晶粒取向電工鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種晶粒取向電工鋼板及其制造方法，更具體地涉及一種在低磁場下 不僅鐵損低、磁通密度高而且具有高磁性的晶粒取向電工鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電工鋼板是指用于制造電工機械或設(shè)備的硅鋼板。電工鋼板可廣義地分為晶粒 取向電工鋼板和無取向電工鋼板。具體而言，晶粒取向電工鋼板由具有高斯織構(gòu)（Goss texture)的晶粒組成，如高斯發(fā)現(xiàn)并提出的，在所述織構(gòu)中，晶粒的晶面取向為{110}面， 并且在軋制方向上的晶體取向平行于〈〇〇1>軸。因此，這種鋼板在軋制方向具有優(yōu)異的磁 性能。
[0003] 為了制造取向接近高斯取向而具有優(yōu)異的磁性能的鋼板，必須使所有晶體的取向 均與高斯取向匹配。然而，在電工鋼板中，各晶體具有不同的取向，要使各晶體的取向接近 于高斯取向，還需要進行再結(jié)晶過程以使鋼板中僅存留取向接近于高斯織構(gòu)的晶體。這種 再結(jié)晶過程稱為二次再結(jié)晶，以使其區(qū)別于之前的初次再結(jié)晶（將在下文中描述）。
[0004] 通常，初次再結(jié)晶在冷軋過程后進行的脫碳退火后立即進行或者與之同時進行。 通過初次再結(jié)晶過程，可形成粒度均勻適宜的晶粒。初次再結(jié)晶鋼板可通過在能使鋼板具 有高斯取向的適當溫度下進行二次再結(jié)晶而制造成具有優(yōu)異磁性和高斯取向的鋼板。
[0005] 然而，如果初次再結(jié)晶鋼板中具有不同取向的晶粒具有不同的尺寸，則由于尺寸 優(yōu)勢（size advantage)，無論晶粒的取向如何，較大晶粒很可能在數(shù)量上超過較小晶粒，即 便在能使初次再結(jié)晶鋼板具有高斯取向的適當溫度下進行二次再結(jié)晶。因此，取向偏離高 斯取向的晶粒比例可能增加。
[0006] 因此，需要一種能抑制晶粒生長以防止加熱至二次再結(jié)晶的適當溫度之前再結(jié)晶 的方法。在鋼板中起這種作用的方法，可通過使添加至鋼板中的成分偏析或沉淀而獲得，起 這種作用的添加成分稱為抑制劑（inhibitor)。
[0007] 廣泛用作抑制劑的上述成分例如為MnS或MnSe等。但是，將MnS用作抑制劑的方 法，必須在1300°C以上的高溫下再加熱板坯以形成MnS，因而存在生產(chǎn)設(shè)備維護和生產(chǎn)成 本高的問題。
[0008] 因此，需要一種可降低板坯再加熱溫度的抑制劑。為了應對這種需求，已提出一種 氣化物基抑制劑。
[0009] 所述氮化物基抑制劑的優(yōu)點在于，采用常規(guī)工藝制造冷軋板后，將所述冷軋板在 脫碳退火的同時或者脫碳退火后置于氮氣氛中，以形成氮容易引入鋼板中的條件，使得所 引入的氮與鋼板中能形成氮化物的成分反應而形成氮化物，該氮化物起到抑制劑的作用。 所述氮化物例如為A1N、（Al、Si) N等成分。
[0010] 冷軋板可在適當溫度下在脫碳退火的同時或者在脫碳退火后被氮化，因而加熱溫 度可接近熱軋過程中的常規(guī)再加熱溫度，這種加熱方式稱為"板坯低溫加熱"。
[0011] 然而，利用上述氮化法的低溫加熱方式，也存在只使用氮不可能提高磁性的局限 性。因此，作為進一步提高晶粒取向電工鋼板的磁性的方法，有必要開發(fā)出一種通過控制鋼 板的成分進一步提高晶粒取向電工鋼板的磁性的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于，提供一種在低磁場下不僅鐵損低、磁通密度高而且具有高磁 性的晶粒取向電工鋼板。
[0013] 另外，本發(fā)明的目的在于，提供一種所述晶粒取向電工鋼板的制造方法。
[0014] 本發(fā)明的目的還在于，提供一種通過所述晶粒取向電工鋼板的制造方法來制造的 晶粒取向電工鋼板。
[0015] 本發(fā)明的晶粒取向電工鋼板由Si :2. 0至4. 5重量％、Al: 0. 005至0. 040重量％、 Mn:小于等于0· 20重量％ (0重量％除外）、C:0· 04至0· 08重量％、Ν:0· 0010至0· 006重 量％、5:0. 0010 至 0. 006 重量％、Sn:0. 03 至 0. 09 重量％、Sb:0. 01 至 0. 05 重量％、P:0. 01 至0. 05重量％、以及余量的Fe和其他雜質(zhì)構(gòu)成，其中大于40 μ m的粗晶粒面積分數(shù)為小于 等于30%，
[0016] 而且，所述晶粒取向電工鋼板滿足下式1，
[0017] [式 1]
[0018] 0. 037 ^ [P]+0. 5 X [Sb] ^ 0. 063
[0019] 所述式1中，[P]和[Sb]分別表示晶粒取向電工鋼板中P和Sb的含量（重量％ )。
