CN107937812A - 高纯净度药芯焊丝专用钢带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯净度药芯焊丝专用钢带,该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:C:0.027~0.047%,Si:0.010~0.019%,Mn:0.40~0.60%,Alt:0.017~0.045%,P≤0.009%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。本发明还公开了一种高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法。本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带采用C、Mn作为基本强化元素,配以Al合金化,低Si,低S、P,在保证高强度、硬度的同时大大提高其塑性,具有良好且均匀的延展性,药芯焊丝在扎拔过程中不易断丝;具有高纯净度、低屈强比,制造时合金元素少,制造成本低。

Description

高纯净度药芯焊丝专用钢带及其制造方法
技术领域
本发明属于低合金钢制造技术领域,具体地指一种高纯净度药芯焊丝专用钢带及其制造方法。
背景技术
药芯焊丝是现有的焊接材料中技术含量最高的产品。由于药芯焊丝具有气体保护实芯焊丝、埋弧焊丝高效率、自动化和焊条品种多、适应面广、焊接工艺性能好等多方面的优点,代表着当代焊接材料的发展方向。
药芯焊丝性能主要决定于药芯焊丝原材料、药芯配方及生产装备和工艺。药芯焊丝中钢带所占比重为80~85%,药芯焊丝制造要求所用钢带低碳,低硫磷,高纯净度,具有良好的延展性,因此钢带质量的稳定性、纯净度等直接决定了药芯焊丝的性能优劣。目前制造药芯焊丝所用钢带多为SPCC等低碳钢,药芯焊丝的专用钢带很少。目前有少数药芯焊丝专用钢带,但多是基于SPCC钢系列成分及工艺调整而来,生产环节多,工艺流程长。在实际焊丝制造拉拔过程中,容易出现断带。钢带成分及性能上的差异性及不稳定性都导致药芯焊丝性能的不稳定,这是国产药芯焊丝与进口焊丝性能上存在差异的重要原因。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种高纯净度药芯焊丝专用钢带及其制造方法,所制造的钢带具有均匀的延展性,高纯净度,以及高强度,有利于药芯焊丝在轧拔过程不断丝;同时其工艺简单,可适用于工业化大生产制造。
为实现上述目的,本发明所设计的一种高纯净度药芯焊丝专用钢带,该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027~0.047%,Si:0.010~0.019%,Mn:0.40~0.60%,Alt:0.017~0.045%,P≤0.009%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
优选地,该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027~0.040%,Si:0.010~0.015%,Mn:0.40~0.55%,Alt:0.017~0.025%,P≤0.008%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
更优选地,该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.040%,Si:0.015%,Mn:0.55%,Alt:0.025%,P≤0.007%,S≤0.006%,N≤0.0019%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
更优选地,该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027%,Si:0.010%,Mn:0.40%,Alt:0.017%,P≤0.008%,S≤0.005%,N≤0.0013%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
进一步地,该药芯焊丝专用钢带的厚度为0.8~1.0mm。
更进一步地,该药芯焊丝专用钢带的屈强比为0.54~0.55,延伸率为48~56%。
上述高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,包括铁水脱硫,转炉吹炼,RH真空处理,CSP薄板坯连铸连轧,卷取,酸洗,冷轧,CAL连续退火,平整,涂油包装,所述铁水脱硫步骤中控制S≤0.003%,转炉冶炼终点控制S≤0.006%;RH真空处理中加铝脱氧;热轧采用CSP连铸连轧;冷轧采用单架机冷轧,采用CAL在线连续退火。
进一步地,热轧开轧温度1050±30℃,终轧温度870±30℃,卷取温度580±30℃。
进一步地,冷轧压下率为71~87%。
进一步地,平整和涂油包装后药芯焊丝专用钢带的表面粗糙度Ra:1.0~1.5μm。
本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带中各化学成分的选择及其含量的控制的依据:
