CN101591752B

CN101591752B - 扬声器杯形铁心用钢及其生产方法

Info

Publication number: CN101591752B
Application number: CN2009100626476A
Authority: CN
Inventors: 任安超; 桂美文; 吴杰; 罗德信; 韩斌; 周勇; 朱敏
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: CN101591752A

Abstract

本发明公开了一种扬声器杯形铁心用钢及其生产方法。该钢的化学成份重量百分比为：C：0.02～0.12％、H≤0.025％、Si≤0.10％、Mn≤0.9％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al：0.01～0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括转炉或电炉冶炼、电加热炉精炼、吹氩精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制及控冷的步骤，生产工艺简单、容易控制。本发明的产品通过对C和H含量的控制，还通过控制Si、Mn、S、P、Al成份的含量来整体改善产品性能，有效避免加工过程中的开裂、粘刀及粘磨具现象和产品表面的鳞爆现象。

Description

扬声器杯形铁心用钢及其生产方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金材料领域，具体涉及一种扬声器杯形铁心用钢及其生产方法。

背景技术

扬声器杯形铁心是专门用于扬声器中的一个配件，因扬声器杯形铁心是经冷冲压成型，要求钢材具有较大的冷变形能力，目前市场上还没有专用于扬声器杯形铁心用钢，用户在生产制备扬声器杯形铁心时往往选用塑性较好的低碳钢盘条来进行冷镦成型。由于低碳钢盘条主要是用来拉丝及制造标准件，在使用它来加工制造扬声器杯形铁心过程中曝露出了诸多问题，如加工过程中容易粘刀及粘磨具、热镀锌加工时产品表面出现鳞爆缺陷等。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术中存在的不足，提供一种在冷镦过程中不开裂、不易粘刀及粘磨具、在热镀锌时表面不出现鳞爆缺陷的扬声器杯形铁心用钢及其生产方法。

为达到上述目的，本发明提供的扬声器杯形铁心用钢，其化学成份重量百分比如下：

C：0.02％～0.12％、H≤0.025％、Si≤0.10％、Mn≤0.9％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al0.01～0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，该钢优选的化学成份重量百分比为：C：0.04～0.10％、H≤0.020％、Si≤0.06％、Mn≤0.6％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al：0.02～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质。

更进一步地，该钢最佳的化学成份重量百分比为：C：0.05～0.80％、H≤0.018％、Si≤0.06％、Mn≤0.4％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al：0.02～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明所述扬声器杯形铁心用钢的生产方法，是将经脱硫处理后的铁水依次经转炉或电炉冶炼、电加热炉精炼、吹氩精炼、真空(VD或RH)精炼、连铸、加热、轧制及控冷等步骤，各步骤中的技术参数限定具体描述如下：

转炉或电炉冶炼时控制冶炼出钢温度在1660～1680℃之间；电加热炉精炼时依次加入铝锰铁进行预脱氧、喂铝线进行终脱氧、喂硅-钙线进行钙处理，精炼时间为30～50min；吹氩精炼时间为15～30min；真空(VD或RH)精炼时间为12～30min，真空度控制在67～120pa；温度控制在1560～1575℃之间进行浇铸，连铸时过热度控制在15～35℃，拉速控制在1.0～2.0m/min之间；加热钢坯的温度控制在1100～1150℃之间，加热时间控制在180～220min之间；轧制的开轧温度控制在920～1050℃之间，入精轧机温度为900±40℃，吐丝温度为880±30℃；控冷时斯太尔摩线速度设定为0.1～1.0m/s，冷却速度控制在0.5～4℃/s，下线后将成型产品集卷处理。

本发明中扬声器杯形铁心用钢的各合金成份的含量限定的效果及原因如下：

本发明的碳(C)：C是决定钢强度的主要元素，是形成珠光体的主要物质，碳化物在钢中的形态和多少决定钢的硬度和强度。随着C含量的增加，钢的强度、硬度增加，而钢的塑性和韧性下降。由于扬声器杯形铁心要求材料具有良好的塑性，进行大的冷变形而不开裂，所以C含量不宜太高，但是如果C含量过低，在冷加工时容易粘刀及粘磨具。将C含量目标值控制在0.02～0.12％范围内，既保障了钢材的良好塑性，又克服了冷加工时容易粘刀及粘磨具的缺点，C的含量可以进一步控制在0.04～0.10％，优选方案是控制在0.05～0.80％。

