[发明专利]一种含微量B元素的铝铁合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含微量B元素的铝铁合金及其制备方法和应用，属于冶金技术领域。该铝铁合金组成(wt.％)：Al 25～85％，Fe 13～73％，B≤0.01％，余量杂质。制备方法为：将各元素原料熔炼成铝铁合金液后；添加含B元素的精炼剂，每吨铝铁合金液中加入量为1‑2kg，精炼后进行浇注，制成含B量低于0.01wt.％的铝铁合金成品。该含微量B元素的铝铁合金应用于制备低碳深冲钢或汽车表面板钢的铝铁合金脱氧剂，解决了低碳深冲钢和汽车表面板钢在生产过程中出现的硬脆、裂纹、皱折和水口结瘤难题，从而显著提高了钢材的质量。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种含微量B元素的铝铁合金及其制备方法和应用。

背景技术

B与O、N的亲和力极强，在钢中极易生成氮化硼、氧化硼，并能与钢中的S、C化合，亦可与某些金属化合物生成硬度较大的硼化物。在钢中存在的形式有固溶硼、氮化硼、氧化硼、铁碳硼化物等。

由于在钢的结晶过程中，含硼的化合物会在晶界处析出，阻碍晶粒的长大，推迟铁素体和珠光体的形成，有效的提高了钢的屈服强度和抗拉强度，某些低碳铝镇静钢、高强度管线钢、无取向硅钢等特殊钢中添加微量硼，在轧后冷却过程中，钢中铁素体晶粒得到细化，强度升高。通过添加少量的硼可以起到铬、钼、镍、铌、钛等合金的作用，一般添加量为0.0007％～0.005％。但是钢中加入少量的硼元素，会影响钢的韧性，当钢中B的质量分数超过0.01％时，钢的组织中会出现硬脆的硼化物，此时钢的韧性较低。在深冲及冷成型过程中会产生裂纹或皱折，同时氮化硼和氧化硼等硼化物还容易导致连铸时水口结瘤。因此在生产低碳深冲钢、汽车表面板钢时不但不允许添加硼元素，而且对合金、炉料以及脱氧剂中的B元素含量有着严格的限制。总之成品钢中的B元素含量不能大于0.0006％。

目前国内大部分钢种用的铝铁合金脱氧剂中的B元素含量均大于0.01％，致使钢的组织硬脆，产生裂纹、皱折，使钢的韧性显著降低。

发明内容

针对现有技术中存在的脱氧剂中B元素含量超高导致的上述不足之处，本发明提供一种含微量B元素的铝铁合金及其制备方法和应用，通过对铝铁合金的生产工艺进行相应的改进，大大降低了铝铁合金中B元素的含量。解决了低碳深冲钢和汽车表面板钢在生产过程中出现的硬脆、裂纹、皱折和水口结瘤难题，从而显著提高了钢材的质量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种含微量B元素的铝铁合金，按重量百分含量计，该铝铁合金组成如下：

Al 25～85％，Fe 13～73％，B≤0.01％，余量为不可避免的杂质(如C、P、S、Si、Cu、Mn)；杂质元素含量小于2wt.％。

所述含微量B元素的铝铁合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)选用汽车表面板的边角料的压块或没有油污的废钢与国标铝锭按照所需配比进行选料和称重后，加入到工频电炉熔炼成铝铁合金液；

(2)向步骤(1)所得铝铁合金液中添加含B元素的精炼剂，每吨铝铁合金液中加入量为1-2kg，精炼后打渣清渣，静置5min，得到含微量B的铝铁合金液；

(3)采用连铸机对静置后的含微量B的铝铁合金液进行浇注，制成铝铁合金成品。

上述步骤(1)中，所述熔炼过程中，熔化温度控制为1300-1500℃，电流控制在650-750A，熔炼时间控制在50-60分钟。此时铝铁合金液中的B元素含量远超0.01wt.％。

上述步骤(2)中，所述含B元素的精炼剂按重量百分比计的组成为：钛粉30-35％，氟钛酸钾30-35％，氟硅酸钠30-35％。

上述步骤(2)中，所述精炼的温度为1350℃，精炼时间为5-8min；步骤(3)中，所述浇注的温度为1200-1300℃。