3h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0020] 作为本发明优选的技术方案，在进行所述步骤b热轧工艺之前，将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理。
[0021] 本发明不锈弹簧钢丝用钢的各化学成分的作用及其配比依据说明如下：
[0022] C：扩大奥氏体相区元素，可以溶解在钢中形成固溶体，起固溶强化作用，但易与强碳化物形成元素结合析出碳化物，造成晶间腐蚀，按重量百分比，C含量不宜大于0.12％，但
是C含量太低炼钢难度增大，提高生产成本，所以宜采用含碳量0.05‑0.12％。
是C含量太低炼钢难度增大，提高生产成本，所以宜采用含碳量0.05‑0.12％。
[0023] Si：固溶于钢中起固溶强化作用，含量过高时钢的加工性能下降，按重量百分比，宜采用硅含量为0.15‑0.45％。
[0024] Mn：扩大奥氏体相区元素，形成无限固溶体，起较强的固溶强化作用，用来替代较为昂贵的Ni，量太少形成的奥氏体不稳定，太多炼钢以及成形难度增加，按重量百分比，宜
采用 Mn含量为11‑14％。
采用 Mn含量为11‑14％。
[0025] Cr：强碳氮化物形成元素，缩小奥氏体相区，为不锈钢主要添加元素，未达到满意的抗腐蚀效果，按重量百分比，宜采用含量Cr：17‑19％
[0026] Cu：扩大奥氏体相区元素，可以在回火过程中起到析出强化的效果，提高弹簧的强度，但含量过高容易引起Cu脆。按重量百分比，宜采用含量1‑2％。
[0027] Ni：扩大奥氏体相区元素，可以起到有效稳定奥氏体的作用，太少容易导致形变诱发马氏体相变，太多成本过于昂贵，按重量百分比，宜采用含量0.5‑1.5％。
[0028] N:扩大奥氏体相区元素，可以有效稳定奥氏体，过低时室温下容易生成铁素体相，过高时，因加工硬化效应显著而难以变形，按重量百分比，宜采用含量0.2‑0.4。
[0029] Ce：可净化钢液，有脱气、脱硫以及改善夹杂物特性的作用，有效提高钢的综合性能，含量高时成本过高，按重量百分比，宜采用含量0.01‑0.05。
[0030] 如果冷拔减径率过低就达不到应变强化的效果，而如果太高，拉拔变形不均匀切容易断裂。去应力退火处理的加热温度过高，或者保温时间过长均会导致弹簧钢丝在冷加
工过程中产生的高密度位错消失，发生回复和再结晶，使得弹簧钢丝的强度显著下降。然
而，加热温度过低又不能使冷加工过程产生的残余应力消除，将导致材料的低温韧性不能
达到使用要求。在此，将本发明所述的不锈钢弹簧钢丝的制造方法中的回火处理温度设定
为400‑450℃，并且控制保温时间为2‑3h。
工过程中产生的高密度位错消失，发生回复和再结晶，使得弹簧钢丝的强度显著下降。然
而，加热温度过低又不能使冷加工过程产生的残余应力消除，将导致材料的低温韧性不能
达到使用要求。在此，将本发明所述的不锈钢弹簧钢丝的制造方法中的回火处理温度设定
为400‑450℃，并且控制保温时间为2‑3h。
[0031] 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
[0032] 1.本发明不锈弹簧钢丝室温下抗拉强度在1700MPa以上，微观组织为奥氏体形变孪晶，具有优异的疲劳性能以及良好抗腐蚀能力，可以很好地满足苛刻环境的要求；
[0033] 2.本发明气门弹簧用不锈钢方法在热轧工艺之后设有固溶热处理工序，保证后续加工，显著提高了材料力学性能；
[0034] 3.本发明气门弹簧用不锈钢相比于传统的弹簧用不锈钢，节省镍资源，使合金成本较低，易于推广使用。
附图说明
[0035] 图1为本发明实施例1气门弹簧用不锈钢的微观组织图。
[0036] 图2为对比例1高强度不锈钢的微观组织图。
具体实施方式
[0037] 以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
[0038] 实施例1：
[0039] 在本实施例中，一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0040] 在本实施例中，参见图1和表2，一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0041] a.熔铸工艺：将本实施例气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0042] b.热轧工艺：将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理，然后将圆坯加热到1150℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为160min；
[0043] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1000℃，加热时间至少为60min；
[0044] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0045] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0046] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为400℃，并进行退火保温3h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0047] 实施例2：
[0048] 本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于：
[0049] 在本实施例中，一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0050] 在本实施例中，参见表2，一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0051] a.熔铸工艺：将本实施例气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0052] b.热轧工艺：将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理，然后将圆坯加热到1180℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为100min；
[0053] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1050℃，加热时间至少为50min；
