[發明專利]一種含硼電機爪極用鋼及其低成本冶煉工藝

有效

• 申請號: 202011367313.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112680656B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 豆乃遠;朱富強;任振海;陳占領;李亞;劉澤;楊劉威;李俊杰;徐必靖
• 申請（專利權）人: 中天鋼鐵集團有限公司;常州中天特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/06;C22C38/54;C22C33/06;C21C5/52;C21C7/06;C21C7/076
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王志慧

本發明屬于冶煉技術領域，公開了一種含硼電機爪極用鋼及其低成本冶煉工藝。其組成按重量百分數計為C：0～0.05％、Si：0.02～0.08％、Mn：0.25～0.35％、P≤0.025％、S：0.004～0.015％、Cr≤0.05％、Ni≤0.05％、Cu≤0.05％、Al：0.010～0.025％、B：0.0010～0.0060％，其余為Fe。電爐超低碳出鋼，高堿度深脫氧工藝，設計合理的參數，確保了鋼的化學成分、表面質量、純凈度等技術指標。本發明操作簡單，不需要鐵水預處理及真空處理工序，冶煉的電機爪極用鋼同時滿足成分均勻、純凈度高，可澆性好，表面質量好，熱頂鍛性能好、電磁性能好等特點。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體來說涉及一種含硼電機爪極用鋼及其低成本冶煉工藝。

背景技術

電機爪極用鋼是制作發電機爪極的原材料，發電機爪極是發電機的重要零件，直接影響發電機的發電量，廣泛應用于汽車領域。近年來，隨著汽車行業的飛速發展，汽車產量的需求逐年提高，同時汽車對用電設備的數量不斷增加，如全套空調、新式冷、熱藏兩用箱、各種電子儀表的應用等，而且還需要汽車在低速行駛時，發電機也能對蓄電池進行充電，以解決城市公交汽車在低速行駛時不能給蓄電池充電而造成的蓄電池使用壽命簡短的問題，促使汽車增大發電機的輸出功率，而影響輸出功率的主要零件是車載發電機的爪極材料。因此，其表面質量，導磁性能是爪機的關鍵指標，而如何在保證爪機導磁性能的同時還能進一步提高其表面質量、力學性能等是目前爪極用鋼的相關生產廠家所遇到的共同難題。因此如何設計其化學成分，并配備合理的冶煉工藝參數，在低成本的條件下，僅采用電爐冶煉-LF精煉-方坯連鑄工藝低成本下冶煉出化學成分均勻、純凈度高，表面質量好，氣體含量低，熱頂鍛性能好，且還能符合用戶最終導磁性能要求的爪極用鋼材料，是本發明所要解決的技術問題。

目前，申請號為201910180393.1的中國發明專利公開了一種高磁性能汽車電機爪極用鋼及其生產方法，其工藝路線包括鐵水脫硫處理、轉爐冶煉、RH真空脫氣、LF精煉、連鑄工序，其中還需要脫硫處理、RH真空脫氣才能將碳含量控制在0.01～0.04％，生產流程長，生產成本高，且B含量需要控制0～0.0008％，盡可能越低越好，較高的B元素可能會惡化瓜極磁性能。申請號為201811632812.2的中國發明專利公開了電機爪機用AISI1006鋼的生產方法，其工藝路線包括RH真空處理工序實現鋼水的高純凈度和低含氧量，其中的夾雜物A類1.5、B類1.0，該工藝生產成本較高，且最終也未驗證電極瓜機的電導率。

發明內容

本發明的目的在于針對以上技術難題，通過設計合理的化學成分、選擇合理的工藝參數，提供一種含硼電機爪極用鋼及其低成本冶煉工藝，該工藝在不需要鐵水預處理及真空處理工序下確保了鋼的化學成分、表面質量、純凈度等技術指標。最終冶煉得到的電機爪極用鋼具有化學成分均勻、純凈度高，可澆性好，可連澆10爐及以上，表面質量好，氣體含量低，熱頂鍛性能好等特點，而且還能滿足矯頑力為Hc≤80(A/m)，最大磁導率um≥0.0085(H/m)的電磁性能。

為了實現上述目的，本發明所涉及的一種含硼電機爪極用鋼，其化學成份按重量百分數計為[C]：0～0.05％、[Si]：0.02～0.08％、[Mn]：0.25～0.35％、[P]≤0.025％、[S]：0.004～0.015％、[Cr]≤0.05％、[Ni]≤0.05％、[Cu]≤0.05％、[Al]：0.010～0.025％、[B]：0.0010～0.0060％，其余為Fe和不可避免的雜質，其中C/Si比為0.5-1.5。

本發明成分設計理由：

C能提高鋼的強度和硬度，但含量高會影響鋼的導電性能。本發明中優選為0～0.05％；

Si是脫氧的元素，但低碳時一定量的硅對提高電磁性能有利，且當C/Si比為0.5-1.5之間時對鋼的鐵磁性能更有利，但隨著硅含量的提高，矯頑力增加，電磁性能下降。因此本發明優選為0.02～0.08％；