CN109338216A - 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法 - Google Patents

一种高性能发电机爪极用钢的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109338216A
CN109338216A CN201811240729.0A CN201811240729A CN109338216A CN 109338216 A CN109338216 A CN 109338216A CN 201811240729 A CN201811240729 A CN 201811240729A CN 109338216 A CN109338216 A CN 109338216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
pawl pole
generation machine
performance generation
pole steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811240729.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109338216B (zh
Inventor
李青春
陈淑英
常国威
张瑞祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinzhou Jinke High-tech Development Co.,Ltd.
Original Assignee
Liaoning University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning University of Technology filed Critical Liaoning University of Technology
Priority to CN201811240729.0A priority Critical patent/CN109338216B/zh
Publication of CN109338216A publication Critical patent/CN109338216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109338216B publication Critical patent/CN109338216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Abstract

一种高性能发电机爪极用钢的制备方法,爪极用钢成份为:0.02~0.06%C,0.02~0.05%Si,0.3~0.4%Mn,0.02~0.1%Cu,0.01~0.04%Al,0.002~0.005%S,0.012~0.02%P,铸坯经加热后于1200℃~1250℃热轧,压下率为70~80%,终轧温度在900℃~1000℃,轧后直接层流冷却到200℃,空冷至室温。热轧出的爪极用钢坯料晶粒均匀度高,饱和磁化强度高,矫顽力低。本发明提高了爪极用钢坯料的磁性能,工艺简单,操作方便,容易实现。

