[发明专利]一种屈服强度≥400MPa的冷轧磁极钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷轧磁极钢及生产方法，具体地属于一种屈服强度≥400MPa的冷轧磁极钢及生产方法，具体适用于水电发电机组转子用钢。

背景技术

水力发电是一种环保型、可持续的电力生产方法，近年来国内外都在大力发展水电工程以缓解能源短缺危机，因而带动水轮发电机组的年产量不断攀升。磁极是水轮发电机转子的核心部件，由冷轧磁极钢叠片组装而成。发电机组转子的磁极钢板要求具有足够的强度才能满足水轮发电机的使用安全；同时为减少机组的涡流损失，磁极钢板必须具有比磁轭钢板更加优良的磁通量；磁极由钢板叠合组装制成，为保证机组的平衡与稳定性，磁极钢板要求具有高的尺寸精度和表面质量。高强度、高磁通、高精度构成磁极钢板的三大技术难点。随着水轮发电机向着机组大型化、类型多样化和运行稳定化发展，对冷轧磁极钢板的要求量越来越高，需求量也越来越大。

经检索：

中国专利公布号分别为CN100419108C、CN100392133C和CN100392134C的文献，分别公开了250MPa、350MPa和450MPa冷轧磁极钢及其生产生产方法。三者共同的问题均采用的是罩式退火方式。该种退火方式存在生产效率低下，钢板表面质量欠佳的不足。

中国专利公告号为CN101871076B的文献，其公开了一种500MPa冷轧磁极钢的连续退火方法。该发明是通过添加Nb、V和Ti等合金元素来提高磁极钢强度，钢中添加合金元素种类较多，各元素在要求含量范围内组合多变会导致最终成品性能波动大。

中国专利公开号为CN103409684A的文献，其公开了一种高强度冷轧磁极钢连退生产方法，其采用的方法为不完全退火来达到强度要求，形变组织量不好控制，屈服强度不太稳定。通过上述专利可以看出现有技术要么是连退生产效率低下，表面质量不好，要么钢种合金元素种类繁多，连续退火不完全，组织不稳定，力学性能波动大。本发明生产的冷轧磁极钢金相组织为：再结晶铁素体+珠光体。经检验，大批量生产中该钢板的屈服强度均大于400MPa，拉伸强度大于500MPa，延伸率大于20%，磁感强度B50均大于1.63T，力学性能稳定，磁性能优良。

发明内容

本发明提供一种在保证拉伸强度大于500MPa，延伸率大于20%，磁感强度B50均大于1.63T的前提下，屈服强度≥400MPa的冷轧磁极钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种屈服强度≥400MPa的冷轧磁极钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.07~0.10%、Mn： 0.70~1.00%、Si：0.15~0.30%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als：0.02~0.07%、Ti：0.02~0.10%、Nb：0.02~0.10%，余量为Fe和其他不可避免的杂质；金相组织为再结晶铁素体+珠光体。

生产一种屈服强度≥400MPa的冷轧磁极钢，其步骤：

1）经冶炼、连铸成坯并加热，铸坯加热温度控制在1220~1280℃，加热时间为135~220s；

2）常规进行热轧；

3）经自然冷却至70℃以下时，进行常规酸洗；

4）进行冷轧，控制冷轧总压下率在50~64%；

5）进行连续退火，控制均热温度在800~850℃，均热时间在60s~180s；

6）进行冷却：采用常规氮氢混合气体喷射缓冷至640~660℃，再在冷却速度为30~60℃/s下冷却至420~440℃；

7）进行过时效处理，过时效处理温度在360~410℃，过时效处理时间为100~200s，本工序带钢速度在140~180m/min，且钢带运行速度与钢板厚度成负相关关系；

8）进行平整，在平整率为1.4~1.8%下进行平整。

本发明本发明各元素及主要工艺控制的作用：

碳（C）：C 0.07~0.10%，碳是最有效的固溶强化元素，因此随着碳含量的增加，碳钢逐渐变硬，强度上升，但碳使磁导率降低，而且又是形成磁时效的主要元素之一，固溶碳和渗碳体都对磁性能有较大的损害，因此当碳含量小于目标下限时容易出现屈服强度达不到400MPa情况，当碳含量大于范围上限时容易出现磁感偏低；

硅（Si）：Si 0.15~0.30%，硅可以减少晶体各向异性，使磁化容易，磁阻减少，同时显著提高比电阻，减少涡流损失，但会使钢变脆，硬度上升；