[發明專利]一種低鐵損高磁感無取向硅鋼薄帶及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211693432.6
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116240350A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 杜一舟;李龍;耿明山;王永濤;林洋
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12;C22C33/04;C22C38/02;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/28;B22D11/00;B22D11/06;B21C37/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;韓蕾

本發明提供了一種低鐵損高磁感無取向硅鋼薄帶及其制備方法與應用。該制備方法通過調整化學成分、采用垂直雙輥鑄軋等工藝，可將鋼液直接形成1.5?3mm厚的薄帶，并直接進行熱軋；該制備方法工藝簡單、能耗低，且所制得的無取向硅鋼薄帶具有優良的磁性能與力學性能。

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料制備技術領域，具體涉及一種高硅無取向電工鋼的生產方法，以及采用所述生產方法制備而成的無取向電工鋼。

背景技術

垂直雙輥薄帶鑄軋技術是一種可直接鑄軋薄帶鋼材的生產工藝，其采用兩個逆向旋轉的銅輥，用以凝固并形成連續的鋼帶向下連續傳送。與傳統熱軋工藝相比，此技術具有生產工序簡單、產線短、近終形、能耗小、產品成本低等優點。另外，由于垂直雙輥薄帶鑄軋技術遠高于傳統工藝的高凝固冷速度，其所達到的亞快速凝固狀態不僅能夠幫助減少元素偏析造成的不良影響，在高硅元素條件下還能有效的規避B₂與DO₃低塑性形變Fe-Si結構的產生，從而減輕其后軋制的難度。

無取向電工鋼作為一種重要的軟磁材料，其常被應用于電機定(轉)子等需要在旋轉磁場中工作的電子設備關鍵部件。作為評價無取向電工鋼的關鍵性能參數之一，鐵損與磁感應強度常常被著重關注。當作為電機定(轉)子使用時，無取向電工鋼材料的磁感應強度與電機的扭矩有關，而材料的鐵損、熱導率、疲勞強度等則與電機的最高轉速有關。鐵損一般被認為由渦流損耗、磁滯損耗、反常損耗構成。在日常的生產生活中，通常將鐵芯分割為低厚度薄片并憑借涂層互相電氣隔離，以降低渦流損耗。這使得減薄成為了一種降低厚度的有效手段。

薄帶鑄軋工藝可直接生產近終形薄帶產品，且新能源汽車電機定(轉)子用無取向電工鋼本身需求低厚度產品，恰好契合薄帶鑄軋的生產工藝。因此，若能將二者結合，使用薄帶鑄軋工藝生產新能源汽車電機定(轉)子用無取向電工鋼，將能為推動綠色發展起到應有的貢獻。

CN114606435A公開了一種傳統的無取向電工鋼薄帶制備工藝，其包含：冶煉-爐外精煉-厚板坯連鑄-板坯再加熱-熱連軋-常化-冷軋-退火-涂絕緣層-剪切、包裝。此流程先將鋼液鑄軋成35-40mm厚的鑄錠，其后又將鑄錠重復加熱至1150℃保溫2h，然后繼續對鑄錠進行七道次軋制獲得1.5-2.0mm厚的熱扎板。其后對熱軋板在900℃-950℃條件下常化，經二次冷軋至0.2～0.4mm厚并退火。但是，該技術中鋼液鑄軋后的初始厚度為35-40mm，因此需要重復加熱至1150℃保溫2h，并耗費能源對厚板進行七道次軋制獲得1.5-2.0mm厚的熱扎板，使得生產工藝復雜，生產流程長，成本高，并且生產速度慢；另外，從35-40mm厚的鑄坯到1.5-2.0厚的熱軋板其中所需形變量過大，破壞了原始柱狀晶的{001}uvw織構，導致織構嚴重惡化，晶粒相比較小，磁感低，鐵損高。

此外，CN114606445A公開了一種無取向硅鋼的生產方法、無取向硅鋼及其應用；CN108330397A公開了一種低鐵損高磁感無取向硅鋼極薄帶的制備方法；CN108085603A公開了一種基于薄帶連鑄的高牌號無取向硅鋼制備方法；CN108504932A公開了一種基于薄帶連鑄制備無取向硅鋼極薄帶的方法，以上公開的技術仍存在以下問題：

(1)成分中的鋁元素含量在使用氮氣做冷卻氣時易造成出水口堵塞，在有限降低鋁元素成分以避免出水口堵塞問題時，也難以避免小尺寸AlN析出物顆粒在其后退火中對晶粒生長產生的不良影響；

(2)成分中的低錳元素含量、冷軋后極薄的產品尺寸都使得材料的屈服強度存在挑戰。由于電機在高速轉動時產生較大的離心力，轉子鐵芯磁橋等較為薄弱處易發生斷裂，電機高速轉動時的安全性難以保證；

(3)在(1)中所提AlN夾雜物、最終退火工藝的共同影響下，產品的鐵損并未降低到此厚度下產品應有的數值。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種低鐵損高磁感無取向硅鋼薄帶及其制備方法與應用，該制備方法工藝簡單、能耗低，且所制得的無取向硅鋼薄帶具有優良的磁性能與力學性能。