[發明專利]低溫高磁感取向硅鋼的快速滲氮方法

在審

• 申請號: 201910320101.X
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110055489A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 陳文聰;喻越;馬正強;王雄奎;程迪夫;丁哲;桂虎;雷艷;朱永章;孫珺如
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C23C8/26
• 分類號: C23C8/26;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/42
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;張繼巍

本發明公開了一種低溫高磁感取向硅鋼的快速滲氮方法，低溫高磁感取向硅鋼按重量百分比包括Si3.00～3.35％、C0.045～0.065％、Als0.015～0.045％、Mn0.06～0.12％、S0.003～0.020％、N0.003～0.010％、Cu0.01～0.015％、Sn0.03％～0.04％、Cr及Ni；滲氮溫度為750～850℃，滲氮時間15～20s。減少滲氮溫度100℃、縮短滲氮時間至至現有滲氮時間的三分之一，從而減少能源消耗，提高滲氮效率；并且保證了同樣的滲氮能力，控制鋼帶中[N]的質量百分數在100～250ppm，AlN抑制劑在后續處理下具有同樣效果，磁性能保持穩定。

技術領域

本發明涉及取向硅鋼生產方法的技術領域，具體涉及一種低溫高磁感取向硅鋼的快速滲氮方法。

背景技術

取向硅鋼因具有軋制方向上的(110)[001]即高斯織構，在工業上被廣泛應用于變壓器鐵芯生產中。在磁性能方面如果磁感越高、鐵損越低，可以使變壓器的制造成本降低，質量提高。目前取向硅鋼的制造方法主要分為高溫和低溫板坯制備法，低溫高磁感取向硅鋼即是熱軋板坯溫度在1250℃以下，通過熱軋、常化、冷軋、脫碳滲氮退火、高溫退火和拉伸退火制備的具有低成本、高性能特點的電工材料。其中滲氮工序，即通過介質滲氮使材料在后天形成ALN抑制劑，獲得理想的初次再結晶組織，從而在二次再結晶過程中控制晶粒長大并得到良好取向。

目前較廣泛的滲氮生產線使用的是外部熱源，在一定量的保護氣氛下通入氨氣對取向硅鋼加熱滲氮。但是如CN201610999734、CN201711310101描述，目前常規的滲氮方法存在工藝溫度高(950～1100℃)，滲氮時間長(30～60s)，因此對設備和操作的要求高，滲氮成本高的缺點。新型滲氮工藝如CN200710039838、CN201711430630中提出了一種高效率滲氮方法，但是等離子和感應加熱方式在大生產中對設備換代要求較高；EP0339474B1和CN102041440A提出了低溫滲氮方法，存在滲氮較困難，或抑制劑形成后不穩定影響二次再結晶，會導致性能的不穩定和底層的形成異常。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術的不足，提供一種滿足同樣滲氮量100～300ppm且組織均勻分布前提下實現低溫快速的快速滲氮方法。

為實現上述目的，本發明所設計的低溫高磁感取向硅鋼的快速滲氮方法，所述低溫高磁感取向硅鋼按重量百分比包括：Si：3.00～3.35％、C：0.045～0.065％、Als：0.015～0.045％、Mn：0.06～0.12％、S：0.003～0.020％、N：0.003～0.010％、Cu：0.01～0.015％、Sn：0.03％～0.04％、Cr及Ni，Cr和Ni的總含量小于0.3％，其余為Fe和不可避免雜質物；滲氮處理中，滲氮溫度為750～850℃，滲氮時間15～20s。

進一步地，所述滲氮處理中，水氫比為0.05～0.13。

進一步地，所述滲氮處理中，滲氮氣氛為NH₃、N₂及H₂的混合氣體。

在較低滲氮溫度750～850℃下，需在常規水氫比下做適度提高，水氫比根據滲氮溫度調節，范圍在0.05～0.13之間。水氫比低時，為達到滲氮效果可以降低滲氮溫度或延長滲氮時間，但是降低滲氮溫度會影響材料磁性及表面氧化層狀態；水氫比提高，可增加材料表面鐵系氧化物含量，作為滲氮媒介提高滲氮效率，使滲氮溫度調整區間增大，在保證滲氮量的同時減少了滲氮時間，因此，水氫比為0.05～0.13。

進一步地，所述滲氮處理中，所述混合氣體中N₂與H₂的體積份數比為1:3，NH₃占混合氣體總體積(即氣體流量)的10～30％。