[0020] 另外，本發(fā)明提供一種晶粒取向電工鋼板的制造方法，其特征在于，包括以下步 驟：對鋼板坯進行熱軋、熱軋板退火及冷軋，以制造鋼板，其中鋼板坯由Si :2. 0至4. 5重 量％、A1:0. 005至0. 040重量％、Mn:小于等于0. 20重量％ (0重量％除外）、C:0. 04至 〇· 08 重量％、Ν:0· 0010 至 0· 006 重量％、S:0. 0010 至 0· 006 重量％、Sn:0. 03 至 0· 09 重 量％、313:0. 01至0. 05重量％、P:0. 01至0. 05重量％、以及余量的Fe和其他雜質(zhì)構(gòu)成；對 所述冷軋鋼板，在800°C至950°C的溫度下脫碳后進行氮化退火或者同時進行脫碳和氮化， 以得到脫碳滲氮鋼板；以及對所述脫碳滲氮鋼板進行最終退火，所述最終退火步驟包括一 次均熱階段、升溫階段及二次均熱階段，所述升溫階段的初始升溫速度為18至75°C /hr，之 后在900°C至1200°C的溫度范圍升溫速度變更為10至15°C /hr。
[0021] 所述板坯的組分可滿足下式2，
[0022] [式 2]
[0023] 0. 037 ^ [P]+0. 5 X [Sb] ^ 0. 063
[0024] 所述式2中，[P]和[Sb]分別表示板坯中P和Sb的含量（重量％ )。
[0025] 通過所述方法制造的晶粒取向電工鋼板中，大于40 μπι的粗晶粒面積分數(shù)小于等 于30%，初次再結(jié)晶的晶粒平均粒度（Ra)可滿足下式3，
[0026] [式 3]
[0027] 18 彡 Ra 彡 50 X [Sn] +20
[0028] 所述式3中，[Sn]為晶粒取向電工鋼板中Sn的含量（重量％ )。
[0029] 另外，對所述冷軋鋼板，在800°C至950°C的溫度下脫碳后進行氮化退火或者同 時進行脫碳和氮化，以得到脫碳滲氮鋼板的步驟，可包括以下步驟：對所述冷軋鋼板，在 800°C至950°C的溫度下進行脫碳退火；以及對所述脫碳退火鋼板，在800°C至950°C的溫度 下同時進行脫碳和氮化。
[0030] 此時，對所述冷軋鋼板，在800°C至950°C的溫度下進行脫碳退火的步驟中，所述 脫碳退火鋼板內(nèi)部的殘留碳量可控制在小于等于lOOppm。
[0031] 具體地，所述脫碳退火可在800°C至850°C的板溫度及60°C至65°C的露點下進行。
[0032] 而且，對所述脫碳退火鋼板，在800至950°C溫度下同時進行脫碳和氮化的步驟 中，所述同時脫碳氮化的鋼板內(nèi)部的殘留氮量控制在100至300ppm，殘留碳量可控制在少 于 20ppm〇
[0033] 具體地，所述同步脫碳氮化，可在800 °C至850 °C的板溫度及65 °C至72 °C的露點下 進行。
[0034] 同時，所述晶粒取向電工鋼板的制造方法，還可包括以下步驟：在進行所述熱軋之 前，將所述鋼板坯加熱至1050至1250°C溫度范圍。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，可以提供一種在低磁場下不僅鐵損低、磁通密度高而且 具有尚磁性的晶粒取向電工鋼板。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，可提供具有所述特征的晶粒取向電工鋼板的制造方 法。
【具體實施方式】
[0037] 下面，更詳細地說明本發(fā)明具體實施例的晶粒取向電工鋼板及其制造方法。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一實施例，可以提供一種晶粒取向電工鋼板，該晶粒取向電工鋼板 由Si:2. 0至4. 5重量％、A1:0. 005至0. 040重量％、Mn:小于等于0. 20重量％ (0重量％除 外）、C:0. 04 至 0· 08 重量％、Ν:0· 0010 至 0· 006 重量％、S:0. 0010 至 0· 006 重量％、Sn:0. 03 至0. 09重量％、Sb:0. 01至0. 05重量％、P:0. 01至0. 05重量％、以及余量的Fe和其他雜 質(zhì)構(gòu)成，其中大于40 μ m的粗晶粒面積分數(shù)小于等于30%。
[0039] 從下述制造方法中可以確認，晶粒取向電工鋼板的制造過程中，在最終退火步驟 的升溫階段調(diào)整升溫速度，并有選擇地將煉鋼成分Sn、Sb、P的含量控制在適當范圍內(nèi)，還 在適當溫度下同時進行脫碳和氮化，從而適度調(diào)整初次再結(jié)晶平均晶粒的尺寸，最大限度 地避免在脫碳退火工序中隨著Sn含量的增加而形成致密的氧化層以及延緩脫碳的現(xiàn)象， 進而改善脫碳能力，而且同時適用脫碳滲氮技術(shù)，在適當?shù)纳郎貤l件下，使初次再結(jié)晶晶粒 以所要范圍的尺寸均勻分布，從而使二次再結(jié)晶穩(wěn)定地進行，由此能夠制造出鐵損低、磁通 密度高的晶粒取向電工鋼板。
[0040] 而且，通過所述方法制造的晶粒取向電工鋼板，包含具有最佳晶粒尺寸及尺寸分 布均勻的初次再結(jié)晶晶粒，從而確保足夠的具有{110}〈〇〇1>取向的晶粒，并使二次再結(jié)晶 充分地進行，因此在低磁場下不僅鐵損低、磁通密度高，而且可具有高磁性。
[0041] 具體地，所述初次再結(jié)晶晶?？蓾M足下式3 :18彡Ra彡50X [Sn]+20(所述式3中， [Sn]為晶粒取向電工鋼板中Sn的含量（重量％ ))。