CN109321730B - 一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用 - Google Patents

一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用，属于专用钢技术领域。本发明的热轧窄带钢以质量百分含量计，包括以下化学成分：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％，余量的铁和不可避免的杂质。本发明的热轧窄带钢各元素及其含量配合作用，能够显著降低钢材的硬度，提高钢材的塑性。本发明还提供了该家用电机转定子用的热轧窄带钢的制备方法，将铸坯依次进行加热、轧制和卷取；所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧。

Description

一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及专用钢技术领域，尤其涉及一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用。
背景技术
家用电机，即用于民用家电中的电机。转定子是转子和定子的统称，是电机的重要组成部分，广泛应用于电扇电机、空调电机、洗衣机电机等。随着电机产业的快速发展，且在家电下乡、以旧换新、出口退税等一系列的政策影响下，电机市场持续增长，使用量持续提升。
目前，家用电机转定子广泛采用碳素结构钢制作。绝大部分碳素结构热轧窄带钢主要应用于各种焊接钢管的制作，由于制管行业对原材料的要求较低，各钢企生产工艺较为粗泛，未有专门针对家用电机转定子而生产的热轧窄带钢，导致下游用户在制作家用电机转定子过程中，普遍存在冲压开裂、表面麻点等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法和应用，本发明提供的热轧窄带塑性好、表面氧化铁皮厚度薄且表面光洁度高、稳定性好，特别适用于制作家用电机转定子。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种家用电机转定子用的热轧窄带钢，以质量百分含量计，包括以下化学成分：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％，余量的铁和不可避免的杂质。
优选的，所述热轧窄带钢的宽度≤600mm，厚度为1.5～2.5mm。
本发明还提供了上述技术方案所述热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将对应上述方案所述热轧窄带钢化学成分的铸坯依次进行加热、轧制和卷取，得到热轧窄带钢；
所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧；
所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃；
所述卷取的温度为570～610℃。
优选的，所述加热的温度为1280～1320℃，所述加热的时间为120～140min。
优选的，所述粗轧的终轧温度为1210～1230℃。
优选的，所述精轧的开轧温度为1180～1200℃，精轧的终轧温度为880～910℃。
优选的，所述第一除磷和第二除磷为高压水除鳞，所述第一除磷和第二除磷的压力独立地为16～20MPa。
优选的，所述铸坯为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸为150*(280～380)mm或165*(280～380)mm。
本发明另提供了上述技术方案所述热轧窄带钢或上述技术方案所述制备方法制备得到的热轧窄带钢在家用电机转定子中的应用。
本发明提供了一种家用电机转定子用的热轧窄带钢，以质量百分含量计，包括以下化学成分：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％，余量的铁和不可避免的杂质。本发明的热轧窄带钢各元素及其含量配合作用，能够显著降低钢材的硬度，提高钢材的塑性，确保钢材性能稳定。
本发明还提供了上述技术方案所述家用电机转定子用的热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将对应上述技术方案所述热轧窄带钢化学成分的铸坯依次进行加热、轧制和卷取，得到热轧窄带钢；所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧；所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃；所述卷取的温度为570～610℃。本发明采用高温粗轧开轧、能够细化奥氏体晶粒，配合铸坯的化学成分，能够有效降低钢材硬度、提高钢材的塑性，且确保钢材性能稳定；同时本发明采用较低温度进行卷取，配合除磷，能够有效的降低钢带表面氧化铁皮厚度，从而解决了在制作家用电机转定子过程中，钢材经反复冲压，普遍存在的冲压开裂以及表面麻点的缺陷。
实施例结果表明，本发明制备的热轧窄带钢的屈服强度为262～285MPa，拉伸强度为354～374MPa，断后伸长率为44.0～45.5％，氧化铁皮平均厚度为4.20～5.87μm；而采用常规成分和常规工艺制备得到的热轧窄带钢的屈服强度为308MPa，拉伸强度为412MPa，断后伸长率为37.5％，氧化铁皮平均厚度为12.59μm，说明本发明的热轧窄带钢具有更好的塑性，且氧化铁皮厚度更薄。此外，本发明制备的热轧窄带钢酸洗后表面无麻坑、麻点缺陷，表面平整、光亮。最后，本发明的热轧窄带钢的屈服强度、拉伸强度、断后伸长率波动范围较窄，说明本发明的热轧窄带钢具有良好的稳定性，有利于经受反复冲压过程，更适用于加工家用电机转定子。
附图说明
图1为实施例1热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图2为实施例2热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图3为实施例3热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图4为对比例1热轧窄带钢的氧化铁皮金相照片；
