[發(fā)明專利]一步法從氧化鐵直接制備Fe-6.5%Si硅鋼軟磁材料帶的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910962521.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN110629113B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李森蓉;熊忠林;李雄;熊鋼;熊祥成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢桂坤科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C33/02;B22F3/10;B22F3/18;H01F1/147
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

本發(fā)明涉及一步法從氧化鐵直接制備Fe?6.5％Si硅鋼軟磁材料帶的方法，按以下步驟進(jìn)行：將原料含鐵的氧化物或鐵精礦粉、金屬硅粉、促進(jìn)劑和有機(jī)粘結(jié)劑按配比稱量在混料機(jī)中混合30?60min，再依次經(jīng)初軋制并卷取、再初還原并多次軋制卷取、燒結(jié)合金化、熱處理、涂MgO，最終得Fe?6.5％Si硅鋼軟磁材料帶。本發(fā)明整個(gè)生產(chǎn)過程沒有煉鐵、煉鋼、霧化制粉等生產(chǎn)過程，眾所周知，煉鐵、煉鋼、霧化制粉等過程都要達(dá)到高溫(1600℃左右)才能進(jìn)行，且煉鐵、煉鋼污染十分嚴(yán)重。而本工藝采用H₂還原,工藝溫度最高1200℃左右,體現(xiàn)出本工藝較傳統(tǒng)鋼鐵冶金及鋼鐵粉末+Si粉工藝更環(huán)保，更節(jié)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一步法從氧化鐵直接制備Fe-6.5％Si硅鋼軟磁材料帶的方法。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展概況：隨著我國(guó)工業(yè)2025的發(fā)展需要，各產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的不斷改進(jìn)以及通訊、音像、電機(jī)工程、自動(dòng)化設(shè)備、汽車、磁分離及生物工程等領(lǐng)域高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，磁性材料、非晶態(tài)合金等的快速發(fā)展給高性能磁性材料行業(yè)帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)。

自1900年Hadfield等首先發(fā)現(xiàn)硅含量為4％的Fe-Si合金具有良好軟磁性能以來(lái)，F(xiàn)e-Si合金發(fā)展十分迅速，已逐步發(fā)展成為電力工業(yè)、電訊工業(yè)及電子工業(yè)中不可或缺的重要軟磁材料，亦是產(chǎn)量最大的功能材料之一。在Fe-Si合金中，Si的加入可降低晶體磁各向異性常數(shù)和飽和磁致伸縮系數(shù)，這對(duì)提高合金磁導(dǎo)率和降低矯頑力是有利的，合金磁滯損耗隨 Si含量增加而下降。當(dāng)Si約6.5wt％時(shí)，合金晶體磁各向異性常數(shù)約為3％ Si-Fe合金的一半，飽和磁致伸縮系數(shù)幾乎為零，電阻率達(dá)至82μΩcm，合金鐵損最低。因此，F(xiàn)e-6.5wt％Si合金具有較好的軟磁性能。但其高的室溫脆性和低的熱加工性能，冷軋和常規(guī)熱軋的方法均不能將板坯直接加工成能實(shí)際應(yīng)用的薄帶或板材，嚴(yán)重制約了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。由于粉末冶金工藝在技術(shù)上具有一系列的優(yōu)勢(shì)，可用于生產(chǎn)高硬度、高脆性硬質(zhì)合金、耐熱材料、磁性材料等具有特殊成分和性能的結(jié)構(gòu)材料、功能材料和復(fù)合材料。因此采用粉末冶金工藝制備Fe-6.5％Si軟磁(粉/帶)材料能有效回避材料高脆性的問題。目前，鐵硅金屬軟磁(粉/帶)材料因其具有高性價(jià)比和優(yōu)良的直流疊加特性、高頻低損耗等特性已引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，鐵硅金屬軟磁(粉/帶)材料具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景。

目前有水霧化、氣霧化和破碎法生產(chǎn)Fe-6.5％Si合金粉末的工藝,用 Fe-6.5％Si合金進(jìn)行水霧化、氣霧化和破碎法過程十分復(fù)雜，其影響因素很多，產(chǎn)品質(zhì)量控制難度大。Fe-6.5％Si合金粉末顆粒硬，壓縮性能較差，在有粘結(jié)劑的情況下，以18-20t/cm²壓力，壓塊密度僅6.5g/cm³左右，采用粉末軋制法生產(chǎn)Fe-6.5％Si鋼片其致密化難度很大。

有的研究表明，采用水霧化純鐵粉加硅粉的辦法，生產(chǎn)Fe-6.5％Si硅鋼片材料，但是，用水霧化、氣霧化法制備鋼鐵粉末的過程也十分復(fù)雜，都離不開煉鐵煉鋼或者廢鋼熔煉及一系列制粉過程。

目前傳統(tǒng)鋼鐵冶金企業(yè)只能生產(chǎn)Fe-3.5％Si鋼片,由于Fe-6.5％Si鋼硬且碎，無(wú)法采用傳統(tǒng)方法軋制Fe-6.5％Si鋼片，目前大多數(shù)鋼鐵冶金企業(yè)正在探索新的方法軋制Fe-6.5％Si鋼片，據(jù)了解，國(guó)內(nèi)外許多工作者，采用噴射成形、等離子化學(xué)氣相沉積(PCVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)法等制備Fe-6.5％Si鋼片，較為成熟的是日本鋼管公司(NKK)開發(fā)的CVD法，但是CVD法制備工藝過程復(fù)雜，能耗多，成本高，作業(yè)環(huán)境惡劣。

軋制Fe-6.5％Si鋼片目前大多數(shù)企業(yè)和科研單位尚處在科研階段，也是眾多科研單位及企業(yè)組織攻關(guān)的難題。

發(fā)明內(nèi)容