CN112899565A - 5000MPa级金刚线用盘条及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种5000MPa级金刚线用盘条及其生产方法。盘条化学成分为碳:1.01～1.1％，硅:0.15～0.4％，锰:0.3～0.6％，铬:0.01～0.4％，硼:0.0005～0.002％和/或钒:0.01～0.09％；其余为铁和杂质，如铝≤0.003％、钛≤0.0008％、硫≤0.005％、磷≤0.008％。生产方法包括依序进行的真空熔炼、钢锭重熔、制坯、修磨、高线轧制和斯太尔摩控温冷却，终轧温度为950～1020℃。盘条的网碳检出比例≤30％，脱碳层深度≤40μm且占总圆周的比例≤15％，可用于制备40～46μm的5000MPa级钢丝，填补了国内外超高强金刚线母线用盘条的技术空白。

Description

5000MPa级金刚线用盘条及其生产方法

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，涉及一种5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，以及一种采用该生产方法制备而成的盘条。

背景技术

切割钢丝，又称切割丝、切割钢线、切割线，是一种用于分割的特制线材，也是一种直径小于0.20mm的表面镀锌铜的特种钢丝，它作为一种消耗材料被广泛应用于能源、航空、设备及公共设施领域。金刚线，作为一种表面镶嵌金刚石细颗粒的高碳切割钢丝，主要用于如太阳能硅片、石英材料、单晶硅、多晶硅、金刚石等材料的切割成形。

为了减少被切割材料例如硅材料在切割过程中的损耗，金刚线向着直径更细、不断丝里程数更长、强度更高的方向发展，因此，对生产切割钢丝用原材料例如高碳钢盘条的要求越来越严格，也即对盘条的纯净度、组织均匀性、力学性能以及拉拔性能提出更高要求。具体而言，需要控制夹杂物尺寸更小，组织更均匀，不能形成影响拉拔的马氏体、贝氏体、网状碳化物等异常组织，并且在尽可能提高强度的同时保证盘条的塑性。

然而目前，能够用于拉拔制备出5000MPa级金刚线的盘条尚处于空白状态，也就是说，现有的盘条，基本上不能够在满足直径、不断丝里程数的基本要求下制备出5000MPa级金刚线。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种盘条及其生产方法，能够用于深拉拔制备5000MPa级的金刚线母线，且满足市场对金刚线的直径、断丝率的高要求。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种深拉拔用盘条的生产方法，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条的生产方法，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种；其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％；所述生产方法包括以下工序，

真空熔炼：采用真空熔炼炉在炉内压力10Pa以下的氛围中炼制钢水，并浇铸成钢锭；

钢锭重熔：采用电渣重熔和真空自耗重熔的任一种或两种对钢锭处理，获得重熔锭；其中，电渣重熔在保护气氛下进行，真空自耗重熔的重熔速度为3.0～3.5kg/min；

制坯及修磨：将重熔锭进行开坯或锻造为钢坯，并对钢坯进行修磨；

高线轧制：将钢坯轧制为盘条，开轧温度为1030～1060℃，终轧温度为950～1020℃；

冷却：将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量为80％～100％，其余风机关闭。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种深拉拔用盘条的生产方法，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条的生产方法，所述生产方法包括以下工序，

真空熔炼：按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中任一种或二种的成分设计向铁水中配入合金元素，采用真空熔炼炉在炉内压力10Pa以下的氛围中炼制钢水，并浇铸成钢锭；

钢锭重熔：采用电渣重熔和真空自耗重熔的任一种或两种对钢锭处理，获得重熔锭，该重熔锭的化学成分除了C、Si、Mn、Cr，以及B和V二者中的任一种或二种，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％；其中，电渣重熔在保护气氛下进行，真空自耗重熔的重熔速度为3.0～3.5kg/min；

制坯及修磨：将重熔锭进行开坯或锻造为钢坯，并对钢坯进行修磨；

高线轧制：将钢坯轧制为盘条，开轧温度为1030～1060℃，终轧温度为950～1020℃；

冷却：将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量为80％～100％，其余风机关闭。

进一步优选地，在真空熔炼工序中，炉内压力为5Pa以下。

进一步优选地，在真空熔炼工序中，以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，并按照成分设计配入合金元素，采用真空熔炼炉炼制钢水。

进一步优选地，在真空熔炼工序中，浇铸温度为1580～1620℃。

进一步优选地，在钢锭重熔工序中，采用真空自耗重熔获得重熔锭之后，对所得重熔锭保温48小时以上。

进一步优选地，在制坯工序中，将重熔锭进行开坯或锻造为长度9～16m且145mm×145mm的方坯。

进一步优选地，在制坯工序中，将重熔锭在1130-1160℃温度下进行开坯或锻造。

进一步优选地，在修磨工序中，对钢坯表面的修磨总深度≥1.5mm。

进一步优选地，在修磨工序中，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，且各道次修磨深度分别为≥0.9mm、≥0.5mm、≥0.1mm，角部修磨宽度≥5mm。

进一步优选地，在高线轧制工序中，将钢坯轧制成直径为Φ4.5～5.5mm的盘条。

进一步优选地，在高线轧制工序中，终轧速率为100～110m/s。

进一步优选地，在高线轧制工序中，吐丝温度为890～920℃。

进一步优选地，在冷却工序中，在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.9～1.0m/s。

进一步优选地，在冷却工序中，保温罩全部打开，并且第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00。