本发明的氢(H)：因为在炼钢时所用原材料以及辅料中都含有H元素，如果产品中H含量过高，又在生产过程中不能得到有效释放，在后续热镀锌过程中就会再度释氢，使得在成品表面出现鳞爆现象，从而影响了扬声器杯形铁心表面质量。通过真空精炼步骤实现将H含量目标值控制在≤0.025％范围内，有效的消除了产品表面的鳞爆现象，改善了产品的表面质量。H含量可以进一步控制在≤0.020％，优选方案是控制在≤0.018％。

本发明的硅(Si)：Si在钢中是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中，对提高钢中固溶体的强度和冷加工变形硬化率的作用极强，也显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比，但同时在一定程度上降低了钢的韧性、塑性和延展性。因此Si含量过高会进一步影响其冷镦或冷挤压性能。本发明将Si含量的目标值控制在≤0.10％范围内，所得的材料具有良好的韧性、塑性和延展性，Si的优选含量为≤0.06％。

本发明的锰(Mn)：Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，含有一定量的锰可以消除或减弱钢因硫引起的脆性。但当锰含量较高时，有使钢晶粒粗化的倾向，冶炼浇铸和热轧后冷却时，容易使钢产生白点。本发明将含量目标值控制在≤0.9％范围内，能有效的改善钢的加工性能，Mn含量可以进一步控制在≤0.6％，优选方案是控制在≤0.4％。

本发明的硫(S)和磷(P)：S、P是强烈的裂纹敏感性元素，因而应尽可能的低，S含量过高，会形成大量的MnS，MnS在钢液凝固时易在晶界析出，在热轧时被轧成带状夹杂，降低了钢材的延展性及韧性。P含量过高，就会提高低温脆性转变温度，使钢的低温冲击性能大幅下降。本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，S含量目标值控制在≤0.015％，P的含量为≤0.020％。

本发明的铝(Al)：Al是用作炼钢时的脱氧定氮剂，Al与钢中的N形成细小难熔AlN质点，这些细小弥散分布的难熔化合物对晶粒扩撒起阻抑作用，进而细化铁素体晶粒，但是铁素体晶粒过小，铁素体晶界就会增多，冷镦时变形抗力增大，不易变形。Al的含量过低，细化铁素体晶粒作用不明显，导致铁素体晶粒粗大，冷镦时容易开裂；Al的含量过高，会使钢液的流动性降低，形成的大量Al₂O₃在水口处结瘤，从而堵塞水口。因此将Al含量目标值控制在0.01～0.07％范围内，有效的细化了铁素体晶粒，又不使铁素体晶粒粗化，从而提高了钢的韧、塑性，Al优选含量为0.02～0.05％。

本发明通过优化钢的成份，延续低碳钢的特点，设置了碳含量的上限和下限，避免冷镦过程中出现开裂、粘刀及粘磨具的现象；在熔炼时通过真空精炼处理，减少钢中的氢含量，从而消除了产品表面的鳞爆现象，改善了产品的表面质量；还严格控制Si、Mn、S、P、Al等成份的含量来整体改善产品性能。本发明的生产方法，工艺简单，容易控制，利于推广。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的扬声器杯形铁心用钢以及其生产方法作进一步的详细描述：

