[发明专利]一种高速驱动电机用无取向硅钢及其制造方法

说明书

本申请公开了一种高速驱动电机用无取向硅钢及其制造方法，本发明的一种无取向硅钢由如下成分组成：以wt％：计含有：C≤0.0030％，Si：3.5～4.0％，Mn：0.5～0.8％，P：≤0.02％，S:≤0.0020％，N≤0.0020％，Al：0.5～1.2％，Sn+2*Sb：0.03～0.10％，V、Nb、Ti：均≤0.003％，B≤0.0005％，其余为Fe和不可避免杂质。本申请的高速驱动电机用无取向硅钢铁损P_1.0/400≤12.5W/kg、磁感B₅₀₀₀≥1.67T、屈服强度R_P0.2≥450Mpa。

技术领域

本发明涉及无取向硅钢的制造领域，特别涉及一种高速新能源汽车驱动电机用冷轧无取向硅钢产品的生产方法。

背景技术

现有技术中，随着环境与发展的矛盾愈演愈烈，以全球变暖为代表的环境问题，加之行业对石油资源枯竭的担心以及目前公众对原子能资源的不安，导致节能化的重要性日益提高。基于此背景，汽车领域开始大力发展混合动力车、电动车以求达到节能目的。此外，出于对节省空间、减轻重量等需求，技术人员尝试电动机的小型化研究，即确保输出功率前提下，实现电动机的高速旋转化。为此，作为新能源汽车的驱动电机在不断的向高速化方向发展，其转速一般超过10000r/min,甚至超过12000r/min。

一方面，由于高速电机转子外缘的离心力与其线速度的平方成正比，高速电机要求转子材料具有很高的机械强度；另一方面，由于高速电机频率高，定子铁芯铁耗大，就必须采用高频铁损低、磁感高的铁芯材料。一般情况下，硅钢片的高强度和电磁性能很难兼得，国内外也有采用两种材料分别制造定转子铁芯的设计，但从降低成本的角度看，使用同种硅钢板冲压加工定转子铁芯比较合适，这就需要开发出磁性能和机械性能兼顾的无取向硅钢板。对于提高无取向硅钢强度的需求，一般采用固溶强化、析出强化、细晶强化等方法提高强度，但是电磁性能会不同程度恶化。

中国发明专利(申请号200680042673.7)公开了一种高强度无方向性电磁钢板，其中，具有下述组成：以质量％计，使C和N为C：0.010％以下和N：0.010％以下、且C+N≤0.010％，含有Si：大于3.5％且在5.0％以下、Mn：3.0％以下、Al：3.0％以下、P：0.2％以下、以及S：0.01％以下，或还含有Ni:5.0％以下，并且在满足(Ti+V)/(C+N)≥16的范围内含有总计为0.01％以上、0.8％以下的Ti、V中的任意1种或2种，其余为Fe和不可避免的杂质，并且，钢板中的未再结晶恢复组织的存在比率以面积率计为50％以上。该专利添加Ti、V中的任意1种或2种会使在热轧过程中析出的大量细小的Ti(C,N)或V(C,N)质点，严重阻碍动态再结晶过程，降低退火过程中的再结晶比例，成品晶粒尺寸较小，使成品铁损大幅上升。

中国发明专利(申请号200480029117.7)公开了一种高强度电磁钢板及其加工方法，其特征在于，以质量百分比计，含有C：0.06％或以下、Si：0.2～6.5％、Mn：0.05～3.0％、P：0.30％或以下、S或Se：0.040％或以下、Al：2.50％或以下、Cu:0.60～8.0％、N：0.040％或以下，其余量由Fe及不可避免的杂质组成，且在钢材内部含有直径为0.1μm或以下的由Cu构成的金属相。Cu在热轧过程中会析出细小的ε-Cu第二相质点，其未经常化热轧板强度高导致冷轧困难，再结晶过程中ε-Cu第二相质点也会阻碍晶粒的长大，最终恶化磁性能。该专利加Cu可以提高电磁钢板的强度但会使电磁性能变差。