CN101353754B

CN101353754B - 一种内磁屏蔽用钢及其制造方法

Info

Publication number: CN101353754B
Application number: CN2007100939645A
Authority: CN
Inventors: 班必俊
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: CN101353754A

Abstract

本发明提供了一种内磁屏蔽用钢及其制造方法。所述内磁屏蔽用钢由以下化学成分组成：C≤0.005wt％、Si≤0.05wt％、Mn:0.10～0.50wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％、Al≤0.030wt％、N≤0.005wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。上述钢种经铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧轧制、罩式炉退火、二次冷轧、精整成成品卷。本发明的内磁屏蔽用钢经冲压加工后，形状稳定性优良，且具有良好的表面黑化性和磁性能，可用于冲压后黑化处理的显像管内磁屏蔽。

Description

一种内磁屏蔽用钢及其制造方法

技术领域

本发明涉及钢材领域，具体地说，本发明涉及内磁屏蔽用钢，更具体地说，本发明涉及一种用于制作显像管内部件的内磁屏蔽用钢。

背景技术

由于地球的弱磁场和外界电器产生的较强的磁场会对显像管的电子束产生影响，从而使电子束偏移，影响显像管的正常工作，因此可采用磁屏蔽材料将物体包容在里面，以减少外部的磁场的干扰或对外界的磁场的影响。因为磁屏蔽材料都是在直流磁场下工作，所以要求材料在规定的直流磁场下，应具有较大的最大磁感应强度(Bm)，同时磁屏蔽用钢要求矫顽力(Hc)小，在施加一个很小的外场时，就能达到退磁的效果，以降低退磁线圈的匝数和电流，另外要求材料加工性能好，成形后形状稳定、黑化性能良好。

目前使用的内磁屏蔽材料一般分为软态和硬态二大类。软态材料冲压加工容易，但为了装在管内有稳定效果，需冲成带筋且变形比较复杂的形状，由于材料为软零件，容易塌陷，会导致材料和材料之间在清洗或黑化处理时出现搭接现象，从而影响材料黑化膜均匀性，而且在生产线上运输也容易产生局部形状变形从而影响使用。强度较高的硬态材料能够比较好地解决在黑化处理、运输等过程中出现的塌陷现象，同时也可以实现成形后的材料形状稳定、磁性能良好。中国专利公开公报CN1196758A公开了一种“磁屏蔽材料、其制造方法及组装有该材料的彩色显像管”，该材料中加入了0.5～2.5wt％的硅，具有一定的搬运强度和磁性能，但大量硅的添加对材料的磁性能有不利的影响，而且会损坏黑化膜的附着性，因此加入硅以提高材料强度和磁性能的强化方式在显像管的内磁屏蔽应用中实用价值不大。

为了解决现有内磁屏蔽材料硬度低、形状稳定性差、生产成本较高等问题，本发明者通过研究开发出一种用于制作显像管内部件的内磁屏蔽用钢。该内磁屏蔽用钢的抗拉强度≥450MPa，黑化后磁性能矫顽力Hc≤135A/m。

本发明的一个目的在于提供一种内磁屏蔽用钢。

本发明的另一个目的在于提供所述内磁屏蔽用钢的制造方法。

发明内容

本发明的第一个方面提供一种内磁屏蔽用钢，该内磁屏蔽用钢由以下化学成分组成：C≤0.005wt％、Si：0.005～0.011wt％、Mn：0.10～0.50wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％、Al≤0.030wt％、N≤0.005wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

下面，对本发明的内磁屏蔽用钢的化学成分作用作详细叙述。

C：如果碳以Fe3C析出会使钢的磁感应强度下降，随着碳含量增加，矫顽力也增加，消磁性能劣化，所以碳含量应越低越好，一般碳含量≤0.005％。

Si：可提高钢的强度，但含量过大会使黑化膜厚度增加，从而影响黑化膜的粘附力易导致脱落，因此控制硅含量≤0.05％。

Mn：材料的强化元素，适当加入少量的Mn有利于材料强度的提高，同时少量Mn可以和S结合生成MnS，减少表面热脆，避免表面质量问题；但加入过多量的话，会对材料的磁性能不利，所以Mn含量应控制在0.10～0.50％。

P、S：不可避免的杂质元素，S不仅对磁性能影响，而且对放气性能也不利，所以P、S的含量要尽量的低，一般P含量≤0.020％，S含量≤0.015％。

Al：钢中的脱氧剂，但是Al和钢中N会化合产生细小的AlN，从而影响材料的磁性能，为此铝的含量应≤0.030％。

N：N作为间隙原子会产生晶格畸变，使材料强度上升，但也使其磁性能劣化，N和Al化合形成的AlN析出物也会影响材料的磁性能，因此N含量应≤0.005％。

本发明的第二个方面提供一种内磁屏蔽用钢的制造方法，该方法包括铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧、退火、精整，其中退火之后进行二次冷轧，所述二次冷轧变形率为10～40％。

在一个优选实施方式中：在所述热轧过程中，加热温度为1000～1270℃，终轧温度为870～950℃，卷取温度为600～750℃。

在另一个优选实施方式中：第一次冷轧变形量为75～92％。

在另一个优选实施方式中：所述退火采用罩式炉退火，退火温度为550～750℃，退火时间为8～25小时。

在本发明的内磁屏蔽用钢的制造方法中，对各主要步骤的工艺控制原理分析如下：

1、热轧工艺

1)终轧温度：采用终轧温度高于Ar₃的温度进行轧制，终轧温度过高容易产生氧化铁皮，过低则会进入二相区进行轧制，材料组织会产生混晶和轧制不稳定，所以终轧温度一般控制在870～950℃比较好。

