一种空调压缩机用钢板及其生产方法
阅读说明：本技术 一种空调压缩机用钢板及其生产方法 (Steel plate for air-conditioning compressor and production method thereof ) 是由 邓建军 曹晓恩 杨建宽 孔加维 武志杰 窦文亚 代红星 胡少梅 王旭 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：一种空调压缩机用钢板,其化学成分及其重量百分含量为：C 0.04%～0.075%、Si≤0.05%、Mn 0.10%～0.30%、P≤0.025%、S≤0.015%、Als 0.01%～0.050%、余量为Fe及不可避免的杂质元素,且钢板材料应力-应变曲线具有屈服平台,屈服强度为210～290MPa。钢板生产工艺流程为板坯热连轧、平整、酸洗,所述平整工序,平整机组采用恒轧制力模式,轧制力要求1400～1700KN,入口张力60～80kN、出口张力190～300kN。解决了空调压缩机用酸洗板制备主壳体通规不良问题,满足空调压缩机主壳体制备要求及转定子组装要求。(A steel plate for an air conditioner compressor comprises the following chemical components in percentage by weight: 0.04-0.075% of C, less than or equal to 0.05% of Si, 0.10-0.30% of Mn, less than or equal to 0.025% of P, less than or equal to 0.015% of S, 0.01-0.050% of Als, and the balance of Fe and inevitable impurity elements, wherein the stress-strain curve of the steel plate material has a yield platform, and the yield strength is 210-290 MPa. The steel plate production process flow comprises hot continuous rolling, flattening and acid pickling of a plate blank, and in the flattening process, a flattening unit adopts a constant rolling force mode, the rolling force requirement is 1400-1700 KN, the inlet tension is 60-80 kN, and the outlet tension is 190-300 kN. The problem of bad general rule of the main casing body prepared by the pickling plate for the air condition compressor is solved, and the preparation requirement of the main casing body of the air condition compressor and the assembly requirement of the rotor and the stator are met.)
技术领域
本发明属于冶金行业轧钢及板材应用技术领域，具体涉及一种空调压缩机用钢板及其生产方法。
背景技术
空调压缩机主要部件包括主壳体、端盖冲压件、壳体内部转定子及相关管路等组成。空调压缩机主壳体生产工艺流程：热轧酸洗板纵切卷（根据型号定尺）→开卷→圆盘活套→卷压制管→高频焊管→层流冷却→焊管定尺切管（6-9m不等）→主壳体定尺切管（根据型号定尺）→初扩胀管→主壳体断口切削→冲孔→电阻焊接支架→钎焊铜管→精扩（两次）→通规检测。
