CN103290313B - 一种高强度导磁钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度导磁钢板，主要成分为Fe，还包括C、Mn、Si、P、S、Als、Nb、Ti，按质量百分数计算，上述成分的含量为：C≤0.09、0.09≤Mn＜1.10、Si≤0.10、P≤0.04、S≤0.012、0.02≤Als≤0.10、Nb≤0.005、Ti≤0.005，以及不可避免的杂质。本发明还公开了该钢板的生产方法。采用上述技术方案，通过冶炼化学成分控制、恰当的工艺制定，获得了具有较高力学性能并且具备良好的直流磁性能的冷轧退火钢板。这种冷轧钢板具备高屈服强度和导磁性能，使用中能够经受大的负荷而不发生变形。

Description

一种高强度导磁钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金工业产品及其生产的技术领域，涉及钢板钢带产品及其生产方法。更具体地说，本发明涉及一种高强度导磁钢板，以及该钢板的生产方法。

背景技术

对于需要应用建立磁场场合，提高磁场强度的方法是采用导磁材料放大磁场强度。随着磁场强度的增加或运动带来的受力强度增大，需要导磁材料具备至少双重性能，即要求导磁材料具有高的磁感应强度和高的强度指标。

提高材料的强度一般是添加合金化元素，或通过热处理发生相变获得高强度相或造成高密度位错或发生弥散沉淀而强化。合金化元素的加入能够同时提高材料强度、塑性和韧性，廉价合金化元素添加量过大，显著降低磁性能，热处理发生相变获得高强度相或造成高密度位错涉及到热处理工艺控制。同时，大多数情况下，热处理工艺需要添加合金化元素的配合。

以下是检索到的相关专利文献：

为了使导磁材料具有高的磁感应强度和强度指标，英国专利GB1351884的技术方案是：通过合金化提高碳、锰和硅含量的方法。其技术方案虽然获得了高强度指标，但是磁感应强度明显降低。

中国专利CN2006100197710、CN2006100197725和CN200610019773X等公开的技术方案，需要在钢坯冷却后再加热，为了提高导磁材料的强度、保持高的磁感应强度，是通过合金化增加锰和铌，通过锰和铌的不同添加量，控制合适的热轧和冷轧退火的工艺技术，获得高的机械性能（强度指标），同时磁感应强度降低的尽量减少。

发明内容

本发明提供一种高强度导磁钢板，其目的是获得良好的磁性能和力学性能。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的高强度导磁钢板，主要成分为Fe，还包括C、Mn、Si、P、S、Als、Nb、Ti，按质量百分数计算，上述成分的含量为：C≤0.09、0.09≤Mn＜1.10、Si≤0.10、P≤0.04、S≤0.012、0.02≤Als≤0.10、Nb≤0.005、Ti≤0.005，以及不可避免的杂质。

优选技术方案一：

按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.068、Mn：0.64、Si：0.045、P：0.013、S：0.004、Als：0.086、Nb：0.0007、Ti：0.001。

优选技术方案二：

按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.056、Mn：1.06、Si：0.093、P：0.02、S：0.007、Als：0.059、Nb：0.0013、Ti：0.002。

优选技术方案三：

按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.054、Mn：0.26、Si：0.086、P：0.007、S：0.007、Als：0.04、Nb：0.0006、Ti：0.001。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的高强度导磁钢板的生产方法，其技术方案是：

按上述成分的配比，经过冶炼成合格钢水，然后经连铸连轧成热轧钢卷，之后酸洗、冷轧、退火、平整，成为合格成品钢卷；或者再经过精整，成为合格成品钢卷。

所述的生产方法的具体技术方案是：

钢水达到以上化学成分，然后经过连铸连轧，铸坯厚度40～110mm，均热温度为1110～1180℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧后卷取温度550～750℃；优选方案：热轧后卷取温度为650℃～750℃。根据成品要求的不同，热轧钢卷厚度在2.0～6.0mm。

然后热轧钢卷进行酸洗、冷轧，酸洗和冷轧符合一般冷轧产品要求；

冷轧后的钢卷进行周期性退火，其退火工艺为：退火温度610～690℃，保温时间1～6小时；

之后进行平整，平整延伸率0.5～2.5%；

如果需要，还进行精整加工，精整加工到要求的尺寸。

本发明采用上述技术方案，通过冶炼化学成分控制、恰当的工艺制定，获得了具有较高力学性能并且具备良好的直流磁性能的冷轧退火钢板。这种冷轧钢板具备高屈服强度和导磁性能，使用中能够经受大的负荷而不发生变形。按照上述成分和方法生产的钢板的力学性能中，屈服强度达300N/mm²以上、抗拉强度达350N/mm²以上，磁感应强度为B₁₀₀大于1.82T、B₁₅₀大于1.90T。