进一步优选地，在冷却工序中，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.1～1.4倍。

进一步优选地，所述生产方法还包括热处理工序：对斯太尔摩冷却后的盘条进行盐浴热处理或者铅浴热处理，其中等温相变阶段的温度为520～560℃且时间为20～80s。

进一步优选地，所述生产方法制备而成的盘条采用打包线打包时，打包线和盘条之间采用柔性耐磨材料间隔开，之后进行时效处理，其中，当室温≥15℃时，时效处理的时间≥10天，当室温＜15℃时，时效处理的时间≥20天。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种采用前述任意实施方式提供的生产方法制备而成的深拉拔用盘条，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种；其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％。

进一步地，所述盘条的直径为Φ4.5～5.5mm。

进一步地，所述盘条的抗拉强度≥1320MPa，断面收缩率≥30％。

进一步地，所述盘条的最大夹杂物尺寸≤4μm，网状碳化物≤1.0级。

进一步地，所述最大夹杂物尺寸≤4μm，包括横向最大夹杂物尺寸≤4μm且纵向最大夹杂物尺寸≤4μm。

进一步地，网状碳化物的检出比例≤30％，中心碳偏析比≤1.03。

进一步地，所述盘条的表面裂纹深度≤30μm，脱碳层深度≤40μm，脱碳层占总圆周的比例≤15％，表面氧化皮厚度为7～15μm。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种深拉拔用盘条，尤其是一种拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条，其化学成分以质量百分比计包括：C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种；其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％；

并且，所述盘条的抗拉强度≥1320MPa，断面收缩率≥30％，最大夹杂物尺寸≤4μm，网状碳化物≤1.0级。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)通过提高珠光体强化元素含量，尤其是C元素含量，并配合B和/或V的添加，以及严格控制杂质元素的含量，确保组织均匀，避免形成高熔点夹杂物，提高纯净度、抗拉强度和拉拔性能；

(2)通过在真空熔炼工序中调控炉内压力，并结合在保护气氛下进行电渣重熔工序，或者/以及通过对真空自耗重熔中重熔速度的调控，使得材料中的化学成分得到精细控制，保证纯净度高，大大减少了夹杂物的产生，并使得夹杂物的尺寸小；同时，通过对钢坯的修磨，优化钢坯的表面质量，消除钢坯的表面凹坑等缺陷以及脱碳层；进而通过高线轧制工序中开轧温度的控制，使钢坯保持在再结晶区内进行轧制，以及结合冷却工序中的控温冷却，避免珠光体相变过程中和相变过程后的冷却速率过快，防止由于相变时间不足而形成马氏体组织，同时减小内应力，优化组织性能，进而增强盘条的抗拉强度和拉拔性能；

(3)所述盘条能够适用于超细、断丝率低、高强度的金刚线母线的生产，可使拉拔制备而成的金刚线的直径40～46μm、断丝率≤2次/千公里、抗拉强度≥5000MPa，适用于制造硅片切割用金刚线，远远满足市场对良好的拉拔性能、低断丝率以及高强度钢丝的需求，填补了国内外5000MPa级以上金刚线用盘条的技术空白。

具体实施方式

如背景技术所提，而现有的高强度金刚线用盘条的技术尚待改进，无法满足金刚线对直径、不断丝里程数、强度的日益增强的高要求，尤其是适用于工业化制备5000MPa级金刚线的盘条尚处于空白状态，为此，本发明旨在提供一种深拉拔用盘条及其生产方法，尤其是能够用于拉拔制备金刚线用的过共析钢盘条及其生产方法，盘条具有纯净度高、组织均匀性好、超高强度的优点，能够用于超细、断丝率低的5000MPa级金刚线的生产。

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

<第一实施方式>

本实施方式提供了一种深拉拔用盘条，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条。当然，可以理解的，该盘条能够用于拉拔为5000MPa级的金刚线母线，但不限于此，例如还可以根据企业实际生产需求而用于拉拔为其它钢丝产品。

所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种；其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％。

本发明中盘条的化学成分的设计，其核心思想是提高珠光体强化元素含量，尤其是C元素含量，同时确保组织可控，避免形成高熔点夹杂物。

具体地，盘条的化学成分的设计原理说明如下。

C：是最重要的组成元素，C含量能显著影响钢材的强度并直接影响钢材的组织结构；详细来讲，一方面，C含量的增大会显著提高钢材的强度；另一方面，在常见钢材组织中，C参与形成的共析组织可以提升钢材的强度、应变硬化率，然而C含量过高时会形成先共析网状渗碳体组织，该网状渗碳体组织会破坏共析组织的连续性，导致盘条加工钢丝的拉拔工序中形成微裂纹，甚至造成断丝；因此，本发明的化学成分设计中，在通过尽量提高碳含量以提升钢材的强度、应变硬化率的同时，配合B或V的含量设计来避免出现局部网状渗碳体组织，基于此，C含量为1.01～1.10％。

Si：是固溶强化元素，同时还可以用于降低钢中氧含量；但Si含量过高会降低钢材的塑性，加剧钢坯脱碳倾向，不利于盘条表面质量控制；本发明中，Si含量为0.15～0.40％。

Mn：是固溶强化元素，可以提高盘条的强度，同时还可以与有害元素S结合以降低盘条的热脆性；但Mn含量过高时，淬透性增强，高线轧制工序后容易出现影响拉拔的贝氏体或马氏体，进而导致盘条的塑性和拉拔性能差；本发明中，Mn含量为0.30～0.60％。

Cr：可细化珠光体组织(也即共析组织)，减小珠光体组织的片层间距，从而提高盘条的强度；但与Mn类似的，Cr含量过高会提高淬透性，高线轧制工序后容易出现影响拉拔的贝氏体或马氏体，进而导致盘条的塑性和拉拔性能差；本发明中，Cr含量为0.01～0.40％。

