[发明专利]一种高磁感无取向硅钢的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及无取向硅钢的制造方法，特别涉及一种高磁感无取向硅钢的制造方法。

背景技术

无取向硅钢是一种重要的磁性材料，广泛应用于各种电机、压缩机等领域。一般情况下，其硅含量小于6.5％，铝含量低于3％，C％低于0.1％，同时含有较少的杂质元素。再实施热轧、常化和冷轧工序，并进行最终退火和涂覆绝缘层。

对于无取向硅钢来说，性能指标主要包括材料铁损、磁感和磁各向异性等。无取向硅钢磁性能受材料成分、厚度、热处理工艺等多种因素的影响。

为了获得超高磁感无取向硅钢，通常采用较低的硅含量，降低材料电阻率，同时，采用高的热轧板常化温度，常化温度甚至高达1000℃。但由于硅、铝含量较低，无取向硅钢常化板再结晶组织较为细小。细小的常化组织使得最终退火板中{0kl}面织构强度低，相应的磁感较低。

同时，退火工艺同样是影响材料磁感的关键因素。通常采用适当的均热温度和保温时间来获得晶粒大小适当的退火板。如果均热温度高，保温时间长，退火板晶粒粗大，材料中的{111}面织构会增强，造成磁感降低；但如果晶粒直径偏小，则材料的磁滞损耗偏大，增大了最终使用时的电机损耗。

与慢速加热相比，采用快速加热退火时，成品板中存在很强的高斯织构。另一方面，慢速加热退火成品板中主要织构组分是{111}<112>，而{110}<114>、{001}<120>和{111}<110>组分很弱。(文献：Jong-Tae PARK，Jerzy A.SZPUNAR Sang-Yun CHA Effect of Heating Rateon the Development of Annealing Texture in Nonoriented Electrical SteelsISIJ International，Vol.43(2003)，No.10，pp.1611-1614)。因此，采用快速加热的退火方式，可以抑制回复过程，同时获得{110}和{100}面织构核心，有效提高材料磁感。

发明内容

本发明的目的是提供一种高磁感无取向硅钢的制造方法，在保证铁损的前提下，利用热轧板轻压下措施及冷轧板快速加热退火来生产高磁感无取向电工钢。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高磁感无取向硅钢的制造方法，其包括如下步骤：

1)冶炼、浇铸

无取向硅钢化学成分重量百分比：Si：0.1～1％，Al：0.005～1％，C≤0.004％，Mn：0.10～1.50％，P≤0.2％，S≤0.005％，N≤0.002％，Nb+V+Ti≤0.006％；其余为铁和不可避免的杂质；转炉或电炉炼钢，钢水经二次精炼处理，浇铸成铸坯；

2)热轧

铸坯加热温度1150℃～1200℃，均热保温后进行热轧，热轧终轧温度830～900℃，在≥570℃温度条件下进行卷取；

3)平整，对热轧板进行压下量为2～5％的冷轧；

4)常化，对冷轧后的热轧板进行一次连续退火常化处理，常化温度不低于950℃，保温时间30～180s；

5)酸洗，冷轧

将常化板进行酸洗，之后进行多道次累计压下量为70～80％的冷轧，轧制成目标厚度的冷轧板

6)退火，对冷轧后的冷轧板进行快速加热退火，升温速率≥100℃/s，升温到800～1000℃保温，保温时间5～60s，然后以3～15℃/s冷却速度缓慢冷却至600～750℃；

进一步，退火气氛为(体积比30％～70％)H₂+(体积比70％～30％)N₂，露点≤-25℃。

影响无取向硅钢磁感应强度B₂₅和B₅₀的主要因素是化学成分和晶体织构。硅、铝或锰量提高，材料电阻率提高，B₂₅和B₅₀降低。理想的晶体织构为(100)[uvw]面织构，因为它是各向同性且难磁化方向[111]不在轧面上。实际上不能得到这种单一的面织构。一般存在有(100)[011]，(111)[112]，(110)[001]，(112)[011]等织构组分，其中(100)组分织构只约占20％，基本属于无取向混乱织构，也就是磁各向同性。因此，调整成分和改善制造工艺使(100)组分加强和(111)组分减弱是提高磁感应强度B₂₅和B₅₀的重要途径。