專利名稱：一種低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法。所述的低矯頑力是指采用GB/T3656《電工用純鐵磁性能測量方法》測量的純鐵矯頑力小于20A/m。
背景技術：
電磁純鐵由于具有低矯頑力高磁導率的優(yōu)良軟磁性能，廣泛應用于電磁器件、磁屏蔽等領域，是一種重要的軟磁材料。我國電磁純鐵牌號分為DT4、DT4A、DT4E、DT4C，矯頑力最好水平為32A/m以下。我國電磁純鐵雖然磁性能優(yōu)良，但與國外的特殊純鐵材料相比，在矯頑力和磁導率方面有一定差距。國外沒有公開特殊純鐵材料的制造方法。純鐵的電磁性能與材料的成分與組織有重要關系。碳、氮和硫是對磁性有害的元素。碳和氮為間隙式固溶元素，硫為置換式固溶元素，但其原子半徑與鐵原子半徑相差很大，這都使點陣嚴重畸變，弓I起大的內應力，使磁性能變差
發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法的上述不足，本發(fā)明提供一種低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，本方法制造的電磁純鐵冷軋薄板具有更高的磁導率和更低的矯頑力。雜質元素和夾雜物使點陣發(fā)生畸變。在夾雜物周圍地區(qū)位錯密度增高，引起比其本身體積大許多倍的內應力場，導致靜磁能和磁彈性能增高，磁疇結構發(fā)生變化，疇壁不易移動，磁化困難，而夾雜物本身又為非磁性或弱磁性物質，所以He增高。He與夾雜物尺寸成反比，與夾雜物數(shù)量成正比。因此要求夾雜物粗化，避免存在細小的夾雜物。粗化晶粒有利于磁性能的提聞。晶界處的點陣是崎變的，晶體缺陷(空位和位錯)多，內應力大。平均晶粒直徑大，晶界所占面積減小，He降低。(上述一段放在這里；較合理)
本發(fā)明的技術構思是當電磁純鐵的Al含量大于0.85%時在任何溫度下加熱都為單一的鐵素體相而不發(fā)生相變，這對制造低矯頑力電磁純鐵薄板極為重要，因為高溫無相變有利于促進電磁純鐵晶粒長大，從而提高磁性能。鋁的作用主要有三點:一是煉鋼脫氧劑，較高鋁含量時可以促進鋼中夾雜物粗化，降低細小氧化鋁夾雜對磁疇的釘軋作用，第二是降低材料的磁晶各向異性常數(shù)和磁滯伸縮常數(shù)，三是高鋁含量可提高熱處理時的鐵素體向奧氏體的轉變溫度，當鋁含量大于0.85%時加熱過程不發(fā)生相變，因此可采用更高的熱處理溫度獲得更為粗大的晶粒組織，提高磁性能。板坯加熱溫度對成品晶粒大小有顯著影響。加熱溫度越高，MnS、AlN等夾雜物固溶量越多，熱軋后細小的析出物越多，對再結晶和晶粒長大的阻礙作用越大。因此，隨著板坯加熱溫度的提高，磁性熱處理后成品的晶粒尺寸變小。終軋溫度對熱軋板組織的影響與鋼的相變溫度有關。對于有相變的純鐵。當終軋溫度位于奧氏體區(qū)或兩相區(qū)時。由于相變，熱軋板組織是細小的完全再結晶等軸晶粒；當終軋溫度在Arl與Arl 100°C之間時。由于形核率較低，熱軋板組織是較粗大的再結晶晶粒，終軋溫度越接近Arl，晶粒越大。當終軋溫度小于Arl 100°C時，熱軋板組織是由伸長變形的鐵索體和再結晶的鐵索體組成的混合組織，終軋溫度越低，熱軋后再結晶越困難，再結晶率越小。再結晶晶粒越小。對于在高溫區(qū)沒有相變的純鐵，采用較高的終軋溫度，可以促進熱軋板的再結晶，使熱軋板的晶粒尺寸增大，增加成品中的有利織構組分。磁性熱處理是軟磁合金加工的最后一道工序，其目的是消除加工應力、獲得粗大的晶粒組織，從而充分發(fā)揮材料的潛在磁性能。磁性熱處理工藝是根據(jù)材料的組織狀態(tài)和化學成分而制定的。當電磁純鐵的Al含量足夠高，使其在高溫下不發(fā)生相變時，其磁性熱處理溫度相應提高。本發(fā)明的電磁純鐵冷軋薄板材料制造方法包括依次下述步驟:
I制造優(yōu)化成分的板坯
a冶煉時，控制對磁性有害的C、N、O、S元素及其雜質含量，提高鋼中Al的合金含量，降低鋼中S含量，提高鋼質純凈度。鋼水的成分的質量百分比為:
