[发明专利]一种高温扩散烧结与粉末挤压制备高硅钢带材的方法

摘要

一种高温扩散烧结与粉末挤压制备高硅钢带材的方法，选取还原Fe粉与水雾化Fe粉两种工业铁粉，按照46～64的比例混合，再添加微细的Si粉为原料粉末，形成Fe‑4.5～6.7％Si混合粉体。通过模压成方形坯，再加热到950～1050℃实现Fe相奥氏体化，用挤压比为8～16的变形量热挤压成板坯。然后将粉末挤压板坯在1080～1180℃进行真空或还原气氛保护烧结，使Fe粉颗粒实现冶金结合，再多次冷轧、低温扩散烧结，最后在1280～1350℃真空或还原气氛保护烧结，实现高硅钢的均质合金化，获得含4.5～6.7％Si的0.1～0.5mm厚，密度≥7.39g/cm3的高硅钢带材。

主权项

一种高温扩散烧结与粉末挤压制备高硅钢带材的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)原材料粉末准备采用‑100目还原铁粉，还原Fe粉中Fe≥98.5％，其余为Si、Mn、P、S和其他不可避免的杂质；采用‑100目水雾化铁粉，水雾化Fe粉中Fe≥99.0％，其余为Si、Mn、P、S和其他不可避免的杂质，将还原Fe粉和水雾化Fe粉按照4:6～6:4的质量比配制，采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合形成工业纯Fe粉基础原料，混合时间为2～6h；粒径≤3μm的单质Si粉，纯度大于97％，主要含Fe、Al和Ca及其他不可避免的杂质；(2)粉末混合按照Fe‑4.5～6.7％Si的比例，称取预混好的工业纯Fe粉和单质Si粉；在惰性保护气氛下采用低能量混合机混合；(3)粉末挤压采用模压成型方法制备出方形压坯，压坯密度为6.35～6.52g/cm3；采用方形挤压筒，挤压比为8～16，采用硬质合金模具，用机油和玻璃粉做润滑剂，挤压前将模压方坯在氮气保护作用下加热到950～1050℃，保温2～4h，挤压筒和挤压模在400～600℃预热保温1～2h，实施热挤压，热挤压后板坯的密度为6.80～7.12g/cm3；(4)烧结将热挤压板放置在表面涂覆了MgO微粉的支撑板上，放置到烧结炉中，采用2～5℃/min的升温速度，升温至1080～1180℃保温烧结2～4h，烧结坯密度为7.22～7.34g/cm3；(5)冷轧‑烧结致密化将上述烧结板坯逐步冷轧‑烧结减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～45％后，再在烧结炉中于1080～1180℃保温烧结0.5～2h，多次冷轧‑烧结后，板料的厚度达到0.1～0.5mm，密度达到7.38～7.49g/cm3；(6)均匀化高温烧结在1280～1350℃温度范围内真空或还原性保护气氛烧结1～4h，在热扩散的作用下，实现Si的均匀化，形成单相合金，获得均质高硅钢，致密化烧结后板料的厚度为0.1～0.5mm，密度达到7.39～7.50g/cm3。