一种二极管引线用钢盘条及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种钢及其生产方法，具体来说涉及一种二极管引线用钢盘条及其生 产工艺。
【背景技术】
[0002] 二极管引线是二极管中与芯片连接的金属导体。通常，二极管引线的材质为无氧 铜、合金铜或铜包钢线，要求材质具有高纯净度，良好的导电性，良好的加工性能和良好的 塑性指标、合适的强度等特点。
[0003] 由于铜资源相对匮乏，铜的价格长期居高不下，因此，无氧铜和合金铜用于制作二 极管引线会大大增加二极管生产厂家的成本，为了降低二极管企业的生产成本，提高产品 竞争力，二极管引线厂家采用钢丝外围包裹90%以上铜层的复合线材，它利用低压高频信 号的趋肤效应，在高频区沿表面行走，所以只要铜层厚度达到一定范围，某个频率段的信号 就能被确保传递。
[0004] 该产品所用材料，是以延展性极佳、导电性优良的低碳钢为芯材，外层包覆特殊的 无氧铜层，经多道拉拔工序制造而成。其铜钢复合界面呈冶金结构，线径圆整，线表光亮，它 是传统以纯铜线为二极管引线材质的最佳替代品，这一产品的推出，将使二极管生产厂家 的制造成本大幅下降，使制造厂商在产品的市场份额以及产品的价格上更具竞争优势。
[0005] 目前，二极管引线用钢通常采用SWRCH6A盘条来生产。其组分及重量百分比 为：[C] :0· 04 % ~0· 08 %、[Si] 0· 05 % ~0· 09 %、[Μη]彡 0· 60 %、[Al]彡 0· 020 %、 [P]彡0.020%、[S]彡0.015%，但目前仍存在一些技术难题：① C、Si、Mn含量偏高，盘条 强度较高，用户在加工过程中常出现加工开裂现象；②化学成分波动较大，通条性和拉拔 性能不太理想，其拉拔最小值只有0. 5_ ;③盘条的纯净度不高，非金属夹杂物的含量和种 类、气体含量等会造成导电率偏低，只有13%不到；④浇铸不太顺利，若不使用钙处理工艺 出现结瘤现象；若使用钙处理工艺造成夹杂物超标现象发生，造成质量极不稳定，因此，只 能用作生产较低级别的二极管引线。
[0006] 随着二极管生产厂家对质量的追求越来越高，急需寻找更合适的材料用作生产较 高端、高端二极管引线，使用户能拉拔到Φ0.2-Φ0. 4mm，表面镀铜、镀锡等加工后不断丝、 质量稳定，且获得良好的导电性、合适的强度、良好的表面质量和良好的塑性指标的最终产 品。
[0007] 目前，国内中国专利数据库中涉及二极管引线用钢的技术方案微乎其微。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于针对以上技术难题，通过合理设计化学成分、工艺路线和参数 选择，提供了一种二极管引线用钢盘条及其生产工艺，能够确保生产顺畅，可浇性良好，盘 条洁净度高，延展性极佳，导电性优良，强度适中，冷加工性能优良，且质量稳定，完全满足 国内外较高端、高端二极管引线用钢客户的需求。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供了一种二极管引线用钢盘条，其化学成份 按重量百分数计为：[C] :0· 03 % ~（λ 06 %、[Si] :0· 02 % ~（λ 05 %、[Μη] :0· 18 % ~ 0· 28 %、[Al]彡 0· 020 %、[Ρ]彡 0· 015 %、[S]彡 0· 015 %、[Cr] / [Ni] / [Cu]彡 0· 20 %、 [Ca] < lOppm，其余为Fe和不可避免的杂质，
[0010] 优选地，其化学成份按重量百分数计为：[C] :0.03 %~0.06%、[Si] :0.02 %~ 0. 05%、[Mn]:0.23%~0.27%、[Al]:0.030%~0.050%、[P]<0.013%、[S]<0.010%、 [Cr]/[Ni]/[Cu] <0.05%、[Ca] <5ppm，其余为 Fe 和不可避免的杂质。
