專利名稱：一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于帶鋼軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冷軋高硅鋼薄帶的高效制造方法。
背景技術(shù)：
硅含量與硅鋼性能密切相關(guān)，隨硅含量提高，硅鋼硬脆嚴(yán)重，軋制成形困難。高硅鋼一般是指硅含量介于4. 0 7. Iwt%的硅鋼。高硅鋼冷加工方面的問題有(1)高硅鋼的有序結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其固有脆性，易于斷裂和邊裂。目前，針對(duì)高硅鋼脆性主要有三種解決方案。第一是采用快速凝固直接制取薄帶，省略軋制過程(日本專利 JP5569223)。但該方法存在板厚控制精度低、薄帶表面質(zhì)量差、幅寬受到限制等缺點(diǎn)，不適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。第二是采用3. Owt. % Si左右的普通硅鋼，在含SiCl4的氣氛中加熱滲硅，再利用擴(kuò)散退火消除板厚方向的濃度梯度(日本專利JP63^330)。但該方法需要高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱，制造成本高。第三即采用軋制方式制造高硅鋼，通過限定熱軋前板坯晶粒尺寸(JP62103321)、熱軋板組織形態(tài)(JP61166923)、冷軋流程及軋制溫度(日本專利 JP63227717A、JP63069915A)等途徑，有效改善了冷軋成形性。(2)高硅鋼的高硬度特性，使冷軋面向中高頻領(lǐng)域應(yīng)用的薄規(guī)格產(chǎn)品時(shí)軋機(jī)負(fù)荷過大。冷軋負(fù)荷雖可通過減小輥徑即減小軋輥與板材的接觸弧長(zhǎng)來降低，但輥徑減小會(huì)消弱軋機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械穩(wěn)定性。因此，有必要開發(fā)薄規(guī)格高硅鋼產(chǎn)品的高效冷軋技術(shù)。異步軋制是兩工作輥圓周線速度不同的特殊軋制方式。異步軋制時(shí)軋件上下表面金屬流動(dòng)速度不同，兩個(gè)中性點(diǎn)位置不再保持一致，由此在兩中性點(diǎn)之間形成摩擦力方向相反的“搓軋”變形，使異步軋制具有軋制力低、軋薄能力強(qiáng)且無最小厚度限制以及精度高和板形好等特點(diǎn)。因此，異步軋制在解決高硅鋼薄帶軋制成形問題上，擁有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。目前關(guān)于冷軋方式制造高硅鋼的文獻(xiàn)中，尚未見將異步軋制應(yīng)用于高硅鋼薄帶制備的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種高硅鋼薄帶的制造方法。該方法是一種可穩(wěn)定高效地制造冷軋高硅鋼薄帶的方法。本發(fā)明的高硅鋼薄帶的制造工藝包括鑄造、熱粗軋或鍛造、熱精軋和冷軋等工序，其特征在于冷軋工序采用異步軋制方式。(1)鑄造原料熔煉后在1400 1600°C下澆鑄成鑄坯。鑄坯在800 200°C范圍內(nèi)需以低于100°c /h的速度冷卻，以避免熱應(yīng)力開裂。(2)鍛造或熱粗軋鑄坯在1200 950°C進(jìn)行鍛造或熱粗軋，總壓下率高于40%， 以破碎鑄態(tài)粗大晶粒。(3)熱精軋?jiān)?100 650°C范圍內(nèi)連續(xù)熱軋至厚度為0. 7 4. Omm的熱軋板，總壓下率高于40%。熱軋后可以選用900 1200°C保溫30s Ih的?；嘶饋碚{(diào)控?zé)彳埌褰M織。(4)冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實(shí)施兩種形式，異步軋制速比為1. 06 1. 50，冷軋溫度為400°C至室溫，總壓下率30%以上。本發(fā)明的制造方法適用的高硅鋼化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為Si 4. 0 7. Iwt
Mn 0. 05 1. OwtP :0. 005 0. IwtC < 0. 01wt%, S < 0. 01wt%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。成分限定的理由如下Si =Si的質(zhì)量百分含量范圍為4.0 7. lwt%。Si是提高電阻率進(jìn)而降低渦流損耗乃至總鐵損的有效元素，故以接近普通硅鋼最高硅含量的4. 0wt%作為下限；另一方面， 如硅含量超過7. lwt%，矯頑力提高、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和最大磁導(dǎo)率降低，同時(shí)加工性顯著