具体实施方式

以下通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提供的是一种高强度导磁钢板，涉及到要求具有良好直流磁性能和强度钢带及其生产方法，这种产品用于磁场建立的场合，使用中经受较大负荷。

本发明的目的是开发具有较高力学性能的并且具备高的直流磁性能的冷轧退火钢板。这种钢板的生产通过冶炼化学成分控制、恰当的工艺制定，获得高的磁性能和力学性能。钢板生产是通过炼钢、连铸连轧（薄板坯）、酸洗、冷轧、周期退火的流程和相关工艺而生产。

本发明要求钢的化学成分范围为（wt%）：C≤0.09、0.09≤Mn＜1.10、Si≤0.10、P≤0.04、S≤0.012、0.02≤Als≤0.10、Nb≤0.005、Ti≤0.005，不可避免的杂质，其余为铁。

冶炼钢水的化学成分见表1。

表1：钢水化学成分（wt%）

序号	C	Mn	Si	P	S	Al	Nb	Ti	Fe
										1	0.068	0.64	0.045	0.013	0.004	0.086	0.0007	0.001	余量
2	0.056	1.06	0.093	0.02	0.007	0.059	0.0013	0.002	余量
										3	0.054	0.26	0.086	0.007	0.007	0.04	0.0006	0.001	余量

表1和以下的表2、表3的序号互相对应。

本发明钢的经过冶炼成合格钢水，然后连铸连轧成热轧钢卷，之后酸洗、冷轧、退火、平整、（精整）为合格成品钢卷。

钢水达到如上化学成分，然后经过连铸连轧，铸坯厚度40～110mm，均热温度1110～1180℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧后卷取温度550～750℃，优选650℃以上，热轧钢卷厚度根据成品要求的不同在2.0～6.0mm。

然后热轧钢卷进行酸洗、冷轧。酸洗和冷轧符合一般冷轧产品要求。

冷轧后的钢卷进行周期性退火。退火工艺为：退火温度610～690℃，保温时间1～6小时。

之后进行平整，平整延伸率0.5～2.5%。

如果需要，可以进行精整加工。精整加工到要求的尺寸。

采用表1的化学成分，钢水进行连铸连轧为热轧钢卷，冷轧钢板退火工艺见表2，获得冷轧钢板的力学性能指标见2，获得冷轧钢板的磁性能3。这种冷轧钢板具备高屈服强度和导磁性能，使用中能够经受大的负荷而不发生变形。

按照如上方法生产的钢板力学性能中屈服强度300N/mm2以上、抗拉强度350N/mm2以上，磁感应强度为B₁₀₀大于1.82T、B₁₅₀大于1.90T。

钢水连铸为厚度90mm连铸坯，连铸坯直接进入1150℃均热炉，均热后热轧，热轧终轧温度860℃，之后冷却、卷取，卷取温度680℃。

热轧钢卷经过酸洗、冷轧到规定厚度。

冷轧后的钢卷装入罩式炉进行周期退火，退火工艺见表2。

表2：周期退火工艺和力学性能

退火后的钢卷经过平整机平整。平整延伸率表2。

经过以上工序和工艺试验钢的力学性能见表2、磁性能见表3。

表3：磁性能

序号	磁感应强度B100（T）	磁感应强度B150（T）
			1-1	1.870	1.951
1-1	1.858	1.938
			2-1	1.844	1.923
2-2	1.828	1.910
			3-1	1.819	1.916
3-2	1.825	1.917
			3-3	1.866	1.946

对上述各表的说明：

1、表1中的化学成分说明钢添加了锰，未加微合金化元素铌和钛等。

2、表2是热处理退火温度对力学性能的影响。表1中序号为1的化学成分要获得力学性能的提高，退火温度需要降低。600℃退火，屈服强度＞350N/mm2、650℃退火，屈服强度＞300N/mm2。表1中序号为2的化学成分要获得力学性能的提高，退火温度需要降低。但是，退火温度在600～650℃变化，屈服强度变化不明显，主要是锰含量提高的作用，屈服强度＞350N/mm2。表1中序号为3的化学成分的合金元素含量非常低，属于碳素钢，要获得力学性能的提高，退火温度需要降低。550℃退火，屈服强度＞350N/mm2、600～650℃退火，屈服强度＞300N/mm2。

