[發明專利]一種高硅梯度硅鋼薄帶及其制備方法

有效

• 申請號: 202011296623.X
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112410672B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李成剛;曹光明;劉振宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C21D8/12;C23C10/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發明的一種高硅梯度硅鋼薄帶及其制備方法，薄帶包括組分及質量百分含量為C 0.001～0.08％、Si 4.5～6.5％，余量為Fe及不可避免雜質，厚度為0.1～0.35mm，寬度≤1000mm，磁感應強度(B8)/T 1.25?1.56，鐵損P10/400 5.1?12W/kg，強度470?720MPa，延展率2.5?10％。制備時，取硅鋼薄帶原料經表面處理，依次經過特定溫度的預熱，還原操作后，進行第一階段滲硅處理，退火后進行第二階段滲硅與退火處理，并以特定冷速冷卻至室溫，制得高硅梯度硅鋼薄帶。該工藝使用極薄低硅鋼薄帶為初始原料，避免了高硅鋼軋制過程脆性開裂，且能夠制備出表面和心部Si含量一致或Si含量逐步降低的高硅濃度梯度薄帶產品，制備的硅鋼薄帶具有優異的整體性能。

技術領域：

本發明屬于硅鋼薄帶制備技術領域，具體涉及一種高硅梯度硅鋼薄帶及其制備方法。

背景技術：

硅鋼的性能與所含硅含量存在密切關系，隨著硅含量的升高電阻率和導磁率逐漸升高，而鐵損逐漸降低。當硅含量達到6.5％時，硅鋼具有磁感強度高、中高頻條件下超低鐵損、穩定性好和強度高的優點，特別適合用于中高頻電動機、變壓器及高頻軛流線圈中的鐵芯材料。高硅電工鋼極薄帶根據沿厚度方向的硅含量的分布有均勻硅型和梯度硅型兩類。隨著硅含量的提高，硅鋼強度和硬度明顯增加，其韌性和延展性急劇降低，造成材料的塑性和后序加工性能惡化，導致傳統的軋制技術很難用于制備硅含量大于4.5％Si以上的高硅鋼薄帶，制約了高硅電工鋼的發展和應用。俄羅斯學者通過研究提出一種三軋法：熱軋+溫軋+冷軋。在可以激烈調整原子有序化排列的溫度區間進行溫軋，總的壓下率大于75％的情況下，不僅可以破壞有序排列，還可以改善塑性，但用此工藝所需的后續附加處理工藝相當復雜。由于脆性問題沒有解決，高硅鋼軋制工藝未能取得實際應用。日本的單輥快速凝固法制備高硅鋼薄帶是將6.5％高硅鋼合金高溫液體在高速旋轉的激冷輥表面鋪展成液膜，在急冷狀態下實現快速凝固的工藝條件下形成薄帶，制備出厚度為40～80μm的高硅鋼極薄帶。這種方法生產的高硅鋼表面質量穩定性差，容易得到粗糙的自由面，上下兩表面質量差異較大，也容易出現裂紋，致使內部結構不均勻，產品的寬度只有10～240mm，不能滿足使用要求。梯度硅分布型硅鋼薄帶是指帶鋼表層為6.5％Si，中部Si含量低。而在中高頻工況條件下，由于磁通集中在鋼板表層，渦流也集中在表層，所以渦流損耗明顯降低，雖然磁滯損耗會比均勻6.5％Si鋼高，但總鐵損P_1/10k更低。而且由于平均Si＜6.5％，所以飽和磁感(B_s)比6.5％Si鋼更高(大于1.9T)，其伸長率也相對提高約10％以上，沖剪加工性好。因此目前急需開發一種實用的新型6.5％高硅梯度硅鋼生產工藝。

發明內容：

本發明的目的是解決現有高硅鋼制備工藝中存在的問題，提供一種可生產高硅梯度硅鋼薄帶的制備方法，通過多階段熱處理工藝制備表面硅含量最高達6.5％Si，內部呈梯度分布的高硅梯度硅鋼薄帶，以解決現有高硅鋼制備工藝中存在冷脆性嚴重的問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高硅梯度硅鋼薄帶，包括組分及質量百分含量為Si 4.5～6.5％，余量為Fe及不可避免雜質，厚度為0.1～0.35mm，寬度≤1000mm。

所述的高硅梯度硅鋼薄帶表層Si質量百分含量為5-6.5％，心部Si質量百分含量為4-6.5％，所述的表層為薄帶兩側表面各25um厚度范圍內，心部即為薄帶最中心位置，所述的高硅梯度硅鋼薄帶Si含量由表層向心部梯度遞減。

所述的高硅梯度硅鋼薄帶磁感應強度(B8)/T 1.25-1.56，鐵損P10/400 5.1-20W/kg，屈服強度470-720MPa，延展率2.5-10％。

所述的高硅梯度硅鋼薄帶的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，硅鋼薄帶表面處理：