[發明專利]一種高硅鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202110086102.X
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112899581B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 于海原;徐明舟;李振瑞
• 申請（專利權）人: 北京北冶功能材料有限公司
• 主分類號: C22C38/08
• 分類號: C22C38/08;C22C38/02;C21D8/02
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發明提供了一種高硅鋼及其制備方法，所述高硅鋼由如下質量分數的化學成分組成：Si：5.0?7.0％，Ni：0.001?0.05％，Ce：0.0001?0.0002％，其余為Fe和不可避免的雜質。本發明提供的高硅鋼的延伸率為15?22％，抗拉強度為739?824MPa，磁感應強度B₈為1.26?1.29T，鐵損P_2/10k＝68?80W/kg，矯頑力為10.6?13.4/m，最大磁導率為19000?25000，具有良好的磁性能和延伸性能，易加工且可大規模生產應用。

技術領域

本發明屬于高硅軟磁材料制備技術領域，尤其涉及一種高硅鋼及其制備方法。

背景技術

硅鋼也稱為Fe-Si合金，是電力和電子工業用以制造發電機、電動機、變壓器、互感器、繼電器以及其它電器儀表的重要磁性材料。硅鋼在磁性材料領域中產量和用量最大，是一類非常重要的金屬功能材料。從產生電能的發電機、傳輸電能的變壓器到利用電能的電動機等，其鐵芯材料都是硅鋼所制的硅鋼片，它起著貯存和轉換能量等極其重要的作用。

對于Fe-Si合金，隨著Si含量的增加，硬度增高，屈服強度和抗拉強度明顯增強；當Si含量達到4.5wt.％時，屈服強度和抗拉強度開始迅速下降；合金的延伸率隨著Si含量增高而明顯降低，Si含量大于4.5wt.％時，延伸率低于5％，當進一步提高Si含量至5wt.％時，合金延伸率近似為零。而現有技術中，應用廣泛的硅含量達到6.5％的高硅鋼具有優異的軟磁性能，其具有磁導率高、矯頑力小以及鐵損低等特點，因此是實現高效化和節能化的理想鐵芯材料，一直以來受到廣泛關注。但是，隨著Si含量增加，硅鋼的延伸率急劇惡化，但由于其較差的機械性能，難以加工成型，極大的限制了其工業化生產和大規模應用。目前針對上述問題，通過添加B、Cu、Al、Ce等單一元素來提升硅鋼的力學性能，但是這種方法在提高延伸率的同時，造成磁性能顯著惡化。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種硅鋼及其制備方法，其具有良好的磁性能和延伸性能，易加工且可大規模生產應用。

一方面，本發明提供了一種高硅鋼，所述高硅鋼由如下質量分數的化學成分組成：

Si：5.0-7.0％，Ni：0.001-0.05％，Ce：0.0001-0.0002％，其余為Fe和不可避免的雜質。

進一步地，所述Si的質量分數為6.2-6.7％，所述Ni的質量分數為0.04-0.05％。

進一步地，所述高硅鋼的厚度為0.1-0.3mm。

進一步地，所述高硅鋼的金相組織為鐵素體。

另一方面，本發明提供了上述的一種高硅鋼的制備方法，所述方法包括，

獲得鋼坯；所述鋼坯由如下質量分數的化學成分組成：Si：5.0-7.0％，Ni：0.001-0.05％，Ce：0.0001-0.0002％，其余為Fe和不可避免的雜質；

加熱所述鋼坯至1180-1200℃的溫度，保溫3-4h后進行鍛造，獲得中間坯；

將所述中間坯在950-1100℃的溫度下進行一次軋制，獲得厚帶鋼；

加熱所述厚帶鋼至160-400℃的溫度，并保溫8-12min后，進行二次軋制，獲得薄帶鋼；

對所述薄帶鋼進行熱處理，獲得高硅鋼；所述熱處理中，加熱溫度為1150-1250℃，保溫時間為40-60min，冷卻方式為隨爐空冷，所述隨爐空冷的結束溫度為500℃。

進一步地，所述中間坯的厚度為18-22mm。

進一步地，所述一次軋制為6-10道次軋制，所述一次軋制的總壓下率為80-90％，每道次的壓下率為6-15％，所述厚帶鋼的厚度為1.8-2.2mm。