一種二極管引線用鋼盤條及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋼及其生產(chǎn)方法，具體來說涉及一種二極管引線用鋼盤條及其生 產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 二極管引線是二極管中與芯片連接的金屬導體。通常，二極管引線的材質(zhì)為無氧 銅、合金銅或銅包鋼線，要求材質(zhì)具有高純凈度，良好的導電性，良好的加工性能和良好的 塑性指標、合適的強度等特點。
[0003] 由于銅資源相對匱乏，銅的價格長期居高不下，因此，無氧銅和合金銅用于制作二 極管引線會大大增加二極管生產(chǎn)廠家的成本，為了降低二極管企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品 競爭力，二極管引線廠家采用鋼絲外圍包裹90%以上銅層的復合線材，它利用低壓高頻信 號的趨膚效應，在高頻區(qū)沿表面行走，所以只要銅層厚度達到一定范圍，某個頻率段的信號 就能被確保傳遞。
[0004] 該產(chǎn)品所用材料，是以延展性極佳、導電性優(yōu)良的低碳鋼為芯材，外層包覆特殊的 無氧銅層，經(jīng)多道拉拔工序制造而成。其銅鋼復合界面呈冶金結(jié)構(gòu)，線徑圓整，線表光亮，它 是傳統(tǒng)以純銅線為二極管引線材質(zhì)的最佳替代品，這一產(chǎn)品的推出，將使二極管生產(chǎn)廠家 的制造成本大幅下降，使制造廠商在產(chǎn)品的市場份額以及產(chǎn)品的價格上更具競爭優(yōu)勢。
[0005] 目前，二極管引線用鋼通常采用SWRCH6A盤條來生產(chǎn)。其組分及重量百分比 為：[C] :0· 04 % ~0· 08 %、[Si] 0· 05 % ~0· 09 %、[Μη]彡 0· 60 %、[Al]彡 0· 020 %、 [P]彡0.020%、[S]彡0.015%，但目前仍存在一些技術(shù)難題：① C、Si、Mn含量偏高，盤條 強度較高，用戶在加工過程中常出現(xiàn)加工開裂現(xiàn)象；②化學成分波動較大，通條性和拉拔 性能不太理想，其拉拔最小值只有0. 5_ ;③盤條的純凈度不高，非金屬夾雜物的含量和種 類、氣體含量等會造成導電率偏低，只有13%不到；④澆鑄不太順利，若不使用鈣處理工藝 出現(xiàn)結(jié)瘤現(xiàn)象；若使用鈣處理工藝造成夾雜物超標現(xiàn)象發(fā)生，造成質(zhì)量極不穩(wěn)定，因此，只 能用作生產(chǎn)較低級別的二極管引線。
[0006] 隨著二極管生產(chǎn)廠家對質(zhì)量的追求越來越高，急需尋找更合適的材料用作生產(chǎn)較 高端、高端二極管引線，使用戶能拉拔到Φ0.2-Φ0. 4mm，表面鍍銅、鍍錫等加工后不斷絲、 質(zhì)量穩(wěn)定，且獲得良好的導電性、合適的強度、良好的表面質(zhì)量和良好的塑性指標的最終產(chǎn) 品。
[0007] 目前，國內(nèi)中國專利數(shù)據(jù)庫中涉及二極管引線用鋼的技術(shù)方案微乎其微。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于針對以上技術(shù)難題，通過合理設(shè)計化學成分、工藝路線和參數(shù) 選擇，提供了一種二極管引線用鋼盤條及其生產(chǎn)工藝，能夠確保生產(chǎn)順暢，可澆性良好，盤 條潔凈度高，延展性極佳，導電性優(yōu)良，強度適中，冷加工性能優(yōu)良，且質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足 國內(nèi)外較高端、高端二極管引線用鋼客戶的需求。
[0009] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種二極管引線用鋼盤條，其化學成份 按重量百分數(shù)計為：[C] :0· 03 % ~（λ 06 %、[Si] :0· 02 % ~（λ 05 %、[Μη] :0· 18 % ~ 0· 28 %、[Al]彡 0· 020 %、[Ρ]彡 0· 015 %、[S]彡 0· 015 %、[Cr] / [Ni] / [Cu]彡 0· 20 %、 [Ca] < lOppm，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，
