本發(fā)明屬于高硅鋼薄帶技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種取向高硅鋼薄帶及其制備方法。

技術(shù)背景

高硅鋼一般特指Si含量為6.5wt%的鐵硅合金。高硅鋼由于具有電阻率高、磁致伸縮系數(shù)低、高頻下鐵損低等優(yōu)異的磁性能，特別適用于制作高速高頻電機(jī)、變壓器、電抗器和屏蔽部件等，有利于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化、高速化、低能耗和低噪音。但是，根據(jù)Fe-Si相圖可知，當(dāng)Si含量超過(guò)4.5wt%時(shí)，會(huì)出現(xiàn)B2和D0₃兩種有序結(jié)構(gòu)，使得合金的塑性急劇下降，難以軋制成形，使得高硅鋼難以采用軋制法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

目前，國(guó)際上僅日本的JFE公司利用化學(xué)氣相沉積法（CVD）工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼，其高硅鋼產(chǎn)品有梯度高硅鋼（JNHF-Core）和全厚度高硅鋼（JNEX-Core）兩種，這兩種高硅鋼均為無(wú)取向。由于CVD方法工藝復(fù)雜、設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染嚴(yán)重，而軋制法制備的薄板具有成分均勻和表面質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，故軋制法引起本了領(lǐng)域技術(shù)人員的關(guān)注。

近年來(lái)，有關(guān)軋制法制備高硅鋼主要為無(wú)取向高硅鋼，但對(duì)取向高硅鋼制備鮮有報(bào)道。這是因?yàn)槿∠蚬桎撝苽涔に噺?fù)雜，合金成分控制嚴(yán)格，抑制劑粒子的尺寸、分布、數(shù)量的準(zhǔn)確控制，特別是織構(gòu)控制達(dá)到了極致水平。而提高硅含量會(huì)延緩或阻礙二次再結(jié)晶的發(fā)展，初次晶粒長(zhǎng)大需要更強(qiáng)的抑制劑來(lái)抑制，這無(wú)疑增加了取向高硅鋼的制備難度，因此不能完全套用傳統(tǒng)取向硅鋼的生產(chǎn)工藝，需要在原工藝的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)。

“一種軋制制備取向高硅鋼板的方法”（CN104120233A），通過(guò)添加C元素，同時(shí)添加多種抑制劑元素，采用冶煉、熱軋、?；幚?、一次軋制、脫碳退火和中間退火，獲得取向高硅鋼板。該方法通過(guò)添加多種抑制劑制備處理取向高硅鋼，但是由于所添加抑制劑種類(lèi)繁多，其制備工藝較復(fù)雜。該方法由于添加的C含量較高，所以必須經(jīng)過(guò)脫碳退火處理。業(yè)內(nèi)均知，高硅鋼中C含量過(guò)高極易偏聚形成Fe₃C而對(duì)高硅鋼塑性極其不利，同時(shí)，由于該方法的成分復(fù)雜，對(duì)冶煉等工藝要求都將極為苛刻，因此，使得原本脆性問(wèn)題嚴(yán)重的高硅鋼的制備更加困難。

“一種取向高硅鋼的制備方法”（CN104372238A），通過(guò)薄帶連鑄、熱軋、溫軋、冷軋、再結(jié)晶退火和凈化退火得到高磁感的取向高硅鋼。該方法添加了Mn、Al、V、Nb、S、N等多種合金元素，并且C含量控制在0.001~0.003%。該方法C含量不高，因此省去了高溫退火前的脫碳流程，雖然簡(jiǎn)化了初次再結(jié)晶工藝難度，但C元素會(huì)在一定程度上惡化高硅鋼的磁性能，尤其是惡化鐵損。因此，獲得的取向高硅鋼的鐵損值偏高，尤其是中高頻鐵損P_1.0/400在6.75~9.5W/kg。

“一種利用軋制制備取向高硅鋼薄板的方法”（CN104911322A），通過(guò)熱軋、?；?、溫軋、冷軋、脫碳退火、滲氮處理、二次再結(jié)晶退火得到取向高硅鋼薄板，該方法在熱軋、常化、溫軋過(guò)程均采取了油淬。該方法添加少量Mn、Al、N、S及C元素，成分相對(duì)較簡(jiǎn)單，但由于合金元素較少，抑制劑抑制能力不足，因此在脫碳退火結(jié)束后，必須經(jīng)過(guò)滲氮處理才能得到取向高硅鋼薄板。該方法雖成分較簡(jiǎn)單，但工藝相對(duì)較復(fù)雜，且其得到的取向高硅鋼B₈=1.55~1.61T，鐵損則主要體現(xiàn)在低頻段，而未給出高頻段鐵損值。而高硅鋼與普通硅鋼相比，其優(yōu)勢(shì)就在于低鐵損，尤其是高頻低鐵損，因此未體現(xiàn)出高硅鋼與普通硅鋼的性能優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單和流程短的高硅鋼薄帶的制備方法，用該方法制備的高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分是：Si為5.5~6.8wt%；Cu為0.3~0.6wt%；Al為0.1~0.3wt%；S為0.01~0.015wt%；N為0.005~0.01wt%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述取向高硅鋼薄帶的制備方法是：按所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分冶煉，在1300~1650℃條件下澆鑄成板坯，將所述板坯在1000~1200℃條件下熱軋成厚度為0.8~1.5mm的熱軋板。將所述熱軋板進(jìn)行?；幚恚；幚砗蟮臒彳埌逶?50~450℃條件下溫軋至0.3~0.6mm，即得溫軋板；將所述溫軋板在室溫條件下冷軋至0.1~0.3mm，即得高硅鋼薄帶。將所述高硅鋼薄帶在700~1200℃條件下保溫1~16h，隨爐冷卻，即得取向高硅鋼薄帶。

