導(dǎo)磁率優(yōu)良的無取向電工鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無取向電工鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無取向電工鋼板對(duì)電工設(shè)備的能效起到重要的作用，其原因在于無取向電工鋼板 用作電機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)器和小型變壓器等靜止機(jī)器的鐵芯材料將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。
[0003] 無取向電工鋼板的磁特性例如為鐵損和磁通密度，鐵損是磁化時(shí)產(chǎn)生的能量損 耗，因此鐵損越低越好。此外，磁通密度是用特定磁化力下得到的磁通密度值（單位：T)來 評(píng)價(jià)的，磁通密度值除以特定磁化力（單位：A/m)和真空導(dǎo)磁率y0 = 4JT*10-7的值定義 為導(dǎo)磁率。
[0004] S卩，導(dǎo)磁率表示被磁化的容易程度，這種導(dǎo)磁率值越高，通過更小的磁化力可以得 到更高的磁通密度，而且可以減少銅損。此時(shí)，銅損表示繞組銅線中產(chǎn)生的熱量。
[0005] 此外，鐵損作為無取向電工鋼板的重要指標(biāo)，不僅對(duì)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)器而且對(duì)大型 變壓器等靜止機(jī)器的功率效率產(chǎn)生較大影響。尤其，用于低磁場區(qū)時(shí)，所產(chǎn)生的銅損少，因 此鐵損決定機(jī)器的整體效率。但是，在用于1. 5T以上高磁場區(qū)的小型電機(jī)或小型變壓器等 機(jī)器中，銅損與鐵損同樣重要或者可能更重要，因此需要使用一種能夠降低銅損的無取向 電工鋼板。
[0006] 為了改善無取向電工鋼板的磁特性中的鐵損，一般采用添加電阻率大的合金元素 以提高電阻的方法。雖然添加合金元素能減少鐵損，但是磁通密度及導(dǎo)磁率也會(huì)不可避免 的減少。
[0007] 因此，為了降低鐵損的同時(shí)提高磁通密度及導(dǎo)磁率特性，通常采用雜質(zhì)含量極少 的純凈鋼或添加微量合金元素等技術(shù)。然而，這些技術(shù)均導(dǎo)致制造成本上升，而且不能解決 生成細(xì)小析出物導(dǎo)致磁性降低之問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，可以提供一種組分中Al、Sn、Sb、及P的各含量關(guān)系受控 的無取向電工鋼板。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，可以提供一種準(zhǔn)備包含所述組分的鋼板坯，并經(jīng)熱 車L-冷軋-冷軋板退火等一系列過程制造無取向電工鋼板的方法。
[0010] 本發(fā)明一實(shí)施例提供一種無取向電工鋼板，其包含1.5~4.Owt%的Si、0. 01~ 0? 50wt% 的Mn、0. 0005 ~0? 02wt% 的A1、0. 001 ~0? 15wt% 的P、0. 004wt% 以下（Owt%除 外）的C、0.0001 ~O.Olwt% 的S、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的N、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的Ti、0. 01~0? 15wt%的Sn、0. 0001~0? 15wt%的Sb，余量為Fe及其他不可避免 的雜質(zhì)，所述Al、Sn、Sb、及P滿足[Al]〈[Sn] + [Sb]、及[Al]〈[Sn] + [P]，其中[Al]、[Sn]、 [Sb]、及[P]分別是以wt%表示的Al、Sn、Sb、及P的含量。
[0011] 具體地，所述Sn、Sb及P滿足[Sn] + [Sb] + [P]為 0. 03 ~0. 30,其中[Sn]、[Sb]、
[P]分別是以Wt%表示的Sn、Sb、P的含量。
[0012] 所述無取向電工鋼板還可以包含分別為0? 05wt%以下（Owt%除外）的Cu、Ni及 Cr〇
[0013] 與此同時(shí)，所述無取向電工鋼板還可以包含分別為0.Olwt%以下的Zr、Mo及V。
[0014] 上述的任何一種無取向電工鋼板，其微細(xì)組織內(nèi)的晶粒平均大小可為30~ 300ym〇
[0015] 本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種無取向電工鋼板的制造方法，其包括以下步驟：
[0016] 準(zhǔn)備板坯，該板坯包含L5~4.Owt%的Si、0. 01~0? 50wt%的Mn、0. 0005~ 0? 02wt% 的A1、0. 001 ~0? 15wt% 的P、0. 004wt% 以下（Owt% 除外）的C、0. 0001 ~ O.Olwt% 的S、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的N、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的Ti、 0? 01~0? 15wt%的Sn、0. 0001~0? 15wt%的Sb，余量為Fe及其他不可避免的雜質(zhì)；
[0017] 將所述板坯熱軋成熱軋板；
