[發明專利]一種高磁感高強度含鈰含銅無取向硅鋼及制造方法

有效

• 申請號: 202210093017.0
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114411064B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李娜;丁西安;王永強;劉文龍;胡朝軍;鄭成思
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/16;C21D8/12;C21D1/26;C21D1/74
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 任晨晨

本發明提供了一種高磁感高強度含鈰無取向硅鋼及制造方法，成分為：C：0.001％?0.003％，Si：2.00％?3.50％，Al：0.70％?0.90％，Mn：0.20％?0.45％，Cu：1.00％?2.25％，Ce：0.005％?0.010％，O≤0.005％，P+S≤0.007％，N≤0.005％，其余為Fe及不可避免的雜質。與現有技術相比，本發明通過銅、鈰等合金化并配合適當的軋制、熱處理工藝，充分發揮銅的析出強化以及鈰的變質夾雜、調控晶粒尺寸、改善織構的作用，開發具有優良磁性能的高強度無取向電工鋼，在保證磁性能的前提下提高無取向硅鋼的強度。

技術領域

本發明屬于硅鋼制造技術領域，具體涉及一種高磁感高強度含鈰含銅無取向硅鋼及制造方法，制造的無取向硅鋼用于新能源汽車驅動電機。

背景技術

節能、環保的綠色發展已成為是當今社會發展的理念之一。在此背景下，新能源汽車成為汽車未來發展的必然趨勢，其主要包括混合動力汽車和純電動汽車。它們的核心部件之一是驅動電機系統。

無取向硅鋼片作為驅動電機的關鍵材料，其性能影響著驅動電機的驅動特性(電、動能轉換效率、加減速特征等)和服役表現(噪音、壽命等)。基于新能源汽車輕量化原則及驅動電機系統工況的復雜性，要求汽車用驅動電機兼具高功率密度、大轉矩、寬工作速域、小體積、高效率等特點。永磁同步電機是新能源汽車驅動電機理想的選擇，而其功率(轉矩)、效率和壽命都與所用的無取向硅鋼片的磁性能、力學性能有很大關系。磁性能決定了電機的轉矩和效率，硅鋼片的鐵損越低電機效率越高、磁感越大電機轉矩增大；力學性能決定了定子和轉子的加工精度、服役承載強度和最大轉速及電機壽命。開發高強度高效率無取向硅鋼對新能源汽車產業發展、環境保護及節能降耗具有重要意義。

根據服役條件可知，新能源汽車驅動電機用硅鋼鋼片需要同時具有良好磁性能及高強度，具體包括：1、高磁感，以保證良好的駕駛體驗；2、中低磁場下的高磁感和高頻下的低鐵損，以提高能源轉換效率；3、足夠高的強度，以抵抗電機轉子高速運轉時的離心力；4、良好的沖片性：可以縮小轉子和定子之間的間隙從而有效提高磁通密度；5、高的疲勞壽命，以保證在汽車使用周期內處于服役期的高速旋轉的硅鋼片不能發生疲勞破壞。

目前國內有關高強度無取向硅鋼的研發工作報道較少，只有寶武集團、鞍鋼、東北大學、北京科技大學、鋼鐵研究總院等幾家單位有公開資料可查。寶武集團寶鋼股份2012年5月16日公開了一種較高磁感的高強度無取向硅鋼及其制造方法(CN102453838A)，主要利用Cr、Ni的固溶強化提高強度、通過控制對鐵損有害的C、N、S等元素降低鐵損、通過適當常化工藝提高磁感。東北大學報道了利用雙輥薄帶連鑄技術生產高強度無取向硅鋼的兩種方法(2017年2月22日公開CN106435358A、2017年1月4日公開的CN106282781A)，其強化原理分別是通過Nb及Cu的析出強化來實現。北京科技大學公開了驅動電機用高強無取向硅鋼的兩種方法，一種是2017年9月5日公開的CN107130169A一種高強度含銅冷軋無取向硅鋼及制造方法，是通過添加Cu和Ni來實現高強度，采用二次冷軋工藝促進有利織構組分增加，減少不利織構生成來改善磁感；二是2018年3月2日公開的CN107746941A一種驅動電機用高強度冷軋無取向硅鋼及制造方法，通過添加Nb和Cr提高強度，采用二次冷軋增大有利織構組分，減少不利織構生產改善磁感。鋼鐵研究總院在實驗室通過模擬薄板坯連鑄連軋技術試制高強度無取向硅鋼。鞍鋼2014年6月25日公開的CN103882288A一種高強度專用冷軋無取向硅鋼及其生產方法，主要是通過固溶強化提高強度。