[发明专利]电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法及硅钢带连续制备装置

权利要求书

1.一种电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：将纯硅颗粒或高硅含量的硅铁合金颗粒加入到电解液中，形成含硅颗粒均匀分散的复合镀电解液，采用纯铁薄带、低碳钢薄带或低硅硅钢薄带作为阴极镀件薄带，以电刷镀阳极板为阳极，通过电刷复合镀硅工艺在阴极镀件薄带上覆盖一层铁-硅铁颗粒复合镀层，形成芯部为钢带基体的复合镀层钢带，通过调节复合镀电解液中的颗粒硅含量、电刷镀电压以及阴极镀件薄带的传送速度，来控制铁-硅铁颗粒复合镀层中的硅含量和电沉积速度，再对复合镀层钢带进行均匀化扩散热处理，使铁-硅铁颗粒复合镀层中的含硅颗粒均匀扩散至芯部的钢带基体中，从而连续制备硅元素分布均匀且硅含量符合要求的高硅钢薄带。

2.根据权利要求1所述的电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 镀液颗粒的制备：采用纯硅颗粒或高硅含量的硅铁合金颗粒制备高硅浓度粉体，得到的高硅浓度粉体的粉体颗粒粒度为纳米级或0～30μm的微米级，且高硅浓度粉体的硅含量为7.0～100wt%；

b. 电解液的配制：向电解液中加入100-650g/L的 FeCl₂·4H₂O、 5-100g/L的NH₄Cl、0.05～5g/L的还原铁粉、1～50滴/L的湿润剂和0.1～5g/L分散剂，均匀混合配制电解液，然后加入0.1～10mol/L的H₂SO₄调节电解液的pH值为0.5～5，再以0.1～500g/L的加入量向电解液中加入在步骤a中制备的高硅浓度粉体，形成含硅颗粒均匀分散和Fe²⁺浓度均匀的复合镀电解液； 

c. 阴极的活化：采用未经绝缘处理的硅含量为纯铁薄带、低碳钢薄带或含硅量为0.1-4wt%的低硅硅钢薄带作为阴极镀件薄带，用盐酸酸洗后用酒精与丙酮除脂后真空烘干，然后再采用0.5mol/L的硫酸，并以阴极镀件薄带为阳极，以电刷镀阳极板为阴极，采用0.1-50V电压下活化5-60S，使低阴极镀件薄带的新鲜钢带基体裸露出来；

d．高硅镀层的制备：采用电刷复合镀硅工艺，采用在步骤c中活化后的阴极镀件薄带为阴极镀件，以电刷镀阳极板为阳极，用脱脂棉花套包裹电刷镀阳极板，将在步骤b中制备的复合镀电解液不断注入到脱脂棉花套中，使脱脂棉花套作为补充和更新复合镀电解液的载体，在0.1-50V的电压下进行电沉积，同时控制输送装置使阴极镀件薄带自动传送，使阴极镀件薄带与电刷镀阳极板之间进行相对运动，在电刷复合镀硅的过程中，在步骤b中配制的复合镀电解液中分散的含硅颗粒和Fe²⁺能在脱脂棉花套的密布细空隙中通过，并被阴极镀件薄带捕捉，在阴极镀件薄带上覆盖形成一层含7～40wt%Si的铁-硅铁颗粒复合镀层，即得到芯部为钢带基体且整体含硅量为4-7 wt %的高硅复合镀层钢带，通过调节在步骤b中配制的复合镀电解液中的颗粒硅含量、电刷镀电压以及阴极镀件薄带的传送速度，来控制铁-硅铁颗粒复合镀层中的硅含量和电沉积速度，并进而控制铁-硅铁颗粒复合镀层的厚度；

e. 均匀化扩散处理：将在步骤d中制备的高硅复合镀层钢带传输到热处理炉中，在非氧化气氛保护环境下行连续扩散热处理，热处理温度控制在1000～1350℃，热处理时间为1～20小时，使外部的铁-硅铁颗粒复合镀层中的含硅颗粒均匀扩散至芯部的钢带基体中，实现硅元素和铁元素的冶金结合，连续制备硅元素分布均匀且硅含量为4-7 wt %的高硅硅钢薄带。

3.根据权利要求2所述的电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：在步骤d中，制备得到含硅量为6.5wt %的高硅复合镀层钢带坯料，从而在步骤e中，最终制备硅含量为6.5wt%的取向硅钢薄带或无取向硅钢薄带。

4.根据权利要求2或3所述的电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：在步骤b中，控制复合镀电解液中的含硅颗粒浓度为0.5～500g/L。

5.根据权利要求2或3所述的电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法，其特征在于：在步骤d中，控制复合镀电解液的镀液温度为10～90℃，并使阴极镀件薄带的传送速度为0.001～5000mm/min，进而使通过电刷复合镀硅工艺在阴极镀件薄带上制备铁-硅铁颗粒复合镀层的厚度为2～200μm。