本发明优选的几种具体实施例的化学成份列于表1中，表中所列化学成份的余量为Fe及不可避免的杂质。这几种实施例的制造步骤及技术参数描述如下：

将经脱硫处理后的铁水，经炼钢厂120吨转炉或电炉冶炼，冶炼时控制出钢温度在1660～1680℃之间；在进行电加热炉精炼时依次加入铝锰铁进行预脱氧、喂铝线进行终脱氧、喂硅-钙线进行钙处理，精炼时间30～50min，使钢液脱氧及脱硫充分，有利于对钢中的夹杂物进行球化及变性处理；吹氩精炼时间15～30min，加速钢液脱氧及脱硫的进行，并且可使钢中大于2μm的Al₂O₃夹杂物全部去除，还可以均匀钢液成份、温度，精确地调整复杂的化学组成；真空(VD或RH)精炼时间12～30min，真空度控制在67～120pa，最终保证成品H含量合格；从而使钢中的化学成份满足表1的要求(余量为Fe及不可避免的杂质)。再将满足表1要求的钢水进行浇铸，浇铸时温度控制在1560～1575℃之间，防止温度过高时容易漏钢、温度过低时断浇；连铸时过热度控制在15～35℃，拉速1.0～2.0m/min之间，连铸采用合适的保护渣，结晶器和二冷水按低碳钢要求控制，铸坯为断面为170mm×170mm～220mm×220mm之间的方坯，铸坯断面过小，会使压缩比变小，钢材的致密度降低，从而影响性能，铸坯断面过大，铸坯容易出现中心疏松及偏析缺陷；加热钢坯的温度控制在1100～1150℃之间，加热时间控制为在180～220min之间，有利于钢坯加热充分及均匀；轧制时，开轧温度控制在920～1050℃之间，入精轧机温度900±40℃，吐丝温度880±30℃；控冷时斯太尔摩线速度设定为0.1～1.0m/s，保温盖第一组打开，其余盖上，第13号风机全开，其它风机关闭，冷却速度控制在0.5～4℃/s，下线后将成型产品集卷处理。

上述实施例所生产的扬声器杯形铁心用钢的性能试验结果见表2。从表2反映出的性能来看，各成份的钢都具有很好的屈服强度、抗拉强度和延伸率，其晶粒度保证在8～9级的范围内，保证了钢较好的韧性和塑性，在冷镦过程中没有出现开裂，也未出现粘刀粘磨具的现象；对产品进行热镀锌加工时钢表面均没有出现鳞爆现象。

表1：实施例1～5中钢的化学成份(wt％)

成份	C	H	Si	Mn	P	S	Al
								实施例1	0.038	0.018	0.050	0.32	0.015	0.0060	0.028
实施例2	0.04	0.013	0.048	0.06	0.016	0.0081	0.02
								实施例3	0.050	0.015	0.043	0.28	0.015	0.0051	0.035
实施例4	0.080	0.016	0.036	0.33	0.012	0.005	0.042
								实施例5	0.10	0.020	0.06	0.04	0.016	0.0075	0.05

表2：实施例1～5中钢的性能检验

实施例	屈服强度ReL(Mpa)	抗拉强度Rm(Mpa)	延伸率A(％)	晶粒度(级)	热镀锌加工时有无出现鳞爆现象
						实施例1	240	360	43	9	无
实施例2	238	355	45	8.5	无
						实施例3	220	364	40	8.5	无
实施例4	230	365	41	9	无
						实施例5	270	390	40	8	无

Claims

1.一种扬声器杯形铁心用钢，其特征在于：该钢的化学成份重量百分比如下：C：0.04～0.10％、H≤0.020％、Si≤0.06％、Mn≤0.6％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al：0.02～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质；其生产方法包括转炉或电炉冶炼、电加热炉精炼、吹氩精炼、真空精炼、连铸、加热、轧制及控冷的步骤，所述转炉或电炉冶炼的出钢温度控制在1660～1680℃之间；所述电加热炉精炼时依次加入铝锰铁进行预脱氧、喂铝线进行终脱氧、喂硅-钙线进行钙处理，精炼时间30～50min；所述吹氩精炼的时间15～30min；所述真空精炼的时间12～30min，真空度为67～120pa；所述连铸时，浇铸的温度控制在1560～1575℃之间，连铸的过热度控制在15～35℃、拉速控制在1.0～2.0m/min之间；所述加热的温度控制在1100～1150℃之间、加热时间控制在180～220min之间；所述轧制的开轧温度控制在920～1050℃之间，入精轧机温度为900±40℃，吐丝温度为880±30℃；所述控冷时斯太尔摩线速度设定为0.1～1.0m/s，冷却速度控制在0.5～4℃/s。

2.根据权利要求1所述的扬声器杯形铁心用钢，其特征在于：该钢的化学成份重量百分比如下：C：0.05～0.80％、H≤0.018％、Si≤0.06％、Mn≤0.4％、S≤0.015％、P≤0.020％、Al：0.02～0.05％，其余为Fe及不可避免的杂质。