[发明专利]一种高速电机用高强度电工钢及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高速电机用高强度电工钢及其制备方法。其技术方案是：高速电机用高强度电工钢的化学成分是：Si为2.8～3.5wt％；Mn为0.2～1.50wt％；Als为0.5～1.0wt％；Cr为0～2.0wt％；Sn为0.02～0.10wt％；Ce为0～0.03wt％；P≤0.02wt％；N≤0.003wt％；S＜0.003wt％；C＜0.003wt％；其余为Fe及不可避免的杂质。按所述电工钢的化学成分冶炼，1450～1550℃浇铸成板坯，1100～1200℃保温1～2h，热轧至厚度为1.8～2.5mm的热轧板，终轧温度为800～900℃；热轧板在920～960℃常化处理2～4min，酸洗后冷轧至厚度为0.3～0.35mm，在氮气与氢气混合气氛中进行再结晶退火，制得高速电机用高强度电工钢。本发明具有成本低、强度高和铁损低的特点。

技术领域

本发明属于高速电机用电工钢技术领域。具体涉及一种高速电机用高强度电工钢及其制备方法。

技术背景

高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。高速电机、尤其是高速永磁同步电动机，由于高扭矩、功率密度高、尺寸小、重量轻和转速范围宽广，在新能源汽车、军工、航空等领域有着广泛的应用。高速电机在高速旋转过程产生较大的离心力，从而要求高速电机转子用电工钢具有较高的强度以抵抗疲劳变形作用，同时要求高速电机用电工钢具有较高的磁感应强度与低的铁损。

采用固溶强化、析出强化或位错强化可以提高高速电机用电工钢的强度，但会降低所述电工钢的磁感、增加铁损。电工钢的高强度与优异的磁性能不能同时兼顾是高速电机用电工钢广泛使用的瓶颈。

目前，国内外关于高强度电工钢的研究有一定的报道，如“一种较高磁感的高强度无取向电工钢及其制备方法”(CN102453838A)专利技术，通过冶炼-浇铸-常化-冷轧-退火等制备系列高强度电工钢，厚度为0.50mm，退火后屈服强度范围为450～735MPa，B₅₀范围为1.59～1.73T。但该技术含有较高的贵金属Cr与Ni，其中Cr含量为2.5％～6％，Ni含量为1.05～3.5％，使所制备的高强度无取向电工钢的成本大幅度增加。

另如“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”(CN106435358A)专利技术，该技术的电工钢成分中除了Si，添加了0.5～3wt％的Cr和0.5～2wt％的Ni，还添加了0.08～0.15wt％的Nb，采用双辊薄带连铸技术，制得的高强度无取向硅钢虽屈服强度Rp0.2为600～780MPa,磁感应强度B50为1.65～1.70T，但是铁损较高，P_1.0/400为28～38.2W/kg。成品板中含有一定NbC第二相影响钢的再结晶行为与(100)有利织构体积分数，钢的铁损增大。

“一种基于纳米Cu析出强化制备高强度无取向硅钢的方法”(CN106282781B)专利技术，利用纳米Cu析出强化的作用，同时添加较多的Ni，使纳米Cu析出数量增多，尺寸减小，并添加0.2～0.5wt％的Cr来降低铁损，在几乎不影响磁性能的同时使强度大幅度提高，通过双辊薄带轧制法制备了高强度无取硅钢屈服强度达到640～750MPa，但其铁损较高，P_1.0/400达到22.5～31.5W/kg。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种成本低、强度高和铁损低的高速电机用高强度电工钢及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述高速电机用高强度电工钢的化学成分是：Si为2.8～3.5wt％；Mn为0.2～1.50wt％；Als为0.5～1.0wt％；Cr为0～2.0wt％；Sn为0.02～0.10wt％；Ce为0～0.03wt％；P≤0.02wt％；N≤0.003wt％；S＜0.003wt％；C＜0.003wt％；其余为Fe及不可避免的杂质。