[发明专利]一种药芯焊丝外壳用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金钢制造领域，具体属于一种药芯焊丝外壳用钢及其制造方法。

背景技术

在现有的焊接材料中，药芯焊丝是技术含量最高的产品，也被称为是焊接材料的第4代产品。由于药芯焊丝兼具气体保护实芯焊丝、埋弧焊丝高效率、自动化和焊条品种多、适应面广、焊接工艺性能好两方面的优点，已成为当今最具发展前途的焊接材料，代表了当代焊接材料的发展方向。我国药芯焊丝的应用开始于20世纪80年代宝钢建设的初期，当时是进口日本新日铁的SAN-55A药芯焊丝。直至2000年，我国的药芯焊丝应用生产才步入正轨。现在我国本土企业，包括国外合资或独资在内的，药芯焊丝生产企业将近30家，年生产能力将近20万吨。目前国内药芯焊丝生产线总计60余条，除4条采用盘园法，1条采用钢管法外，其余全部是采用钢带法生产药芯焊丝。药芯焊丝性能主要决定于药芯焊丝原材料、药芯配方及生产装备和工艺。药芯焊丝制造要求所用钢带低碳，低硫磷，高纯净度，具有良好的延展性。药芯焊丝中钢带所占比重为80～85％。所以钢带质量的稳定性、纯净度等直接决定了药芯焊丝的性能优劣。目前制造药芯焊丝所用钢带多为spcc(即普通冷轧钢带)或08Al等低碳钢，其成分及含量分别为(％)：

药芯焊丝的专用钢带很少。spcc(即普通冷轧钢带)或08Al钢用做药芯焊丝的外壳用钢，其共同的不足是：仅靠C、Si、Mn元素来满足药芯焊丝制造工艺性能；其与药芯的成分匹配度差，杂质元素含量多，纯净度差，延伸率低，制作的焊丝直径均匀性差，制造过程中容易出现断带，焊丝熔敷金属强韧性低，且性能不稳定。

发明内容

本发明在于解决采用spcc或08Al钢用做药芯焊丝的外壳用钢存在的与药芯的成分匹配度差，杂质元素含量多，纯净度差，延伸率低，容易出现断带，焊丝直径均匀性差，熔敷金属性能低等不足，提供一种具有高强度、高纯净度、优良的延展性能、低屈强比特点，且生产工艺简单，制造成本低，易于实现工业化大生产的一种药芯焊丝外壳用钢及其生产方法。

实现上述目的的技术措施：

一种药芯焊丝外壳用钢，其特征在于：钢的化学成分及重量百分比为：C：0.012～0.038％，Si0.003～0.009％，Mn：0.20～0.29％，Cu0.015～0.05％，Al：0.015～0.019％，RE：0.001～0.005％，P≤0.01％，S≤0.008％，N：≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质。生产一种药芯焊丝外壳用钢的方法，其步骤：

1)将化学成分及重量百分比为：C：0.012～0.038％，Si0.003～0.009％，Mn：0.20～0.29％，Cu0.015～0.05％，Al：0.015～0.019％，RE 0.001～0.005％，P≤0.01％，S≤0.008％，N：≤0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质的钢种成分进行铁水脱硫、转炉吹炼、RH真空处理冶炼工序并连铸成坯；

2)进行热轧：其开轧温度控制在1030～1090℃，终轧温度控制在860～920℃，总轧制压下率控制为90％；

4)进行卷取：其卷取温度控制在520～580℃；

5)依次进行酸洗、单机架冷轧、罩式炉退火、精整及涂油包装。

本发明中各元素的作用及机理

药芯焊丝专用冷轧钢带在成分设计上采用碳、锰作为基本强化元素，配以Al、Cu、稀土合金化，低Si，低S、P，在保证强度硬度的同时大大提高其塑性。成分设计的创新点在于采用稀土、Cu、Al联合微合金化，并严格控制其成分范围，保证药芯焊丝专用冷轧钢带强度硬度的同时，大大提高其延展性，以适应药芯焊丝在轧拔过程中宽工艺应用。

本发明钢中化学成分的设计是至关重要的，它决定了其力学性能充分满足药芯焊丝制造工艺要求。

为促进钢带中铁素体的生成，保证钢带具有低的屈服强度，高的抗拉强度，高的均匀延伸率，C和Mn应控制在合理的范围之内。C按重量百分比控制在0.012～0.038％，Mn控制在0.2～0.29％，可提高钢带A_r3点，促进铁素体生成。同时抑制了Mn的偏析，其结果是有效提高了金相组织的均匀性，确保了较高程度的延性和延伸凸缘成形性之间的平衡。

Si一般做为钢中的强化元素及脱氧剂，它的脱氧能力强于Mn，但它在提高强度的同时降低韧性，含量高也容易生成脱氧产物残留钢中，形成夹杂从而降低钢的均匀延伸率。故Si按重量百分比控制在0.003～0.009％。