[发明专利]一种高性能发电机爪极用钢的制备方法

说明书

一种高性能发电机爪极用钢的制备方法，爪极用钢成份为：0.02～0.06％C，0.02～0.05％Si，0.3～0.4％Mn，0.02～0.1％Cu，0.01～0.04％Al，0.002～0.005％S，0.012～0.02％P，铸坯经加热后于1200℃～1250℃热轧，压下率为70～80％，终轧温度在900℃～1000℃，轧后直接层流冷却到200℃，空冷至室温。热轧出的爪极用钢坯料晶粒均匀度高，饱和磁化强度高，矫顽力低。本发明提高了爪极用钢坯料的磁性能，工艺简单，操作方便，容易实现。

技术领域

本发明属于发电机爪极用钢制备技术领域，具体涉及一种高磁性能爪极用钢及其热轧工艺，其晶粒平均尺寸在20μm-40μm，晶粒均匀度值GME＞0.9，饱和磁化强度超过220emu/g。

背景技术

当今汽车市场对汽车舒适性和实用性的追求日趋完美，电气化和自动化程度越来越高，对发电机的发电性能也提出了更高的要求。爪极作为发电机的动力核心，爪极的成分、组织、磁性能及加工工艺的好坏直接影响发电机在各种不同工况下的发电性能。爪极材料通常选用06、08和10号钢。为了提高发电机的发电性能，需要弄清爪极用钢中，哪个元素是影响磁性能的关键因素，这些关键元素的成分应控制在哪个范围。

现在国内外逐渐采用锻造方法生产爪极，目前有热锻反挤压、热锻正挤压、温锻与冷锻联合工艺等成型方法。德国汉诺威大学的Doege E和Bohnsack R采用一步热锻法成形爪极。该工艺模具简单，工序少，只经过一次加热和一次挤压便可成型，但成形载荷较大(达到5500N)、模具寿命短、爪极精度低。目前，国内精锻公司通常把注意力集中在加热、镦粗、预锻、终锻、切边、退火、冷挤压、精整这些工艺流程。在锻造爪极前，原材料为热轧圆钢，原材料的成分、组织和织构会影响锻造爪极的磁性能。而热轧工艺对原材料组织、织构和磁性能的影响还没有引起足够重视。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能显著提高爪极磁性能的原材料，并利用优化的热轧工艺生产出高性能爪极用钢坯料的高性能发电机爪极用钢的制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高性能发电机爪极用钢的制备方法，其具体步骤如下：

步骤一：按照化学成分质量百分比称取原料，进行冶炼、浇铸，该工艺适用钢的化学质量百分比如下：

C 0.02～0.06％；

Si 0.02～0.05％；

Mn 0.3～0.4％；

Cu 0.02～0.1％；

Al 0.01～0.04％；

S 0.002～0.005％；

P 0.012～0.02％；

余量为 Fe；

步骤二：铸坯经1200℃～1250℃加热，保温4小时～6小时均热后，在1100℃～1200℃开轧，在Ar₃以上高温区终轧，进行多个道次70％～80％压下率的热轧；轧后层流冷却至200℃，随后空冷，得到高性能发电机爪机用钢。

进一步的，终轧温度在900℃～1000℃。

进一步的，步骤一中，Si含量在0.026％～0.046。

进一步的，步骤一中，Si含量在0.026％。

进一步的，步骤二中，压下率为75％。

本发明中，精确控制压下率、硅含量，是保证获得高性能爪极用钢坯料的关键技术。

本发电机爪极用钢坯料，具有至少以下有益效果：