B、V：

关于B元素，在高碳钢中参与形成细小的碳氮化物，优先偏聚在奥氏体晶界，有利于阻碍网状渗碳体组织的形成；但B含量过高，会使晶界脆化，降低盘条的拉拔性能；

而关于V元素，在相变初期易于在奥氏体晶界上形成VC颗粒，抑制高线轧制时奥氏体晶粒的长大，降低晶界C含量，有利于抑制网状渗碳体组织的形成；并且，V元素在相变过程中会析出碳氮化物，有利于提高盘条的强度；但V含量过高时容易出现淬火组织，不利于盘条组织控制；

鉴于B和V元素均可以用于阻止网状渗碳体组织的形成，对于提升C含量的上限有助益，因而，如前所述，前述的所述盘条的化学成分包括B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种，也即包括以下三种实施情况：其一，所述盘条的化学成分包括B:0.0005～0.0020％，而不包含V，利用B元素在奥氏体晶界形成细小的碳氮化物，来阻碍网状渗碳体组织的形成；其二，所述盘条的化学成分不包含B，而包括V:0.01～0.09％，利用V元素在相变初期形成VC颗粒，降低晶界C含量，来阻碍网状渗碳体组织的形成；其三，更为优选地，所述盘条的化学成分同时包括B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％，一方面利用V元素在相变初期形成VC颗粒，降低晶界C含量，来阻碍网状渗碳体组织的形成，另一方面同时利用B元素在奥氏体晶界形成细小的碳氮化物，来阻碍网状渗碳体组织的形成。

Al：在深拉拔用盘条中属于有害元素，Al和钢中的O结合形成尺寸大、易团聚、熔点高、塑性差的Al₂O₃夹杂物，是导致盘条在拉拔制备钢丝时细丝断丝的主要原因之一，本发明中，Al含量为0.003％以内。

Ti：在深拉拔用盘条中属于有害元素，Ti极易与C、N形成棱角分明的大尺寸Ti(C,N)夹杂物，进而造成应力集中、微裂纹，本发明中，Ti含量为0.0008％以内。

S、P、O、N：属于有害杂质元素，含量分别为S≤0.005％，P≤0.008％，O≤0.0010％，N≤0.0020％。

进一步地，所述盘条的直径为Φ4.5～5.5mm，其可以适应接下来拉拔制备钢丝的要求。

进一步地，所述盘条的抗拉强度≥1320MPa，以使得进一步制备而成的钢丝的抗拉强度达到5000MPa以上；并且，所述盘条的拉拔性能优异，其断面收缩率≥30％，保证拉拔过程中的断丝率低。

进一步地，所述盘条的内部质量优、组织均匀，其最大夹杂物尺寸≤4μm，网状碳化物≤1.0级，其中所述的最大夹杂物尺寸≤4μm，包括横向最大夹杂物尺寸≤4μm且纵向最大夹杂物尺寸≤4μm。并且，进一步地，网状碳化物的检出比例≤30％，中心碳偏析比≤1.03。其中，所述中心碳偏析比指的是偏析最严重区域和基体位置的碳含量比值。

进一步地，所述盘条的表面裂纹深度≤30μm，脱碳层深度≤40μm，脱碳层占总圆周的比例≤15％，表面氧化皮厚度为7～15μm。

综上所述，本实施方式的盘条纯净度高、组织均匀、力学性能高以及拉拔性能高，能够满足于金刚线的制备，且通过采用盘条制备金刚线的现有技术，利用本发明的盘条可以制得直径40～46μm、断丝率≤2次/千公里、抗拉强度≥5000MPa的钢丝，远远满足市场对良好的拉拔性能、低断丝率以及高强度钢丝的需求。

在一实施方式中提供了一种所述盘条的生产方法，在本实施方式中，所述盘条通过依序进行的真空熔炼→钢锭重熔→制坯及修磨→高线轧制→冷却各个工序制备而成。也即，所述生产方法包括以下工序，

真空熔炼：按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中任一种或二种的成分设计向铁水中配入合金元素，采用真空熔炼炉在炉内压力10Pa以下的氛围中炼制钢水，并浇铸成钢锭；

钢锭重熔：对钢锭在保护气氛下进行电渣重熔处理，获得重熔锭，该重熔锭的化学成分除了C、Si、Mn、Cr，以及B和V二者中的任一种或二种，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％；

制坯及修磨：将重熔锭进行开坯或锻造为钢坯，并对钢坯进行修磨；

高线轧制：将钢坯轧制为盘条，开轧温度为1030～1060℃，终轧温度为950～1020℃；

冷却：将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量为80％～100％，其余风机关闭。

由此，通过在真空熔炼工序中调控炉内压力，并结合在保护气氛下进行电渣重熔工序，使得材料中的化学成分得到精细控制，保证纯净度高，大大减少了夹杂物的产生，并使得夹杂物的尺寸小；同时，通过对钢坯的修磨，优化钢坯的表面质量，消除钢坯的表面凹坑等缺陷以及脱碳层；进而通过高线轧制工序中开轧温度的控制，使钢坯保持在再结晶区内进行轧制，以及结合冷却工序中的控温冷却，避免珠光体相变过程中和相变过程后的冷却速率过快，防止由于相变时间不足而形成马氏体组织，同时减小内应力，优化组织性能，进而增强盘条的抗拉强度和拉拔性能。

