一种低应变时效CP线用热轧盘条及其生产方法和应用与流程

本发明属于钢铁冶金，具体涉及一种低应变时效cp线用热轧盘条及其生产方法和应用。

背景技术：

1、cp线，也叫做镀锡铜包钢线，是以低碳钢、超低碳钢为芯线，其外表顺次镀覆铜、锡或锡基合金层加工而成的产品，它是一种新型的复合线材，融合了钢的强度、韧性以及铜的导电、高频特性，具有节约铜材、降低成本等优点。

2、作为双金属复合线的基体，cp线用热轧盘条的深加工过程需经过多道次拉拔以及热处理、镀铜等一系列工序，最终成品线的直径通常很小，主要为0.40～0.80mm，而cp线用热轧盘条的初始直径通常在6.5mm及以上，cp线用热轧盘条既要满足导电率使用要求，又需具备良好的加工性能，保证在多道次拉拔过程中不断丝或少断丝，同时具有低应变时效性能，避免时效后钢丝拉拔断裂或延伸率降低，满足cp线延伸率≥18％的高质量要求。因此，cp线用热轧盘条需具备低强度、高延伸率，同时拉拔加工后的钢丝具备低应变时效性能。

3、中国专利cn115491588a公开了一种低应变时效电子引线用高速线材的生产方法，生产方法包括冶炼、连铸、铸坯加热、线材轧制、吐丝、线材缓冷工序，最终获得电子引线用高速线材；该发明对夹杂物控制水平较高，拉拔加工性能得到提高，电子引线用高速线材在拉拔加工过程中断丝率≤0.3次/吨，大幅提高了加工效率和成品质量；但是其盘条为低导电率产品，实施例经测试导电率仅为14.3～14.7％。因此，兼顾力学性能和导电性能是本领域的技术难点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种低应变时效cp线用热轧盘条及其生产方法和应用，该热轧盘条的抗拉强度为280～310mpa，延伸率≥45％，导电率≥16.5％，兼顾高导电率和低应变时效要求，确保cp线成品丝延伸率≥18％，时效后延伸率无明显下降。

2、为解决本发明所提出的技术问题，本发明提供一种低应变时效cp线用热轧盘条，其化学成分及质量百分比含量为：c：0.0010～0.0030％、si：0.005～0.010％、mn：0.025～0.070％、p≤0.008％、s≤0.005％、n≤0.0025％、alt：0.0008～0.0030％、cu+cr≤0.030％、5≤(al+ti+v+nb)/n≤15、c+si+mn+p+s≤0.09％，其余为fe及不可避免的杂质。

3、优选地，所述低应变时效cp线用热轧盘条的化学成分及质量百分比含量为：c：0.0010～0.0020％、si：0.005～0.008％、mn：0.030～0.055％、p≤0.008％、s≤0.005％、n≤0.0025％、alt：0.0008～0.0015％、cu+cr≤0.025％、5≤(al+ti+v+nb)/n≤10，c+si+mn+p+s≤0.08％，其余为fe及不可避免的杂质。

4、上述方案中，所述低应变时效cp线用热轧盘条的直径为6.5～14.0mm，抗拉强度为280～310mpa，延伸率≥45％，导电率≥16.5％。

5、本发明还提供一种低应变时效cp线用热轧盘条的生产方法，其流程包括：冶炼铸坯→铸坯加热→高线轧制→冷却→集卷。

6、上述方案中，所述铸坯加热包括预热段、加热段、均热段。

7、进一步地，所述预热段铸坯入炉温度为20～400℃，预热至600～800℃。

8、进一步地，所述加热段若为一段式加热，加热温度为1150～1230℃，加热时间80～100min。

9、进一步地，所述加热段若为两段式加热，第一段和第二段的加热温度分别为1100～1180℃、1150～1230℃，加热时间分别为40～50min、30～40min。

10、进一步地，所述均热段的温度为1160～1200℃，均热时间20～30min。

11、上述方案中，所述高线轧制的开轧温度1060～1100℃，轧制全过程利用轧间水冷却，控制入精轧温度970～1000℃，入减定径温度960～990℃，减定径机组后至吐丝机间采用水箱冷却，控制吐丝温度930～950℃。

12、上述方案中，所述冷却在斯太尔摩风冷线进行，采用延迟型冷却模式，保温盖全盖，以0.5～2.5℃/s的速度缓冷。

13、进一步地，所述斯太尔摩风冷线共有10～16段风冷辊道，第一段辊道的速度为0.12～0.20m/s，后一段辊道的速度在前一段辊道的基础上按1.04～1.09的倍数递增，盘条搭接点不固定，降低盘条同圈差。

14、上述方案中，所述斯太尔摩风冷线仅开启最后一台风机，该风机的额定风量为100000～120000m3/h，风量开启30～50％。

15、上述方案中，所述集卷温度为630～670℃。

16、本发明还提供一种低应变时效cp线用热轧盘条的应用，应用方法为：将热轧盘条拉拔至1.3～2.0mm作为芯线，进行650～720℃退火温度的热处理，获得抗拉强度为280～320mpa的退火丝，其表面镀覆铜，继续拉拔后进行镀锡处理，最终得到直径0.2～0.8mm的低应变时效cp线成品。