所述?；幚淼臏囟葹?00~1100℃，?；幚淼谋貢r(shí)間為3~15min；?；幚淼睦鋮s方式為水淬。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果：

本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的冶煉、熱軋、?；?、溫軋、冷軋、成品退火即可得到取向高硅鋼薄帶，工藝簡(jiǎn)單、流程短，突破了現(xiàn)有取向高硅鋼制備流程復(fù)雜的特點(diǎn)。本發(fā)明的成分簡(jiǎn)單，冶煉過(guò)程易控制，并且由于成分的合理搭配，不需要添加C元素，因此省去脫碳退火工藝，大大簡(jiǎn)化了制備工藝。通過(guò)軋制法制備取向高硅鋼薄帶具有工藝簡(jiǎn)單、流程短、成本低的特點(diǎn)。

本發(fā)明通過(guò)添加微量Cu和Al，不僅改善了高硅鋼的塑性，同時(shí)Cu的單質(zhì)析出，Cu與S組成的Cu₂S、CuS析出，以及AlN析出將起到抑制劑的作用，從而促進(jìn)了Goss織構(gòu)的擇優(yōu)長(zhǎng)大。?；^(guò)程不僅有利于抑制劑細(xì)小彌散析出，同時(shí)?；^(guò)程采用水淬，有利于降低高硅鋼的長(zhǎng)程有序度，從而有利于高硅鋼溫軋和冷軋過(guò)程的軋制。因此，考慮到高硅鋼的脆性難題，本發(fā)明中添加合金元素和常化處理都不僅為了提高高硅鋼的塑性，而且為了獲得充足的抑制劑，促進(jìn)Goss晶粒的異常長(zhǎng)大。經(jīng)成品退火后，即可得到鐵損低和磁感高的取向高硅鋼薄帶，取向高硅鋼薄帶的磁性能：P_1.0/1k=25~55W/kg，B₈=1.45~1.67T。

因此，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單和流程短的特點(diǎn)，所制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例1

一種取向高硅鋼薄帶及其制備方法。所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分是：Si為6.6~6.8wt%；Cu為0.5~0.6wt%；Al為0.1~0.2wt%；S為0.012~0.015wt%；N為0.005~0.007wt%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述取向高硅鋼薄帶的制備方法是：按所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分冶煉，在1550~1650℃條件下澆鑄成板坯，將所述板坯在1100~1200℃條件下熱軋成厚度為1.3~1.5mm的熱軋板。將所述熱軋板進(jìn)行?；幚恚；幚砗蟮臒彳埌逶?50~450℃條件下溫軋至0.5~0.6mm，即得溫軋板；將所述溫軋板在室溫條件下冷軋至0.2~0.3mm，即得高硅鋼薄帶。將所述高硅鋼薄帶在1100~1200℃條件下保溫5~10h，隨爐冷卻，即得取向高硅鋼薄帶。

所述?；幚淼臏囟葹?000~1100℃，常化處理的保溫時(shí)間為3~5min；常化處理的冷卻方式為水淬。

本實(shí)施例制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高，磁性能經(jīng)檢測(cè)：P_1.0/1k=40~55W/kg，B₈=1.60~1.67T。

實(shí)施例2

一種取向高硅鋼薄帶及其制備方法。所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分是：Si為6.3~6.6wt%；Cu為0.5~0.6wt%；Al為0.2~0.3wt%；S為0.012~0.015wt%；N為0.007~0.0099wt%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述取向高硅鋼薄帶的制備方法是：按所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分冶煉，在1500~1650℃條件下澆鑄成板坯，將所述板坯在1000~1100℃條件下熱軋成厚度為1.2~1.3mm的熱軋板。將所述熱軋板進(jìn)行?；幚恚；幚砗蟮臒彳埌逶?50~450℃條件下溫軋至0.4~0.5mm，即得溫軋板；將所述溫軋板在室溫條件下冷軋至0.2~0.3mm，即得高硅鋼薄帶。將所述高硅鋼薄帶在900~1100℃條件下保溫12~16h，隨爐冷卻，即得取向高硅鋼薄帶。