C、Mn作为基本强化元素,为促进钢带中铁素体的生成,保证钢带具有低的屈服强度,高的抗拉强度,高的均匀延伸率,C按重量百分比计控制在0.027~0.047%,Mn控制在0.40~0.60%,可有效提高金相组织的均匀性,确保延性和延伸凸缘成形性之间的平衡。
Si一般做为钢中的强化元素及脱氧剂,它的脱氧能力强于Mn,但它在提高强度的同时会降低韧性,含量高也容易生成脱氧产物残留钢中,形成夹杂从而降低钢的均匀延伸率。故Si按重量百分比控制在0.010~0.019%。
Al主要用来脱氧和细化晶粒,但Al用量过多,则会使钢带产生反常组织和有促进钢的石墨化倾向,给冶炼浇铸等方面带来多方面的困难,本发明中总Al按重量百分比控制在0.017~0.045%。
本发明中N、P、S属有害元素,应抑制在较低的范围之内,故N、P、S的重量百分比为N≤0.002%,P≤0.009%,S≤0.006%。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
其一,本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带采用C、Mn作为基本强化元素,配以Al合金化,低Si,低S、P,在保证高强度、硬度的同时大大提高其塑性,具有良好且均匀的延展性,药芯焊丝在扎拔过程中不易断丝。
其二,本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带还具有高纯净度、低屈强比,制造时合金元素少,制造成本低,工艺简单。
其三,本发明制造流程紧凑,能耗低,采用CSP热连轧及CAL冷连退,缩短生产周期,提高生产效率,降低生产成本,可操作性强,易于实现工业化大生产。
其四,本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带与药芯制成药芯焊丝后的抗拉强度高达560~780MPa。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于更清楚地理解本发明,但本发明的保护范围不局限于下述实施例。
本发明高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,包括铁水脱硫,转炉吹炼,RH真空处理,CSP薄板坯连铸连轧,卷取,酸洗,冷轧,CAL连续退火,平整,涂油包装,所述铁水脱硫步骤中控制S≤0.003%,转炉吹炼终点控制S≤0.006%;RH真空处理中加铝脱氧,控制Alt:0.017~0.045%,N≤0.002%;热轧采用CSP连铸连轧,热轧开轧温度1050±30℃,终轧温度870±30℃;卷取温度580±30℃;冷轧采用单架机冷轧,冷轧压下率为71~87%,采用CAL在线连续退火工艺,平整和涂油包装后药芯焊丝专用钢带的表面粗糙度Ra:1.0~1.5μm,同时制成的高纯净度药芯焊丝专用钢带中各化学元素及其重量百分比为:
C:0.027~0.047%,Si:0.010~0.019%,Mn:0.40~0.60%,Alt:0.017~0.045%,P≤0.009%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
实施例1
将钢种进行铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、CSP薄板坯连铸连轧、卷取、酸洗、冷轧、CAL连续退火、平整及涂油包装得到高纯净度药芯焊丝专用钢带,其中各化学元素及其重量百分比为C:0.027%,Si:0.010%,Mn:0.40%,Al:0.017%,P:0.008%,S:0.005%,N:0.0013%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。其热轧开轧温度控制在1080℃,终轧温度控制在900℃,冷轧压下率为87%,在610℃条件下卷取。钢带厚度规格为0.8mm,表面粗糙度为1.2μm。
经检测,高纯净度药芯焊丝专用钢带屈强比为0.54,延伸率达到56%。在拉丝速度30m/s的情况下,从药芯焊丝专用钢带进入到拉拔到出成品焊丝无断带现象,性能优良。采用一种药芯与上述成品钢带制成成品药芯焊丝,成品药芯焊丝熔敷金属试验结果为Rm=680MPa,ReL=585MPa,A%=31%,-20℃AKV平均值为178J。
实施例2
将钢种进行铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、CSP薄板坯连铸连轧、卷取、酸洗、冷轧、CAL连续退火、平整及涂油包装得到高纯净度药芯焊丝专用钢带,其中各化学元素及其重量百分比为C:0.030%,Si:0.013%,Mn:0.47%,Al:0.020%,P:0.007%,S:0.005%,N:0.0020%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。其热轧开轧温度控制在1050℃,终轧温度控制在875℃,冷轧压下率为71%,在580℃条件下卷取。钢带厚度规格为1.0mm,表面粗糙度为1.0μm。
经检测,高纯净度药芯焊丝专用钢带屈强比为0.55,延伸率达到48%。在拉丝速度25m/s的情况下,从药芯焊丝专用钢带进入到拉拔到出成品焊丝无断带现象,性能优良。采用一种药芯与上述成品钢带制成成品药芯焊丝,成品药芯焊丝熔敷金属试验结果为Rm=575MPa,ReL=485MPa,A%=28%,-20℃AKV平均值为204J。
实施例3
