[發明專利]一種驅動電機用高強度冷軋無取向硅鋼及制造方法

有效

• 申請號: 201711204222.5
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107746941B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 羅海文;黃俊
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/26;C22C38/34
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種驅動電機用高強度冷軋無取向硅鋼及制造方法，屬于鋼鐵加工技術領域。該硅鋼成分為：0.001?0.0015wt.％C，2.5?3.0wt.％Si，0.8?1.0wt.％Al，0.5?0.8wt.％Mn，1.0?2.0wt.％Cr，N≤0.002wt.％，0.1?0.2wt.％Nb，余為Fe及不可避免的不純物，通過控制二次冷軋壓下量和退火工藝，從而使無取向硅鋼的磁感強度、鐵損以及屈服強度達到平衡。本發明開發的鋼種經過上述冷軋、退火工藝處理后，磁感強度B₅₀為1.67?1.70T，鐵損W_1.0/50為2.0?5.5W/kg，W_1.0/400為18.8?32.12W/kg，下屈服強度R_eL為460?510MPa，抗拉強度R_m為560?640MPa，延伸率為16.08％?23.3％，已經達到并且超越了普通高強度無取向硅鋼對性能方面的要求。

技術領域

本發明涉及鋼鐵加工技術領域，特別是指一種驅動電機用高強度冷軋無取向硅鋼及制造方法。

背景技術

近年來，隨著新能源汽車的迅猛發展，對作為驅動電機和微型電機鐵芯材料的無取向硅鋼的性能要求更高。作為高效率的驅動電機，需要滿足高速旋轉并獲得高的轉矩，同時還需要保證較高的磁感應強度以及較低的高頻鐵損。因此，實際生產與使用中要求驅動電機較傳統無取向電工鋼強度高200MPa以上，且在提高強度同時還需保證不能損害其優良的磁性能。

到目前為止主要是通過優化無取向硅鋼成分以及改善織構達到改善無取向磁感的目的。在成分設計上，電機所用的無取向硅鋼成分通常都是超低碳、氮(質量分數均小于50×10^-6)和高硅，有時還需要加入高Al含量來保證其優異的磁性能特別是低的鐵損，也有通過添加稀土元素達到改善磁感強度的目的。在改善織構方面，主要通過粗化熱軋帶晶粒、適量添加Sn、Sb、Cu、Mn等元素、利用AlN的析出、薄帶鑄軋以及利用初始柱狀晶等方法抑制有害織構，增加有利織構來改善無取向硅鋼的磁感強度。為了滿足無取向硅鋼的強度，目前主要是通過固溶強度、沉淀強化及位錯強化等方式達到目的。如何通過控制織構改善磁感強度的同時，利用各種強化方式改善無取向硅鋼的力學性能使其綜合性能達到最佳點，是本發明的特點之一。

傳統磁性硅鋼通過Si的固溶強化提高強度同時降低鐵損，但最多只能提高至550MPa左右，更高Si含量導致不可軋制，此外隨著Si含量的提高磁感應強度隨之降低。因此，也有通過添加Al以替代Si的相關工作。其中，日本專利特開平10-25554在Si、Al總量不變的前提下，通過增加Al和Si含量以改善材料磁感應強度的目的，但隨著Al含量升高、Si含量降低，材料鐵損開始出現劣化，材料機械性能也隨之降低。此外，隨著Al含量的提高對冶煉工藝提出了更加嚴格的要求。

專利CN102453838A公開了一種“較高磁感的高強度無取向電工鋼及其制造方法”，在傳統的生產工藝上，通過改進成分添加1％-8％Cr以及0.5％-5％Ni使基體固溶大量的合金元素以提高無取向硅鋼的力學性能的同時，也提高了高強度無取向硅鋼的生產成本；專利CN106435358A公開了一種“新能源汽車驅動電機用高強度無取向硅鋼的制造方法”，通過添加0.5％-3.0％Cr和0.005％-0.5％Nb以及經過薄帶鑄軋工藝生產的高強度無取向硅鋼性能如下：磁感強度B₅₀為1.65-1.70T，鐵損P_1.0/400為28-38.2W/kg，屈服強度R_p0.2為600-780MPa，抗拉強度為695-862MPa。雖然此專利的力學性能和磁感強度較高，但高頻鐵損較高以及薄板鑄軋技術在目前原有工業生產中難以實現。