所述常化處理的溫度為1000~1100℃，常化處理的保溫時(shí)間為5~8min；常化處理的冷卻方式為水淬。

本實(shí)施例制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高，磁性能經(jīng)檢測(cè)：P_1.0/1k=35~40W/kg，B₈=1.55~1.60T。

實(shí)施例3

一種取向高硅鋼薄帶及其制備方法。所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分是：Si為6.0~6.3wt%；Cu為0.4~0.5wt%；Al為0.1~0.2wt%；S為0.01~0.012wt%；N為0.007~0.009wt%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述取向高硅鋼薄帶的制備方法是：按所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分冶煉，在1300~1400℃條件下澆鑄成板坯，將所述板坯在1000~1100℃條件下熱軋成厚度為1.0~1.1mm的熱軋板。將所述熱軋板進(jìn)行常化處理，?；幚砗蟮臒彳埌逶?50~350℃條件下溫軋至0.3~0.4mm，即得溫軋板；將所述溫軋板在室溫條件下冷軋至0.1~0.2mm，即得高硅鋼薄帶。將所述高硅鋼薄帶在900~1100℃條件下保溫1~5h，隨爐冷卻，即得取向高硅鋼薄帶。

所述?；幚淼臏囟葹?00~1000℃，?；幚淼谋貢r(shí)間為8~12min；?；幚淼睦鋮s方式為水淬。

本實(shí)施例制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高，磁性能經(jīng)檢測(cè)：P_1.0/1k=30~35W/kg，B₈=1.5~1.55T。

實(shí)施例4

一種取向高硅鋼薄帶及其制備方法。所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分是：Si為5.5~6.0wt%；Cu為0.3~0.4wt%；Al為0.2~0.3wt%；S為0.01~0.012wt%；N為0.008~0.01wt%；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

所述取向高硅鋼薄帶的制備方法是：按所述取向高硅鋼薄帶的化學(xué)成分冶煉，在1400~1500℃條件下澆鑄成板坯，將所述板坯在1100~1200℃條件下熱軋成厚度為0.8~1.0mm的熱軋板。將所述熱軋板進(jìn)行?；幚?，常化處理后的熱軋板在150~250℃條件下溫軋至0.3~0.4mm，即得溫軋板；將所述溫軋板在室溫條件下冷軋至0.1~0.2mm，即得高硅鋼薄帶。將所述高硅鋼薄帶在700~900℃條件下保溫8~12h，隨爐冷卻，即得取向高硅鋼薄帶。

所述?；幚淼臏囟葹?00~1000℃，?；幚淼谋貢r(shí)間為12~15min；?；幚淼睦鋮s方式為水淬。

本實(shí)施例制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低和磁感高，磁性能經(jīng)檢測(cè)：P_1.0/1k=25~30W/kg，B₈=1.45~1.507T。

本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下積極效果：

本具體實(shí)施方式通過(guò)簡(jiǎn)單的冶煉、熱軋、?；?、溫軋、冷軋、成品退火即可得到取向高硅鋼薄帶，工藝簡(jiǎn)單、流程短，突破了現(xiàn)有取向高硅鋼制備流程復(fù)雜的特點(diǎn)。本具體實(shí)施方式的成分簡(jiǎn)單，冶煉過(guò)程易控制，并且由于成分的合理搭配，不需要添加C元素，因此省去脫碳退火工藝，大大簡(jiǎn)化了制備工藝。通過(guò)軋制法制備取向高硅鋼薄帶具有工藝簡(jiǎn)單、流程短、成本低的特點(diǎn)。

本具體實(shí)施方式通過(guò)添加微量Cu和Al，不僅改善了高硅鋼的塑性，同時(shí)Cu的單質(zhì)析出，Cu與S組成的Cu₂S、CuS析出，以及AlN析出將起到抑制劑的作用，從而促進(jìn)了Goss織構(gòu)的擇優(yōu)長(zhǎng)大。?；^(guò)程不僅有利于抑制劑細(xì)小彌散析出，同時(shí)常化過(guò)程采用水淬，有利于降低高硅鋼的長(zhǎng)程有序度，從而有利于高硅鋼溫軋和冷軋過(guò)程的軋制。因此，考慮到高硅鋼的脆性難題，本具體實(shí)施方式中添加合金元素和?；幚矶疾粌H為了提高高硅鋼的塑性，而且為了獲得充足的抑制劑，促進(jìn)Goss晶粒的異常長(zhǎng)大。成品退火后，即可得到鐵損低和磁感高的取向高硅鋼薄帶，取向高硅鋼薄帶的磁性能：P_1.0/1k=25~55W/kg，B₈=1.45~1.67T。

因此，本具體實(shí)施方式具有工藝簡(jiǎn)單和流程短的特點(diǎn)；該方法制備的取向高硅鋼薄帶鐵損低、磁感高。