[發明專利]高效高強電機鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 200710012947.4
• 申請日: 2007-09-22
• 公開（公告）號: CN101392351A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 李文權;金文旭;張智義;羅理;張仁波;方恩俊;高健;王開宇;李亞東
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/16
• 分類號: C22C38/16;C22C33/04;C21C7/00
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技術領域

本發明屬于電工鋼生產技術，尤其涉及一種加入銅和硼微合金元素的電機鋼。

背景技術

隨著高效節能電機技術的發展，體積小、效率高及變頻高轉速電機對冷軋硅鋼綜合質量的要求越來越高。生產高效電機鐵芯專用的無取向硅鋼，從提高電磁性能、機械性能、加工性能及降低生產成本是冷軋無取向硅鋼的發展趨勢。

為減少電機對電力的損耗并滿足減小電機體積并適應多種用途，促使硅鋼向低鐵損高磁感及良好的機械性能、加工性能方向綜合發展。為了達到降低鐵損的目的，通常采用的方法是在鋼中加入硅或鋁元素，冷軋后鋼板采用高溫退火工藝生產。但這種工藝使硅鋼的磁感降低，影響了硅鋼的性能。也有采用熱軋板常化處理工藝提高該類鋼的磁感，但這樣會增加鋼的制造成本。

在晶粒取向電工鋼的生產中，有采用銅作為抑制劑來確定熱軋鋼帶析出第二相的類型和數量，但在無取向硅鋼生產中，未發現采用微量合金元素銅和硼來生產高效電機鋼，也未發現采用銅、硼及兩元素綜合作用及與其它微量元素相互作用生產高效電機鋼的技術。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，利用微量合金硼和銅對硅鋼組織結構的影響和性能的綜合作用，并結合適當的硅、錳、鋁、磷等元素的設計，通過控制冶煉和精煉等工序提供一種成本較低的高性能、高強度、且沖制性能良好的電機鋼以及該電機鋼的生產方法。

本發明高效高強電機鋼的化學成分(重量百分比)為：C≤0.010％、Si：0.2％～3.0％、Mn≤1.5％、P：0.070％～0.250％、S≤0.03％、Als0.02％～0.12％、B：0.0010％～0.0100％、Cu：0.010％～0.090％，其余為鐵和少量夾雜物，夾雜總量≤0.03％。所述高效高強電機鋼中的Si優選為0.5％～2.0％，Als優選為0.03％～0.08％，B優選為0.0010％～0.0040％，Cu優選為0.020％～0.040％。

本發明所述高效高強電機鋼的生產方法包括轉爐冶煉、RH精煉、板坯連鑄和軋制等工序，其特點是，轉爐冶煉的出鋼溫度控制在1650～1710℃，在轉爐或RH加入電解銅1～8公斤/噸鋼；RH真空處理后充分脫氧，并進行其它合金化操作，最后加入硼鐵0.1～1.5公斤/噸鋼，合金化后，再靜循環3～10分鐘。該生產方法中所述電解銅的加入量優選為2～4公斤/噸鋼，所述硼鐵的加入量優選為0.10～0.45公斤/噸鋼。

本發明在電機鋼中加銅可提高電阻率，微量銅的應用可改進硫化物夾雜，并可提高錳元素在無取向硅鋼生產工藝中的適用性及對電磁性能的有利影響。

在電機鋼中加硼可降低鋁量，防止澆鑄時結瘤，改善鑄坯表面質量，還可使鑄坯加熱溫度放寬。硼在γ-相中與氮優先形成BN，以BN為核心析出粗大AlN，防止熱軋時析出細小AlN。固溶硼沿晶界偏聚可改善織構，使(111)位向強度減小，晶粒粗化和磁性提高。硼元素的加入，可阻礙磷、銅元素在晶界偏聚，促進銅與硫結合，銅的硫化物分布狀態有利于位向準確的(110)[001]晶粒選擇性長大，還可減少細小MnS析出量。

本發明在進行其它合金化操作后再加入硼鐵，這樣可提高硼的利用率。合金化后，靜循環達到3～10分鐘，可以保證鋼水夾雜充分上浮，成分均勻。

在電機鋼中同時加入硼和銅，可改進及降低鋼中氮化物、硫化物夾雜的形態、分布、大小和數量，凈化鋼質，改善織構，使產品磁性明顯提高。鋼中的鋁含量應控制在0.02％～0.12％，優選為0.03％～0.08％。

本發明通過添加硼元素可以降低鋁量，從而降低煉鋼成本，又能防止鋼水中鋁量高造成澆鑄時結瘤，降低成品表面缺陷，并提高對耐材輔材的適用性；同時，硼元素可使鑄坯加熱溫度放寬，從而促進夾雜形態、大小、組成的有利轉化，提高產品電磁性能并使熱軋過程易于控制；硼元素和銅元素的偏聚可以改善織構，使產品磁性明顯提高；加入硼形成氮化硼，可提高產品強度、硬度獲得良好的機械性能并改善沖片性，滿足用戶高頻高轉速電機的設計要求。

下面通過實施例對本發明作進一步的描述。

具體實施方式

本發明4個實施例以冶煉的四爐鋼為例。實施例鋼的化學成分見表1，實施例鋼的產品性能見表2。

實施例1

轉爐冶煉中加入電解銅3.2公斤/噸鋼，出鋼溫度為1680℃；RH真空處理后加鋁充分脫氧，其它合金化操作后再加入硼鐵，硼鐵的加入量為0.35公斤/噸鋼；合金化后，靜循環3分鐘，保證鋼水夾雜充分上浮，成分均勻；然后進行板坯連鑄，連鑄板坯經熱軋、冷軋，再經連續退火爐濕氫脫碳退火、涂絕緣層等工序制成成品。