空调压缩机主壳体制备过程中在二次精扩之后需要进行通规检测，不同机型主壳体要求内径尺寸不同，但是均需要进行通规检测。精扩采用液压扩管胀型，在胀管参数设定后要求板料通卷性能更稳定，避免胀管内径频繁波动。若内径偏下限，则通规检测不顺畅，通规不合格，或一次通规不良品率高，影响产线生产效率。若内径偏上限，虽然通规合格，但是在后续组装机芯时主壳体内壁粘贴的定子容易滑移错位，转子/定子之间出现偏移摩擦，产生安全事故。
发明内容
针对上述空调压缩机主壳体加工过程出现的通规检测不合格问题，进行了研究分析如下：
空调压缩机主壳体制备过程采用酸洗板纵切卷卷压制管、高频焊管的方式，初扩胀管和精扩均为主壳体筒体横向受力（垂直于筒体轴向），液压扩管胀型的重要参数为胀型模的横向位移，横向位移大，即筒体内径大，有利于通规。相同胀管参数条件下，材料性能稳定则胀型后的内径尺寸一致，故提高板料通卷性能稳定性是必要的。
低碳钢SPHC板料拉伸变形过程中存在屈服现象，应力-应变曲线中存在明显的屈服平台，屈服之前为弹性变形区，屈服平台及以后发生塑性不可逆变形。对于胀管过程，板料横向性能对内径扩展及扩后是否回弹至关重要。若材料屈服强度高，则需要更大胀管力才可以保证圆度及内径要求，不利于胀管加工，所以需要保证硬度的同时尽可能降低屈服强度。
胀管过程导致的材料应变若在弹性变形区，去除胀管力后则会出现内径缩小即回弹现象，易导致通规不良。若材料应变超过屈服发生塑性变形，则去除胀管力后不会发生回弹现象，通规顺畅。
跟踪客户试用效果及试样分析表明，降低板料屈服强度有利于主壳体加工，同时提高材料通卷性能稳定性，即可实现在不频繁改变扩管参数（胀管位移行程）条件下，保证扩管内径的稳定，无需频繁返修（三次/四次精扩），提高一次通规合格率。
本发明采取的技术方案为：一种空调压缩机用钢板，其化学成分及其重量百分含量为：C 0.04%~0.075%、Si ≤0.05%、Mn 0.10%~0.30%、P ≤0.025%、S ≤0.015%、Als 0.01%~0.050%、余量为Fe及不可避免的杂质元素，且钢板材料应力-应变曲线具有屈服平台，屈服强度为210~290MPa。
进一步的，所述钢板显微组织为多边形铁素体和少量晶界析出碳化物。
进一步的，所述钢板抗拉强度≥300MPa，延伸率35%~50%，硬度为58±6HRB。
上述一种空调压缩机用钢板的生产方法：钢板生产工艺流程为板坯热连轧、平整、酸洗，所述平整工序，平整机组采用恒轧制力模式，轧制力要求1400～1700KN，入口张力60～80kN、出口张力190～300kN。
进一步的，所述热连轧工序，精轧后层流冷却的冷却模式为关闭前三组冷却水+前段集中冷却，卷取温度为590-610℃。
进一步的，所述热连轧工序，板坯在加热炉加热过程，加热温度1230～1250℃。
进一步的，所述热连轧工序，精轧过程终轧温度890~910℃。
本发明所述精轧后层流冷却的冷却模式为关闭前三组冷却水+前段集中冷却，即通过二级模型设定关闭前三组冷却水柱开关，三组冷却水柱之后采用集中冷却模式。
本发明所述钢板材料应力-应变曲线具有屈服平台，屈服强度为210~290MPa，钢板显微组织为多边形铁素体和少量晶界析出碳化物，钢板抗拉强度≥300MPa，延伸率35%~50%，硬度为58±6HRB，以上钢板组织和性能指标均为经过酸洗后的酸洗板的性能指标。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
解决了空调压缩机用酸洗板制备主壳体通规不良问题，满足空调压缩机主壳体制备要求及转定子组装要求。实现了产品性能与空调压缩机主壳体制备需求的良好匹配。本发明为拓展空调压缩机酸洗板市场提供技术保障，为白色家电行业安全、高质量发展贡献钢铁力量。
附图说明
图1为钢板平整前拉伸应力-应变曲线；
图2为钢板平整后拉伸应力-应变曲线；
图3为钢板平整前/“大张力小轧制力”模式平整后应力-应变曲线；
图4为钢板平整前/“大张力小轧制力”模式平整后应力-应变曲线屈服平台放大图；
图5为实施例1酸洗板显微组织形貌；
图6为实施例2酸洗板显微组织形貌；
图7为实施例3酸洗板显微组织形貌；
图8为实施例4酸洗板显微组织形貌；
图9为实施例5酸洗板显微组织形貌；
图10为实施例6酸洗板显微组织形貌。
具体实施方式
以下对工艺参数的制定理由进行说明。
平整工序，平整机组采用恒轧制力模式，轧制力要求1400～1700KN，入口张力60～80kN、出口张力190～300kN。
