本發(fā)明涉及繼電器材料制造，尤其涉及一種鐵路信號繼電器磁路用電磁純鐵板材的制造方法。

背景技術：

1、電磁繼電器線圈通電時，銜鐵吸向鐵芯時帶動接點動作；當電流減少時，銜鐵依靠重力落下，再帶動接點動作。由此，電磁繼電器在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁繼電器在高鐵的運行控制、安全保障及系統(tǒng)控制方面發(fā)揮著重要作用。由于高鐵的運行速度快，要求銜鐵及軛鐵帶動接點快速響應，以保證對工作速度和準確性的極高要求。電磁純鐵是一種含鐵量在99.5%以上的優(yōu)質(zhì)鋼，具有矯頑力低、飽和磁感應強度高和磁導率高等優(yōu)點，還有成本低、加工性能好的特點，因此在電子電器、通訊、航空航天等領域均得到廣泛應用。由于矯頑力低，電磁純鐵能夠?qū)ν獯艌龅淖兓焖僮龀鲰憫^高的磁感應強度也有助于提高吸力，是制備電磁繼電器銜鐵及軛鐵的理想材料。

2、中國國標gb/t?6983-2022根據(jù)矯頑力、矯頑力時效增值、最大磁導率及磁感應強度將電磁純鐵劃分為4個牌號，即dt4（普通）、dt4a（高級）、dt4e（特級）及dt4c（超級）。其中，dt4c的矯頑力最低、磁性能最好。電磁純鐵的矯頑力及磁感應強度是組織敏感性參量，其大小與化學成分、內(nèi)應力和組織因素等有關。其中，組織因素是影響電磁純鐵性能的最主要因素。晶粒尺寸細小、缺陷密度高、夾雜和析出物多的組織通常會導致磁疇運動困難，進而使材料的矯頑力惡化。隨著晶粒尺寸的增大，矯頑力呈現(xiàn)下降的趨勢。這是因為，晶粒尺寸的增大加強了晶粒間的長程偶極子相互作用，這提高了反磁化疇形核的可能性。同時，隨著晶粒尺寸的增大，晶界所占的總體面積會相對減少，晶界區(qū)域的點陣畸變和晶體缺陷減少，導致內(nèi)應力降低，使得矯頑力降低。磁感應強度主要與電磁純鐵退火組織晶粒的取向有關，<001>//nd晶粒的占比越高，磁感應強度往往越高。

3、生產(chǎn)實踐及研究表明，調(diào)整連鑄、熱軋、冷軋和退火等工藝參數(shù)，可有效調(diào)控電磁純鐵的組織及性能，使其滿足繼電器銜鐵及軛鐵的性能要求。中國專利cn109097549a公開了一種電磁純鐵直條料冷軋工藝方法，其是以熱軋電磁純鐵盤圓為原材料，采用帶有兩次中間真空退火的三次冷軋工藝獲得冷軋板，在進行最終磁性退火后獲得用于制備鐵路信號繼電器關鍵零件。需要指出，該工藝中的兩次中間真空退火均需要在600?℃下保溫12h，耗時較長。多次冷軋及總計長達24h的中間真空退火顯著降低了生產(chǎn)效率。而且，從熱軋板到最終產(chǎn)品，電磁純鐵需經(jīng)歷三次冷軋及退火循環(huán)，易在最終磁性能退火后形成由細小、等軸晶粒組成的再結(jié)晶組織，不利于降低矯頑力。這是因為，當前采用的熱軋終軋溫度往往較低（通常不超過1000?℃），卷取溫度也較低（通常不超過750?℃），由此易得到組織較為細小的熱軋組織，熱軋板中的<001>//nd晶粒占比也較低。在此條件下，中間退火溫度低至600?℃，不利于冷軋后的再結(jié)晶形核及長大，容易得到細小的磁性能退火組織，<001>//nd晶粒的占比也可能較低，影響了矯頑力及磁感應強度的優(yōu)化。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術的上述缺點、不足，本發(fā)明提供一種鐵路信號繼電器磁路用電磁純鐵板材的制造方法，通過調(diào)控熱軋終軋溫度、熱軋板緩冷開始溫度以及冷軋壓下率，獲得電磁純鐵板材產(chǎn)品，在保證矯頑力低、磁感應強度高的同時具有工藝流程短、成本低的特點。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術方案包括：

