[发明专利]一种粉末轧制与扩散烧结制备Fe-6.5%Si带材的方法

摘要

一种粉末轧制与扩散烧结制备Fe‑6.5％Si带材的方法，本发明选取还原Fe粉与水雾化Fe粉两种工业铁粉，按照4:6～6:4的比例混合，再添加微细的Si含量为70～80％的高纯硅铁粉，形成Fe‑4.5～6.7％Si混合粉。粉末轧制后在1060～1160℃进行真空或还原气氛保护烧结，使Fe粉颗粒实现不完全连接，形成多孔、具有可压缩性的未完全合金化的高硅钢板坯。后续通过多次冷轧、不完全烧结，板坯的密度升高、厚度减少，Si的合金化程度也不断提高。最后在1250～1320℃温度范围内烧结，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7.34～7.50g/cm3的高硅钢带材。

主权项

1.一种粉末轧制与高温扩散烧结制备Fe-6.5％Si薄带材的方法，其特征在于包括以下步骤：(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及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及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的比例配制，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；采用Si含量为70～80％的高纯硅铁粉，粒径≤10μm，主要杂质为～0.25％Al、～0.08％Ca、～0.02％C,其余为Fe；(2)粉末混合按照Fe-4.5～6.7％Si的比例，称取预混好的Fe粉和Fe-70～80％Si高纯硅铁粉；在惰性保护气氛下采用低能量混合机混合；(3)粉末轧制采用二辊水平轧机和倾斜喂料槽，利用粉末自重、轧辊与粉末之间的摩擦力喂料，轧制出厚度为1.0～2.3mm，宽度为100～240mm，密度为6.2～6.8g/cm3的粉末轧坯；(4)脱脂、烧结将粉末轧坯放置在表面涂覆了MgO微粉的支撑板上，放置到真空脱脂、烧结炉中，采用2～5℃/min的升温速度，并在200℃、400℃分别保温2h～4h，然后将升温至1060～1160℃保温烧结2～4h，烧结坯密度为6.3～6.9g/cm3；(5)冷轧-烧结致密化：将上述烧结板坯冷轧减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～45％后，在烧结炉中，于1060～1160℃再烧结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7.33～7.49g/cm3；(6)均匀化高温烧结在1250～1320℃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7.34～7.50g/cm3。