[0010] 優(yōu)選地，其化學成份按重量百分數(shù)計為：[C] :0.03 %~0.06%、[Si] :0.02 %~ 0. 05%、[Mn]:0.23%~0.27%、[Al]:0.030%~0.050%、[P]<0.013%、[S]<0.010%、 [Cr]/[Ni]/[Cu] <0.05%、[Ca] <5ppm，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0011] 本發(fā)明還提供了一種上述二極管引線用鋼盤條的生產(chǎn)方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉工序、 RH碳脫氧工序、LF精煉工序、連鑄工序和軋制工序步驟，具體操作如下：
[0012] (1)轉(zhuǎn)爐冶煉采用優(yōu)質(zhì)鐵水，終點[C]控制在0. 08 %~0. 13 %，終點 [P]彡0. 012%，出鋼過程采用滑板擋渣操作，嚴禁下渣出鋼，出鋼時間為3~4min，
[0013] 出鋼碳較高，大大降低了鋼水中的自由氧含量，減輕了后續(xù)脫氧壓力，大大減少了 脫氧產(chǎn)物的生成，且易于生產(chǎn)操作，
[0014] 作為優(yōu)選，步驟⑴的煉鋼原料為優(yōu)質(zhì)鐵水，要求[Si] :0.30 %~0.60%、 [卩]彡0.12%、[5]彡0.020%，溫度1'彡1300°〇，出鋼溫度為1640~1680°〇，出鋼采用擋 渣操作；
[0015] (2) RH采用真空碳脫氧工藝進行預脫氧，真空保持在300Pa以下保持2~3min，確 保RH破真空后[C] <0.05% ;破真空后往爐內(nèi)依次加入脫氧劑鋁餅、合金、低硅合成渣和 石灰，
[0016] 采用真空碳預脫氧工藝代替鋁預脫氧工藝，促使鋼水中的氧與碳形成CO而離開 體系，并且由于步驟（1)中采用了轉(zhuǎn)爐提高終點碳出鋼，可以大大減少了鋼水中的自由氧 含量，且可以使預脫氧進行得更為充分，從而減少了后續(xù)加入鋁后，鋁和氧在鋼水中所形成 的Al 2O3夾雜，提高了鋼水的純凈度，且易于澆鑄，
[0017] 因為鋁的脫氧能力較強，加鋁的目的是為了深脫氧，提高鋼液中的鋁含量進行細 化晶粒，確保其導電性能良好，這與真空碳預脫氧不矛盾，預脫氧之后要進行深脫氧，才能 確保脫氧效果，若采用直接鋁餅進行預脫氧和深脫氧，會大大增加脫氧產(chǎn)物的含量，
[0018] 加石灰的目的是為了脫硫的，石灰中的鈣與鋼液中的硫反應生成的產(chǎn)物進入渣 面，
[0019] 作為優(yōu)選，步驟（2)中的合金為低碳錳鐵，其中加入量相對于鋼水的量為：鋁餅 1. 5~2. Okg/噸、低碳猛鐵2~2. 4kg/噸、低娃合成澄500~600kg/爐和石灰700~ 800kg/爐，加入完畢后，喂鋁線380~420m/爐調(diào)鋁至0. 065 %~0. 075% ;
[0020] (3) LF精煉爐密封良好，確保爐內(nèi)還原性氣氛，精煉前期加入適量鋁粒和電石，進 行鋼渣界面脫氧，精煉中后期不加脫氧劑，全程底吹大氬氣量攪拌，出站前不喂硅鈣線，出 站后軟吹氬操作，確保渣面蠕動，鋼液不裸露，
[0021] 步驟（3)中所述電石加入量為20~30kg/爐，鋁粒加入量為30~50kg/爐；所述 全程底吹大氬氣量攪拌壓力I. 0~I. 2MPa，流量300~400NL/min，出站后進行鋼包底軟吹 氬操作，軟吹氬流量70~100NL/min，確保渣面蠕動效果，鋼液不裸露，軟吹氬時間多30分 鐘；嚴格的底吹氬工藝和確保適當軟吹時間，以實現(xiàn)快速脫氧、脫硫，均勻鋼水成分，并且有 效促進夾雜物上浮，減少鋼中夾雜物含量，達到凈化鋼水的目的，
[0022] 本發(fā)明在進精煉前，調(diào)鋁至0. 065 %~0. 075%，精煉過程注意密封效果，確保還 原性氣氛，使用大氬氣量攪拌，致使精煉中后期不需要補加鋁就可以達到該鋼種成份要求， [0023] 采用精煉中后期不加鋁、大氬氣量攪拌工藝也有利于促進鋼水中夾雜物上浮，達 到最大程度凈化鋼液的目的，
[0024] 步驟（3)中加入鋁粒的目的是為了進一步調(diào)節(jié)鋼水中目標鋁含量，由于是在精煉 前期加入的，精煉中后期不補加鋁，在大氬氣量的攪拌下，可有效促進脫氧產(chǎn)物上浮，
[0025] 加電石的目的是為了進行鋼渣界面脫氧，電石中的鈣與鋼液中的氧、氧化產(chǎn)物生 成復合脫氧產(chǎn)物經(jīng)氬氣攪拌進入渣面；
[0026] (4)軟吹后吊包溫度：開澆爐次1625~1645°C、連澆爐次1600~1620°C;連鑄采 用較高過熱度、較低拉速澆注，過熱度控制在25~40°C，拉速1. 70~I. 80m/min，二冷采用 中冷配水模式，