[0054] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0055] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0056] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为450℃，并进行退火保温2.5h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0057] 实施例3：
[0058] 本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
[0059] 在本实施例中，一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0060] 在本实施例中，参见表2，一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0061] a.熔铸工艺：将本实施例气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0062] b.热轧工艺：将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理，然后将圆坯加热到1160℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为140min；
[0063] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1020℃，加热时间至少为40min；
[0064] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0065] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0066] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为420℃，并进行退火保温2h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0067] 实施例4：
[0068] 本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
[0069] 在本实施例中，一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0070] 在本实施例中，参见表2，一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0071] a.熔铸工艺：将本实施例气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0072] b.热轧工艺：将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理，然后将圆坯加热到1190℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为110min；
[0073] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1040℃，加热时间至少为60min；
[0074] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0075] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0076] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为410℃，并进行退火保温3h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0077] 实施例5：
[0078] 本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
[0079] 在本实施例中，一种气门弹簧用不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0080] 在本实施例中，参见表2，一种气门弹簧用不锈钢丝的制备方法，包括如下步骤：
[0081] a.熔铸工艺：将本实施例气门弹簧用不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0082] b.热轧工艺：将所述步骤a中制备得到圆坯进行剥皮处理，然后将圆坯加热到1200℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为120min；
[0083] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1060℃，加热时间至少为30min；
[0084] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0085] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0086] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为440℃，并进行退火保温2h，从而得到成品气门弹簧用不锈钢丝。
[0087] 对比例1：
[0088] 在本对比例中，一种高强度不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0089] 在本实施例中，参见图2和表2，一种高强度不锈钢线材的制备方法，包括如下步骤：
[0090] a.熔铸工艺：将本对比例高强度不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0091] b.热轧工艺：将在所述步骤a中制备得到圆坯加热到1160℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为120min；
[0092] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1020℃，加热时间至少为40min；
[0093] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0094] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0095] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为420℃，并进行退火保温2h，从而得到高强度不锈钢线材样品。