3、一種鐵路信號繼電器磁路用電磁純鐵板材的制造方法，包括如下步驟：

4、步驟1、冶煉、鍛造：

5、在真空感應爐中，冶煉制備合金錠，將合金錠在加熱爐內(nèi)加熱至1150~1250?℃，保溫1~3h，然后在1000~1200℃鍛造成鋼坯；

6、步驟2、熱軋：

7、將鍛造后的鋼坯加熱到1100~1250℃，保溫1~3h，隨后進行熱軋，終軋溫度為1020~1060?℃，將實驗鋼空冷至750~850?℃后進行緩冷，緩冷至200?℃以下后再空冷至室溫；

8、步驟3、冷軋：

9、酸洗后進行冷軋?zhí)幚恚罱K冷軋厚度為3.5~5?mm，冷軋壓下率不大于20%；

10、步驟4、磁性退火：

11、將冷軋板磁性退火，在900~950?℃保溫1~2?h后，冷卻至室溫，獲得退火板。

12、進一步地，所述步驟1中制備的鋼坯厚度為40~50?mm。

13、進一步地，所述步驟2中熱軋經(jīng)過經(jīng)5~7道次熱軋至厚度為4~6?mm。

14、進一步地，所述步驟2中熱軋后的緩冷速率為1~10?℃/min。

15、進一步地，所述步驟4中，冷軋板置于退火爐中磁性退火，退火時采用真空退火，或在非氧化性氣氛下退火。

16、采用所述的電磁純鐵板材的制造方法制備的電磁純鐵板材，電磁純鐵板材的成分按質(zhì)量百分比為：c?≤0.006%，si?0~0.08%，mn?0~0.25%，s?≤0.006%，p?≤0.012%，n≤0.003%，als?0.5~0.8%，ti?≤0.005%，cr?≤0.02%，ni?≤0.02%，cu?≤0.02%，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

17、進一步地，所述電磁純鐵板材的厚度為3.5~5?mm。

18、進一步地，所述電磁純鐵板材的平均晶粒尺寸為120~160?μm。

19、進一步地，所述電磁純鐵板材的矯頑力≤30a/m。

20、進一步地，所述電磁純鐵板材的磁感應強度b5000≥1.73?t，硬度≤195?hv。

21、本發(fā)明針對電磁純鐵退火板晶粒尺寸較小及矯頑力較高的缺點，通過調(diào)控熱軋終軋溫度及熱軋板緩冷開始溫度，獲得較粗大的熱軋組織，在經(jīng)過單階段冷軋及磁性退火后獲得具有較大晶粒尺寸（120~160?μm）、較低矯頑力（≤30a/m）及較高磁感應強度（b5000≥1.73?t）的電磁純鐵板材。一方面，通過提高熱軋終軋溫度及熱軋板緩冷開始溫度，可促使熱軋板晶粒充分長大，從而獲得較粗大的熱軋組織。由于晶界數(shù)量較少，可在冷軋時減少變形帶等變形亞結(jié)構(gòu)，降低退火時的再結(jié)晶形核率，有助于提高退火板晶粒尺寸。較高的熱軋終軋溫度還有利于獲得更加均勻的熱軋組織，有助于提高冷軋及退火板的組織均勻性。另一方面，適當降低冷軋壓下率可減少冷軋儲存能，也有利于提高退火板晶粒尺寸。本發(fā)明避免了原有多次冷軋及中間退火工藝下工序繁瑣、生產(chǎn)效率低的問題，又解決了傳統(tǒng)單階段冷軋工藝組織細小及矯頑力高的問題。這一創(chuàng)新性的電磁純鐵生產(chǎn)方法有助于降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的性能和競爭力。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、（1）本發(fā)明提供的鐵路信號繼電器磁路用電磁純鐵板材的制造方法，通過提高熱軋終軋溫度和熱軋板緩冷開始溫度，促使再結(jié)晶晶粒充分長大，獲得了以粗大再結(jié)晶晶粒為主的熱軋組織，也保留了更多的<001>//nd取向晶粒，為冷軋及退火后獲得粗大的再結(jié)晶組織，以及提高退火板磁感打下基礎。

24、（2）本發(fā)明在熱軋組織粗大的條件下，將多次冷軋及中間退火工藝簡化為單階段冷軋工藝，省去了中間退火工序，大幅簡化制備流程。而且，磁性退火板具有較低的矯頑力及較高的磁感應強度，可滿足鐵路信號繼電器磁路對銜鐵及軛鐵性能的要求。