[發明專利]一種無取向高硅電工鋼薄帶及其制備方法

有效

• 申請號: 201310006692.6
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103060701A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉振宇;曹光明;李成剛;劉海濤;李昊澤;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C21D8/12
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于冶金技術與材料科學領域，具體涉及一種無取向高硅電工鋼薄帶及其制備方法。

背景技術

高硅電工鋼片，特別是硅含量為6.5wt%的硅鋼片，具有優異的軟磁性能，比如中高頻鐵損低、磁致伸縮接近于零，磁導率高，矯頑力低，是制作低噪音、低鐵損變壓器和電抗器的理想鐵芯材料。但此材料韌性差，很難制備。到二十世紀七十年代末年為止，主要采用軋制法制備Fe-6.5%Si合金，但由于冷軋脆性沒有根本解決而一直不能生產。

1978年，Tsuya和Arail采用快速凝固(RS)方法成功地制備出柔軟的Fe-6.5%Si合金薄帶，展示了Fe-6.5%?Si合金韌化的可能性，同時也引發了對Fe-6.5%Si合金研究的熱潮。川鋼公司與他們合作，試圖利用此技術建立更大的制造設備，向工業化生產方面過渡。不過，由于RS薄帶成品窄而薄，使用方面受到很大限制，這種方法至今尚未實現工業化生產。

二十世紀八十年代末以來，通過采用軋制和化學氣相沉積(CVD)方法制造備出了Fe-6.5%Si合金薄帶。1986-1987年日本鋼管公司(NKK)采用CVD法和軋制法制成Fe-6.5%Si合金薄帶，并于1993年實現了規模化生產。神戶制鋼公司通過熱軋、冷軋和退火工藝成功制備出了Fe-(4.0-5.5)%Si合金薄帶。住友金屬公司用薄鑄坯經熱軋、冷軋和二次再結晶退火研制成(110)?[001]取向Fe-6.5%Si合金薄帶。新日鐵公司也通過軋制后二次再結晶獲得了取向Fe-6.5%Si合金薄帶。但是，上述方法制備工藝復雜、成材率低且環境污染嚴重。開發新技術以避開脆性區從而制備出Fe-6.5%Si合金薄帶是解決此問題的最佳出路。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了高硅電工鋼中添加Cr元素以改善其塑性的新的合金化方法。在此基礎上，采用短流程薄帶近終成形的新技術制備了無取向高硅電工鋼薄帶，實現了Fe-(4.5-6.5)%Si鋼薄帶的短流程低成本生產的目標。本發明的目的是提出一種具有優異的軟磁性能，是中高頻、低鐵損、低噪音條件下的理想鐵芯材料的無取向高硅電工鋼薄帶及其制備方法。

本發明的技術方案為：

一種無取向高硅電工鋼薄帶的化學成分按重量百分比為Si4.5～7.0?%，Cr2.0-5.0%，Al0.06～1.0%，Mn0.3～0.8%，N≤0.005%，S≤0.004%，P≤0.02%，O≤0.003%，C≤0.005%，余量為Fe，薄帶厚度0.35mm-0.5mm。

本發明一種無取向高硅電工鋼薄帶的制備方法是：

（1）冶煉：采用真空冶煉爐對高硅鋼進行冶煉，得到化學組分按重量百分比為：Si:4.5～7.0?%，Cr：2.0-5.0%，Al:0.06～1.0%，Mn:0.3～0.8%，N≤0.005%，S≤0.004%，P≤0.02%，O≤0.003%，C≤0.005%，余量為Fe的液態高硅鋼；

（2）鑄軋：把上述的液態高硅鋼在1420℃～1460℃澆鑄到雙輥鑄軋設備中，鑄軋速度為10?m/min～35m/min，形成無取向高硅鋼鑄帶，出鑄輥后空冷至室溫；

（3）熱軋，將上述高硅鋼鑄帶加熱至800℃～1100℃進行熱軋，熱軋帶厚度為0.8-1.0mm

（4）酸洗：采用鹽酸對高硅鋼熱軋帶進行酸洗，去除氧化鐵皮；

（5）溫軋：酸洗后的高硅鋼鑄帶在400℃～600℃進行溫軋，各道次壓下量均為5%～30%，總變形量60%以上，溫軋后薄帶厚度0.35mm-0.5mm；

（6）退火：溫軋后的高硅鋼在氫氣氣氛中退火，獲得高硅鋼退火薄帶，退火溫度800℃～1200℃，退火5min～15min。

所述步驟（4）酸洗，采用鹽酸濃度為5-15%，酸洗溫度50-80℃，酸洗時間8-15min。

這種組分的無取向高硅鋼，鑄帶成板形良好，厚度均勻，組織為均勻的柱狀晶粒，有利織構占有率高，加工性能良好。

本發明的有益效果是：

（1）本發明得到的高硅電工鋼薄帶在添加Cr元素后使高硅鋼鑄帶加工性能明顯提高；

（2）本發明采用鑄軋結合溫軋工藝，有效的解決了高硅鋼加工性能差的特點；

（3）根據高硅鋼的成分，調整澆鑄和鑄軋工藝，使高硅鋼鑄帶在整個厚度方向上呈現為粗大的柱狀晶組織，同時使得對產品磁性能有利的{100}織構強度值高，具有此種組織特征和織構分布狀態的高硅鋼鑄帶加工性能較好，且經過軋制和退火后磁性能可得到明顯提高；