[0096] 对比例2：
[0097] 在本对比例中，一种高强度不锈钢，其化学成分如表1所示。
[0098] 在本实施例中，参见表2，一种高强度不锈钢线材的制备方法，包括如下步骤：
[0099] a.熔铸工艺：将本对比例高强度不锈钢熔炼成钢水，然后将钢水连铸制成圆坯；
[0100] b.热轧工艺：将在所述步骤a中制备得到圆坯加热到1160℃，在经过热轧后，获得热轧盘条，加热时间为120min；
[0101] c.固溶热处理：对在所述步骤b中制备的热轧盘条进行固溶热处理，控制固溶热处理温度为1020℃，加热时间至少为40min；
[0102] d.中间处理工艺：将经过所述步骤c进行固溶强化后的盘条进行酸洗、磷化、皂化；
[0103] e.冷拔工艺：根据盘条直径尺寸，对经所述步骤d处理后的盘条进行多道次拉拔，道次减径率控制在6～15％之间，得到所需直径尺寸的钢丝盘条；
[0104] f.去应力退火处理：对在所述步骤e中制备的钢丝盘条进行去应力退火处理，控制退火温度为420℃，并进行退火保温2h，从而得到高强度不锈钢线材样品。
[0105] 表1示出了上述实施例与上述对比例的化学成分(wt％)；表2示出了上述实施例与上述对比例的热处理工艺和力学性能，具体如下：
[0106] 表1.本发明实施例与上述对比例化学成分对比表(wt.％)
[0107] 对比项目 C Si Mn Cr Ni Cu N Ce实施例1 0.12 0.45 13.4 18.5 0.5 1.25 0.40 0.01
实施例2 0.07 0.20 11 18 1.5 1 0.25 0.05
实施例3 0.10 0.35 12.5 17 1.0 1.45 0.20 0.03
实施例4 0.08 0.30 11.5 19 1.3 1.8 0.35 0.02
实施例5 0.05 0.15 14 17.5 0.8 2 0.31 0.04
对比例1 0.11 0.25 12 18 0.8 1.51 0.1 0.04
对比例2 0.09 0.30 9.5 17 0.8 1.43 0.2 0.03
实施例2 0.07 0.20 11 18 1.5 1 0.25 0.05
实施例3 0.10 0.35 12.5 17 1.0 1.45 0.20 0.03
实施例4 0.08 0.30 11.5 19 1.3 1.8 0.35 0.02
实施例5 0.05 0.15 14 17.5 0.8 2 0.31 0.04
对比例1 0.11 0.25 12 18 0.8 1.51 0.1 0.04
对比例2 0.09 0.30 9.5 17 0.8 1.43 0.2 0.03
[0108] 从表1可见，鉴于服役环境对气门弹簧的抗腐蚀性能的要求，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀的气门弹簧用钢，本发明上述实施例气门弹簧用不锈钢，其化学成分质量百
分比为：
分比为：
[0109] C：0.05～0.12％、Si：0.15～0.45％、Mn：11～14％、Cr：17～19％、Ni：0.5～1.5％、Cu：1.0～2.0％、N：0.2～0.4％、Ce：0.01～0.05％；余量为Fe和不可避免的杂质。图1为本发
明实施例1气门弹簧用不锈钢的微观组织图。本发明气门弹簧用钢丝的制造方法包括：熔
炼，连铸成圆坯；轧制成热轧盘条后进行固溶处理，固溶温度为1000‑1060℃；根据盘条直径
进行多道次拉拔，道次减径率控制在6％～15％之间；再进行去应力退火，加热温度400～
450℃、保温2‑3h。本发明的不锈弹簧钢丝抗拉强度大于1710MPa，微观组织为奥氏体形变孪
晶。图1为对比例1高强度不锈钢的微观组织图。图1为对比例1高强度不锈钢的微观组织图。
明实施例1气门弹簧用不锈钢的微观组织图。本发明气门弹簧用钢丝的制造方法包括：熔
炼，连铸成圆坯；轧制成热轧盘条后进行固溶处理，固溶温度为1000‑1060℃；根据盘条直径
进行多道次拉拔，道次减径率控制在6％～15％之间；再进行去应力退火，加热温度400～
450℃、保温2‑3h。本发明的不锈弹簧钢丝抗拉强度大于1710MPa，微观组织为奥氏体形变孪
晶。图1为对比例1高强度不锈钢的微观组织图。图1为对比例1高强度不锈钢的微观组织图。
[0110] 表2.本发明实施例与上述对比例加工工艺和力学性能对比表
[0111]
[0112] 根据本发明上述实施例的不锈弹簧钢丝采用如表1所示的不同实施例的化学成份质量百分比。本发明的不锈弹簧钢丝的制造方法如下：具有表1所示的化学成分的钢水经过
熔炼后，连铸成圆坯，冷却后对管坯进行剥皮处理；然后将管坯加热到1150‑1200℃，热轧后
获得的热轧盘条；对热轧盘条进行固溶热处理，固溶温度为1000‑1060℃；冷拔前对盘条进
行酸洗、磷化、皂化；继而根据盘条直径进行多道次拉拔，道次减径率应控制在6％～15％之
间；本发明的不锈弹簧钢丝最后经加热温度400～450℃、保温2‑3h的去应力退火后获得：
熔炼后，连铸成圆坯，冷却后对管坯进行剥皮处理；然后将管坯加热到1150‑1200℃，热轧后
获得的热轧盘条；对热轧盘条进行固溶热处理，固溶温度为1000‑1060℃；冷拔前对盘条进
行酸洗、磷化、皂化；继而根据盘条直径进行多道次拉拔，道次减径率应控制在6％～15％之
间；本发明的不锈弹簧钢丝最后经加热温度400～450℃、保温2‑3h的去应力退火后获得：
[0113] 以实施例1为例，通过上述方法制备Ф3.5规格弹簧钢丝，经冷拔、去应力退火后性能见表2。通过表2可以看到，根据本发明的不锈弹簧钢丝在室温抗拉强度达1730‑1925MPa。
其微观组织为奥氏体形变孪晶，见附图1。
其微观组织为奥氏体形变孪晶，见附图1。
[0114] 对比例1的N含量过低，而对比例2中Mn含量偏低，虽然室温力学性能较好，但其微观组织存在形变诱发的马氏体，见附图2，材料的抗腐蚀性能较差。
[0115] 与现有技术相比，采用本发明上述实施例的方法生产的不锈弹簧钢丝具有优异的力学性与耐腐蚀性能，另外，本发明弹簧钢丝的生产成本适中，具有重大的经济和社会效
益。
益。
[0116] 上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下
做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，
只要不背离本发明气门弹簧用不锈钢及其钢丝的制备方法的技术原理和发明构思，都属于
本发明的保护范围。
做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，
只要不背离本发明气门弹簧用不锈钢及其钢丝的制备方法的技术原理和发明构思，都属于
本发明的保护范围。