平整工艺主要目的改善板形，同时可消除低碳钢屈服平台和横折缺陷。平整轧制力过大，屈服平台可完全消除，弹性变形区增大，回弹倾向严重，不利于通规。故采用“大张力小轧制力”模式保证良好板形，同时保留屈服平台，如图3和图4所示。附图3和附图4中曲线1为平整前钢板应力-应变曲线，存在较长的屈服平台，曲线2为采用“大张力小轧制力”模式平整后钢板应力-应变曲线，保留部分屈服平台，使得胀管应变超过弹性变形区发生屈服及塑性变形，去除胀管力后不发生回弹现象，有利于通规检测。
热连轧工序，精轧后层流冷却的冷却模式为关闭前三组冷却水+前段集中冷却，卷取温度为590-610℃。
精轧工序终轧温度890~910℃，保证奥氏体区轧制，避免两相区轧制导致的混晶现象。采用关闭前三组冷却水+前段集中冷却的层流冷却模式可促进精轧形变奥氏体的再结晶，使得相变铁素体粗化降低屈服强度。采用关闭前三组冷却水+前段集中冷却的层流冷却模式及590-610℃卷取可改善板形、为平整“大张力小轧制力”模式创造条件，一定程度细化晶粒保证耐压硬度要求。
热连轧工序，板坯在加热炉加热过程，加热温度1230～1250℃。
热卷箱对于改善通卷性能稳定作用显著，对于未配置热卷箱的常规热连轧产线，只能通过其它方式弥补热卷箱功能，具体包括提高铸坯加热温度至1230-1250℃，铸坯尾部温度补偿+30℃，中间坯投用保温罩，中间坯投用边部加热器，边部温度补偿+50℃，上述措施可有效降低中间坯待轧过程中长度方向及横向温降，提高通卷性能稳定性。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
炼钢工艺采用转炉或电炉进行冶炼、经过LF精炼或RH精炼后成分合格钢水经连铸成板坯；板坯化学成分及其重量百分含量为：C 0.04%~0.075%、Si ≤0.05%、Mn 0.10%~0.30%、P ≤0.025%、S ≤0.015%、Als 0.01%~0.050%、余量为Fe及不可避免的杂质元素。
通过热轧工艺控制酸洗板显微组织、力学性能及通卷性能稳定性，具体包括：板坯加热→R1+R2粗轧→保温罩+边部加热器→F1-F7精轧→层流冷却→卷取→集中堆垛缓冷（或挡风墙内缓冷）→热卷成品，其中板坯加热温度1230～1250℃，保温30~90min，铸坯尾部温度补偿+30℃，中间坯投用保温罩，中间坯厚度控制在35-43mm，中间坯投用边部加热器，边部温度补偿+50℃。所述粗轧工序，R1+R2采用3+3道次模式，若3+3道次打滑或中间坯镰刀弯超过±30mm可改用3+5道次模式，开轧温度为1150~1250℃，终轧温度为1050~1200℃；中间坯精轧前去除二次氧化铁皮，除鳞温度1000~1150℃，二次除鳞水压≥18MPa。粗轧工序累计压下量80~85%。精轧开轧温度1010~1060℃，终轧温度890~910℃，精轧累计压下量为85~98.5%，精轧轧制速度稳定在8~13m/s。精轧工序终轧温度890~910℃，层流冷却模式采用关闭前三组冷却水+前段集中冷却，精轧后以18~25℃/s的冷却速度冷却，然后卷取，卷取温度590-610℃，下线热卷采用集中堆垛缓冷（或挡风墙内缓冷）。
通过平整工艺改善板形及调整性能，热卷冷却至50℃以下后采用恒轧制力模式，轧制力要求1400～1700KN，入口张力60～80kN、出口张力190～300kN，采用“大张力小轧制力”模式保证良好板形，保留材料屈服平台。
热卷经过平整后进行酸洗去除表面氧化铁皮、涂油和包装。
实施例1～6
实施例1～6按照上述实施方式进行生产，
生产钢种的化学成分及其重量百分含量见表1，加热、粗轧、精轧、冷却过程工艺参数见表2、表3，平整过程工艺参数见表4，经过酸洗后的酸洗板力学性能见表5。
表1
表2
表3
表4
表5
从附图5～附图10可见，实施例1~实施例6获得显微组织为多边形铁素体，晶界处析出少量碳化物。从表5可以看出，酸洗板屈服强度为210~290MPa，抗拉强度为≥300MPa，延伸率可达35~50%，板料保留屈服平台，硬度为58±6HRB，满足空调压缩机焊接组装后耐压实验要求，主壳体通规顺畅，通规不良率≤3‰。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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