C:≤ 0.0005 0.010% ； S1:0.002 0.050% ； Mn:0.05 0.50% ；P ( 0.03% ；S ≤ 0.005% ； Al:0.85 1.50% ； [O] < 40ppm ； [N] < 40ppm ；
其余為Fe及不可避免的雜質，電解夾雜總量< 90ppm。b板坯連鑄
連鑄成長2000 10000 mm,寬1000 2200臟，厚120 280臟的板坯。II熱軋鋼卷 a板坯加熱 采用板坯低溫加熱方法，板坯加熱溫度:1160 1200°C ； b熱軋
高溫終軋，在860 1000°C軋制成厚度為1.5mm 7.0 mm的熱軋鋼板；
c 高溫卷曲
熱軋鋼板卷曲溫度為700°C 800°C。由于終軋和卷曲溫度高，促進了鋼板熱軋變形組織的恢復和再結晶晶粒長大，熱軋鋼板的組織為完全再結晶組織，晶粒度為3.5 4.5級。II1.冷軋成型
把熱軋鋼卷冷軋成薄板，冷軋的變形總量為30% 40%。IV單張板采用氮氣保護罩式爐進行軟化退火，540 560°C保溫6 8小時。V.磁性熱處理
檢驗冷軋成品磁性的試樣采用真空或氣氛保護防氧化熱處理爐，在ιοοο ιοο 保溫不小于2小時的磁性熱處理工藝進行處理。獲得粗化的晶粒組織，即晶粒度級別達ο級以下，矯頑力11 20A/m，最大磁導率0.0187 0.0385H/m。不需要采用脫碳氣氛。上述的低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，其特征是:步驟I 制造優(yōu)化成分的板還a冶煉時，脫硫劑石灰石加入量不少于5±0.4kg/噸鋼，稀土娃鐵加入量1±0.1kg/噸鋼。加入脫硫劑、稀土后的循環(huán)時間彡12min。冶煉時，可一次通過鐵水預處理、頂?shù)讖痛缔D爐冶煉和真空精煉，使成品鋼水達到要求。在真空精煉時，可通過添加脫硫劑，控制S含量< 20ppm。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明制造的電磁純鐵冷軋薄板為極低矯頑力材料，是單一鐵素體相、高磁導率和極低的矯頑力。與國內現(xiàn)有制造方法制造的電磁純鐵冷軋薄板相比，合金含量高、熱處理過程無相變，具備了獲得更優(yōu)異磁性能的條件，因此該產(chǎn)品具有更高的磁導率和更低的矯頑力?？梢詫崿F(xiàn)磁化材料的迅速反磁化，更適合于繼電器、電磁閥等磁性器件的制造?？蓾M足國內尖端科技產(chǎn)品的精密性，靈敏性和可靠形用料需要?？梢源娆F(xiàn)有DT4C電磁純鐵。
具體實施例方式下面結合實施例與對比例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的具體實施方式
不局限于下述的實施例。實施例一
本實施例的制造方法包括下述依次的步驟:
1.制造優(yōu)化成分的板坯
a 一次通過鐵水預處理、頂?shù)讖痛缔D爐冶煉和真空精煉(RH)，控制對磁性有害的C、N、
0、S元素及其雜質含量，鋼水合金化后，添加脫硫劑和稀土進行脫硫。脫硫劑石灰石加入量不少于5kg/噸鋼，稀土娃鐵加入量Ikg/噸鋼。加入脫硫劑、稀土后的循環(huán)時間> 12min。鋼水的成分的質量百分比為:
C=0.002% ； Si =0.011%； M=0.15% ； P=0.011% ； S=0.002% ； Al=L 10% ； [O] =0.0009ppm ； [N] =0.0032ppm ;
其余為Fe及不可避免的雜質，電解夾雜總量81ppm。真空精煉方法:最高真空度< 4mbar保持8 IOmin,脫碳時間18min,真空處理總時間34 36min。b板坯連鑄
中包溫度 1552°C，拉速 8.6m/min，鑄成 220mmX 1060mmX 8680mm 的板坯。2.熱軋鋼卷 a板坯加熱
把板坯在步進式加熱爐中加熱到1180°C ； b熱軋
在1549mm熱軋機上進行軋制，終軋溫度880°C，熱軋鋼板厚度為6.0mm ；
c高溫卷取
