[发明专利]一种高磁感无取向高硅钢薄板的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种高磁感无取向高硅钢薄板的制备方法。

背景技术

硅含量为3.0％～7.0％(重量百分含量)的无取向高硅钢具有高磁导率、高电阻率、低磁致伸缩系数等特性，尤其在高频下具有超低铁损和低噪音等优异的软磁性能，主要用于高速高频电机、高频变压器、高频扼流线圈和磁屏蔽等电力电子器件中，有利于促进电力电子产品的低能耗、低噪音、小型化和高效化。

受固溶强化和有序强化作用，无取向高硅钢冷加工性很差，长期以来无取向高硅钢的研究主要集中在解决成形问题上。研究人员相继开发了沉积扩散法(中国专利号CN103060746A、CN103320737A、CN103320842A)、快速凝固法、粉末冶金法、轧制法(中国专利CN201110020170.2、CN201110020176.X、CN201210309525.1)等多种方法制造无取向高硅钢。

轧制法始终是最适合大工业生产的金属板带制造方法。近年来，随着国际和国内细化热轧组织以及大幅降低有序度等轧制方法的开发，无取向高硅钢塑性得到明显提升，轧制成形问题逐渐得以解决，高硅钢的研究重点转变到磁性能的改善方面。由于Fe-Si晶体具有磁晶各向异性，无取向高硅钢的磁性能对再结晶织构十分敏感。无取向高硅钢经过热轧、冷轧和退火工序容易形成强{111}再结晶织构。由于{111}再结晶织构是无取向高硅钢中最不利的织构组分，所以消除{111}再结晶织构可提升无取向高硅钢的磁感和磁导率，降低铁损。此外，{100}再结晶织构是无取向高硅钢理想的织构组分，所以如果在消除{111}再结晶织构的基础上形成{100}再结晶织构，可进一步提升无取向高硅钢的磁性能。

织构具有显著的遗传效应，通常认为再结晶织构起源于热轧。在3.0％Si硅钢中，如果热轧板由具有<100>//ND(ND为轧面法向)取向的柱状晶构成，冷轧和退火后的{100}再结晶织构得以显著增强。此外，冷轧是与最终退火最相近的工序，冷轧的组织和织构特征与退火后的再结晶织构特征密切相关。

所以通过探索合适的热轧工艺参数改善热轧织构，并辅助以适当的冷轧工艺，使热轧织构能最大限度的遗传到最终退火态，是无取向高硅钢织构控制与优化的主要途径。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高磁感无取向高硅钢薄板的制备方法，在不改变制造流程，不增加额外设备和工序的前提下，通过精细化控制热轧和冷轧过程中的工艺参数，实现无取向高硅钢成品薄板中的再结晶织构优化，最终达到提高磁性能的目的。

本发明高磁感无取向高硅钢薄板的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，熔炼铸造：按设定成分熔炼，并在1400～1600℃浇铸成板坯，设定成分按重量百分比为，Si：3.0～7.0％，Mn：0.01～0.50％，Als：≤0.20％，C：≤0.01％，N：≤0.01％，S：≤0.02％，P：≤0.10％，余量为Fe和不可避免的杂质。

步骤2，板坯经均热处理后热轧：将板坯加热至1020～1200℃，保温时间为5～600min；然后进行热轧，开轧温度为1000～1150℃，终轧温度为900～1050℃，总压下率为85～99％，获得热轧板；

步骤3，常化：将热轧板放入加热炉，进行常化退火，退火温度800～1200℃，退火时间0.5～600min，得到常化板。

步骤4，酸洗和冷轧：将常化板酸洗后，在0～400℃进行冷轧，冷轧过程采用如下方法的一种：

(1)一次冷轧法：冷轧压下率为65～95％，获得冷轧薄板；

(2)二次冷轧法：一次冷轧压下率为30～95％，然后进行中间退火，退火温度为700～1200℃，退火时间为0.5～600min；进行二次冷轧，二次冷轧压下率为65～95％，获得冷轧薄板；

(3)三次冷轧法：一次冷轧压下率为30～90％，进行中间退火，退火温度为700～1200℃，退火时间为0.5～600min；进行二次冷轧，二次冷轧压下率为30～90％，进行中间退火，退火温度为700～1200℃，退火时间为0.5～600min；进行三次冷轧，三次冷轧压下率为65～95％，获得冷轧薄板；

步骤5，成品退火：非氧化气氛保护下，在750～1200℃保温0.5～600min，，获得无取向高硅钢薄板成品。

其中，步骤5中的非氧化气氛为惰性气体和/或还原气体；其中，惰性气体为氩气和/或氮气，还原气体为氢气，当非氧化气氛为混合气体时，混合气体的体积比例为任意比。