[发明专利]一种晶粒取向纯铁的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种晶粒取向纯铁的热处理工艺，涉及取向纯铁生产技术领域。本发明先将纯铁板坯进行脱碳退火，其中脱碳退火温度为775～825℃，退火时间为2～5min；将脱碳退火处理后的纯铁板坯进行二次退火，其中二次退火包括升温段、净化段和降温段；升温段的平均升温速率为85～131℃/h；净化段的净化温度为升温段的最终到达温度，净化时间为8～12h，降温段的平均降温速率为166～305℃/h。本发明使得纯铁中达到合适的碳含量，避免纯铁中多余的碳导致电磁性能的恶化；并且通过二次退火二次再结晶形成单一的高斯织构{110}<001>，进而有利于最终晶粒取向纯铁产品电磁性能的提高。

技术领域

本发明涉及取向纯铁生产技术领域，更具体地说，涉及一种晶粒取向纯铁的热处理工艺。

背景技术

软磁材料可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化，也易于退磁，广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等；目前软磁材料有纯铁和低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金等材料。而随着市场上电子器件日益向小型化、高性能、高速化方向发展，因此对高频电感元件提出新的要求，并进一步要求改进和提高作为电感元件的磁芯的性能，这对软磁材料及磁芯元件的要求就更高。良好的软磁材料应满足下述基本要求：(1)为了提高功能效率，初始磁导率和最大磁导率要高；(2)为了省资源，便于轻薄短小，迅速响应外磁场极性的反转，剩余磁通密度要低，饱和磁感应强度要高；(3)损低，提高功能效率；(4)矫顽力小，提高高频磁性能；(5)电阻率高，提高高频性能，减少涡流损失；(6)磁致伸缩系数低，降低噪声；(7)作为基本特性的磁各向异性系数K要低，在各个结晶方向都容易磁化。

而其中纯铁由于其使用成本低以及较高的饱和磁感的优势已经在市场上得到广泛的应用，但是其由于矫顽力较大以及磁导率的不足，也导致其使用范围受限。而通过研究发现，晶粒取向纯铁具有较好的具有高磁导率、低矫顽力的优势，并且具有较高的饱和磁感，因此晶粒取向纯铁是一种极具潜力的高性能电磁材料。

而目前国内外对于晶粒取向纯铁的研究大部分还停留在实验研究阶段，真正的大规模量产投入市场还有待时日，其原因在于晶粒取向纯铁的生产过程目前很多都是借鉴于硅钢的生产过程，但是硅钢与纯铁其本质上还存在一些区别，尤其是在晶粒取向纯铁的热处理过程中，两者的相区比例、相变点温度都发生了较大变化，所以按照现有的热处理工艺方法或者参数，无法生产出电磁性能优异的晶粒取向纯铁磁性材料；在晶粒取向纯铁的生产过程中，热处理是十分重要的工序，它直接影响到晶粒取向纯铁的微观结构，从而影响晶粒取向纯铁整体的电磁性能，因此，在热处理中要对相关工艺参数进行合理的控制才能达到晶粒取向纯铁最佳电磁性能。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中所生产的晶粒取向纯铁产品在热处理过程中，晶粒取向纯铁脱碳效果较差，以及不能形成预期的织构的技术问题，本发明提供了一种晶粒取向纯铁的热处理工艺；通过设置合理的脱碳退火参数，强化脱碳效果；同时设置合理的二次退火工艺，使得经过热处理后的晶粒取向纯铁板坯具有良好的组织织构，进而提高取向电工纯铁产品的电磁性能。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种晶粒取向纯铁的热处理工艺，先将纯铁板坯进行脱碳退火，其中脱碳退火温度为775～825℃，退火时间为2～5min；将脱碳退火处理后的纯铁板坯进行二次退火，其中二次退火包括升温段、净化段和降温段；升温段的平均升温速率为85～131℃/h；净化段的净化温度为升温段的最终到达温度，净化时间为8～12h，降温段的平均降温速率为166～305℃/h。

优选地，具体步骤包括：

步骤一、脱碳退火