[发明专利]制造晶粒定向电工钢板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产晶粒定向电工钢板的方法，所述电工钢板用作电工设备的铁芯材料，所述电工设备包括各种变压器和大型旋转机械例如发电机；更具体而言，本发明涉及生产晶粒定向电工钢板的方法，所述电工钢板具有优异的磁特性、低的铁损耗、高磁通密度或上述属性中的至少一种，所述方法包括：再热用于制备晶粒定向电工钢板的板坯，对再热的板坯进行热轧以产生热轧板，任选地对所述热轧板进行退火，对所得的钢板进行冷轧，对所述冷轧板进行同时脱碳和氮化退火，然后再将退火的钢板进行二次重结晶退火；其中向板坯中加入极少量的N和S，从而使得在板坯再热的过程中AlN和MnS能够产生并完全溶解于溶液中。

背景技术

晶粒定向电工钢板是软磁性材料，由具有被称为高斯织构(Gosstexture)的晶粒组成，所述织构用Miller指数表示为{110}<001>，其中晶粒的{110}晶面平行于轧制平面，晶粒的<001>晶体方向平行于轧制方向。因此，这些钢板在轧制方向上具有优异的磁特性。可以通过多种生产工艺的组合获得这种{110}<001>织构，通常重要的是要非常严格地控制化学组成、板坯的再热过程、热轧过程、热带退火、初次重结晶退火、最终退火等。

这类晶粒定向电工钢板由于二次重结晶织构而具有优异的磁特性，所述二次重结晶织构是通过抑制初次重结晶晶粒的生长并在具有各种取向的晶粒中使得具有{110}<001>取向的晶粒选择性生长而获得的，因此，能够抑制初次重结晶晶粒的正常生长的抑制剂(下文中简称为“抑制剂”)就特别重要。此外，在生产晶粒定向电工钢板的技术中十分重要的是：在最终退火过程中，使得具有稳定的{110}<001>织构的晶粒相对于各种晶粒优先生长(在下文中称为“二次重结晶”)。

具体而言，使用人工形成的精细沉淀物或偏析元素作为抑制剂，并且，为了在最终退火过程中直到二次重结晶发生之前抑制所有初次重结晶晶粒的生长，这类沉淀物应该以足够的量和合适的大小分布，并且应该是热稳定的，以使得它们在二次重结晶即将发生前的高温条件下也不容易溶解。

在最终退火过程中，二次重结晶过程开始发生，这是由于上述抑制剂失去了抑制初次重结晶晶粒生长的功能，从而使得初次重结晶晶粒随着温度的升高而生长或被溶解。此时，二次重结晶在相对短的时间内发生。

能够满足上述条件而在目前的工业生产中广泛应用的抑制剂包括MnS、AlN、MnSe等。其中，日本专利申请公布No.Sho 30-3651公开了一种仅使用MnS作为抑制剂生产电工钢板的典型的现有技术，其相关生产方法包括通过具有中间退火过程的两步冷轧获得稳定的二次重结晶织构。然而，仅使用MnS作为抑制剂的方法具有的问题在于不能获得高磁通密度，并且由于进行两次冷轧，生产成本也较高。在晶粒定向电工钢板中需要高磁通密度，因为使用具有高磁通密度的产品作为铁芯材料的电子设备的尺寸可以相应小一些。因此，人们一直在努力提高产品的磁通密度。另外，日本专利申请公布Sho 40-15644公开了一种使用MnS和AlN二者作为抑制剂的生产晶粒定向电工钢板的方法的实例。在该方法中，通过一步冷轧法以大于80％的高压下率获得了具有高磁通密度的产品。