2)卷取温度：卷取温度高于600℃，可促进析出物析出并使之粗大化，但若卷取温度过高，容易产生氧化铁皮和避免粗晶，在冲压加工过程易造成表面缺陷，所以卷取温度应控制在600～750℃。

2.一次冷轧工艺

1)变形量：在较大的变形量下，随着变形量的增加可以降低再结晶温度，提高退火效果，但变形量的增加会增加轧制难度，所以轧制变形量应控制在75～92％。

2)退火温度：退火温度对磁性能影响较大，退火温度越高，矫顽力越低，最大磁感应强度越高，但退火温度过高，材料的强度会受到一定影响，所以退火温度控制范围在550～750℃。

3、二次冷轧工艺

二次冷轧对材料的硬度影响较大。对经过二次冷轧不同压下率的内磁屏蔽用钢进行黑化处理(均热温度600℃、均热时间10min)，其矫顽力Hc和维氏硬度Hv0.2如图1所示。从图1可以看出，随着二次冷轧变形率的增加，内磁屏蔽用钢的硬度提高，到40％左右硬度最大，之后随着压下率的增加硬度下降，但矫顽力随着二次冷轧变形率增加一直在提高，由于当二次冷轧变形率低于10％时，内磁屏蔽用钢的硬度不够，高于40％时，其硬度下降且磁性能差，所以二次冷轧变形率控制在10～40％之间较好。

本发明的有益效果为：

(1)本发明加入合金较少，生产成本较低、质量优良、生产稳定，适合一般钢厂工业化生产。

(2)本发明的内磁屏蔽用钢具有良好的冲压加工后的形状稳定性、良好的表面黑化性和磁性能等特点，可用于冲压后黑化处理的显像管内磁屏蔽，

附图说明

图1为本发明内磁屏蔽用钢的二次冷轧变形率对Hc和Hv0.2的影响。

具体实施方式

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。

实施例1

按如下化学成分冶炼钢水：C：0.001wt％、Si：0.011wt％、Mn：0.30wt％、P：0.007wt％、 S：0.006wt％、Al：0.006wt％、N：0.0027wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

将按上述配比转炉冶炼完成的钢水经炉后精炼后，进行热轧，热轧加热温度为1150℃，终轧温度为880℃，卷取温度为680℃，经酸洗后冷轧，冷轧变形量为78％，再采用罩式炉于620℃退火，退火时间为15小时，然后进行二次冷轧，二次冷轧变形率为30％，最后精整成成品卷。

实施例2

按如下化学成分冶炼钢水：C：0.002wt％、Si：0.010wt％、Mn：0.45wt％、P：0.013wt％、S：0.004wt％、Al：0.003wt％、N：0.0021wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施方式同实施例1，其中热轧加热温度1130℃，终轧温度930℃，卷取温度620℃，第一次冷轧变形量为82％，罩式退火温度690℃，退火时间18小时，二次冷轧变形率为15％。

实施例3

按如下化学成分冶炼钢水：C：0.004wt％、Si：0.005wt％、Mn：0.21wt％、P：0.009wt％、S：0.004wt％、Al：0.008wt％、N：0.0023wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施方式同实施例1，其中热轧加热温度为1200℃，终轧温度890℃，卷取温度730℃，第一次冷轧变形量为90％，罩式退火温度730℃，退火时间13小时，二次冷轧变形率为40％。

比较例1

按如下化学成分冶炼钢水：C：0.002wt％、Si：1.23wt％、Mn：0.23wt％、P：0.016wt％、S：0.005wt％、Al：0.023wt％、N：0.0022wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

实施方式同实施例1。

试验例

按拉伸试验标准GB/T228-2002对本发明实施例1-3和比较例1的内磁屏蔽用钢进行机械性能测试，测试结果见表1，其中试样标距L₀＝50mm，b＝25mm；再将上述内磁屏蔽用钢经模拟黑化处理后(均热温度600℃、均热时间10min)，按维氏硬度测量标准GB/T4340.1-1999、磁性能测量标准GB3655-2000对其进行磁性能测试，测试结果见表1，其中外加磁场强度H＝796A/m。

表1本发明实施例1-3和比较例1的内磁屏蔽用钢的机械性能和磁性能

项目	抗拉强度TS (Mpa)	维氏硬度Hv0.2	矫顽力Hc (A/m)	磁感应强度Bm (T)	黑化评价
						实施例1	551	135	99	3.6	优良
实施例2	512	110	71	4.2	优良
						实施例3	575	147	102	3.5	优良
比较例1	462	133	110	1.5	差

从上表可以看出，采用本发明成分设计和工艺得到的内磁屏蔽用钢抗拉强度均高于500MPa，黑化后硬度较高、具有较大的磁感应强度和较小的矫顽力、且表面黑化性良好，完全适用于冲压后黑化处理的显像管内磁屏蔽。

Claims

1.一种内磁屏蔽用钢，其特征在于，所述内磁屏蔽用钢由以下化学成分组成：C≤0.005wt％、Si：0.005～0.011wt％、Mn：0.10～0.50wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％、Al≤0.030wt％、N：0.0021～0.0027wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.权利要求1所述的内磁屏蔽用钢的制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧、退火、精整，其特征在于，退火之后进行二次冷轧，其中所述二次冷轧变形率为10～40％。

3.根据权利要求2所述的内磁屏蔽用钢的制造方法，其中在所述热轧过程中，加热温度为1000～1270℃，终轧温度为870～950℃，卷取温度为600～750℃。

4.根据权利要求2所述的内磁屏蔽用钢的制造方法，其特征在于，其中第一次冷轧变形量为75～92％。

5.根据权利要求2所述的内磁屏蔽用钢的制造方法，其中所述退火采用罩式炉退火，退火温度为550～750℃，退火时间为8～25小时。