[0018] 將所述熱軋板冷軋成冷軋板；以及
[0019] 在950~1120°C的溫度下，對(duì)所述冷軋板進(jìn)行退火，
[0020] 所述板坯中的六1、511、513及？滿足[六1]〈[511] + [513]、及[六1]〈[511] + [?]，其中[八1]、 [Sn]、[Sb]、及[P]分別是以wt%表示的Al、Sn、Sb、及P的含量。
[0021] 此時(shí)，所述板坯中的Sn、Sb、及P可滿足[Sn] + [Sb] + [P]為0. 03~0. 30，其中[Sn]、 [Sb]、及[P]分別是以wt%表示的Sn、Sb、及P的含量。
[0022] 本發(fā)明的無取向電工鋼板的制造方法，還可以包括以下步驟：將所述板坯熱軋成 熱軋板之后，在950~1200°C的溫度下，對(duì)所述熱軋板進(jìn)行退火。
[0023] 此外，在所述熱軋板退火步驟和冷軋板退火步驟中的至少一個(gè)步驟中，溫度低于 700°C以下，能夠以每秒15°C以上的升溫速率至少升溫一秒以上，溫度在700°C以上時(shí)，能 夠以每秒l〇°C以上的升溫速率至少升溫一秒以上。
[0024] 所述熱軋板退火步驟可在5分鐘內(nèi)完成。
[0025] 所述冷軋板退火步驟可在5分鐘內(nèi)完成。
[0026] 具體地，所述冷軋步驟可為一次冷軋或者包括中間退火的二次以上冷軋。
[0027] 另外，所述板坯還可以包含分別為0. 05wt%以下（Owt%除外）的Cu、Ni及Cr，分 別為O.Olwt%以下（Owt%除外）的Zr、Mo及V。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，可以提供一種在整個(gè)磁場區(qū)包括低磁場區(qū)和高磁場區(qū)， 降低鐵損并改善導(dǎo)磁率的無取向電工鋼板。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，可以提供所述無取向電工鋼板的制造方法。
【附圖說明】
[0030] 圖1示出各試片的磁性及鐵損特性。在圖1中，y軸表示B1，是在軋制方向和軋制 方向的垂直方向上測量50Hz交流電、磁化力100A/m下的磁通密度后得出平均值，x軸表示 在50Hz交流電下以正玄波磁化至1. 5T時(shí)試片產(chǎn)生的單位重量能量損耗W15/5Q。
[0031] 圖2示出各試片的電工鋼板的磁特性。圖2中，y軸表示軸表示B5(l。磁通 密度值是在各軋制方向和軋制方向的垂直方向上測量50Hz交流電、磁化力100A/ m、1000A/m、5000A/m下的磁通密度后得出平均值。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明能夠以多種不同方式變形實(shí)施，下面例舉特定實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。但是， 本發(fā)明并不限于下列特定實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解落入本發(fā)明的思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變化、 等效物或替代物均屬于本發(fā)明。
[0033] 以下，更詳細(xì)地說明本發(fā)明的無取向電工鋼板及其制造方法。
[0034] 本發(fā)明一實(shí)施例提供一種無取向電工鋼板，其包含1.5~4.Owt%的Si、0. 01~ 0? 50wt% 的Mn、0. 0005 ~0? 02wt% 的A1、0. 001 ~0? 15wt% 的P、0. 004wt% 以下（Owt%除 外）的C、0.0001 ~O.Olwt% 的S、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的N、0.003wt% 以下（Owt% 除外）的Ti、0. 01~0? 15wt%的Sn、0. 0001~0? 15wt%的Sb，余量為Fe及其他不可避免 的雜質(zhì)，所述Al、Sn、Sb、及P滿足[Al]〈[Sn] + [Sb]、及[Al]〈[Sn] + [P]，其中[Al]、[Sn]、 [Sb]、及[P]分別是以wt%表示的Al、Sn、Sb、及P的含量。
[0035] 因此，本發(fā)明的無取向電工鋼板通過在添加Si、Mn、Sn、Sb、P的組分體系中控制A1 的添加量來抑制細(xì)小的A1N及MnS等夾雜物的生成，進(jìn)而改善磁性。
[0036] 具體地，作為電阻元素添加的A1會(huì)形成細(xì)小的氮化物成為使磁性劣化的原因。在 無取向電工鋼板中，若夾雜物的尺寸細(xì)小，則會(huì)阻礙磁疇壁的移動(dòng)，致使磁性劣化，因此有 必要提高粗大夾雜物的形成頻率。
[0037] 此外，所述Sn、Sb及P為向晶界偏析的元素，會(huì)抑制氮沿晶界擴(kuò)散，并在最終退火 時(shí)控制晶界的移動(dòng)速度，借此促進(jìn)有利于磁性的晶粒的生長，從而使成品板材具有在低磁 場區(qū)磁通密度高的特性。
[0038] 對(duì)此，當(dāng)Al、Sn、Sb、及P滿足下述含量范圍，并且進(jìn)一步控制為所述含量關(guān)系時(shí)， 可以得到無取向電工鋼板的磁性進(jìn)一步提高的協(xié)同效應(yīng)。
[0039] 以下，對(duì)本發(fā)明一實(shí)施例的無取向電工鋼板中所包含的各成分及數(shù)值限定理由進(jìn) 行說明。
[0040] Si:1. 5 ~4.Owt%
[0041] 所述