Description

一种高性能发电机爪极用钢的制备方法
技术领域
本发明属于发电机爪极用钢制备技术领域,具体涉及一种高磁性能爪极用钢及其热轧工艺,其晶粒平均尺寸在20μm-40μm,晶粒均匀度值GME>0.9,饱和磁化强度超过220emu/g。
背景技术
当今汽车市场对汽车舒适性和实用性的追求日趋完美,电气化和自动化程度越来越高,对发电机的发电性能也提出了更高的要求。爪极作为发电机的动力核心,爪极的成分、组织、磁性能及加工工艺的好坏直接影响发电机在各种不同工况下的发电性能。爪极材料通常选用06、08和10号钢。为了提高发电机的发电性能,需要弄清爪极用钢中,哪个元素是影响磁性能的关键因素,这些关键元素的成分应控制在哪个范围。
现在国内外逐渐采用锻造方法生产爪极,目前有热锻反挤压、热锻正挤压、温锻与冷锻联合工艺等成型方法。德国汉诺威大学的Doege E和Bohnsack R采用一步热锻法成形爪极。该工艺模具简单,工序少,只经过一次加热和一次挤压便可成型,但成形载荷较大(达到5500N)、模具寿命短、爪极精度低。目前,国内精锻公司通常把注意力集中在加热、镦粗、预锻、终锻、切边、退火、冷挤压、精整这些工艺流程。在锻造爪极前,原材料为热轧圆钢,原材料的成分、组织和织构会影响锻造爪极的磁性能。而热轧工艺对原材料组织、织构和磁性能的影响还没有引起足够重视。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种能显著提高爪极磁性能的原材料,并利用优化的热轧工艺生产出高性能爪极用钢坯料的高性能发电机爪极用钢的制备方法。
为达到上述目的,本发明的技术方案是:
一种高性能发电机爪极用钢的制备方法,其具体步骤如下:
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.02~0.06%;
Si 0.02~0.05%;
Mn 0.3~0.4%;
Cu 0.02~0.1%;
Al 0.01~0.04%;
S 0.002~0.005%;
P 0.012~0.02%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1200℃~1250℃加热,保温4小时~6小时均热后,在1100℃~1200℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,进行多个道次70%~80%压下率的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。
进一步的,终轧温度在900℃~1000℃。
进一步的,步骤一中,Si含量在0.026%~0.046。
进一步的,步骤一中,Si含量在0.026%。
进一步的,步骤二中,压下率为75%。
本发明中,精确控制压下率、硅含量,是保证获得高性能爪极用钢坯料的关键技术。
本发电机爪极用钢坯料,具有至少以下有益效果:
(1)通过控制原材料中硅含量在0.02%~0.05%,热轧压下率在70%~80%,使爪极的平均晶粒尺寸在20μm~40μm,晶粒均匀度值GME>0.9,显著提高爪极的饱和磁化强度Ms,降低矫顽力Hc。
(2)操作可行,生产效率高。无需对锻造后的爪极进行既耗能又费工时的常规退火,只需对爪极用钢坯料调整硅含量和热轧工艺,降低成本,节省能源,可以实现工业化大规模生产。
附图说明
图1是本发明(对应实施例2)高性能发电机爪机用钢的金相组织图。
具体实施方式
根据表1所给出的化学成分,经感应炉真空熔炼,铸造坯料锻造成坯,以进行后续热轧工艺。
表1爪极用钢中各成分的质量百分数
C Si Mn Cu Al S P 余量
0.02-0.06 0.026-0.05 0.3-0.45 0.04 0.03 0.003 0.015 Fe
热轧工艺为:将20mm*30mm*70mm(厚度20mm)的锻坯加热到1200℃~1250℃保温4小时~6小时,在二辊热轧机上热轧多个道次,得到厚度为4mm~6mm左右的热轧薄板,总压下率为70%~80%,其高温开轧、终轧温度分别为1100℃~1200℃、900℃~1000℃。终轧后层流冷却到200℃,空冷。
实施例1
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.06%;
Si 0.026%;
Mn 0.4%;
Cu 0.02%;
Al 0.04%;
S 0.002%;
P 0.02%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1220℃加热,保温5小时均热后,在1150℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在950℃,进行多道次累计压下率为70%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表2所示。
实施例2
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.06%;
Si 0.026%;
Mn 0.4%;
Cu 0.02%;
Al 0.04%;
S 0.002%;
P 0.02%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1220℃加热,保温5小时均热后,在1150℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在950℃,进行多道次累计压下率为75%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。金相组织图如图1所示;对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表2所示。
实施例3
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.06%;
Si 0.026%;
Mn 0.4%;
Cu 0.02%;
Al 0.04%;
S 0.002%;
P 0.02%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1220℃加热,保温5小时均热后,在1150℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在950℃,进行多道次累计压下率为80%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表2所示。
表2不同热轧工艺参数对应的磁性能
工艺参数 实施例1 实施例2 实施例3
累积压下率/% 70 75 80
饱和磁化强度Ms/emu/g 223 231 227
矫顽力H<sub>C</sub>/G 6.54 5.52 5.87
晶粒平均尺寸/μm 30 39 30
晶粒均匀度GME 0.964 0.988 0.962
实施例4
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.02%;
Si 0.035%;
Mn 0.3%;
Cu 0.1%;
Al 0.01%;
S 0.005%;