3、表3为表1化学成分和表2热处理退火温度变化条件下对应的直流磁感应强度。表3表明，表1化学成分和表2热处理退火温度，获得的直流磁感应强度B₁₀₀均大于1.82T和B₁₅₀均大于1.91T。

以上对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高强度导磁钢板的生产方法，所述的高强度导磁钢板主要成分为Fe，还包括C、Mn、Si、P、S、Als、Nb、Ti，按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.068、Mn：0.64、Si：0.045、P：0.013、S：0.004、Als：0.086、Nb：0.0007、Ti：0.001，以及不可避免的杂质；

其特征在于所述的生产方法为：

按上述成分的配比，经过冶炼成合格钢水，然后经连铸连轧成热轧钢卷，之后酸洗、冷轧、退火、平整，成为合格成品钢卷；或者再经过精整，成为合格成品钢卷；

钢水达到以上化学成分，然后经过连铸连轧，铸坯厚度40～110mm，均热温度为1110～1180℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧后卷取温度550～750℃；根据成品要求的不同，热轧钢卷厚度在2.0～6.0mm；

然后热轧钢卷进行酸洗、冷轧，酸洗和冷轧符合一般冷轧产品要求；

冷轧后的钢卷进行周期性退火，其退火工艺为：退火温度610～690℃，保温时间1～6小时；

之后进行平整，平整延伸率0.5～2.5％；

如果需要，还进行精整加工，精整加工到要求的尺寸；

热轧后卷取温度为650℃～750℃。

2.一种高强度导磁钢板的生产方法，所述的高强度导磁钢板主要成分为Fe，还包括C、Mn、Si、P、S、Als、Nb、Ti，按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.056、Mn：1.06、Si：0.093、P：0.02、S：0.007、Als：0.059、Nb：0.0013、Ti：0.002，以及不可避免的杂质；

其特征在于所述的生产方法为：

按上述成分的配比，经过冶炼成合格钢水，然后经连铸连轧成热轧钢卷，之后酸洗、冷轧、退火、平整，成为合格成品钢卷；或者再经过精整，成为合格成品钢卷；

钢水达到以上化学成分，然后经过连铸连轧，铸坯厚度40～110mm，均热温度为1110～1180℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧后卷取温度550～750℃；根据成品要求的不同，热轧钢卷厚度在2.0～6.0mm；

然后热轧钢卷进行酸洗、冷轧，酸洗和冷轧符合一般冷轧产品要求；

冷轧后的钢卷进行周期性退火，其退火工艺为：退火温度610～690℃，保温时间1～6小时；

之后进行平整，平整延伸率0.5～2.5％；

如果需要，还进行精整加工，精整加工到要求的尺寸；

热轧后卷取温度为650℃～750℃。

3.一种高强度导磁钢板的生产方法，所述的高强度导磁钢板主要成分为Fe，还包括C、Mn、Si、P、S、Als、Nb、Ti，按质量百分数计算，上述成分的含量为：C：0.054、Mn：0.26、Si：0.086、P：0.007、S：0.007、Als：0.04、Nb：0.0006、Ti：0.001，以及不可避免的杂质；

其特征在于所述的生产方法为：

按上述成分的配比，经过冶炼成合格钢水，然后经连铸连轧成热轧钢卷，之后酸洗、冷轧、退火、平整，成为合格成品钢卷；或者再经过精整，成为合格成品钢卷；

钢水达到以上化学成分，然后经过连铸连轧，铸坯厚度40～110mm，均热温度为1110～1180℃，热轧终轧温度800～900℃，热轧后卷取温度550～750℃；根据成品要求的不同，热轧钢卷厚度在2.0～6.0mm；

然后热轧钢卷进行酸洗、冷轧，酸洗和冷轧符合一般冷轧产品要求；

冷轧后的钢卷进行周期性退火，其退火工艺为：退火温度610～690℃，保温时间1～6小时；

之后进行平整，平整延伸率0.5～2.5％；

如果需要，还进行精整加工，精整加工到要求的尺寸；

热轧后卷取温度为650℃～750℃。