17、上述方案中，所述低应变时效cp线的延伸率≥18％，7天时效后延伸率降低率≤1％。

18、本发明低应变时效cp线用热轧盘条的化学成分设计基于以下原理：

19、c：碳决定热轧盘条的强度、塑性，在冷拉状态下，随着碳含量的增加钢丝强度提高、塑性降低，同时碳含量越高，应变时效越高，因此采用超低碳钢，考虑其应变时效性能稳定性，c设定为0.0010～0.0030％，优选为0.0010～0.0020％。

20、si：硅破坏钢的冷成型性，也是夹杂物重要来源，硅的存在会影响钢的导电率，硅含量越高，钢的导电率越低，考虑钢水可浇性，将si设定为0.005～0.010％，优选为0.005～0.008％。

21、mn：锰可提高盘条的强度，同时是炼钢的良好脱氧剂；锰和硫化合生成mns能减轻硫的有害作用，但与钢的导电性能存在强相关性，其存在影响钢的导电率，因此将mn设定为0.025～0.070％，优选为0.030～0.055％。

22、p：磷是有害杂质元素，降低钢的塑性、韧性，使钢的脆性转变温度急剧升高，即提高钢的冷脆性(低温变脆)。磷的存在会影响钢的导电率，磷含量越高，钢的导电率越低，因此p≤0.008％。

23、s：硫是钢水洁净度重要衡量指标之一，很大程度上制约钢材性能的提高，其最大危害在热加工时开裂，产生热脆。钢中硫含量高使其硫化物夹杂含量增高，导致钢的塑性和韧性降低，因此s≤0.005％。

24、n：氮在低碳钢中是引起时效的重要元素，会增加钢的脆性，恶化拉拔钢丝的延伸性能与导电率，因此n≤0.0025％。

25、alt：铝为脱氧元素，部分形成al2o3夹杂物，部分固溶，在加热和冷却时，形成弥散细小的aln第二相颗粒，固氮的同时阻止奥氏体晶粒长大，影响钢的导电率，因此将alt设定为0.0008～0.0030％，优选为0.0008～0.0015％。

26、cu+cr：可提高钢的冷加工硬化能力，特别是低碳钢，促进弥散析出相形成，使钢的抗拉强度、硬度提高，不利于钢丝的拉拔性能，且降低钢丝纯净度，影响钢的导电率，因此cu+cr≤0.03％，优选为cu+cr≤0.025％。

27、(al+ti+v+nb)/n：al+ti+v+nb与n有很大的亲和力，与n结合后，降低溶质n对拉拔钢丝的加工硬化，但其存在提高钢水吸氮能力，提高钢丝应变时效，恶化钢丝延伸性能，因此将(al+ti+v+nb)/n控制为5～15，优选为5～10。

28、c+si+mn+p+s：钢中常规溶质元素总含量可降低钢的导电率，含量越高降低越多，因此控制c+si+mn+p+s≤0.09％，优选为c+si+mn+p+s≤0.08％。

29、本发明低应变时效cp线用热轧盘条生产方法上的设计构思如下：

30、本发明cp线用热轧盘条属于超低碳钢，为确保盘条铁素体晶粒均匀粗化，达到高导、低强同时具备低应变时效性能需求，钢坯采用600～800℃低温预热，保证钢坯在低温段内外温度迅速一致性，再进行1150～1230℃高温加热，获得均匀粗化的奥氏体组织，加热温度过低(＜1150℃)，钢坯奥氏体晶粒细小，导致盘条铁素体晶粒细小，导电率降低、抗拉强度升高，增加拉拔加工时的应变时效；若加热温度过高(＞1230℃)，会导致钢坯过热、晶间氧化及奥氏体晶粒过于粗大等，轧制过程易发生局部第二相钉扎作用明显，降低盘条延伸性能；随后进行高线轧制，粗、中、精轧过程无水箱冷却，仅通过轧间水冷的高温轧制工艺结合，实现均匀粗化的奥氏体再结晶轧制；控冷采用高温吐丝(930～950℃)与斯太尔摩线相变过程无风机保温缓冷(0.5～2.5℃/s)工艺结合，获得盘条低抗拉强度、高延伸及高导电率性能，最终使cp线成品丝具备良好的低应变时效性能。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

32、本发明针对现有cp线用热轧盘条无法兼顾力学性能和导电性能，特别是拉拔存在拉拔断裂，时效后延伸率降低，不能满足用户使用要求等问题，开发一种低应变时效cp线用热轧盘条及其生产方法，通过对化学成分和生产过程加热及控轧控冷工艺的优化设计，使热轧盘条的抗拉强度为280～310mpa，延伸率≥45％，导电率≥16.5％，兼顾高导电率和低应变时效要求，确保cp线成品丝延伸率≥18％，时效后延伸率无明显下降，满足电子通讯等行业应用的最新需求。