[發(fā)明專利]一種電子氣體大容量氣瓶用鋼及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310752651.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103757554A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬歡魚;賈寧波;尹人潔;楊文明;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C33/04;C21C7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 譚昌馳;韓芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金行業(yè)煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種電子氣體大容量高壓氣瓶用合金鋼及其制備方法。

背景技術(shù)

電子氣體廣泛地應用于近幾年發(fā)展勢頭強勁的電子行業(yè)、太陽能電池、移動通訊、航空航天、軍事工業(yè)等諸多領(lǐng)域，是超大規(guī)模集成電路、平面顯示器件、化合物半導體器件、太陽能電池、光纖等電子工業(yè)——IC產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的原材料，大量應用于薄膜、刻蝕、摻雜、氣相沉積、擴散等工藝；是電子元器件的制造基礎(chǔ)，被稱為IC產(chǎn)業(yè)的“血液”和“糧食”。

電子氣體存在窒息性、腐蝕性、毒性、易燃易爆性等危險。因此，它的生產(chǎn)和應用都要求使用高質(zhì)量的氣體包裝儲運容器，以避免二次污染的發(fā)生。隨著電子消費品的升級換代，產(chǎn)品制造尺寸越來越大，產(chǎn)品成品率和缺陷控制越來越嚴格，對杜絕輸送系統(tǒng)二次污染的要求越來越苛刻。而使用大包裝（大容量、大容積）容器保證了氣體品質(zhì)的連續(xù)性，降低了多次充裝污染風險，有利于提高污染控制。同時，由于大規(guī)格集成電路生產(chǎn)過程中，必須使用多種單元電子氣體，要求電子氣體的配制濃度及濃度穩(wěn)定性非常高，為保證充裝電子氣體濃度長時間的穩(wěn)定性，必須對電子氣瓶內(nèi)表面施以涂層處理，使貯存氣體與鋼瓶瓶體之間形成一層光滑、無孔隙、厚度均勻的保護層，以減少氣體吸附及防止金屬離子釋放等。而且在涂覆保護層之前，必須對瓶體內(nèi)表面進行鏡面化處理。

作為電子氣體大包裝容器的高壓氣瓶，因其充裝介質(zhì)存在窒息性、腐蝕性、毒性、易燃易爆性等危險，應具有很高的安全性能，且同時要求鋼瓶自身重量輕；制造它的主要原材料是大規(guī)格超長度的薄壁無縫鋼管，要求其強度高、韌性好、尺寸精度高。從而要求鋼瓶本體不僅鋼質(zhì)純凈度高、金相組織細致均勻且滿足電子氣體的低溫儲存性能。

由于電子氣瓶使用環(huán)境惡劣，要求所用鋼的性能除滿足常溫性能檢測外，還要求-40℃的低溫沖擊性能，試樣經(jīng)模擬熱處理后性能滿足相關(guān)指標要求。

為了使大容量電子氣體用鋼瓶主原材料的大直徑超長薄壁無縫鋼管的達到上述的綜合性能要求，必須使用加工性能和使用性能等綜合性能要求嚴格的原鋼坯。現(xiàn)有的高壓氣瓶用鋼和一般的冶煉方法已不能滿足該產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個問題。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種電子氣體大容量氣瓶用鋼及其制備方法，滿足電子氣體用鋼瓶具有強度高、韌性好、內(nèi)表面光潔平整、保證金相組織細致均一和低溫沖擊韌性等綜合性能的要求，以保證電子氣體儲存和使用過程中的安全。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種電子氣體大容量氣瓶用鋼的制備方法。所述方法包括以下步驟：電爐初煉鋼水，控制終點鋼水成分按重量百分比計包括：C：0.12～0.20%，P：0.001～0.007%，As≤0.023%，Sn≤0.010%，出鋼溫度為1620～1660℃，并在出鋼至鋼包的過程中進行預脫氧和合金化處理；對鋼水進行LF精煉，并控制LF精煉得到的鋼水成分以重量百分比計包括：C：0.40～0.44%，Si：0.27～0.32%，Mn：0.86～0.98%，P≤0.011%，S≤0.005%，Cr：1.00～1.10%，Mo：0.20～0.25%，Ti≤0.010%，Ni≤0.15%，Cu≤0.15%，As≤0.023%，Sn≤0.010%，Al：0.035～0.060%，對鋼水進行真空精煉，并控制真空精煉得到的鋼水成分以重量百分比計包括：C：0.40～0.44%，Si：0.27～0.33%，Mn：0.86～0.98%，P≤0.011%，S≤0.005%，Cr：1.00～1.10%，Mo：0.20～0.25%，Ti≤0.010%，Ni≤0.15%，Cu≤0.15%，As≤0.025%，Sn≤0.010%，Al：0.015～0.040%，H≤0.0002%，[O]≤0.0018%，N≤0.0050%；連鑄，在連鑄過程中，二冷（即二次冷卻）采用弱冷模式并將二冷區(qū)的比水量控制為0.20～0.27L/Kg，并且以重量百分比計，連鑄得到的電子氣體大容量氣瓶用鋼的化學成分為C：0.40～0.45%，Si：0.25～0.35%，Mn：0.85～1.00%，P≤0.013%，S≤0.008%，Cr：1.00～1.10%，Mo：0.20～0.25%，Ti≤0.015%，Ni≤0.18%，Cu≤0.18%，Sn≤0.010%，As≤0.025%，Al：0.015～0.040%，[H]≤0.0002%，[N]≤0.0070%，T[O]≤0.0020%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。