将钢种进行铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、CSP薄板坯连铸连轧、卷取、酸洗、冷轧、CAL连续退火、平整及涂油包装得到高纯净度药芯焊丝专用钢带,其中各化学元素及其重量百分比为C:0.040%,Si:0.015%,Mn:0.55%,Al:0.025%,P:0.007%,S:0.006%,N:0.0019%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。其热轧开轧温度控制在1020℃,终轧温度控制在850℃,冷轧压下率为80%,在550℃条件下卷取。钢带厚度规格为0.9mm,表面粗糙度为1.5μm。
经检测,高纯净度药芯焊丝专用钢带屈强比为0.54,延伸率达到50%。在拉丝速度30m/s的情况下,从药芯焊丝专用钢带进入到拉拔到出成品焊丝无断带现象,性能优良。采用一种药芯与上述成品钢带制成成品药芯焊丝,成品药芯焊丝熔敷金属试验结果为Rm=780MPa,ReL=690MPa,A%=27%,-20℃AKV平均值为105J。
实施例4
将钢种进行铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理、CSP薄板坯连铸连轧、卷取、酸洗、冷轧、CAL连续退火、平整及涂油包装得到高纯净度药芯焊丝专用钢带,其中各化学元素及其重量百分比为C:0.047%,Si:0.019%,Mn:0.60%,Al:0.045%,P:0.009%,S:0.006%,N:0.0019%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。其热轧开轧温度控制在1070℃,终轧温度控制在850℃,冷轧压下率为75%,在600℃条件下卷取。钢带厚度规格为1.0mm,表面粗糙度为1.0μm。
经检测,高纯净度药芯焊丝专用钢带屈强比为0.54,延伸率达到51%。在拉丝速度27m/s的情况下,从药芯焊丝专用钢带进入到拉拔到出成品焊丝无断带现象,性能优良。采用一种药芯与上述成品钢带制成成品药芯焊丝,成品药芯焊丝熔敷金属试验结果为Rm=560MPa,ReL=475MPa,A%=28%,-20℃AKV平均值为166J。
其它未经详细说明的部分均为现有技术。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,应当指出,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027~0.047%,Si:0.010~0.019%,Mn:0.40~0.60%,Alt:0.017~0.045%,P≤0.009%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027~0.040%,Si:0.010~0.015%,Mn:0.40~0.55%,Alt:0.017~0.025%,P≤0.008%,S≤0.006%,N≤0.002%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.040%,Si:0.015%,Mn:0.55%,Alt:0.025%,P≤0.007%,S≤0.006%,N≤0.0019%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
4.根据权利要求1所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的化学元素及其重量百分比为:
C:0.027%,Si:0.010%,Mn:0.40%,Alt:0.017%,P≤0.008%,S≤0.005%,N≤0.0013%;余量为Fe及其它不可避免的杂质元素。
5.根据权利要求1~4任一项所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的厚度为0.8~1.0mm。
6.根据权利要求1~4任一项所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带,其特征在于:该药芯焊丝专用钢带的屈强比为0.54~0.55,延伸率为48~56%。
7.一种如权利要求1~4任一项所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,其特征在于:包括铁水脱硫,转炉吹炼,RH真空处理,CSP薄板坯连铸连轧,卷取,酸洗,冷轧,CAL连续退火,平整,涂油包装,所述铁水脱硫步骤中控制S≤0.003%,转炉冶炼终点控制S≤0.006%;RH真空处理中加铝脱氧;热轧采用CSP连铸连轧;冷轧采用单架机冷轧,采用CAL在线连续退火。
8.根据权利要求7所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,其特征在于:热轧开轧温度1050±30℃,终轧温度870±30℃,卷取温度580±30℃。
9.根据权利要求7所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,其特征在于:冷轧压下率为71~87%。
10.根据权利要求7所述的高纯净度药芯焊丝专用钢带的制造方法,其特征在于:平整和涂油包装后药芯焊丝专用钢带的表面粗糙度Ra:1.0~1.5μm。
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