T^ οMn :Μη的質(zhì)量百分含量范圍為0. 05 1. Owt %。Mn是提高熱軋性能的必要元素， 含量低于0. 05wt%改善效果不足，含量超過1. Owt %，影響冷加工性。P :P的質(zhì)量百分含量范圍為0. 005 0. Iwt %。P是提高沖片加工性的必要元素， 低于0. 005wt%達(dá)不到效果，超過0. 導(dǎo)致冷加工性惡化。(:(的質(zhì)量百分含量范圍為(<0.01襯(％。C是對(duì)磁性能有害的元素，超過 0.01wt% C，需進(jìn)行脫碳退火且脫碳時(shí)間過長(zhǎng)，降低生產(chǎn)效率。S =S的質(zhì)量百分含量范圍為S < 0. 01wt%。S是對(duì)磁性有害的MnS等非金屬相的形成元素，含量應(yīng)低于0.0 Iwt %。熱軋及冷軋工藝說明如下熱軋工藝根據(jù)冷軋薄帶的目標(biāo)厚度選擇熱軋板厚度，一般冷軋薄帶越薄則相應(yīng)的熱軋板厚度越小。熱軋板厚度超過4. 0mm，冷軋負(fù)擔(dān)大；熱軋板厚度低于0. 7mm，熱軋難度大且冷軋可調(diào)控的壓下率空間小。冷軋工藝(1)薄帶厚度。薄帶厚度顯著影響高硅鋼的頻率特性，根據(jù)高硅鋼工頻至中高頻的使用范圍，高硅鋼產(chǎn)品厚度規(guī)格處于0.02 0.50mm范圍。(2)軋制溫度。選擇400°C作為冷軋上限溫度，一方面是低于400°C可滿足成形性需要，另一方面可避免氧化和潤(rùn)滑方面的問題。為確保高硅鋼的冷軋成形性，溫度隨冷軋過程的進(jìn)行逐漸降低。(3)異步速比。速比低于1. 05時(shí)異步軋制效果不顯著，速比高于1. 50時(shí)異步軋制效果提高已不明顯且軋機(jī)振動(dòng)加重。本發(fā)明的高硅鋼薄帶制造方法，以普通硅鋼的制造流程與裝備為基礎(chǔ)，僅在冷軋工序或冷軋工序的后段采用異步軋制。軋制同樣厚度規(guī)格的薄帶，異步軋制的道次壓下率顯著提高，同時(shí)異步軋制的適用輥徑遠(yuǎn)大于同步軋制。因此，冷軋工序引入異步軋制方式， 可實(shí)現(xiàn)高硅鋼薄帶穩(wěn)定高效的軋制法制備，具有廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的高硅鋼作為電力電子工業(yè)中廣泛應(yīng)用的軟磁合金，適用于制作發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器及其它儀器的鐵芯。能滿足電力電子設(shè)備的高效、節(jié)能以及小型化、高頻化的要求。具有低鐵損、高磁導(dǎo)率、低噪音的極佳軟磁性能。


圖1本發(fā)明高硅鋼薄帶制備流程示意圖。圖2本發(fā)明制造方法制備的0. 50mm、0. 35mm、0. 20mm、0. 10mm、0. 02mm厚度的高硅
鋼薄帶照片。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1成分如表1所示的高硅鋼，利用中頻感應(yīng)爐熔煉并澆鑄成錠。鑄錠經(jīng)1200°C保溫 Ih均勻化后，鍛造成60mm厚的板坯。板坯在1100 800°C范圍內(nèi)連續(xù)熱軋至4. Omm厚。 熱軋板經(jīng)1050°C保溫IOmin?；嘶鸩⑺嵯春筮M(jìn)行冷軋。冷軋先采用同步軋制方式在400 至200°C之間經(jīng)道次軋到0. 70mm，其后采用1. 05速比的異步軋制在200°C至室溫之間經(jīng)道次軋到0. 50mm。表1實(shí)驗(yàn)鋼化學(xué)成分(重量百分比)
權(quán)利要求
1.一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)鑄造原料熔煉后在140(Tl60(rC下澆鑄成錠或鑄坯，在80(T20(TC范圍內(nèi)以低于 IOO0C /h的速度冷卻；(2)鍛造或熱粗軋鑄錠(坯)在120(T95(TC進(jìn)行鍛造或熱粗軋，總壓下率高于40%，制成板坯；(3)熱精軋?jiān)?10(T65(TC范圍內(nèi)連續(xù)熱軋至厚度為0.7 4. Omm的熱軋板，熱軋后可進(jìn)行90(Tl20(rC下保溫30s lh的?；嘶?；(4)冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實(shí)施兩種形式，異步軋制工作輥圓周速度比為1. 05^1. 50，冷軋溫度為400°C至室溫，總壓下率30%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，其特征在于高硅鋼化學(xué)成分為按質(zhì)量百分比為:Si 4. 0 7· lwt%、P :0. 005 0. lwt%、Mn :0. 05 1. 0wt%、C :<0· 01wt%、S <0. 01wt%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；高硅鋼薄帶厚度為0. 02、. 50mm。
全文摘要
一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，屬于帶鋼軋制技術(shù)領(lǐng)域。制造工藝為原料冶煉澆鑄成錠或鑄坯，鍛造或熱粗軋成板坯，經(jīng)熱軋形成0.7~4.0mm的鋼板，再冷軋。冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實(shí)施兩種形式，異步軋制速比為1.05~1.50，冷軋溫度為400℃至室溫，總壓下率30%以上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了冷軋高硅鋼薄帶特別是超薄帶的穩(wěn)定高效軋制成形，在高硅鋼薄帶工業(yè)化生產(chǎn)上應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號(hào)B23P17/00GK102172824SQ201110020170
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者和正華, 左良, 張芳, 柳金龍, 沙玉輝 申請(qǐng)人:東北大學(xué)