低矫顽力高磁导率电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法技术

一种低矫顽力高磁导率电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法，它包括下述步骤：一、制造优化成分的板坯，通过铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼和真空精炼，成品钢水的成分为：Ｃ≤０．０１０％，Ｓｉ≤０．１０％，Ｍｎ≤０．２０％，Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．０１０％，Ａ＝０．５０％～０．８０％，［Ｏ］、［Ｎ］＜４０ｐｐｍ，电解夹杂＜６０ｐｐｍ，其余为Ｆｅ；铸成板坯；二、热轧钢卷，８３０～８９０℃高温热轧成厚度为２．０～８．０ｍｍ的热轧卷板，６８０～７５０℃高温卷取；三、冷轧成型，冷轧成薄钢板；四、磁性热处理，成品试样经９００～９８０℃磁性热处理，获得低矫顽力高磁导率的ＤＴ４Ｃ牌号产品。本制造方法采用一次冷轧法，产品磁性能好，生产效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法。
技术介绍
电磁纯铁冷轧薄板是一种不可缺少的软磁性能优良的特殊功能材料，它广泛用于继电器、磁屏蔽、电磁阀、直流电机以及各种仪器、仪表。根据GB/T6985-86，电磁纯铁冷轧钢板按磁性能从低到高分为四个牌号，即DT4、DT4A、DT4E与DT4C，其中DT4C的软磁性能最好，即矫顽力Hc低、最大磁导率μm最高，弱磁场磁感B较高。影响纯铁冷轧板磁性因素多，影响机理复杂，主要因素有化学成分、夹杂物总量、夹杂物的形态与分布、热轧工艺、冷轧变形率与热处理工艺等。电磁纯铁冷板矫顽力Hc与最大磁导率μm的影响因素及机理分析软磁材料的矫顽力Hc来源于反磁化核的长大和磁畴壁不可逆移动两个因素，矫顽力的大小与磁畴壁能量、磁晶各向异性常数K1基本上成正比例关系。阻碍畴壁移动的因素有晶体织构、内应力、参杂(杂质、夹杂物、晶粒尺寸)和主要成分，对于板材还需要考虑钢板厚度和表面状态的影响。根据应力理论，晶格畸变、机械加工、压延轧制、磁致伸缩以及骤热骤冷都会引起材料的内应力升高，从而引起材料的能量增加(磁弹性能、畴壁能和退磁能)，阻碍磁畴壁移动。任何造成内应力的因素都会引起矫顽力增加。杂质、夹杂物使晶体点阵发生畸变，导致静磁能和磁弹性能增加，畴壁移动阻力增加，磁化困难，同时夹杂本身为非磁性或弱磁性物质，导致Hc增高。通常认为，Hc与夹杂物尺寸成反比，与夹杂物数量成正比，当夹杂尺寸(直径)d与畴壁(厚度)δ相近时即100～200纳米时，夹杂物钉扎畴壁移动的能力最强。夹杂物针状(如氮化物)比球状对Hc的影响更大。C、N、S杂质对纯铁冷板的Hc最有害，细小弥散的MnS、AlN、TiN、TiC、ZrN析出物明显阻碍退火时晶粒长大，夹杂也使磁性差的(111)织构组份增多。晶粒尺寸与矫顽力有一定的对应关系。晶界处的点阵是畸变的。晶体缺陷多，内应力就大，平均晶粒直径大时，晶界所占面积减少，矫顽力降低。软磁材料的化学成分是决定磁性的主要因素，磁晶各向异性K1小和Ms大的材料有较低的矫顽力。纯铁板材厚度和表面质量的影响。钢板厚度减薄，表面自由磁极能(静磁能)和180°畴的单位畴壁面积上的畴壁能增大，畴壁移动阻力增强；薄规格DT4C冷板表面粗糙度增加，同样也会使表面自由磁极能增加；磁性热处理后造成试样的表面氧化，氧化皮与基体的附着应力以及氧化皮对磁性的不良影响都会造成矫顽力Hc增高。最大磁导率μm是B-H磁化曲线上的最大磁导率，或为μ-H曲线上最大值，μm＝(B/H)max。软磁材料的不可逆磁化过程的磁化率μi有如下规律μi＝∝Ms2/λs-1σ-1或μi＝∝Ms2K1-1/2。因此，纯铁冷轧板材料为了获得高的最大磁导率μm，应通过以下几个方面进行控制提高材料的饱和磁化强度或饱和磁感应强度Bs；降低磁晶各向异性常数K1和磁致伸缩λs；降低材料内应力σ，特别是材料中的应力梯度；减少材料中夹杂物和杂质数量，促进夹杂物粗化；提高磁畴宽度与磁畴壁厚度比，即晶粒粗化。有利于降低矫顽力的因素也同样适于提高材料的最大磁导率。影响电磁纯铁冷轧板磁性能的因素多，而且机理复杂，现有的常规制造方法难以达到要求。目前国内电磁纯铁冷轧板产品大多为DT4E(占80～85％)，其余为DT4A和小量的DT4C，工艺技术上存在的问题是成分设计不合理及成分控制命中率低、钢质纯净度较低、热轧终轧及卷取温度低(分别为830℃和580℃)、磁性退火后的成品晶粒较细(5～7级)。国际上日本采用二次冷轧法可以生产Hc＝16～28A/m的厚度规格为1.2～6.0mm的冷轧板，牌号EFE3A。但二次冷轧工艺生产环节多，生产效率低，综合成材率低，对制造设备要求也高。
技术实现思路
