[发明专利]一种基于累积叠轧焊制备高强度无取向硅钢的方法

说明书

一种基于累积叠轧焊制备高强度无取向硅钢的方法，按以下步骤进行：(1)冶炼钢水后浇注制成连铸坯，成分按质量百分比含C 0.005～0.01％，Si 1.0～3.2％，Al 0.05～0.3％，Mn 0.2～0.8％，Sn 0.05～0.15％，S≤0.005％，余量为Fe；(2)酸洗后进行温轧或冷轧，制成不同厚度薄板；(3)各薄板在还原气氛条件下退火；(4)将面积相同厚度不同的多个退火薄板按梯度叠放，相邻两个退火薄板焊接固定；(5)进行温轧制成梯度叠轧板；(6)在还原气氛条件下再结晶退火。本发明的方法在保证磁感强度的同时，有效降低高频下铁芯损耗，另外晶粒尺寸的梯度设计使其具有优异的强度和韧性，因此兼具磁性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及冶金材料技术领域，特别涉及一种基于累积叠轧焊制备高强度无取向硅钢的方法。

背景技术

近年来，新能源汽车凭借其简单、环保、节约等优点而被大规模发展，是未来汽车的主流发展趋势；驱动电机是新能源汽车三大核心部件之一，无取向硅钢片作为驱动电机的关键材料，其性能直接影响驱动电机的驱动特性和服役表现；开发适用于新能源汽车的高强度、低损耗无取向硅钢受到研究人员的广泛关注。

无取向硅钢是含碳量极低的硅铁软磁合金，被应用于驱动电机铁芯材料，是产量最大的金属功能材料；对于无取向硅钢最重要的性能是低铁损和高磁感应强度，所以无取向硅钢的研究重点主要是获得优异的磁性能；近年来，随着电机运转速率的提高，对无取向硅钢的力学性能提出了更高要求，即要求其具有高磁感应强度、较低的高频铁损，同时具有优异的强韧性，这是新能源汽车驱动电机用无取向硅钢研究的重点问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于累积叠轧焊制备高强度无取向硅钢的方法，通过将连铸坯经轧制后退火，再将冷轧板叠放后成梯度结构焊接固定，然后进行温轧，制成兼具良好磁性能和强韧性的无取向硅钢。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、按设定成分冶炼钢水，然后制成铸坯，厚度1.5～3.0mm，其成分按质量百分比含C 0.005～0.01％，Si 1.0～3.2％，Al 0.05～0.3％，Mn 0.2～0.8％，Sn 0.05～0.15％，S≤0.005％，余量为Fe；其中制成铸坯是选用连铸方式，将钢水浇注到双辊薄带连铸机中，浇注温度为1510～1580℃；

2、将铸坯进行酸洗去除表面氧化皮，然后进行多道次温轧或冷轧，分别制成厚度为0.3～1.1mm的薄板；其中温轧时的开轧温度为380～550℃；

3、将各薄板在还原气氛条件下升温至950～1050℃，退火3～7min，制成退火薄板；

4、将侧面积相同且厚度不同的多个退火薄板叠放在一起，各退火薄板的厚度分布按从顶面和底面向中间逐渐增高；将相邻两个退火薄板的一端焊接固定，制成多层板坯；

5、将多层板坯进行多道次温轧，开轧温度480～520℃，其中第一道次的变形率为45～68％，总变形率为80～90％，制成梯度叠轧板；

6、将梯度叠轧板在还原气氛条件下升温至950～1050℃，再结晶退火1～10min，制成高强度无取向硅钢。

上述的步骤3和6中的还原气氛为氮气和氢气混合气氛，其中氢气的体积百分比为25％。

上述的高强度无取向硅钢的磁感应强度B₅₀为1.61～1.74T，铁损P_10/400为18.53～28.61W/kg，抗拉强度R_m为690～870MPa。

上述的多层板坯的层数为单数，优选3层、5层或7层；其中位于中部的退火薄板为中间层，位于顶部的退火薄板为顶层，位于底部的退火薄板为底层，厚度最大的中间层与顶层和底层的厚度比大于3。

上述的多层板坯中，与厚度最大的中间层距离相等的两个退火薄板的厚度相同。