[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)子用無(wú)取向硅鋼及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110437111.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103173678A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝世殊;陳曉;王波;王志成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 上海開(kāi)祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)取向電工鋼制造技術(shù)，特別涉及一種轉(zhuǎn)子用無(wú)取向硅鋼及其制造方法。

背景技術(shù)

高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼主要用于制造大型電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)定子鐵芯，其磁性的主要特點(diǎn)是鐵損極低。傳統(tǒng)上其制造特點(diǎn)是硅含量在2.5％以上，再添加0.2％以上的鋁，以增加鋼中的電阻，從而降低鐵損。再實(shí)施熱軋、常化和冷軋工序，并進(jìn)行最終退火和涂覆絕緣層。為降低鐵損，最終退火溫度要求達(dá)到1000℃以上，甚至1075℃。

但是，用于制造大型發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子材料，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中要承受離心力，在啟動(dòng)和停止過(guò)程中還要能經(jīng)受周期性疲勞作用，因此，對(duì)于旋轉(zhuǎn)鐵芯，除了要求電磁性能，尤其是各向異性優(yōu)異外，對(duì)屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度還有一定要求。比如，在保證磁性能(B50≥1.64T，P_15/50≤2.70W/kg，各向異性≤9％)的前提下，屈服強(qiáng)度達(dá)到420MPa以上，低周疲勞強(qiáng)度達(dá)到420MPa以上，普通高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼往往不能滿足要求。

美國(guó)專利US20090202383提出，通過(guò)添加Cu、Ni、Cr、Mo、W等元素，進(jìn)行基體固溶強(qiáng)化和第二相析出強(qiáng)化，提高屈服強(qiáng)度效果顯著，但是，該方法磁感較低、成本增大，而且沒(méi)有考慮疲勞性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子用無(wú)取向硅鋼及其制造方法，在保證優(yōu)異磁性能(P_15/50≤2.70W/kg)，尤其是磁各向異性(≤9％)的前提下，具備較高的屈服強(qiáng)度(≥420MPa)和疲勞強(qiáng)度(≥420MPa)，滿足大型發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子材料使用要求。而且本方法成本低，效果穩(wěn)定。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種轉(zhuǎn)子用無(wú)取向硅鋼，其化學(xué)成分重量百分比為：Si?2.5～4.0％，Al0.5～1.5％，C?0.001～0.004％，Mn?0.10～1.50％，4.1％≤(Si+Al/2+Mn)≤6.0％，P≤0.02％，S≤0.001％，N≤0.002％，B≤0.005％；其余為Fe和不可避免雜質(zhì)。

作為優(yōu)選，4.1％≤(Si+Al/2+Mn)≤4.5％。

在本發(fā)明成分設(shè)計(jì)中：

Si：能溶于鐵素體中形成置換固溶體，提高基體電阻率，降低鐵損，是電工鋼最重要的合金元素，當(dāng)Si含量達(dá)到一定值時(shí)，其含量繼續(xù)增加，降低鐵損作用明顯減弱。Si是固溶強(qiáng)化元素，能顯著提高屈服強(qiáng)度，為保證一定的屈服強(qiáng)度和低鐵損，本發(fā)明規(guī)定2.5％≤Si≤4.0％，硅含量超過(guò)4.0％加工困難。

Al：可溶于鐵素體提高基體電阻率，粗化晶粒，降低鐵損，同時(shí)還可以脫氧固氮，但容易造成成品鋼板表層內(nèi)氧化。Al提高屈服強(qiáng)度，但是Al含量超過(guò)1.5％將使冶煉澆注困難，磁感降低，且加工困難，因此，本發(fā)明規(guī)定0.5～1.5％。

Mn：與Si、Al一樣可以增加鋼的電阻率，降低鐵損，可與雜質(zhì)元素S形成穩(wěn)定的MnS，消除S對(duì)磁性的危害，還可防止熱脆，其也溶于鐵素體形成置換固溶體，有固溶強(qiáng)化作用，提高基體屈服強(qiáng)度。因此有必要添加0.1％以上的含量。本發(fā)明Mn為0.10％～1.50％，Mn含量低于0.1％有利作用不明顯，高于1.50％，Ac1溫度降低，再結(jié)晶溫度降低，熱處理時(shí)發(fā)生α-γ相變，劣化有利織構(gòu)。

圖1所示為屈服強(qiáng)度與(Si+Al/2+Mn)的關(guān)系，為了保證達(dá)到一定的屈服強(qiáng)度，兼顧可制造性，本發(fā)明規(guī)定：4.1％≤(Si+Al/2+Mn)≤6.0％。因?yàn)殡SSi+Al/2+Mn含量增大，屈服強(qiáng)度提高，冷軋難度增大，可制造性變差，容易發(fā)生嚴(yán)重邊裂甚至脆斷。表1是Si+Al/2+Mn含量常化板在實(shí)驗(yàn)室模擬室溫20℃、60℃預(yù)熱后軋制以及＞100℃溫軋情況。

表1不同Si+Al/2+Mn(％)成分下冷軋及溫軋通板性