一種高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法，所述高強(qiáng)度無取向硅鋼適合作為發(fā)動(dòng)機(jī)鐵芯，特別適用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車所使用的高頻驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。無取向硅鋼成品包含以下元素組成：C:0.01?0.02%，Si:2.50?3.50%，Cu:0.45?0.55%，Ti:0.25?0.35%，Zr:0.80?1.50%，Hf:0.01?0.02%，Mn:2.20?2.50%，Sn:1.05?1.25%，Cr:2.25?2.55%，Al:0.20?0.40%，V:0.10?0.20%，Zn:0.50?0.80%，P:0.15%以下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比。通過對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數(shù)范圍的選定，不用特意添加稀土元素，實(shí)現(xiàn)了低生產(chǎn)成本。并且，最終獲得的產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得了優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵損性能，滿足了電機(jī)對于高強(qiáng)度無方向性電磁鋼板產(chǎn)品的應(yīng)用需求。
【專利說明】
一種高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及硅鋼材料領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無取向電工鋼是含碳很低的硅鐵軟磁合金，是電力、電子和軍事工業(yè)不可缺少的重要軟磁合金，亦是產(chǎn)量最大的金屬功能材料，主要用作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵芯。它的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造技術(shù)嚴(yán)格，國外的生產(chǎn)技術(shù)都以專利形式加以保護(hù)，視為企業(yè)的生命。電工鋼板的制造技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量是衡量一個(gè)國家特殊鋼生產(chǎn)和科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。目前我國冷乳電工鋼數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格牌號(hào)，還不能滿足能源(電力)工業(yè)發(fā)展的需求，在生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備、管理及科研等方面與日本相比，存在較大差距。
[0003]無取向硅鋼是在旋轉(zhuǎn)磁場中工作的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵芯材料，要求良好的磁性能和工藝性能。近年來，隨著電機(jī)高速化和小型化的發(fā)展，對無取向娃鋼的性能要求提出了更高的要求，如在高頻下具有低鐵損和高磁感強(qiáng)度等。此外，由于高頻電機(jī)的應(yīng)用環(huán)境要求，目前除了磁性能之外，機(jī)械強(qiáng)度的改進(jìn)需求也是無取向硅鋼行業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)。如何在保證優(yōu)異磁性能的基礎(chǔ)上，同時(shí)獲得高頻電機(jī)所需要的抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能，是急需解決的技術(shù)問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種無方向性電磁鋼板，其適合作為發(fā)動(dòng)機(jī)鐵芯，特別適用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車所使用的高頻驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)提供低生產(chǎn)成本、在更寬幅的頻率下具有高強(qiáng)度、且磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵損優(yōu)良的無方向性電磁鋼板。
[0005]本發(fā)明提供了一種電機(jī)用無取向硅鋼的制備方法，其中，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01-0.02%，S1: 2.50-3.50%，Cu: 0.45-0.55%，T1: 0.25-0.35%,Zr:0.80-1.50%,Hf:0.01-0.02%,Mn:2.20-2.50%,Sn:1.05-1.25%,Cr:2.25-2.55%,Al:0.20-0.40%，ν:0.10-0.20%，Ζη:0.50-0.80%，Ρ:0.15%以下，S:0.01%以下，Ν:0.01%以下，余量為?6，上述百分比為質(zhì)量百分比；其中41和此元素含量之和滿足2.5%〈{^1] + [111]}〈2.7%;所述無取向硅鋼成品的再結(jié)晶組織占總體的75?85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80-ΙΟΟμ?? ；所述無取向硅鋼成品的屈服強(qiáng)度為800?860MPa ；所述制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟。
[0006]所述熱乳步驟為:加熱到950-1050°C進(jìn)行熱乳，然后以20?30°C/s的速度降溫，在500~580°C進(jìn)行卷取。
[0007]所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到780?800°C，加熱速率為10?15°C/s，進(jìn)行中間退火。
[0008]所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護(hù)氣氛下，進(jìn)行80?85 %壓下率的冷乳。
[0009]所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到850-880°C進(jìn)行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440°C，保溫3~5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機(jī)用無取向硅鋼。
[0010]所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1.5/50小于2.70W/kg。
[0011]優(yōu)選地，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01%，S1: 3.50%，Cu: 0.55%，T1:0.25%,Zr:1.20%,Hf:0.01%,Mn:2.30%,Sn:1.15%,Cr:2.35%,Al:0.25%,V:0.20%,Zn:
0.50%，？:0.15%以下，3:0.01%以下小:0.01%以下，余量為?6，上述百分比為質(zhì)量百分比。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:通過無取向硅鋼元素組成成分的選擇，不用特意添加稀土元素，熱處理步驟簡單易操作，實(shí)現(xiàn)了低生產(chǎn)成本。并且，最終獲得的產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得了優(yōu)良的抗拉強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度和鐵損性能，滿足了電機(jī)對于無方向性電磁鋼板產(chǎn)品的應(yīng)用需求。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例和對比例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]實(shí)施例1:
C:0.01%，S1:3.50%,Cu:0.55%,T1:0.25%,Zr:1.20%,Hf:0.01%,Mn:2.30%，Sn:1.15%,0:2.35%41:0.25%，￥:0.20%，211:0.50%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為
Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結(jié)晶組織占總體的75%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80μπι，所述無取向硅鋼成品的屈服強(qiáng)度為800MPa。加熱到1000 °C進(jìn)行熱乳，然后以20°C/s的速度降溫，在500°C進(jìn)行卷取。將卷取后的板材重新加熱到7800C，加熱速率為1 °C /s，進(jìn)行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護(hù)氣氛下，進(jìn)行80%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到850°C進(jìn)行最終退火2h，然后快速降溫至300°C，保溫3分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機(jī)用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0015]實(shí)施例2:
C:0.02%，S1:2.50%,Cu:0.45%,T1:0.35%,Zr:1.50%,Hf:0.02%,Mn:2.50%，Sn:1.05%，0:2.25%41:0.40%，￥:0.10%，211:0.60%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為
Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結(jié)晶組織占總體的85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為90μπι，所述無取向硅鋼成品的屈服強(qiáng)度為840MPa。加熱到950 °C進(jìn)行熱乳，然后以30°C/s的速度降溫，在580°C進(jìn)行卷取。將卷取后的板材重新加熱到800°C，加熱速率為12°C/s，進(jìn)行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護(hù)氣氛下，進(jìn)行85 %壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到880 °C進(jìn)行最終退火Ih，然后快速降溫至400°C，保溫5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機(jī)用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0016]實(shí)施例3:
C:0.01%，S1:3.00%,Cu:0.55%,T1:0.25%,Zr:0.80%,Hf:0.01%,Mn:2.20%，Sn:1.25%，0:2.55%41:0.30%，￥:0.20%，211:0.80%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為
Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結(jié)晶組織占總體的80%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為I ΟΟμπι，所述無取向硅鋼成品的屈服強(qiáng)度為860MPa。加熱到1050 °C進(jìn)行熱乳，然后以25°C/s的速度降溫，在560°C進(jìn)行卷取。將卷取后的板材重新加熱到7900C，加熱速率為15°C/s，進(jìn)行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護(hù)氣氛下，進(jìn)行80%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到860°C進(jìn)行最終退火2h，然后快速降溫至440°C，保溫4分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機(jī)用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感應(yīng)強(qiáng)度B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0017]對比例1:
將其他元素成分或含量的無取向硅鋼，采用同樣的工藝步驟制備后，所得到的無取向硅鋼成品的磁感B50很難達(dá)到1.70T以上、鐵損P1.5/5Q大于3.20ff/kg，且抗拉強(qiáng)度低于700MPao
[0018]對比例2:
將元素成分和含量與實(shí)施例1相同的無取向硅鋼，采用其他燒結(jié)方式或工藝參數(shù)制備時(shí)，其所得到的無取向硅鋼產(chǎn)品的鐵損P1.5/5Q大于4.50W/kg，且抗拉強(qiáng)度低于700MPa。
[0019]由實(shí)施例1-3和對比例I和2可以看出，本發(fā)明對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數(shù)范圍的選定，是本申請實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)，且使最終產(chǎn)品在更寬幅的頻率下，獲得優(yōu)良的磁性能，滿足了電機(jī)應(yīng)用需求的關(guān)鍵。
[0020]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法，其特征在于:其中，所述無取向硅鋼成品應(yīng)用于高頻電機(jī)，其包含以下元素組成:C:0.01-0.02%，S1:2.50-3.50%，Cu:0.45-0.55%，T1:0.25-.0.35%,Zr:0.80-1.50%,Hf:0.01-0.02%,Mn:2.20-2.50%，Sn:1.05-1.25%,Cr:2.25-2.55%，△1:0.20-0.40%，￥:0.10-0.20%，211:0.50-0.80%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比；其中，Al和Mn元素含量之和滿足2.5%〈{[Α1] + [Μη]}〈.2.7%;所述無取向硅鋼成品的再結(jié)晶組織占總體的75?85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80-100μπι;所述無取向硅鋼成品的屈服強(qiáng)度為800?860MPa;所述制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高強(qiáng)度無取向硅鋼的制備方法，其特征在于:所述熱乳步驟為:加熱到950-1050°C進(jìn)行熱乳，然后以20~30°C/s的速度降溫，在500?580°C進(jìn)行卷取。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到780?800 °C，加熱速率為1?15 °C /s，進(jìn)行中間退火。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度無取向硅鋼，其特征在于:所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護(hù)氣氛下，進(jìn)行80?85%壓下率的冷乳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到850-880°C進(jìn)行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440°C，保溫3~5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機(jī)用無取向硅鋼。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的制備方法，其特征在于:所述無取向硅鋼成品的磁感B50為.1.80T以上、鐵損P1.5/5Q小于2.70ff/kgο7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的制備方法，其特征在于:所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01%，S1: 3.50%，Cu: 0.55%，T1: 0.25%, Zr:1.20%, Hf:0.01%,Mn: 2.30%，Sn:.1.15%，Cr:2.35%，Al:0.25%，V:0.20%，Zn:0.50%，P:0.15%WT，S:0.01%WT，N:0.01%WT，余量為Fe，上述百分比為質(zhì)量百分比。
【文檔編號(hào)】C22C38/14GK105908072SQ201610346649
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】劉和來
【申請人】劉和來