[0011] 本发明还提供了一种上述二极管引线用钢盘条的生产方法，包括转炉冶炼工序、 RH碳脱氧工序、LF精炼工序、连铸工序和轧制工序步骤，具体操作如下：
[0012] (1)转炉冶炼采用优质铁水，终点[C]控制在0. 08 %~0. 13 %，终点 [P]彡0. 012%，出钢过程采用滑板挡渣操作，严禁下渣出钢，出钢时间为3~4min，
[0013] 出钢碳较高，大大降低了钢水中的自由氧含量，减轻了后续脱氧压力，大大减少了 脱氧产物的生成，且易于生产操作，
[0014] 作为优选，步骤⑴的炼钢原料为优质铁水，要求[Si] :0.30 %~0.60%、 [卩]彡0.12%、[5]彡0.020%，温度1'彡1300°〇，出钢温度为1640~1680°〇，出钢采用挡 渣操作；
[0015] (2) RH采用真空碳脱氧工艺进行预脱氧，真空保持在300Pa以下保持2~3min，确 保RH破真空后[C] <0.05% ;破真空后往炉内依次加入脱氧剂铝饼、合金、低硅合成渣和 石灰，
[0016] 采用真空碳预脱氧工艺代替铝预脱氧工艺，促使钢水中的氧与碳形成CO而离开 体系，并且由于步骤（1)中采用了转炉提高终点碳出钢，可以大大减少了钢水中的自由氧 含量，且可以使预脱氧进行得更为充分，从而减少了后续加入铝后，铝和氧在钢水中所形成 的Al 2O3夹杂，提高了钢水的纯净度，且易于浇铸，
[0017] 因为铝的脱氧能力较强，加铝的目的是为了深脱氧，提高钢液中的铝含量进行细 化晶粒，确保其导电性能良好，这与真空碳预脱氧不矛盾，预脱氧之后要进行深脱氧，才能 确保脱氧效果，若采用直接铝饼进行预脱氧和深脱氧，会大大增加脱氧产物的含量，
[0018] 加石灰的目的是为了脱硫的，石灰中的钙与钢液中的硫反应生成的产物进入渣 面，
[0019] 作为优选，步骤（2)中的合金为低碳锰铁，其中加入量相对于钢水的量为：铝饼 1. 5~2. Okg/吨、低碳猛铁2~2. 4kg/吨、低娃合成澄500~600kg/炉和石灰700~ 800kg/炉，加入完毕后，喂铝线380~420m/炉调铝至0. 065 %~0. 075% ;
[0020] (3) LF精炼炉密封良好，确保炉内还原性气氛，精炼前期加入适量铝粒和电石，进 行钢渣界面脱氧，精炼中后期不加脱氧剂，全程底吹大氩气量搅拌，出站前不喂硅钙线，出 站后软吹氩操作，确保渣面蠕动，钢液不裸露，
[0021] 步骤（3)中所述电石加入量为20~30kg/炉，铝粒加入量为30~50kg/炉；所述 全程底吹大氩气量搅拌压力I. 0~I. 2MPa，流量300~400NL/min，出站后进行钢包底软吹 氩操作，软吹氩流量70~100NL/min，确保渣面蠕动效果，钢液不裸露，软吹氩时间多30分 钟；严格的底吹氩工艺和确保适当软吹时间，以实现快速脱氧、脱硫，均匀钢水成分，并且有 效促进夹杂物上浮，减少钢中夹杂物含量，达到净化钢水的目的，
[0022] 本发明在进精炼前，调铝至0. 065 %~0. 075%，精炼过程注意密封效果，确保还 原性气氛，使用大氩气量搅拌，致使精炼中后期不需要补加铝就可以达到该钢种成份要求， [0023] 采用精炼中后期不加铝、大氩气量搅拌工艺也有利于促进钢水中夹杂物上浮，达 到最大程度净化钢液的目的，
[0024] 步骤（3)中加入铝粒的目的是为了进一步调节钢水中目标铝含量，由于是在精炼 前期加入的，精炼中后期不补加铝，在大氩气量的搅拌下，可有效促进脱氧产物上浮，
[0025] 加电石的目的是为了进行钢渣界面脱氧，电石中的钙与钢液中的氧、氧化产物生 成复合脱氧产物经氩气搅拌进入渣面；
[0026] (4)软吹后吊包温度：开浇炉次1625~1645°C、连浇炉次1600~1620°C;连铸采 用较高过热度、较低拉速浇注，过热度控制在25~40°C，拉速1. 70~I. 80m/min，二冷采用 中冷配水模式，
