[发明专利]改善渗氮取向硅钢表面亮点缺陷的工艺方法

说明书

本发明公开了一种改善渗氮取向硅钢表面亮点缺陷的工艺方法，属于炼钢技术领域。探究发现采用两段式或三段式干气渗氮退火工艺，不能彻底解决亮点缺陷的产生，其控制合适表面状态的工艺区间非常小，质量稳定性差，统计的亮点缺陷发生率在40％以上，因此在现有低温取向硅钢制造工艺基础上进行大量改进和优化，设计了本发明的三段式功能区渗氮工艺后，由于脱碳段、渗氮段、扩散段三个区的气氛界面的梯度更小，使得氧化层、渗N量及组织的均匀性和稳定性都得到明显提高，尤其是氧化层结构更加合理，其FeO/SiO₂/FeSiO₄的组分比例控制在更加合适的水平，成品的亮点缺陷发生率大幅下降，经统计，其亮点缺陷的发生率在5％以下。

本发明涉及一种改善钢板表面质量的方法，属于炼钢技术领域，具体地涉及一种改善渗氮取向硅钢表面亮点缺陷的工艺方法。

背景技术

取向硅钢是一种高导磁的金属功能材料，主要用于各种变压器、大型发电机组的铁芯制造，其制造工艺复杂，对工艺的控制精度要求高。采用渗氮技术生产高磁感取向硅钢是行业内最先进的制造工艺，主要通过脱碳退火工序补充性渗N，N与Als结合形成AlN作为最主要的抑制剂来控制二次再结晶行为，从而得到(110)[001]晶粒位向取向度更高、晶粒尺寸更均匀的成品，成品具有高的磁感应强度和低的铁损。

采用渗氮技术在生产过程中也存在一些质量风险点，由于渗氮后基体中N含量较高，在高温退火时，N原子形成N₂分子从基体向外排放，N₂冲破表层物质，使成品外观上呈现为圆形的金属亮点，影响到外观质量。

控制好表层的物质组成和N₂的排放过程，是控制亮点缺陷发生的最核心技术。通过控制脱碳退火的工艺，可实现更宽工艺波动范围内获得更合适的表层组织结构，利于高温退火时N排放的同时而不破坏表层物质，从而得到磁性和外观都良好的取向硅钢成品，大幅降低实际生产过程中工艺波动导致的亮点缺陷发生率。

中国发明专利申请(申请公布号：CN102517592A，申请公布日：2012-06-27)公开了一种高磁感取向硅钢带渗氮处理方法。该方法包括步骤：

第一步，经冶炼、连铸，将铸坯加热到1100～1250℃、热轧、常化及冷轧后；在H₂和N₂干式混合气氛下进行脱碳退火，其脱碳退火温度800～900℃，退火时间50～180秒，控制钢带最终C≤25ppm；

第二步，进行一次性渗氮：在H₂和N₂干式混合气氛下进行渗氮，渗氮温度为700～900℃，按照2～4m³/吨钢通入NH₃，并控制渗氮后总氮量100～300ppm；

第三步，进行渗氮后的均匀化处理：在H₂和N₂干式混合气氛下进行，处理温度为800～1050℃，均匀化时间15～60秒。

第四步，涂布氧化镁隔离剂；

第五步，在1160～1210℃进行高温退火。

第六步，进行涂布绝缘层、拉伸、平整工艺后，待用。

然而上述方法在实际生产取向电工钢时，脱碳效率低、成品表面容易出现亮点缺陷；尤其是在退火炉炉长偏短时，亮点缺陷的发生程度更严重。主要原因是采用干式脱碳和渗氮时，其表面氧化层偏薄、氧化物结构不理想，导致高温退火时N₂的排放破坏了底层，从而形成亮点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种改善渗氮取向硅钢表面亮点缺陷的工艺方法，该工艺方法通过相关工艺控制可以得到磁性优良且底层致密、表面无亮点缺陷的产品。

为实现上述目的，本发明公开了一种改善渗氮取向硅钢表面亮点缺陷的工艺方法，它包括如下工艺步骤：