图5为实施例1热轧窄带钢制备的家用电机定子照片。
具体实施方式
本发明提供了一种家用电机转定子用的热轧窄带钢，以质量百分含量计，包括以下化学成分：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％，余量的铁和不可避免的杂质。
在本发明中，所述热轧窄带钢的宽度优选≤600mm，厚度优选为1.5～2.5mm。
以质量百分含量计，本发明所述热轧窄带钢的化学成分优选包括：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：0.015～0.025％，S：0.015～0.025％，Cr：0.01～0.05％，Ni：0.01～0.05％，Cu：0.01～0.05％，As：≤0.0065％，余量的铁和不可避免的杂质。
本发明的热轧窄带钢各元素及其含量配合作用，能够显著降低钢材的硬度，提高钢材的塑性，且确保钢材的性能稳定，有利于防止钢材在反复冲压过程中出现冲压开裂。
本发明还提供了上述技术方案所述热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将对应上述技术方案所述热轧窄带钢化学成分的铸坯依次进行加热、轧制和卷取；
所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧；
所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃；
所述卷取的温度为570～610℃。
本发明将铸坯进行加热，得到加热后的铸坯。在本发明中，所述铸坯与上述技术方案所述热轧窄带钢的化学组分一致，在此不再赘述。在本发明中，所述铸坯优选为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸优选为150*(280～380)mm或165*(280～380)mm。在本发明中，所述铸坯优选将合金原料经过冶炼得到。本发明对所述冶炼的工艺没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的冶炼工艺即可。
在本发明中，所述加热的温度优选为1280～1320℃，进一步优选为1290～1310℃；所述加热的时间优选为120～140min，进一步优选为125～135min。本发明所述加热的温度指的是均热段保温的温度，所述加热时间指的是均热段保温的时间。本发明控制加热温度在上述范围，能够将铸坯加热至奥氏体区，有利于提高塑性，降低轧制抗力。
加热后，本发明对所述加热后的铸坯进行轧制，得到轧制钢材。在本发明中，所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧。
本发明对所述加热后的铸坯进行第一除磷，得到第一除磷坯。在本发明中，所述第一除磷优选为高压水除鳞，所述第一除磷的压力优选为16～20MPa，进一步优选为17～20MPa。在本发明中，所述第一除磷的温度优选为1240～1260℃。本发明对所述高压水除磷的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的方式即可。
得到第一除磷坯后，本发明对所述第一除磷坯进行粗轧，得到中间坯。在本发明中，所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃，在本发明的实施例中，具体为1247℃、1258℃和1241℃；所述粗轧的温度优选与第一除磷的温度一致；所述粗轧的终轧温度优选为1210～1230℃，进一步优选为1213～1227℃。在本发明中，所述粗轧优选轧制5道次；粗轧第一道次出口坯料的厚度优选为130～135mm，第二道次出口坯料的厚度优选为102～104mm，第三道次出口坯料的厚度优选为70～72mm，第四道次出口坯料的厚度优选为48～49mm，第五道次出口坯料的厚度优选为30～32mm。
得到中间坯后，本发明对所述中间坯进行第二除磷，得到第二除磷坯。在本发明中，所述第二除磷优选为高压水除鳞，所述第二除磷的压力优选为16～20MPa，进一步优选为17～20MPa。在本发明中，所述第二除磷的温度优选为1180～1200℃，进一步优选为1185～1195℃。
得到第二除磷坯后，本发明对所述第二除磷坯进行精轧，得到轧制钢材。在本发明中，所述精轧的开轧温度优选为1180～1200℃，进一步优选为1185～1195℃；所述精轧的开轧温度优选与第二除磷的温度一致；所述精轧的终轧温度优选为880～910℃，进一步优选为882～905℃。在本发明中，所述精轧的变形量优选为27.5～30.5mm，进一步优选为27.5～29.5mm；所述轧制钢材的厚度对应上述技术方案所述热轧窄带钢的厚度。在本发明中，所述精轧的变形量指的是精轧时钢材的下压厚度。
得到轧制钢材后，本发明将所述轧制钢材进行卷取，得到热轧窄带钢。在本发明中，所述卷取的温度为570～610℃，优选为572～607℃，在本发明的实施例中，具体为585℃、607℃和572℃。本发明对所述卷取的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的卷取工艺即可。
本发明采用高温粗轧开轧、能够细化奥氏体晶粒，配合铸坯的化学成分，能够有效降低钢材硬度、提高钢材的塑性；同时采用较低温度进行卷取，配合除磷，能够有效的降低钢带表面氧化铁皮厚度。
本发明另提供了上述技术方案所述热轧窄带钢或上述技术方案所述制备方法制备得到的热轧窄带钢在家用电机转定子中的应用。本发明对所述应用的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的工艺将热轧窄带钢加工成家用电机转定子即可。
下面结合实施例对本发明提供的家用电机转定子用的热轧窄带钢及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将原料冶炼并连铸成断面尺寸为165*280mm的矩形坯，其化学成分见表1。