下面，对各个工序的优选实施进行详细介绍。

(1)真空熔炼工序

在该真空熔炼工序中，基于前文所述盘条的化学成分的设计思路，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中任一种或二种的成分设计向铁水中配入合金元素，以此来炼制钢水。

优选的，在真空熔炼工序中所采用的原辅料均为杂质元素含量低的高质量原辅料，例如，以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，并按照成分设计配入合金元素，也即，前文所述铁水即为Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁熔化而成，当然，所述铁水的原料工业纯铁中杂质元素优选但并不必然限定为上述含量，这样可以从钢水熔炼之初即可使得有害元素少、纯净度较高，进而利于后续夹杂物的精细控制。

在该真空熔炼工序中，采用真空熔炼炉在炉内压力10Pa以下的氛围中炼制钢水，并浇铸成钢锭。其中，通过控制炉内压力10Pa以下，也即炉内维持高真空度，从而避免空气中O、N元素对钢水的影响，利于控制钢水中O、N有害元素的含量低。进一步优选的，炉内压力控制为5Pa以下。

优选的，在该真空熔炼工序中，在钢水浇铸成钢锭的过程中，浇铸温度为1580～1620℃，也即，将钢水温度加热到1580～1620℃时进行浇铸成锭，浇铸速度为300-400kg/min，由此，一方面可以进一步保证钢水纯净度，另一方面还可以保证钢锭的心部溶质能够充分扩散，减少钢锭的中心偏析。

(2)钢锭重熔工序

在该钢锭重熔工序中，对真空熔炼工序中所得钢锭在保护气氛下进行电渣重熔处理，获得重熔锭，该重熔锭的化学成分除了C、Si、Mn、Cr，以及B和V二者中的任一种或二种，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％。

也即，通过该钢锭重熔工序，结合真空熔炼工序的精细控制，实现对材料中杂质元素(也即有害元素)的严格控制，从而保证了保证纯净度高，大大减少了夹杂物的产生，并使得夹杂物的尺寸小，化学成分均匀。

其中，在所述保护气氛下进行电渣重熔，可以保证钢水不被氧化，减少夹杂物的产生，所述保护气氛具体可以是由惰性气体构成的气氛，例如在电渣炉内排出空气并替换为惰性气体，进而再对钢锭进行重熔处理。

(3)制坯工序及修磨工序

在该制坯工序中，将钢锭重熔工序中所得重熔锭进行开坯或锻造为钢坯，优选地，该钢坯为长度9～16m且145mm×145mm的方坯，当然，钢坯的尺寸不限于此，可以为任意工业可行的尺寸。

进一步优选的，在制坯工序中，将重熔锭在1130-1160℃温度下进行开坯或锻造，由此，可以进一步保证钢坯心部和表面的温度均匀性，利于提升组织均匀性。

在该修磨工序中，对制坯工序中所得钢坯进行修磨，以优化钢坯的表面质量，消除钢坯的表面凹坑等缺陷以及脱碳层，进而为后续的高线轧制创造好的基础。

优选的，在该修磨工序中，对钢坯表面的修磨总深度≥1.5mm。具体地，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，且各道次修磨深度分别为≥0.9mm、≥0.5mm、≥0.1mm，也即16目砂轮对钢坯的表面修磨深度≥0.9mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度≥0.5mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度≥0.1mm。另外，对钢坯的角部修磨宽度≥5mm，具体的，对钢坯的角部进行斜向修磨，完成之后，形成于该角部处的斜面宽度即为所述角部修磨宽度。这样，通过修磨工序，最终确保钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

在该高线轧制工序中，将钢坯轧制为盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1030～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为950～1020℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制，以精细控制盘条组织，避免贝氏体、马氏体、网状渗碳体组织的出现。

优选的，在高线轧制工序中，将钢坯轧制成直径为Φ4.5～5.5mm的盘条，也即，使得基于本实施方式的生产方法最终制得的盘条直径为Φ4.5～5.5mm，进而可以适应接下来拉拔制备钢丝的要求。

优选的，在该高线轧制工序中，终轧速率为100～110m/s，以进一步确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制，吐丝温度为890～920℃，以进一步精细控制盘条组织，并利于接下来进行风冷冷却的温度控制。

(5)冷却工序

在该冷却工序中，将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量为80％～100％，其余风机关闭，也即采用斯太尔摩风冷冷却技术进行控温冷却处理。本发明的冷却制度，可以避免珠光体相变过程中和相变过程后的冷却速率过快，防止由于相变时间不足而形成马氏体组织，同时减小内应力，优化组织性能，进而增强盘条的抗拉强度和拉拔性能。

优选的，在冷却工序中，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开，也即，在前4台风机所对应的辊道区段执行风冷冷却，之后的其余风机所对应的辊道区段全部为自然冷却。

优选的，在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.9～1.0m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。

另外，在冷却工序中，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.1～1.4倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡，以便于进一步得到均匀的组织性能。

进一步优选地，所述生产方法制备得到的盘条，可采用打包线打包，打包线和盘条之间采用柔性耐磨材料间隔开，以避免运输、倒运、存储过程中打包线擦伤盘条；之后进行时效处理，其中，当室温≥15℃时，时效处理的时间≥10天，当室温＜15℃时，时效处理的时间≥20天。

与现有技术相比，本发明一实施方式的有益效果在于：

(1)通过提高珠光体强化元素含量，尤其是C元素含量，并配合B和/或V的添加，以及严格控制杂质元素的含量，确保组织均匀，避免形成高熔点夹杂物，提高纯净度、抗拉强度和拉拔性能；