[0027] 连铸采用整体式密封镁质干式料中间包，中间包与包盖之间垫放耐火棉并在各接 缝处用涂抹料涂抹密封，结晶器选用包晶钢保护渣，保护渣自动加入，确保加入量均匀，
[0028] 步骤（4)中，所述结晶器保护渣使用日建DC19925H包晶钢保护渣，其中碱度为R =0· 95 ~L 10,熔点 1100 ~1200°C，粘度为 14 ~16Pa. S/1300°C，H2O 彡 0· 20% ;每隔 2 小时测量一次液渣层厚度，确保液渣层深度为8~IOmm ;结晶器一冷水流量为1750± 100L/ min，确保一冷水温差7~9°C ;中包水口直径彡Φ 30mm，水口插入深度为90~100mm，使用 5. 5~6h进行更换；
[0029] 采用较高过热度、较低拉速浇注工艺，有利于促进夹杂物上浮，且连铸过程基本实 现"恒拉速"浇注，可有效防止因钢水大翻引起的结晶器卷渣，同时，本发明通过选用合理的 材质（如喂入铝量的控制）以及严格控制换水口时间、严格控制生产节奏等措施来避免"较 高过热度、较低一冷水流量和较低拉速"可能会造成的耐材侵蚀加重，生产节奏不匹配、漏 钢等不利影响，
[0030] 所述的二冷采用中冷配水模式，比水量0. 6L/kg，确保矫直段温度大于980°C ;
[0031] (5)轧制采用高吐丝温度、缓冷工艺，均热炉温度1050~1120°C，开轧温度 965±20°C，吐丝温度925±15°C，入口段辊道速度11~15m/min，风机关闭，保温罩关闭。
[0032] 本发明成分设计理由：
[0033] C是钢中重要的强化元素，通过在钢中形成固溶体组织来提高钢的强度，但含量过 高会造成冷加工过程中出现开裂现象，本发明中优选为0. 03~0. 06% ;
[0034] Si可以提高钢的强度，但含量过高会使钢的塑性和韧性降低，本发明优选为 0. 02 ~0. 05% ;
[0035] Mn可以起到固溶强化的作用，但锰还可以作为脱氧除硫的元素加入钢中，为了消 除钢中硫的影响，避免产生热脆现象，本发明中优选为0. 23~0. 27% ;
[0036] Al是脱氧元素，可以细化晶粒，降低钢中氧含量，从而提高导电性能，本发明中优 选为[Al] :0.030%~0.050% ;
[0037] P、S为钢中的有害元素，本发明中优选为PS 0.013%、S彡0.010% ;
[0038] [Cr]/[Ni]/[Cu]均为钢中的残余元素，因此，含量越低越好，本发明中优选为 [Cr]/[Ni]/[Cu] < 0· 05%。
[0039] 本发明的有益效果在于：通过合理设计化学成分、工序选择、严格执行标准化操作 和生产工艺中各参数，本发明解决了目前二极管引线用钢盘条存在的拉拔性能不良、易产 生冷加工开裂、纯净度不高、质量不稳定等技术难题，不能满足较高端、高端二极管引线用 钢客户的要求，提供了可浇性良好，盘条洁净度高，延展性极佳，导电性优良，强度适中，冷 加工性能优良，且质量稳定，完全满足二极管引线用钢的产品。
【具体实施方式】
[0040] 生产工艺简述如下：
[0041] 120t转炉冶炼一RH真空碳脱氧一LF钢包精炼一小方坯连铸（160*160mm2)-摩 根轧机轧制。
[0042] 实施例 1 (炉号 615030144)
[0043] (1)转炉冶炼工序
[0044] 转炉冶炼采用优质铁水和生铁原料，其中，入炉铁水中组分质量含量要求：Si : 0.45%、P :0.096%、S :0.016%，入炉铁水温度 T = 1318°C，
[0045] 转炉冶炼过程中实行低枪位吹炼操作，控制出钢终点[C]0. 11 %，终点[P]= 0. 007%，出钢温度1645°C，出钢过程采用滑板挡渣操作，出钢时间为3. 5分钟；
[0046] (2) RH碳脱氧工序
[0047] RH采用真空碳脱氧工艺进行预脱氧，真空保持在300Pa以下保持2. 5min，确保RH 破真空后[C]