制备过程参数见表2，具体的：均热段保温温度1295℃，均热段保温时间125min，第一除磷和第二除鳞的压力分别为17.12MPa、17.23MPa，粗轧开轧温度1247℃，粗轧终轧温度1220℃，中间坯厚度30.8mm，精轧开轧温度1189℃，精轧终轧温度905℃，卷取温度585℃。
实施例2～3
实施例2～3所用铸坯的规格及成分见表1，制备方法同实施例1，不同的之处仅在于参数的设置，具体工艺参数见表2。
对比例1
按照常规铸坯的成分及生产工艺生产热轧窄带钢，铸坯成分见表1，生产工艺参数见表2。
表1实施例1～3及对比例1的铸坯规格及成分(质量百分比)
编号 规格 C Si Mn P S Cr Ni Cu As 余量
实施例1 165*280mm 0.05 0.10 0.33 0.020 0.018 0.01 0.01 0.01 0.0032 99.4488
实施例2 150*330mm 0.07 0.15 0.39 0.015 0.017 0.02 0.01 0.01 0.0055 99.3125
实施例3 150*380mm 0.04 0.08 0.32 0.015 0.020 0.01 0.01 0.02 0.0062 99.4788
对比例1 150*330mm 0.11 0.26 0.42 0.025 0.023 0.15 0.20 0.22 0.0125 98.5795
注：表1中实施例1～3及对比例1的铸坯余量均为铁和不可避免的杂质。
表2实施例1～3及对比例1的生产工艺参数
Figure BDA0001894719020000061
Figure BDA0001894719020000071
对实施例1～3及对比例1得到的热轧窄带钢进行金相组织观察，不同热轧窄带钢的氧化铁皮的金相照片结果分别如图1～4所示。图1～4中不同位置处的数值对应相应位置处氧化铁皮的厚度。图1～3显示，本发明得到的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度较薄，大概在3.931～6.366μm之间；图4显示，对比例1采用常规成分和常规工艺得到的热轧窄带钢的氧化铁皮厚度较厚，约12.476～12.690μm。
按照《GB/T 228.1-2010》对实施例1～3及对比例1的热轧窄带钢进行拉伸试验，测试结果见表3。
表3实施例1～3及对比例1的热轧窄带钢的拉伸试验结果
Figure BDA0001894719020000072
由表3的结果可知，本发明提供的热轧窄带钢的屈服强度为262～285MPa，拉伸强度为354～374MPa，断后伸长率为44.0～45.5％，氧化铁皮平均厚度为4.20～5.87μm；而对比例1采用常规成分和常规工艺制备得到的热轧窄带钢的屈服强度为308MPa，拉伸强度为412MPa，断后伸长率为37.5％，氧化铁皮平均厚度为12.59μm。对比例1的钢材强度虽然较本申请较高，但塑性较差，氧化铁皮较厚，不适用于转定子制备过程中的反复冲压加工。此外，表3的数据还显示，实施例1～3的热轧窄带钢的屈服强度、拉伸强度、断后伸长率波动范围较窄，说明本发明的热轧窄带钢具有良好的稳定性，有利于经受反复冲压过程，更适用于加工家用电机转定子。
此外，本发明制备的热轧窄带钢表面光洁度高，酸洗后表面无麻坑、麻点缺陷，表面平整、光亮。
将本发明实施例1的热轧窄带钢用于制备家用电机定子，制备过程无冲压开裂现象发生，得到的定子照片如图5所示，表面光洁度高，无麻坑、麻点缺陷。而对比例1的热轧窄带钢由于塑性较差，在制备转定子过程中出现开裂现象。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种家用电机转定子用的热轧窄带钢，以质量百分含量计，包括以下化学成分：C：0.04～0.07％，Si：0.08～0.15％，Mn：0.30～0.40％，P：≤0.030％，S：≤0.030％，Cr：≤0.10％，Ni：≤0.10％，Cu：≤0.10％，As：≤0.0080％，余量的铁和不可避免的杂质；
所述热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将对应所述热轧窄带钢化学成分的铸坯依次进行加热、轧制和卷取，得到热轧窄带钢；
所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧；
所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃；所述粗轧的终轧温度为1210～1230℃；
所述精轧的开轧温度为1180～1200℃，精轧的终轧温度为880～910℃；
所述卷取的温度为570～610℃。
2.根据权利要求1所述的热轧窄带钢，其特征在于，所述热轧窄带钢的宽度≤600mm，厚度为1.5～2.5mm。
3.权利要求1或2所述的热轧窄带钢的制备方法，包括以下步骤：将对应权利要求1或2所述热轧窄带钢化学成分的铸坯依次进行加热、轧制和卷取，得到热轧窄带钢；
所述轧制包括依次进行的第一除磷、粗轧、第二除磷和精轧；
所述粗轧的开轧温度为1240～1260℃；所述粗轧的终轧温度为1210～1230℃；
所述精轧的开轧温度为1180～1200℃，精轧的终轧温度为880～910℃；
所述卷取的温度为570～610℃。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1280～1320℃，所述加热的时间为120～140min。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一除磷和第二除磷为高压水除鳞，所述第一除磷和第二除磷的压力独立地为16～20MPa。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铸坯为矩形坯，所述矩形坯的断面尺寸为150*(280～380)mm或165*(280～380)mm。
7.权利要求1～2任一项所述热轧窄带钢或权利要求3～6任一项所述制备方法制备得到的热轧窄带钢在家用电机转定子中的应用。
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