(2)通过在真空熔炼工序中调控炉内压力，并结合在保护气氛下进行电渣重熔工序，使得材料中的化学成分得到精细控制，保证纯净度高，大大减少了夹杂物的产生，并使得夹杂物的尺寸小；同时，通过对钢坯的修磨，优化钢坯的表面质量，消除钢坯的表面凹坑等缺陷以及脱碳层；进而通过高线轧制工序中开轧温度的控制，使钢坯保持在再结晶区内进行轧制，以及结合冷却工序中的控温冷却，避免珠光体相变过程中和相变过程后的冷却速率过快，防止由于相变时间不足而形成马氏体组织，同时减小内应力，优化组织性能，进而增强盘条的抗拉强度和拉拔性能；

(3)所述盘条能够适用于超细、断丝率低、高强度的金刚线钢丝的生产，可使拉拔制备而成的金刚线的直径40～46μm、断丝率≤2次/千公里、抗拉强度≥5000MPa，适用于制造硅片切割用金刚线，远远满足市场对良好的拉拔性能、低断丝率以及高强度钢丝的需求，填补了国内外5000MPa级以上金刚线用盘条的技术空白。

<第二实施方式>

本实施方式同样提供了一种深拉拔用盘条，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条，以及提供了一种所述盘条的生产方法。本实施方式与前述第一实施方式的区别仅在于所述生产方法中的钢锭重熔工序，除此之外，其余技术均与前述第一实施方式相同。下面，仅对本实施方式与前述第一实施方式的区别进行介绍，其余相同部分不再赘述。

在本实施方式中，所述生产方法的工序(2)钢锭重熔工序具体如下。

在该钢锭重熔工序中，采用真空自耗重熔对钢锭处理，重熔速度为3.0～3.5kg/min，获得重熔锭，该重熔锭的化学成分除了C、Si、Mn、Cr，以及B和V二者中的任一种或二种，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％。

也即，通过该钢锭重熔工序，结合真空熔炼工序的精细控制，实现对材料中杂质元素(也即有害元素)的严格控制，从而保证了保证纯净度高，大大减少了夹杂物的产生，并使得夹杂物的尺寸小，同时还控制夹杂物的类型，使得化学成分均匀。

具体的，在该钢锭重熔工序中，以真空熔炼工序所得钢锭作为电极进行真空自耗重熔。

进一步地，在钢锭重熔工序中，采用真空自耗重熔获得重熔锭之后，对所得重熔锭保温48小时以上，由此来进一步减少重熔锭表面和心部的应力裂纹。

总结来讲，本实施方式中，钢锭重熔工序中采用了真空自耗重熔取代了第一实施方式中的电渣重熔，除此之外均与第一实施方式相同。由此，本实施方式同样具有前述第一实施方式的有益效果，不再赘述。

<第三实施方式>

本实施方式同样提供了一种深拉拔用盘条，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条，以及提供了一种所述盘条的生产方法。本实施方式与前述第一实施方式的区别仅在于所述生产方法中的钢锭重熔工序，除此之外，其余技术均与前述第一实施方式相同。下面，仅对本实施方式与前述第一实施方式的区别进行介绍，其余相同部分不再赘述。

在本实施方式中，所述生产方法的工序(2)钢锭重熔工序具体如下。

在该钢锭重熔工序中，先对真空熔炼工序中所得钢锭在保护气氛下进行电渣重熔处理；再以电渣重熔所得重熔锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.0～3.5kg/min，获得重熔锭，该重熔锭的化学成分除了C、Si、Mn、Cr，以及B和V二者中的任一种或二种，其余为Fe和不可避免的杂质，杂质元素Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％、O≤0.0010％和N≤0.0020％。

进一步地，本实施方式中，在钢锭重熔工序中，采用真空自耗重熔获得重熔锭之后，对所得重熔锭保温48小时以上，由此来进一步减少重熔锭表面和心部的应力裂纹。

总结来讲，本实施方式中的电渣重熔工艺与第一实施方式相同，在第一实施方式基础上，进一步增加了真空自耗重熔，由此可以进一步精细控制杂质元素(也即有害元素)，进一步保证纯净度和夹杂物。除此之外，本实施方式同样具有前述第一实施方式的有益效果，不再赘述。

当然，在变化实施方式中，真空自耗重熔和电渣重熔的实施顺序可以互换，也即先进行真空自耗重熔，再进行电渣重熔。

<第四实施方式>

本实施方式同样提供了一种深拉拔用盘条，尤其是拉拔为5000MPa级金刚线用的盘条，以及提供了一种所述盘条的生产方法。本实施方式与前述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式的区别仅在于所述生产方法还包括在所述冷却工序之后增加了热处理工序，除此之外，其余技术均与前述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式相同。下面，仅对如上区别进行介绍，其余相同部分不再赘述。

在本实施方式中，所述生产方法还进一步包括以下工序。

(6)热处理工序

对斯太尔摩冷却后的盘条进行盐浴热处理或者铅浴热处理，其中等温相变阶段的温度为520～560℃且时间为20～80s。

由此，本实施方式相较于前述第一实施方式、第二实施方式、第三实施方式，所得盘条的组织性能更均匀，拉拔性能和抗拉强度更强。

下面提供本发明的几个实施例来对本发明的技术方案进一步说明。

实施例1

实施例1提供一种直径为Φ5.5mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.01％，Si:0.30％，Mn:0.60％，Cr:0.40％，B:0.0013％，V:0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0006％、S:0.003％、P:0.006％、O:0.0008％和N:0.0012％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1320～1350MPa、断面收缩率35～40％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表1所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表1]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为5300MPa、直径为46μm、断丝率大致为1.2次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例2

