[发明专利]一种取向高硅钢薄带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高硅钢薄带技术领域。具体涉及一种取向高硅钢薄带及其制备方法。

技术背景

高硅钢一般特指Si含量为6.5wt%的铁硅合金。高硅钢由于具有电阻率高、磁致伸缩系数低、高频下铁损低等优异的磁性能，特别适用于制作高速高频电机、变压器、电抗器和屏蔽部件等，有利于实现设备的小型化、高速化、低能耗和低噪音。但是，根据Fe-Si相图可知，当Si含量超过4.5wt%时，会出现B2和D0₃两种有序结构，使得合金的塑性急剧下降，难以轧制成形，使得高硅钢难以采用轧制法进行工业化生产。

目前，国际上仅日本的JFE公司利用化学气相沉积法（CVD）工业化生产高硅钢，其高硅钢产品有梯度高硅钢（JNHF-Core）和全厚度高硅钢（JNEX-Core）两种，这两种高硅钢均为无取向。由于CVD方法工艺复杂、设备腐蚀和环境污染严重，而轧制法制备的薄板具有成分均匀和表面质量好等优点，具有很高的工业应用价值，故轧制法引起本了领域技术人员的关注。

近年来，有关轧制法制备高硅钢主要为无取向高硅钢，但对取向高硅钢制备鲜有报道。这是因为取向硅钢制备工艺复杂，合金成分控制严格，抑制剂粒子的尺寸、分布、数量的准确控制，特别是织构控制达到了极致水平。而提高硅含量会延缓或阻碍二次再结晶的发展，初次晶粒长大需要更强的抑制剂来抑制，这无疑增加了取向高硅钢的制备难度，因此不能完全套用传统取向硅钢的生产工艺，需要在原工艺的基础上加以改进。

“一种轧制制备取向高硅钢板的方法”（CN104120233A），通过添加C元素，同时添加多种抑制剂元素，采用冶炼、热轧、常化处理、一次轧制、脱碳退火和中间退火，获得取向高硅钢板。该方法通过添加多种抑制剂制备处理取向高硅钢，但是由于所添加抑制剂种类繁多，其制备工艺较复杂。该方法由于添加的C含量较高，所以必须经过脱碳退火处理。业内均知，高硅钢中C含量过高极易偏聚形成Fe₃C而对高硅钢塑性极其不利，同时，由于该方法的成分复杂，对冶炼等工艺要求都将极为苛刻，因此，使得原本脆性问题严重的高硅钢的制备更加困难。

“一种取向高硅钢的制备方法”（CN104372238A），通过薄带连铸、热轧、温轧、冷轧、再结晶退火和净化退火得到高磁感的取向高硅钢。该方法添加了Mn、Al、V、Nb、S、N等多种合金元素，并且C含量控制在0.001~0.003%。该方法C含量不高，因此省去了高温退火前的脱碳流程，虽然简化了初次再结晶工艺难度，但C元素会在一定程度上恶化高硅钢的磁性能，尤其是恶化铁损。因此，获得的取向高硅钢的铁损值偏高，尤其是中高频铁损P_1.0/400在6.75~9.5W/kg。

“一种利用轧制制备取向高硅钢薄板的方法”（CN104911322A），通过热轧、常化、温轧、冷轧、脱碳退火、渗氮处理、二次再结晶退火得到取向高硅钢薄板，该方法在热轧、常化、温轧过程均采取了油淬。该方法添加少量Mn、Al、N、S及C元素，成分相对较简单，但由于合金元素较少，抑制剂抑制能力不足，因此在脱碳退火结束后，必须经过渗氮处理才能得到取向高硅钢薄板。该方法虽成分较简单，但工艺相对较复杂，且其得到的取向高硅钢B₈=1.55~1.61T，铁损则主要体现在低频段，而未给出高频段铁损值。而高硅钢与普通硅钢相比，其优势就在于低铁损，尤其是高频低铁损，因此未体现出高硅钢与普通硅钢的性能优势。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种工艺简单和流程短的高硅钢薄带的制备方法，用该方法制备的高硅钢薄带铁损低和磁感高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述取向高硅钢薄带的化学成分是：Si为5.5~6.8wt%；Cu为0.3~0.6wt%；Al为0.1~0.3wt%；S为0.01~0.015wt%；N为0.005~0.01wt%；其余为Fe和不可避免的杂质。

所述取向高硅钢薄带的制备方法是：按所述取向高硅钢薄带的化学成分冶炼，在1300~1650℃条件下浇铸成板坯，将所述板坯在1000~1200℃条件下热轧成厚度为0.8~1.5mm的热轧板。将所述热轧板进行常化处理，常化处理后的热轧板在150~450℃条件下温轧至0.3~0.6mm，即得温轧板；将所述温轧板在室温条件下冷轧至0.1~0.3mm，即得高硅钢薄带。将所述高硅钢薄带在700~1200℃条件下保温1~16h，随炉冷却，即得取向高硅钢薄带。