一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢及其热处理生产方法技术

本发明专利技术公开了一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢及其热处理生产方法，所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢化学成分组成及质量百分含量为：C≤0.04%、Si≤1.0%、Mn：0.9～1.0%、P≤0.04%、S：0.2～0.3%、Cr：17.50～19.50%、Mo：1.5～2.5%、Ni≤0.6%，余量为Fe和不可避免的杂质；热处理生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、热处理工序。本发明专利技术含钼铁素体易切削软磁不锈钢产品具有良好的切削、软磁及耐蚀性能，极大扩充软磁产品的使用范畴，提高产品的加工效率，减少频繁加工对环境的污染；同时产品可在更加恶劣的环境中使用，提高其使用周期，降低使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢及其热处理生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢及其热处理生产方法。
技术介绍
随着我国居民生活水平的提高，咖啡机的用量逐渐加大，铁素体软磁不锈钢主要用于制作咖啡机内电磁阀，用于替代进口材料。专利申请号CN201710023235.6—一种耐蚀性软磁铁素体不锈钢，该工艺通过调整合金中铬、硅和铝的含量，同时添加适量的铜和稀土元素，设计出一种用于铁磁性部件的耐蚀性软磁铁素体不锈钢；专利申请号CN201710225304.1—一种低碳铁素体软磁不锈钢及其生产方法，该工艺仅在铁素体钢中添加一定量Si元素改善电磁性，但未对切削性进行改善。专利申请号CN201611054363.9—低碳铁素体软磁易切削不锈钢及其生产方法，该专利主要针对轧制过程进行控制，并未对冶炼及材料后续热处理工艺进行描述。综上所述，目前还没有关于含钼铁素体易切削软磁不锈钢及其热处理工艺的相关研究。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢；同时本专利技术还提供了一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法。该专利技术通过添加适宜的Si、Mn、S成分，对铁素体不锈钢成分进行优化，使其具有良好的软磁及切削性能，添加适量Mo成分，使其具有更好的耐蚀性能，同时通过适宜的热处理工艺，使线材组织均匀，无富铬、富钼的“析出相”产生。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢，所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.04%，Si≤1.0%，Mn：0.9～1.0%，P≤0.04%，S：0.2～0.3%，Cr：17.50～19.50%，Mo：1.5～2.5%，Ni≤0.6%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢产品，在25～35℃试验温度、5%NaCl浓度环境下24h不锈蚀；所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢力学性能为：抗拉强度：450～550MPa、延伸率＞15%、断面收缩率＞50%。本专利技术还提供了一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法，所述热处理生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、热处理工序；所述热处理工序，轧制成线材后，采用“高温空冷”热处理工艺对线材进行处理，即1020～1070℃保温0.5～1h后空冷至室温。本专利技术所述铁水脱磷工序，脱磷处理后铁水中主要化学成分组成及质量百分含量为：C≥3.0%、Si≤0.02%、P≤0.03%，铁水温度≥1300℃。本专利技术所述AOD炉冶炼工序，顶枪氧气压力为6～17bar，提枪前顶枪吹氧量为55～57.9m3/t钢，侧枪氧气、氩气压力为3～19bar。本专利技术所述AOD炉冶炼工序，冶炼过程中，分别加入铬铁350～400㎏/t钢、硅铁25～35㎏/t钢、电解锰9～15㎏/t钢、钼铁25～35㎏/t钢进行合金化，钢渣碱度R为2.0～2.5。冶炼过程中进行脱碳保铬，还原期加硅铁进行氧化铬还原及硅元素合金化。本专利技术所述LF炉精炼工序，将AOD炉冶炼钢水兑入LF炉中，加入硫铁12～25㎏/t钢进行成分微调，加入低碳铬铁10～40㎏/t钢、钼铁10～20㎏/t钢进行成分微调，碱度R为1.7～2.1，上机浇铸前，底吹氩气时间≥12min，使钢中夹杂物充分上浮，上机浇铸温度为1607～1622℃。本专利技术所述连铸工序，钢种液相线温度为1492～1497℃，首炉中包温度控制在1527～1542℃、拉速控制在1.15～1.25m/min，非首炉中包温度控制在1522～1537℃、拉速控制在1.15～1.25m/min。本专利技术所述连铸工序，结晶器水量为1550～1650L/min，结晶器电磁搅拌电流为360～370A、电磁搅拌频率为3.5～4.5Hz。本专利技术所述连铸工序，二冷阶段采用中高强度冷却，二冷阶段一区每流水量控制在120～140L/min、二区每流水量控制在100～120L/min、三区每流水量控制在80～100L/min。本专利技术的设计思路如下：含有较低磷含量的脱磷铁水，通过AOD精炼炉各吹炼阶段混合气体比例的合理设定，进行最大限度的脱碳保铬及升温处理，同时加入较稳定元素进行钢水合金化，还原期加入一定量硅铁进行渣中Cr2O3还原，进一步提高合金收得率，LF炉冶炼过程通过合金元素微调以及温度控制，为后续浇铸钢坯做好准备，因该钢种为铁素体不锈钢，任何温度下均为铁素体组织，故二冷阶段需采用中强冷操作。