实施例2提供一种直径为Φ5.0mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.03％，Si:0.18％，Mn:0.58％，Cr:0.36％，B:0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0005％、S:0.002％、P:0.004％、O:0.001％和N:0.0013％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1330～1360MPa、断面收缩率33～40％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表2所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表2]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为5500MPa、直径为45μm、断丝率大致为1.5次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例3

实施例3提供一种直径为Φ5.5mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.03％，Si:0.20％，Mn:0.55％，Cr:0.22％，V:0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.002％、Ti:0.0006％、S:0.002％、P:0.006％、O:0.0006％和N:0.0008％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1320～1350MPa、断面收缩率33～39％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表3所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表3]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为5500MPa、直径为45μm、断丝率大致为1.6次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例4

实施例4提供一种直径为Φ4.5mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.05％，Si:0.16％，Mn:0.55％，Cr:0.01％，B:0.0005％，V:0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.002％、Ti:0.0003％、S:0.001％、P:0.003％、O:0.0003％和N:0.0009％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1320～1360MPa、断面收缩率32～38％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表4所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表4]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为5500MPa、直径为40μm、断丝率大致为1.8次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例5

实施例5提供一种直径为Φ5.5mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.05％，Si:0.22％，Mn:0.45％，Cr:0.19％，B:0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0002％、S:0.003％、P:0.004％、O:0.0005％和N:0.001％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1340～1380MPa、断面收缩率30～38％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表5所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表5]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为6100MPa、直径为40μm、断丝率大致为1.9次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例6

实施例6提供一种直径为Φ5.0mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.08％，Si:0.25％，Mn:0.32％，Cr:0.18％，V:0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0005％、S:0.001％、P:0.003％、O:0.0004％和N:0.0006％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1350～1400MPa、断面收缩率30～38％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表6所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表6]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得金刚线的抗拉强度为6400MPa、直径为45μm、断丝率大致为1.9次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例7

实施例7提供一种直径为Φ5.5mm的盘条，其化学成分以质量百分比计包括，C:1.10％，Si:0.16％，Mn:0.30％，Cr:0.15％，V:0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0002％、S:0.002％、P:0.003％、O:0.0002％和N:0.0009％。

对该实施例的盘条进行组织性能检测，包括：

第一，以每卷盘条取12个样品，分别检测得到抗拉强度均为1340～1390MPa、断面收缩率32～38％；

第二，以每卷盘条取12个样品，12个样品包括6个纵截面样品和6个横截面样品，如表7所示，磨抛后用金相显微镜观察测量每个样品的最大表面裂纹深度、氧化皮厚度、横向最大夹杂物尺寸(表中简写为横向夹杂尺寸)、纵向最大夹杂物尺寸(表中简写为纵向夹杂尺寸)以及网状碳化物级别(表中简写为网碳级别)，用电子探针检测分析中心碳偏析比，对各个样品腐蚀之后观察最大脱碳层深度和脱碳层占总圆周的比例(表中简写为脱碳比例)。

[表7]

由此可以看出，本实施例的盘条纯净度高、组织均匀、抗拉强度高且拉拔性能好，能够满足市场对深拉拔用盘条的高要求；进一步地，以本实施例的盘条作为母材，采用现有的金刚线的制备工艺，制备硅片切割用金刚线母线，所得切金刚线的抗拉强度为6000MPa、直径为46μm、断丝率大致为2.0次/千公里，远远领先于现有技术。

实施例8

该实施例8提供了一种实施例1的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，B:0.0005～0.0020％，V:0.01～0.09％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为5Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1580～1600℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为370kg/min。

(2)钢锭重熔工序

先对真空熔炼工序中所得钢锭在惰性气体气氛下进行电渣重熔处理；再以电渣重熔所得重熔锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.2kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温60小时。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.01％，Si:0.30％，Mn:0.60％，Cr:0.40％，B:0.0013％，V:0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0006％、S:0.003％、P:0.006％、O:0.0008％和N:0.0012％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1150℃温度下，锻造为长度12m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.6mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.2mm，单面的修磨总深度大致为1.8mm(相对两面的修磨总深度大致为3.6mm)，角部修磨宽度为6mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.5mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1030～1050℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为980～1020℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为105m/s，吐丝温度为890～910℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、100％、90％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.9m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.25倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例1的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为25℃，自然时效处理的时间为12天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例9

该实施例9提供了一种实施例2的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以低杂质元素含量的工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，B:0.0005～0.0020％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为6Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1600～1620℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为360kg/min。

(2)钢锭重熔工序

以真空熔炼工序中所得钢锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.5kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时，而后进行避风堆冷。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.03％，Si:0.18％，Mn:0.58％，Cr:0.36％，B:0.002％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0005％、S:0.002％、P:0.004％、O:0.001％和N:0.0013％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1130℃温度下，锻造为长度13m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.2mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.5mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.3mm，单面的修磨总深度大致为2mm(相对两面的修磨总深度大致为4mm)，角部修磨宽度为9mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.0mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1040～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为960～1010℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为103m/s，吐丝温度为900～920℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、90％、90％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.85m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.3倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例2的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为30℃，自然时效处理的时间为10天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例10

该实施例10提供了一种实施例3的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，V:0.01～0.09％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为5Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1600～1620℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为330kg/min。