P 0.012%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1200℃加热,保温6小时均热后,在1200℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在1000℃,进行累计压下率为70%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表3所示。
实施例5
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.02%;
Si 0.035%;
Mn 0.3%;
Cu 0.1%;
Al 0.01%;
S 0.005%;
P 0.012%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1200℃加热,保温6小时均热后,在1200℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在1000℃,进行累计压下率为75%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表3所示。
实施例6
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.02%;
Si 0.035%;
Mn 0.3%;
Cu 0.1%;
Al 0.01%;
S 0.005%;
P 0.012%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1200℃加热,保温6小时均热后,在1200℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,终轧温度在1000℃,进行累计压下率为80%的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表3所示。
表3不同热轧工艺参数爪极用钢对应的磁性能
实施例7
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.04%;
Si 0.046%;
Mn 0.35%;
Cu 0.05%;
Al 0.03%;
S 0.003%;
P 0.015%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1250℃加热,保温4小时均热后,在1100℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,进行多个道次75%压下率的热轧,终轧温度在900℃;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表4所示。
对比例1:
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.04%;
Si 0.006%;
Mn 0.3%;
Cu 0.1%;
Al 0.02%;
S 0.003%;
P 0.015%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1250℃加热,保温4小时均热后,在1100℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,进行多个道次75%压下率的热轧,终轧温度在900℃;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表4所示。
对比例2:
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.04%;
Si 0.076%;
Mn 0.35%;
Cu 0.1%;
Al 0.03%;
S 0.003%;
P 0.015%;
余量为 Fe;
步骤二:铸坯经1250℃加热,保温4小时均热后,在1100℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,进行多个道次75%压下率的热轧,终轧温度在900℃;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。对应的晶粒尺寸、均匀度值以及磁性能值如表4所示。
表4不同硅含量爪极用钢对应的磁性能
工艺参数 实施例7 对比例1 对比例2
累积压下率/% 75 75 75
饱和磁化强度Ms/emu/g 224 210 218
矫顽力H<sub>C</sub>/G 5.9 6.76 4.76
晶粒平均尺寸/μm 31 33 48
晶粒均匀度GME 0.958 0.947 0.885
附:GME定义为待测图像中各晶粒直径大小的标准差与其平均值的比值,现计算如下:
式中,σd—爪极各部位晶粒直径平均值的标准差,di—爪极各部位晶粒直径的平均值,μd—整个爪极晶粒直径的平均值。GME值越高,晶粒分布越均匀。
以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高性能发电机爪极用钢的制备方法,其特征是:
具体步骤如下:
步骤一:按照化学成分质量百分比称取原料,进行冶炼、浇铸,该工艺适用钢的化学质量百分比如下:
C 0.02~0.06%;
Si 0.02~0.05%;
Mn 0.3~0.4%;
Cu 0.02~0.1%;
Al 0.01~0.04%;
S 0.002~0.005%;
P 0.012~0.02%;
余量为Fe;
步骤二:铸坯经1200℃~1250℃加热,保温4小时~6小时均热后,在1100℃~1200℃开轧,在Ar3以上高温区终轧,进行多个道次70%~80%压下率的热轧;轧后层流冷却至200℃,随后空冷,得到高性能发电机爪机用钢。
2.根据权利要求1所述的高性能发电机爪极用钢的制备方法,其特征是:终轧温度在900℃~1000℃。
3.根据权利要求1所述的高性能发电机爪极用钢的制备方法,其特征是:步骤一中,Si含量在0.026%~0.046。
4.根据权利要求1所述的高性能发电机爪极用钢的制备方法,其特征是:步骤一中,Si含量在0.026%。
5.根据权利要求1所述的高性能发电机爪极用钢的制备方法,其特征是:步骤二中,压下率为75%。
CN201811240729.0A 2018-10-24 2018-10-24 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法 Active CN109338216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811240729.0A CN109338216B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811240729.0A CN109338216B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109338216A true CN109338216A (zh) 2019-02-15
CN109338216B CN109338216B (zh) 2020-12-15