为了克服现有电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法的上述不足，本专利技术提供一种生产效率高的。本专利技术的技术构思是基于各因素对电磁纯铁冷板磁性的影响机理，在电磁纯铁冷轧板采用一次冷轧法的基础上，优化成分组成，提高有利元素铝的含量，降低并控制杂质元素和杂夹物含量，优化热轧、冷轧及热处理方法，促进材料夹杂物粗化和晶粒粗化，降低材料内应力，提高磁性能。本专利技术的电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法包括依次下述步骤一制造优化成分的板坯a冶炼时，控制对磁性有害的C、N、O、S元素及其杂质含量，提高钢中Al的合金含量，成品钢水的成分为C≤0.010％Si≤0.10％ Mn≤0.20％P≤0.015％，S≤0.010％ A＝0.50％～0.80％ ＜40ppm＜40ppm电解夹杂＜60ppm 其余为Fe。b板坯连铸成220mm×1060mm×8680mm的板坯。二热轧钢卷a热轧高温终轧在830～900℃轧制成厚度为2.0～8.0mm的热轧钢板。b高温卷取热轧钢板卷取温度为680～750℃。由于终轧和卷取温度高，促进了钢板热轧变形组织的恢复和再结晶晶粒长大，热轧钢板的组织为完全再结晶组织，晶粒度为4～6级。三冷轧成型把热轧钢卷冷轧成薄钢板，冷轧的变形总量为20～70％，在获得良好的轧制精度和板形的前提下，把冷变形总量控制在30～50％。四磁性热处理检验冷轧成品磁性的试样采用真空或气氛保护防氧化的热处理炉，在900～980℃保温4小时的磁性热处理工艺进行处理，不需要采用脱碳气氛。获得粗化的晶粒组织，即晶粒度级别可达到0～4级，磁性能达到DT4C牌号低矫顽力高磁导率要求。冶炼时，可依次通过铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼和真空精炼，使成品钢水达到要求。在真空精炼时，最高真空度≤4mbar保持8～10min，脱碳时间18min，真空处理总时间34-36min，效果较佳。低矫顽力、高磁导率电磁纯铁冷轧薄钢板制造方法的工业化生产应用，使DT4C冷轧薄钢板实现大批量工业化生产，可满足国内尖端科技产品的精密性、灵敏性和可靠性用料需要。采用本专利技术的方法，电磁纯铁冷轧薄板材料的磁性能达到GB/T6985-86 DT4C牌号要求，矫顽力Hc达到16～32A/m，最大磁导率μm＝0.0151～0.0269H/m。电磁纯铁DT4C冷轧薄钢板制造方法将为国内用户对高品质纯铁冷轧板的需求提供可靠保障，有利于提高相关终端产品质量水平。与二次冷轧工艺相比，采用一次冷轧工艺有利于缩短工艺流程，获得较高的生产效率。具体实施例方式下面结合实施例详细说明本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的具体实施方式不局限于下述的实施例。实施例一本实施例制造的是电磁纯铁GB/T6985-86 DT4C冷轧薄钢板，本实施例包括下述步骤一制造优化成分的板坯a依次通过铁水预处理、顶底复吹转炉冶炼和真空精炼(RH)，控制对磁性有害的C、N、O、S元素及其杂质含量，成品钢水的成分为C＝0.005％Si＝0.03％Mn＝0.12％P＝0.007％S＝0.005％Al＝0.55％ 电解夹杂65ppm，其中Al2O3夹杂10ppm，气体含量、＜40ppm，其余为Fe及不可避免的杂质。真空精炼方法最高真空度≤4mbar保持8～10min，脱碳时间18min，真空处理总时间34min。b板坯连铸中包温度1552℃，拉速8.6m/min，铸成220mm×1060mm×8680mm的板坯。二热轧钢卷a热轧把板坯在步进式加热炉中加热到1210℃，在1549mm热连轧机上进行轧制，终轧温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低矫顽力高磁导率电磁纯铁冷轧薄板材料制造方法，它包括依次的下述步骤：一制造优化成分的板坯ａ冶炼时，控制对磁性有害的Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ元素及其杂质含量，提高钢中Ａｌ的合金含量，成品钢水的成分为：Ｃ≤０．０１０％ Ｓｉ≤０．１０％Ｍｎ≤０．２０％Ｐ≤０．０１５％，Ｓ≤０．０１０％Ａ＝０．５０％～０．８０％［Ｏ］＜４０ｐｐｍ［Ｎ］＜４０ｐｐｍ电解夹杂＜６０ｐｐｍ其余为Ｆｅ；ｂ板坯连铸； 二热轧钢卷ａ热轧高温终轧，在８３０～９００℃轧制成厚度为２．０～８．０ｍｍ的热轧钢板；ｂ高温卷取热轧钢板在６８０～７５０℃卷取，热轧钢板的组织为完全再结晶组织，晶粒度为４～６级；三冷轧成型 把钢卷冷轧成薄钢板，冷轧的变形总量为２０～７０％；四磁性热处理成品采用真空或气氛保护防氧化的热处理炉，在９００～９８０℃保温３～５小时的磁性热处理工艺进行处理，获得粗化的晶粒组织，晶粒度级别达到０～４级。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昱臻，李慧峰，付培茂，姜世勇，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]