[发明专利]一种焊接性能优异的高洁净软磁钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种焊接性能优异的高洁净软磁钢及其生产方法，所述软磁钢包含下述质量分数的化学成分：C：0.005～0.020%，Si：1.82～2.05%，Mn：0.26～0.45%，P＜0.0010%，S＜0.0005%，Cr：0.10～0.42%，Ni：0.45～0.65%，Ti：0.006～0.012%，Ca：0.0005～0.0017%，Nb＜0.0010%，V＜0.0010%，Als＜0.0010%，As＜0.0010%，Sn＜0.0010%，[N]：12～15×10^‑4%，[O]＜10×10^‑4%，[H]＜0.2×10^‑4%，余量为Fe及不可避免杂质；生产方法包括：铁水脱硫、转炉冶炼、炉外精炼、真空处理、全流程保护浇注、铸坯加热、正火轧制、冷却；本发明钢无需进行复杂的热处理工序，在各冶金企业均可实施；本发明钢材具有高洁净度、良好的强韧性以及优异的磁感性能和焊接性能，可用于磁悬浮列车侧向导向板等依靠电磁力实现支承、导向、牵引功能的关键功能部件。

技术领域

本发明涉及低合金钢制造技术领域，具体涉及一种焊接性能优异的高洁净软磁钢及其生产方法。

背景技术

软磁钢主要用于磁悬浮列车侧向导向板、汽车发电机、电磁阀、磁极段或爪级等依靠电磁力实现其功能的关键部件。为了实现关键部件高性能化，对软磁钢材料的性能要求也越来越高，除了要求具有高磁导率、高磁通密度以及低铁损外，还要求软磁钢具有良好的强韧性匹配、钢质纯净度以及优异的焊接性能等，因此，现有的普通软磁钢已不能满足磁悬浮列车等设备的运行安全、可靠和节能环保等需要。

本发明前，专利US Patent4350525对成分范围和生产过程进行了详细阐述，并对磁感性能和0℃冲击韧性提出要求，其磁感性能B3和B40仅有0.60T 和1.58T，而纵横向的0℃冲击韧性分别为58J和32J，可见该软磁钢的磁感性能和冲击韧性并不理想，且对焊接性能不做要求。

专利号为01126937.5的中国发明专利公开了磁悬浮列车用高性能软磁钢，其化学成分及重量百分比为C：0.010～0.070%，Si：1.0～2.0%，Mn：0.30～0.80%，P≤0.02%，S≤0.010%，Al_T：0.020～0.090%，Cr：0.60～1.0%，Cu：0.20～0.60%，Ti≤0.0080%，N≤0.01%，Ni≤0.80%，Ca≤100ppm。该发明钢具有高强度和高韧性，又具有高磁感、高电阻率以及优良的抗磁性，但对焊接性能不做要求，且该发明含有较多Cr元素，并采用正火工艺生产，增加了制造成本，且该发明含有较多Al合金元素，易形成粗大Al₂O₃夹杂物颗粒，从而造成浇注水口堵塞并恶化断裂韧性，引起生产事故。

专利号为94105234.6的中国发明专利公开了一种软磁钢及其制造方法，其化学成分及重量百分比为C≤0.007%，Mn≤0.50%，P≤0.20%，S≤0.010%，N≤0.01%，O≤0.005%，且满足0.5%≤Si+1.4×Al≤3.5%，要求晶粒尺寸至少0.2mm，B25=1.35～1.58T，但该发明需在850～1300℃温度下进行热处理，增加了制造成本，且对冲击韧性和焊接性能不做要求，同时该发明也含有较多Al合金元素，钢质纯净度较差。

专利号为97197182.X的中国发明专利公开了一种可高能焊接的软磁钢及其磁悬浮铁轨部件上的应用，其化学成分及重量百分比为C≤0.15%，Si：＞1.0～2.0%，Mn：0.15～＜0.6%，P≤0.045%，Cu：0.25～0.55%，Cr：0.65～＜1.0%，Als：0.02～0.07%，Ti：0.01～0.02%，N：0.003～0.008%，Ti/N=2.0～4.0。该发明具有高电阻率，良好的抗老化和抗大气腐蚀性。该发明采用热处理工艺生产，Cr合金含量高，易形成含Cr大型夹杂物类型，制造成本较高，且-25℃下焊接热影响区韧性均低于50J，焊接性能较差。