钢中添加适量Si元素，可以沉淀析出碳化物，使碳易于石墨化，另一方面，减少碳、氧、氮在铁素体中脱溶引起的磁时效现象，改善产品磁性能；钢中添加适宜Mn、S元素，可在钢中形成MnS夹杂，改善材料加工过程中切削性能；钢中添加适宜Mo元素，可在传统不锈钢耐蚀性基础上提高其耐Cl-离子环境腐蚀的能力，改善其耐蚀性能，但需配合适宜的热处理工艺，防止材料内部出现富铬、富钼“析出相”，影响其耐蚀性能。本专利技术含钼铁素体易切削软磁不锈钢通过下游客户的加工，制得的电磁阀饱和磁感应强度为1.0～3.0T，电磁阀加工工艺包括：退火线材、拉拔磨削、切段、磨削、冲孔、成品。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术成分设计，在传统铁素体不锈钢基础上添加适量的Si、Mn、S、Mo元素，使产品具有良好的切削、软磁及耐蚀性能，主要用于制作电磁阀部件。2、本专利技术采用“高温快冷”热处理工艺对线材进行处理，保证其内部组织均匀且无富铬、富钼的“析出相”产生。3、本专利技术含钼铁素体易切削软磁不锈钢产品具有良好的切削、软磁及耐蚀性能，极大扩充软磁产品的使用范畴，提高产品的加工效率，减少频繁加工对环境的污染；同时产品可在更加恶劣的环境中使用，提高其使用周期，降低使用成本。4、本专利技术含钼铁素体易切削软磁不锈钢力学性能为：抗拉强度：450～550MPa、延伸率＞15%、断面收缩率＞50%。附图说明图1为实施例1中连铸钢坯横截面的低倍组织图；图2为实施例1中连铸钢坯上表皮低倍组织图；图3为实施例1中连铸钢坯下表皮低倍组织图；图4为实施例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢金相组织图（500μm）；图5为实施例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢金相组织图（100μm）；图6为实施例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢生产的电磁阀成品；图7为实施例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢生产的电磁阀成品内部金相组织图（200μm）；图8为实施例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢生产的电磁阀成品内部金相组织图（100μm）；图9为对比例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢金相组织图（500μm）；图10为对比例1含钼铁素体易切削软磁不锈钢金相组织图（100μm）。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地说明。实施例1本实施例含钼铁素体易切削软磁不锈钢的化学成分组成及其质量百分含量见表1，力学性能参数见表2。本实施例含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、热处理工序，具体工艺步骤如下所述：（1）铁水脱磷工序：脱磷处理后铁水中主要化学成分组成及质量百分含量为：C：3.25%、Si：0.015%、P：0.015%，铁水温度1310℃；（2）AOD炉冶炼工序：将脱磷铁水兑入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢，其特征在于，所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.04%，Si≤1.0%，Mn：0.9～1.0%，P≤0.04%，S：0.2～0.3%，Cr：17.50～19.50%，Mo：1.5～2.5%，Ni≤0.6%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢，其特征在于，所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢化学成分组成及其质量百分含量为：C≤0.04%，Si≤1.0%，Mn：0.9～1.0%，P≤0.04%，S：0.2～0.3%，Cr：17.50～19.50%，Mo：1.5～2.5%，Ni≤0.6%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢，其特征在于，所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢产品，在25～35℃试验温度、5%NaCl浓度环境下24h不锈蚀；所述含钼铁素体易切削软磁不锈钢力学性能为：抗拉强度：450～550MPa、延伸率＞15%、断面收缩率＞50%。3.基于权利要求1或2所述的一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法，其特征在于，所述热处理生产方法包括铁水脱磷、AOD炉冶炼、LF炉精炼、连铸、轧制、热处理工序；所述热处理工序，轧制成线材后，采用“高温空冷”热处理工艺对线材进行处理，即1020～1070℃保温0.5～1h后空冷至室温。4.根据权利要求3所述的一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法，其特征在于，所述铁水脱磷工序，脱磷处理后铁水中主要化学成分组成及质量百分含量为：C≥3.0%、Si≤0.02%、P≤0.03%，铁水温度≥1300℃。5.根据权利要求3所述的一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法，其特征在于，所述AOD炉冶炼工序，顶枪氧气压力为6～17bar，提枪前顶枪吹氧量为55～57.9m3/t钢，侧枪氧气、氩气压力为3～19bar。6.根据权利要求3所述的一种含钼铁素体易切削软磁不锈钢的热处理生产方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟昀，王刚，王笑丹，白李国，姜方，张荣兴，宋云霞，曹洪波，冯文甫，钟保军，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13