[发明专利]脉冲电流回复退火制备取向硅钢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲电流回复退火制备取向硅钢的方法，属硅钢技术领域。

背景技术

硅钢是电力、电子工业中不可缺少的重要软磁合金，也是一种重要的节能金属功能材料。其中主要应用于变压器行业的取向硅钢被称作是全球钢铁业的“塔尖产品”，更有“特钢艺术品”的美称。硅钢以铁芯损耗(铁损)和磁感应强度(磁感)作为产品磁性保证值，如何更好地改善取向硅钢的磁性能(包括铁损与磁感)，使其具有更高的磁导率、更低的磁致伸缩和铁芯损耗已成为当前世界的热门课题之一。而取向硅钢的生产工艺复杂、制造技术严格，国外的生产技术都以专利的形式严加保护，视为企业的生命。硅钢的制造技术和产品质量更已成为衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。

取向硅钢的生产流程一般为：铁水脱锰-冶炼-真空处理-连铸-热轧-常化和酸洗-冷轧-脱碳退火(-回复退火)-涂氧化镁-高温退火-平整拉伸退火和涂绝缘层。众所周知，取向硅钢的磁性能与二次再结晶织构密切相关，而回复退火工艺对紧随其后的二次再结晶过程有着直接而重要的影响，将会形成有利于形成高斯织构的组织和织构。目前，国内外提高取向硅钢磁性能的主要途径是对冶炼和轧制过程进行技术改进，从而改善取向硅钢的二次再结晶织构。但近年来，通过优化取向硅钢的退火过程，进而改善二次再结晶组织及织构的研究正越来越受到重视。因为与凝固及轧制过程比较而言，退火过程更易进行控制和在工业生产中进行推广并应用。

目前，比较常用的方法是通过磁场退火来影响其组织织构，以达到最终提高其性能的目的。现有研究结果已表明该方法可以在一定程度上影响取向硅钢的再结晶组织织构，如沙玉辉等在《东北大学学报(自然科学版)》(2004，25(7)：665-667)上发表的论文“磁场作用下取向硅钢薄带的再结晶织构”中，沿取向硅钢薄带轧向施加磁场进行退火处理发现，磁场退火能显著增加对称轧制薄带的再结晶Goss织构组分，减少非对称轧制薄带的Goss织构组分；Masahashi N等在《J Mater Res》(1998，13(2)：457-461)上发表的论文“Development ofpreferred orientation in annealing of Fe-3.25％ Si in hign magnetic field”的研究中发现，磁场退火可以强化冷轧Fe-3.25％Si中<001>晶向沿外磁场方向的分布，但对平均晶粒尺寸没有明显影响等等。但是磁场退火的方法有一定的局限性，该方法受磁场均恒区的制约，不能处理大型试样，这直接导致了它难以实现工业化。

近20年来，脉冲电流作为一种新型的改善金属材料组织性能的方法，其应用领域越来越广泛，涉及到凝固过程、纳米晶化、材料仿生等等。Conrad H等对脉冲电流作用下铜的再结晶行为进行了一系列的研究，结果表明，在金属退火过程中加入脉冲电流，不但可以降低再结晶的起始温度、加速其回复与再结晶，而且明显细化再结晶晶粒。周亦胄等在《材料研究学报》(2002，16(4)：375-378)上发表的论文“脉冲电流对冷加工黄铜的组织及性能的影响”中在冷加工黄铜的退火过程中应用脉冲电流进行处理，也得到了比常规退火处理更均匀的再结晶晶粒。但目前该类研究多集中在对纯金属的研究，对钢，特别是对取向硅钢的退火过程应用脉冲电流退火的研究至今国内外尚未见有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磁场退火等优化退火方式的不足和局限性，提供一种脉冲电流回复退火制备高性能取向硅钢的方法。该方法通过将脉冲电源的正负极同取向硅钢冷轧样品的两端进行连接，以通电实现脉冲处理。利用脉冲电流的热效应使试样在很短时间内达到并稳定在所需的回复退火温度上而完成取向硅钢的回复退火。同时利用脉冲电流的Lorentz力效应、趋肤效应等一系列效应来改善取向硅钢的回复退火组织织构。该方法具有简单易行、易于工业化的特点。

本发明通过以下技术方案实现：