[发明专利]一种含铈高强度无取向硅钢薄带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含铈高强度无取向硅钢薄带及其制备方法。其技术方案是：所述含铈高强度无取向硅钢薄带的化学成分是：Si为3.0～3.5wt％，Al为0.5～1.0wt％，Mn为0.1～1.0wt％，Ce为0.01～0.03wt％，其余为Fe和不可避免的杂质；按所述含铈高强度无取向硅钢薄带的化学成分冶炼，在1400～1550℃条件下浇铸成板坯，将所述板坯在1200～1300℃条件下热轧至厚度为0.8～1.5mm的热轧板；再将所述热轧板在室温条件下冷轧至0.1～0.3mm，即得含铈无取向硅钢薄带；然后将所述含铈无取向硅钢薄带进行再结晶退火，即得含铈高强度无取向硅钢薄带。本发明具有工艺简单、生产周期短和制备成本低的特点，所制备的含铈高强度无取向硅钢薄带强度大、铁损低和磁感高。

技术领域

本发明属于高强度无取向硅钢技术领域。具体涉及一种含铈高强度无取向硅钢薄带及其制备方法。

技术背景

随着经济与社会高速发展，对新能源汽车的性能要求也越来越高。一般来说，要求驱动电机的定子有良好的磁性能，转子具有高强度的机械性能。而转子的生产要求精密加工，会使铁芯生产成本大幅上升。从降低成本的角度看，使用同种硅钢板冲压加工定子和转子铁芯比较合适，这就需要开发出磁性能和机械性能兼顾的无取向硅钢板。

作为驱动电机用无取向硅钢板，当其厚度越薄，则铁损越低，这样可以保证电机在高速旋转时温度不会超过规定值，并且能耗降低；而当无取向硅钢板具有高磁感时，则可以提高电机效率，以减轻电机重量和体积。因此，开发低铁损、高磁感的无取向硅钢片以提高电机的效率和启动转矩，实现电机的高密度、小体积和轻量化设计，也有利于控制电机的发热和温升，提高电机的寿命。而随着电气驱动技术的发展，转子在向高速化方向发展，要求转子用无取向硅钢板具有高的屈服强度。因此，为满足新能源汽车行业的发展需求，需要开发低铁损、高磁感、高强度的无取向硅钢薄带。在冷轧钢板中，一般采用固溶强化、析出强化、相变强化、细晶强化、位错强化等方法来提高强度，但对于硅钢而言很难同时兼顾磁性能和力学性能。因此，高强度无取向硅钢的成分与工艺设计至关重要，这也决定了其强化手段的选择。

“电动汽车驱动电机用无取向硅钢及其制备方法”(CN105950960B)专利技术，通过控制Si、Al、Mn的合理配比，并控制不完全再结晶退火的均热时间、均热温度来调整再结晶，获得屈服强度达500MPa的半工艺无取向硅钢带，用于制作转子，同时将半工艺无取向硅钢带进行去应力退火后用来制作电机定子和转子。该方法的成分体系较简单，未添加其他合金元素，虽得到的转子强度较高和定子的磁性能较佳，但是定子用的无取向硅钢带还要采用额外的去应力退火。且用于转子的无取向硅钢带为了获得高强度只是采用不完全再结晶退火，虽然该专利技术中未公开转子用无取向硅钢带的磁性能，但由于其再结晶不完全，可以推测其磁性能不佳。

“磁性优良的电动汽车驱动电机用无取向硅钢及生产方法”(CN107587039A)专利技术，通过粗轧，精轧、常化、一次冷轧和退火获得磁性能优良的无取向硅钢带，但是并未公开其力学性能。

“一种新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的制造方法”(CN106435358B)专利技术，通过铸轧法制备高强度无取向硅钢，其成分除了无取向硅钢中基础合金元素Si、Mn、Al外，还添加了C、Ni、Cr、Nb，成分体系较复杂，对冶炼及各工序的要求也更高。

“一种驱动电机用高强度冷轧无取向硅钢及制造方法”(CN107746941A)专利技术，通过控制二次冷轧压下量和退火工艺，虽使所制备的无取向硅钢的磁感应强度、铁损与屈服强度达到平衡，但该方法主要是利用位错强化，因此退火试样为位错重排的特殊微观组织。也就是说，退火试样中晶粒并未完全长大。因此，其磁性能不佳，P1.0/400为18.8～32.12W/kg。这表明该方法采用位错强化虽然强度达到了要求，但在一定程度上恶化了磁性能。