(2)钢锭重熔工序

以真空熔炼工序中所得钢锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.0kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时，而后进行避风堆冷。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.03％，Si:0.20％，Mn:0.55％，Cr:0.22％，V:0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.002％、Ti:0.0006％、S:0.002％、P:0.006％、O:0.0006％和N:0.0008％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1130℃温度下，进行连轧式开坯，制得长度15m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.1mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.7mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.2mm，单面的修磨总深度大致为2mm(相对两面的修磨总深度大致为4mm)，角部修磨宽度为6mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.5mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1040～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为1000～1020℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为108m/s，吐丝温度为890～910℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、95％、95％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为1.0m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.3倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例3的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为10℃，自然时效处理的时间为21天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例11

该实施例11提供了一种实施例4的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，B:0.0005～0.0020％，V:0.01～0.09％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为6Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1600～1620℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为350kg/min。

(2)钢锭重熔工序

以真空熔炼工序中所得钢锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.3kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时，而后进行避风堆冷。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.05％，Si:0.16％，Mn:0.55％，Cr:0.01％，B:0.0005％，V:0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.002％、Ti:0.0003％、S:0.001％、P:0.003％、O:0.0003％和N:0.0009％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1130℃温度下，锻造为长度14m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.2mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.5mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.2mm，单面的修磨总深度大致为1.9mm(相对两面的修磨总深度大致为3.8mm)，角部修磨宽度为8mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ4.5mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1050～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为980～1010℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为110m/s，吐丝温度为900～920℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、85％、80％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.93m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.25倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例4的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为32℃，自然时效处理的时间为11天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例12

该实施例12提供了一种实施例5的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，B:0.0005～0.0020％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为8Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1580～1600℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为320kg/min。

(2)钢锭重熔工序

先对真空熔炼工序中所得钢锭在惰性气体气氛下进行电渣重熔处理；再以电渣重熔所得重熔锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.3kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.05％，Si:0.22％，Mn:0.45％，Cr:0.19％，B:0.001％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0002％、S:0.003％、P:0.004％、O:0.0005％和N:0.001％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1140℃温度下，锻造为长度10m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.4mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.5mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.1mm，单面的修磨总深度大致为2.0mm(相对两面的修磨总深度大致为4.0mm)，角部修磨宽度为8mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.5mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1040～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为980～1020℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为110m/s，吐丝温度为890～910℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、100％、100％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为1.0m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.28倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例5的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为28℃，自然时效处理的时间为11天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例13

该实施例13提供了一种实施例6的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以Al、Ti、Cu且Ni等杂质元素含量低的工业纯铁为原料，按C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，V:0.01～0.09％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为8Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1600～1610℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为350kg/min。

(2)钢锭重熔工序

以真空熔炼工序中所得钢锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.4kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时，而后进行避风堆冷。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.08％，Si:0.25％，Mn:0.32％，Cr:0.18％，V:0.01％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0005％、S:0.001％、P:0.003％、O:0.0004％和N:0.0006％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1130℃温度下，进行连轧式开坯，制得长度14m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.1mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.7mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.2mm，单面的修磨总深度大致为2mm(相对两面的修磨总深度大致为4mm)，角部修磨宽度为6mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.0mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1040～1060℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为1000～1020℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为110m/s，吐丝温度为890～910℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、95％、95％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为1.0m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.2倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

(6)热处理工序

对斯太尔摩冷却后的盘条进行离线的盐浴热处理(可替换为铅浴热处理)，其中等温相变阶段的温度为540～560℃且时间为70s。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例6的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为5℃，自然时效处理的时间为23天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

实施例14

该实施例14提供了一种实施例7的盘条的生产方法，所述生产方法具体包括以下各个工序。

(1)真空熔炼工序

以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，按照C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，V:0.01～0.09％的成分设计向铁水中配入合金元素，保持真空熔炼炉的炉内压力为6Pa，以此来炼制钢水。

将炼制好的钢水温度加热到1590～1600℃时，在惰性气体气氛中进行保护浇铸成锭，浇铸速度为330kg/min。

(2)钢锭重熔工序

以真空熔炼工序中所得钢锭作为电极，采用真空自耗重熔进行处理，重熔速度为3.5kg/min，获得重熔锭；之后，对所得重熔锭保温72小时，而后进行避风堆冷。

经检测，所得重熔锭的化学成分以质量百分比计包括，C:1.10％，Si:0.16％，Mn:0.30％，Cr:0.15％，V:0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al:0.001％、Ti:0.0002％、S:0.002％、P:0.003％、O:0.0002％和N:0.0009％。

(3)制坯工序及修磨工序

将钢锭重熔工序中所得重熔锭，在1150℃温度下，锻造为长度10m且145mm×145mm的方坯钢坯；之后，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，16目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为1.1mm，24目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.7mm，30目砂轮对钢坯的表面修磨深度大致为0.2mm，单面的修磨总深度大致为2mm(相对两面的修磨总深度大致为4mm)，角部修磨宽度为8mm，修磨完成后的钢坯表面光滑无毛刺。

(4)高线轧制工序

将修磨好的钢坯运至高线轧制为直径Φ5.5mm的盘条，通过调整轧制之前加热时的均热温度，使开轧温度为1030～1050℃，并通过轧制过程中的水冷等控温手段，使终轧温度为950～990℃，由此确保钢坯基本保持在再结晶区内进行轧制。

终轧速率为108m/s，吐丝温度为890～910℃。

(5)冷却工序

将盘条在斯太尔摩冷却线上进行控温冷却，第1～4台风机开启且风量依次为100％、100％、99％、95％，其余风机关闭，斯太尔摩冷却线上的保温罩全部打开。

在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为1.0m/s，第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00，其余风机所对应的辊道运行速比为0.8:1.00～1.05:1.00。另外，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.18倍，以保证搭接点和非搭接点的冷速均衡。

