[发明专利]一步法从氧化铁直接制备Fe-6.5%Si硅钢软磁材料带的方法

说明书

本发明涉及一步法从氧化铁直接制备Fe‑6.5％Si硅钢软磁材料带的方法，按以下步骤进行：将原料含铁的氧化物或铁精矿粉、金属硅粉、促进剂和有机粘结剂按配比称量在混料机中混合30‑60min，再依次经初轧制并卷取、再初还原并多次轧制卷取、烧结合金化、热处理、涂MgO，最终得Fe‑6.5％Si硅钢软磁材料带。本发明整个生产过程没有炼铁、炼钢、雾化制粉等生产过程，众所周知，炼铁、炼钢、雾化制粉等过程都要达到高温(1600℃左右)才能进行，且炼铁、炼钢污染十分严重。而本工艺采用H₂还原,工艺温度最高1200℃左右,体现出本工艺较传统钢铁冶金及钢铁粉末+Si粉工艺更环保，更节能。

技术领域

本发明涉及一种一步法从氧化铁直接制备Fe-6.5％Si硅钢软磁材料带的方法。

背景技术

国内外现状和发展概况：随着我国工业2025的发展需要，各产业生产设备的不断改进以及通讯、音像、电机工程、自动化设备、汽车、磁分离及生物工程等领域高新技术产业的发展，磁性材料、非晶态合金等的快速发展给高性能磁性材料行业带来了广阔的市场。

自1900年Hadfield等首先发现硅含量为4％的Fe-Si合金具有良好软磁性能以来，Fe-Si合金发展十分迅速，已逐步发展成为电力工业、电讯工业及电子工业中不可或缺的重要软磁材料，亦是产量最大的功能材料之一。在Fe-Si合金中，Si的加入可降低晶体磁各向异性常数和饱和磁致伸缩系数，这对提高合金磁导率和降低矫顽力是有利的，合金磁滞损耗随 Si含量增加而下降。当Si约6.5wt％时，合金晶体磁各向异性常数约为3％ Si-Fe合金的一半，饱和磁致伸缩系数几乎为零，电阻率达至82μΩcm，合金铁损最低。因此，Fe-6.5wt％Si合金具有较好的软磁性能。但其高的室温脆性和低的热加工性能，冷轧和常规热轧的方法均不能将板坯直接加工成能实际应用的薄带或板材，严重制约了其在工业领域的应用。由于粉末冶金工艺在技术上具有一系列的优势，可用于生产高硬度、高脆性硬质合金、耐热材料、磁性材料等具有特殊成分和性能的结构材料、功能材料和复合材料。因此采用粉末冶金工艺制备Fe-6.5％Si软磁(粉/带)材料能有效回避材料高脆性的问题。目前，铁硅金属软磁(粉/带)材料因其具有高性价比和优良的直流叠加特性、高频低损耗等特性已引起了业界的广泛关注，铁硅金属软磁(粉/带)材料具有广阔的商业应用前景。

目前有水雾化、气雾化和破碎法生产Fe-6.5％Si合金粉末的工艺,用 Fe-6.5％Si合金进行水雾化、气雾化和破碎法过程十分复杂，其影响因素很多，产品质量控制难度大。Fe-6.5％Si合金粉末颗粒硬，压缩性能较差，在有粘结剂的情况下，以18-20t/cm²压力，压块密度仅6.5g/cm³左右，采用粉末轧制法生产Fe-6.5％Si钢片其致密化难度很大。

有的研究表明，采用水雾化纯铁粉加硅粉的办法，生产Fe-6.5％Si硅钢片材料，但是，用水雾化、气雾化法制备钢铁粉末的过程也十分复杂，都离不开炼铁炼钢或者废钢熔炼及一系列制粉过程。

目前传统钢铁冶金企业只能生产Fe-3.5％Si钢片,由于Fe-6.5％Si钢硬且碎，无法采用传统方法轧制Fe-6.5％Si钢片，目前大多数钢铁冶金企业正在探索新的方法轧制Fe-6.5％Si钢片，据了解，国内外许多工作者，采用喷射成形、等离子化学气相沉积(PCVD)和化学气相沉积(CVD)法等制备Fe-6.5％Si钢片，较为成熟的是日本钢管公司(NKK)开发的CVD法，但是CVD法制备工艺过程复杂，能耗多，成本高，作业环境恶劣。

轧制Fe-6.5％Si钢片目前大多数企业和科研单位尚处在科研阶段，也是众多科研单位及企业组织攻关的难题。

发明内容