熱軋鋼板卷取溫度為733°C，熱軋鋼板的組織為完全再結晶組織，晶粒度為3.5 4.5級。3.冷軋成型
鋼卷酸洗后經(jīng)二十輥森吉米爾軋機軋成厚4.0mm的薄鋼板。變形總量36%。4.單張板采用氮氣保護罩式爐進行軟化退火，防止表面氧化。退火工藝:爐況良好，550°C保溫6小時，保溫完畢吊外罩，隨爐冷卻至250°C以下吊內罩出爐。5.磁性熱處理
防氧化保護退火，隨爐升溫到1050°C保溫2小時，保溫結束后以氺50°C /小時的速度冷卻到500°C以下出爐。
本實施例制成的電磁純鐵冷乳薄板的性能見表I。表I
權利要求
1.一種低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，它包括依次下述步驟: I制造優(yōu)化成分的板坯 a冶煉時，控制對磁性有害的C、N、O、S元素及其雜質含量，提高鋼中Al的合金含量，降低鋼中S含量，提高鋼質純凈度； 鋼水的成分的質量百分比為:C:≤ 0.0005 0.010% ； S1:0.002 0.050% ； Mn:0.05 0.50% ；P ( 0.03% ；S ≤ 0.005% ； Al:0.85 1.50% ； [O] < 40ppm ； [N] < 40ppm ； 其余為Fe及不可避免的雜質，電解夾雜總量< 90ppm ； b板坯連鑄 連鑄成長2000 10000 mm,寬1000 2200臟，厚120 280臟的板坯； II熱軋鋼卷 a板坯加熱 板坯加熱溫度:1160 1200°C ; b熱軋 高溫終軋，在860 1000°C軋制成厚度為1.5mm 7.0 mm的熱軋鋼板； c 高溫卷曲 熱軋鋼板卷曲溫度為700°C 800°C ;鋼板的組織為完全再結晶組織，晶粒度為3.5 4.5 級； III冷軋成型 把熱軋鋼卷冷軋成薄板，冷軋的變形總量為30% 40% ； IV單張板采用氮氣保護罩式爐進行軟化退火，540 560°C保溫6 8小時； V磁性熱處理 檢驗冷軋成品磁性的試樣采用真空或氣氛保護防氧化熱處理爐，在ιοοο ιοο 保溫不小于2小時的磁性熱處理工藝進行處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，其特征是:在步驟V磁性熱處理后，獲得粗化的晶粒組織，即晶粒度級別達O級以下，矯頑力11 20A/m，最大磁導率 0.0187 0.0385H/m。
3.根據(jù)權利要求1或2的低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，其特征是:步驟I制造優(yōu)化成分的板坯a冶煉時，脫硫劑石灰石加入量不少于5±0.4kg/噸鋼，稀土硅鐵加入量1±0.1kg/噸鋼，加入脫硫劑、稀土后的循環(huán)時間彡12min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板的制造方法，它包括依次下述步驟Ⅰ制造優(yōu)化成分的板坯 a冶煉時，控制C、N、O、S元素及其雜質含量，提高鋼中Al的合金含量，降低鋼中S含量；b板坯連鑄；Ⅱ熱軋鋼卷 a板坯加熱溫度1160～1200℃；b 熱軋高溫終軋，在860～1000℃軋制成厚度為1.5mm～7.0mm的熱軋鋼板；c 高溫卷曲 熱軋鋼板卷曲溫度為700℃～800℃；Ⅲ冷軋成型 冷軋的變形總量為30%～40%；Ⅳ單張板采用氮氣保護罩式爐退火，540～560℃保溫6～8小時；Ⅴ磁性熱處理 檢驗磁性的試樣采用真空或氣氛保護防氧化熱處理爐，在1000~1100℃保溫不小于2小時的磁性熱處理工藝。本發(fā)明制造的低矯頑力電磁純鐵冷軋薄板矯頑力11～20A/m。
文檔編號C21D8/12GK103205548SQ20131012940
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權日2013年4月16日
發(fā)明者苗曉, 王新宇, 陳澤民, 辛憲誠, 光紅兵 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司