(6)热处理工序

对斯太尔摩冷却后的盘条进行离线的盐浴热处理，其中等温相变阶段的温度为520～540℃且时间为80s。

采用本实施例的所述生产方法，即可获得实施例7的盘条。

针对所得盘条，采用打包线将集卷后的盘条打包，打包线与盘条之间用麻布隔开，并采用全包装的方式进行包装；高线轧制时的室温为25℃，自然时效处理的时间为13天，之后再发往用户处进行拉拔制备钢丝的应用；其中，在运输和倒运过程中，采取点橡胶垫的方式，来避免盘条擦伤。

总得来讲，本发明相较于现有技术具有以下有益效果：通过化学成分的设计、生产方法的工艺技术改进，严格控制杂质物尺寸和类型，确保纯净度高、组织均匀，提高盘条的抗拉强度和拉拔性能；使得盘条能够适用于超细、断丝率低、高强度的金刚线的生产，可拉拔制备出直径40～46μm、断丝率≤2次/千公里、抗拉强度≥5000MPa的金刚线母线，适用于制造硅片切割用金刚线，远远满足市场对良好的拉拔性能、低断丝率以及高强度钢丝的需求，填补了国内外5000MPa级以上金刚线用盘条的技术空白。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述盘条的化学成分以质量百分比计包括：C:1.01～1.10％，Si:0.15～0.40％，Mn:0.30～0.60％，Cr:0.01～0.40％，以及B:0.0005～0.0020％和V:0.01～0.09％二者中的任一种或二种；其余为Fe和不可避免的杂质，其中杂质包括Al≤0.003％、Ti≤0.0008％、S≤0.005％、P≤0.008％；所述生产方法包括依序进行的真空熔炼工序、钢锭重熔工序、制坯工序、修磨工序、高线轧制工序和斯太尔摩控温冷却工序；在所述钢锭重熔中，采用电渣重熔和真空自耗重熔的任一种或两种，将钢锭处理为重熔锭；电渣重熔在保护气氛下进行，真空自耗重熔的重熔速度为3.0～3.5kg/min；所述高线轧制工序中，开轧温度为1030～1060℃，终轧温度为950～1020℃；所述斯太尔摩控温冷却工序中，第1～4台风机开启且风量为80％～100％，其余风机关闭；所述盘条的网状碳化物≤1.0级，网状碳化物的检出比例≤30％，脱碳层深度≤40μm且脱碳层占总圆周的比例≤15％。

2.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述真空熔炼工序中，钢水浇铸成钢锭时的浇铸温度为1580～1620℃，浇铸速度为300-400kg/min。

3.根据权利要求2所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述盘条的化学成分中的杂质还包括O≤0.0010％和N≤0.0020％；

在所述真空熔炼工序中，以Al≤0.001％、Ti≤0.0005％、Cu≤0.001％且Ni≤0.001％的工业纯铁为原料，并按照成分设计配入合金元素，采用真空熔炼炉在炉内压力10Pa以下的氛围中炼制钢水。

4.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括位于所述斯太尔摩控温冷却工序之后的热处理工序：对盘条进行盐浴热处理或者铅浴热处理，其中等温相变阶段的温度为520～560℃且时间为20～80s。

5.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述修磨工序中，对钢坯表面的修磨总深度≥1.5mm。

6.根据权利要求5所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述修磨工序中，依次采用16目、24目、30目的砂轮对钢坯的表面进行修磨处理，且各道次修磨深度分别为≥0.9mm、≥0.5mm、≥0.1mm，角部修磨宽度≥5mm。

7.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述钢锭重熔工序中，采用真空自耗重熔获得重熔锭之后，对所得重熔锭保温48小时以上。

8.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述制坯工序中，将重熔锭在1130-1160℃温度下进行开坯或锻造，得到长度9～16m且145mm×145mm的方坯。

9.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，在所述高线轧制工序中，将钢坯轧制成直径为Φ4.5～5.5mm的盘条，终轧速率为100～110m/s，吐丝温度为890～920℃。

10.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述斯太尔摩控温冷却工序中，保温罩全部打开，在第1台风机之前，辊道入口段运行速度为0.9～1.0m/s，并且第1～4台风机所对应的辊道运行速比为1.10:1.05:1.02:1.00。

11.根据权利要求10所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述斯太尔摩控温冷却工序中，采用佳灵装置调节搭接点的风速为非搭接点的风速的1.1～1.4倍。

12.根据权利要求1所述的5000MPa级金刚线用盘条的生产方法，其特征在于，所述生产方法制备而成的盘条采用打包线打包时，打包线和盘条之间采用柔性耐磨材料间隔开，之后进行时效处理，其中，当室温≥15℃时，时效处理的时间≥10天，当室温＜15℃时，时效处理的时间≥20天。

13.一种5000MPa级金刚线用盘条，其特征在于，其采用权利要求1～12任一项所述的生产方法制备而成。

14.根据权利要求13所述的5000MPa级金刚线用盘条，其特征在于，其抗拉强度≥1320MPa，断面收缩率≥30％。

15.根据权利要求13所述的5000MPa级金刚线用盘条，其特征在于，其最大夹杂物尺寸≤4μm，中心碳偏析比≤1.03。

16.根据权利要求13所述的5000MPa级金刚线用盘条，其特征在于，其表面裂纹深度≤30μm，表面氧化皮厚度为7～15μm。