Family

ID=65311786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811240729.0A Active CN109338216B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109338216B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109763071A (zh) * 2019-03-11 2019-05-17 江苏利淮钢铁有限公司 一种高磁性能汽车电机爪极用钢及其生产方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60190521A (en) * 1984-03-08 1985-09-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of nonoriented electrical steel sheet
JP2001181740A (ja) * 1999-12-20 2001-07-03 Nkk Corp 耐高温クリープ性と磁気シールド性に優れたテンションマスク用鋼板とその製造方法
CN101003879A (zh) * 2007-01-12 2007-07-25 武汉钢铁(集团)公司 C-Mn-Ti系热轧高强度高磁感性能钢及其制造方法
CN101096724A (zh) * 2006-06-28 2008-01-02 宝山钢铁股份有限公司 具有优异电磁性能的电磁钢及其制造方法
CN107574387A (zh) * 2017-09-23 2018-01-12 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种225MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60190521A (en) * 1984-03-08 1985-09-28 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of nonoriented electrical steel sheet
JP2001181740A (ja) * 1999-12-20 2001-07-03 Nkk Corp 耐高温クリープ性と磁気シールド性に優れたテンションマスク用鋼板とその製造方法
CN101096724A (zh) * 2006-06-28 2008-01-02 宝山钢铁股份有限公司 具有优异电磁性能的电磁钢及其制造方法
CN101003879A (zh) * 2007-01-12 2007-07-25 武汉钢铁(集团)公司 C-Mn-Ti系热轧高强度高磁感性能钢及其制造方法
CN107574387A (zh) * 2017-09-23 2018-01-12 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种225MPa级耐候低屈服点阻尼器用钢板及钢带制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109763071A (zh) * 2019-03-11 2019-05-17 江苏利淮钢铁有限公司 一种高磁性能汽车电机爪极用钢及其生产方法
CN109763071B (zh) * 2019-03-11 2020-12-08 江苏利淮钢铁有限公司 一种高磁性能汽车电机爪极用钢及其生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109338216B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102174683B (zh) 一种通板力学性能均匀的冷轧低碳铝镇静钢的生产方法
CN101805878B (zh) 一种采用铸轧坯生产8014-h22状态铝合金空调箔的方法
CN101967615B (zh) 一种提高2000系铝合金板材损伤容限性能的方法
CN103060701B (zh) 一种无取向高硅电工钢薄带的制备方法
CN102151695B (zh) 一种冷轧无取向高硅钢薄带的制造方法
CN103212574B (zh) 一种冷、温轧制复合制备铝合金复合箔的方法
CN106086532A (zh) 一种电容器外壳用铝合金带材及其制备方法
CN101994059B (zh) 一种厚壁x70管线钢卷板及其生产方法
CN101824525B (zh) 一种热轧钢板生产方法
CN105950960A (zh) 电动汽车驱动电机用无取向硅钢及其制备方法
CN103540876A (zh) 一种Al-Cu-Li-X系铝锂合金薄板的制备方法
CN106637012A (zh) 低应力gh4169高温合金环件制造方法
CN101245435A (zh) 一种热轧铁素体不锈钢带钢的生产方法
CN109252102A (zh) 一种提高低硅无取向硅钢磁性能的方法
CN102304665A (zh) 一种汽车用钢板及其生产方法
CN101144133A (zh) 一种百叶窗用铝合金带材及其制造方法
CN111155020A (zh) 一种调控CoNiFe中熵合金耐腐蚀性能的方法
CN104120337A (zh) 一种高r值厚规格IF汽车用钢及其生产方法
CN104233136A (zh) 一种获得均匀、细小晶粒铜合金板带生产工艺
CN103074546B (zh) 冰箱冷凝管用冷轧带钢的制造方法
CN109338216A (zh) 一种高性能发电机爪极用钢的制备方法
CN105349884A (zh) 含Ti热轧酸洗搪瓷钢带及其生产方法
CN107164693B (zh) 一种基于薄带连铸高硅钢冷轧带钢的制备方法
CN104831036A (zh) 薄带连铸高温轧制快淬制备Fe-6.5%Si的方法
CN103205547A (zh) 一种罩式退火低牌号无取向电工钢的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210602

Address after: 121000 Room 201, building 46-15, Huanghai street, Songshan New District, Jinzhou City, Liaoning Province

Patentee after: Jinzhou Jinke High-tech Development Co.,Ltd.

Address before: 121000, 169 street, Guta District, Liaoning, Jinzhou

Patentee before: LIAONING University OF TECHNOLOGY

CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 121000 room 205, 56 Songshan street, Songshan New District, Jinzhou City, Liaoning Province

Patentee after: Jinzhou Jinke High-tech Development Co.,Ltd.

Address before: 121000 Room 201, building 46-15, Huanghai street, Songshan New District, Jinzhou City, Liaoning Province

Patentee before: Jinzhou Jinke High-tech Development Co.,Ltd.