[0027] 連鑄采用整體式密封鎂質(zhì)干式料中間包，中間包與包蓋之間墊放耐火棉并在各接 縫處用涂抹料涂抹密封，結(jié)晶器選用包晶鋼保護渣，保護渣自動加入，確保加入量均勻，
[0028] 步驟（4)中，所述結(jié)晶器保護渣使用日建DC19925H包晶鋼保護渣，其中堿度為R =0· 95 ~L 10,熔點 1100 ~1200°C，粘度為 14 ~16Pa. S/1300°C，H2O 彡 0· 20% ;每隔 2 小時測量一次液渣層厚度，確保液渣層深度為8~IOmm ;結(jié)晶器一冷水流量為1750± 100L/ min，確保一冷水溫差7~9°C ;中包水口直徑彡Φ 30mm，水口插入深度為90~100mm，使用 5. 5~6h進行更換；
[0029] 采用較高過熱度、較低拉速澆注工藝，有利于促進夾雜物上浮，且連鑄過程基本實 現(xiàn)"恒拉速"澆注，可有效防止因鋼水大翻引起的結(jié)晶器卷渣，同時，本發(fā)明通過選用合理的 材質(zhì)（如喂入鋁量的控制）以及嚴格控制換水口時間、嚴格控制生產(chǎn)節(jié)奏等措施來避免"較 高過熱度、較低一冷水流量和較低拉速"可能會造成的耐材侵蝕加重，生產(chǎn)節(jié)奏不匹配、漏 鋼等不利影響，
[0030] 所述的二冷采用中冷配水模式，比水量0. 6L/kg，確保矯直段溫度大于980°C ;
[0031] (5)軋制采用高吐絲溫度、緩冷工藝，均熱爐溫度1050~1120°C，開軋溫度 965±20°C，吐絲溫度925±15°C，入口段輥道速度11~15m/min，風機關(guān)閉，保溫罩關(guān)閉。
[0032] 本發(fā)明成分設(shè)計理由：
[0033] C是鋼中重要的強化元素，通過在鋼中形成固溶體組織來提高鋼的強度，但含量過 高會造成冷加工過程中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，本發(fā)明中優(yōu)選為0. 03~0. 06% ;
[0034] Si可以提高鋼的強度，但含量過高會使鋼的塑性和韌性降低，本發(fā)明優(yōu)選為 0. 02 ~0. 05% ;
[0035] Mn可以起到固溶強化的作用，但錳還可以作為脫氧除硫的元素加入鋼中，為了消 除鋼中硫的影響，避免產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，本發(fā)明中優(yōu)選為0. 23~0. 27% ;
[0036] Al是脫氧元素，可以細化晶粒，降低鋼中氧含量，從而提高導電性能，本發(fā)明中優(yōu) 選為[Al] :0.030%~0.050% ;
[0037] P、S為鋼中的有害元素，本發(fā)明中優(yōu)選為PS 0.013%、S彡0.010% ;
[0038] [Cr]/[Ni]/[Cu]均為鋼中的殘余元素，因此，含量越低越好，本發(fā)明中優(yōu)選為 [Cr]/[Ni]/[Cu] < 0· 05%。
[0039] 本發(fā)明的有益效果在于：通過合理設(shè)計化學成分、工序選擇、嚴格執(zhí)行標準化操作 和生產(chǎn)工藝中各參數(shù)，本發(fā)明解決了目前二極管引線用鋼盤條存在的拉拔性能不良、易產(chǎn) 生冷加工開裂、純凈度不高、質(zhì)量不穩(wěn)定等技術(shù)難題，不能滿足較高端、高端二極管引線用 鋼客戶的要求，提供了可澆性良好，盤條潔凈度高，延展性極佳，導電性優(yōu)良，強度適中，冷 加工性能優(yōu)良，且質(zhì)量穩(wěn)定，完全滿足二極管引線用鋼的產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0040] 生產(chǎn)工藝簡述如下：
[0041] 120t轉(zhuǎn)爐冶煉一RH真空碳脫氧一LF鋼包精煉一小方坯連鑄（160*160mm2)-摩 根軋機軋制。
[0042] 實施例 1 (爐號 615030144)
[0043] (1)轉(zhuǎn)爐冶煉工序
[0044] 轉(zhuǎn)爐冶煉采用優(yōu)質(zhì)鐵水和生鐵原料，其中，入爐鐵水中組分質(zhì)量含量要求：Si : 0.45%、P :0.096%、S :0.016%，入爐鐵水溫度 T = 1318°C，
[0045] 轉(zhuǎn)爐冶煉過程中實行低槍位吹煉操作，控制出鋼終點[C]0. 11 %，終點[P]= 0. 007%，出鋼溫度1645°C，出鋼過程采用滑板擋渣操作，出鋼時間為3. 5分鐘；
[0046] (2) RH碳脫氧工序
[0047] RH采用真空碳脫氧工藝進行預脫氧，真空保持在300Pa以下保持2. 5min，確保RH 破真空后[C]