用于制备具有高水平冷轧收缩率的晶粒取向的磁性片材的方法技术

用于制备晶粒取向的Fe-Si片材的方法，该片材具有优异的磁性特征且用于制造电子器件，其中热轧带材的厚度(≥3.5毫米)和总冷收缩率(90-98％)高于已知的方法，且其中在冷轧之前没有安排热轧带材退火。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】用于制备晶粒取向的Fe-Si片材的方法，该片材具有优异的磁性特征且用于制造电子器件，其中热轧带材的厚度(≥3.5毫米)和总冷收缩率(90-98％)高于已知的方法，且其中在冷轧之前没有安排热轧带材退火。【专利说明】本专利技术涉及用于制备晶粒取向的Fe-Si片材的方法，该片材具有优异的磁性特征，可用于制造电子器件。众所周知，磁性晶粒取向片材主要用于制造电气变压器芯体。市售的产品以它们的磁性性质为基准来分类(如根据UNI EN10107规定所定义)。这种磁性特征与显示各向异性晶体织构({110}〈001>)的特殊产品晶体结构和宏观的晶粒粒径(从纳米到厘米)相关。为了获得这种结构，必须实施特别长的、复杂的和非常昂贵的工业制造周期，还需要高度的工艺控制。对于所有等级的产品，但特别是对于厚度更薄(即，< 0.30mm)和B800更高的产品而言，物理和磁性加工产率都是特别关键的参数，对产品成本有积极影响。为了在最终片材中获得极强的高斯(Goss)织构，所有用于制造晶粒取向的磁性片材的现有技术都利用相同的冶金学策略，即通过第二和/或离析相分布辅助的用于二次取向重结晶的方法。为了在最终退火步骤中控制(减缓)晶粒边界运动，通过解决取向选择性二次重结晶方法，非金属第二相和离析剂起着关键作用。例如，如EP 0125653, EP 098324, EP 0411356所述，抑制元素主要是硫化锰和氮化铝(MnS+AIN)。 但是，上述技术导致了不足，该不足来自板坯微结构的延续，表现为在固化过程中广生大晶粒。这些晶粒，因为由合金硅出现而导致的晶粒边界移动性降低，在加工中阻止了完全的重结晶，导致微结构的异质性(homogeneity)，这又导致在最终产品中出现一些区域，在这些区域中，晶粒是精细的且没有进行正确的二次结晶(所述的条纹)，因此导致磁性特征受到破坏。最近开发了致力于具有更加紧凑、灵活和进一步降低成本的生产方法的新颖钢浇铸技术。优选地用于制备变压器片材的一种创新性技术是薄板坯浇铸，其特征在于把长片直接连续地浇铸成常规坯条(blank bar)的典型厚度，并通过连续地依次结合以下过程而非常适于直接轧制方法的实施方式:板坯浇铸，从连续隧道炉通过以加热浇铸的片，以及精轧以卷绕带材。以降低的厚度浇铸限制了为热轧施加的机械变形的总量，这又导致上述缺陷的发生率升高。未重结晶区域的存留是以薄板坯为起点的制造技术涉及的主要问题之O通过第一热轧和随后的第二冷轧来使厚度从浇铸的板坯或锭料的厚度减小至薄带材(最终产品)的厚度，热收缩率范围是90%-99%且一般地具有更低的冷收缩率总量(85-90% )，这对基于板坯或锭料浇铸来工业生产晶粒取向的磁性片材的所有技术都是相同的。对于在例如特别的热轧条件的基础上制备所述钢材，为了改善带材热重结晶的量和均匀性，已经提出了许多技术。在最新的一些方法中，例如在W02010/057913中描述了一种方法，它是在从成坯到最终轧制的时间范围内，根据坯条的温度调节温度和成坯降低级另|J，由此热轧板坯。在US2008/0216985A1中描述了通过在精轧机组的第一机架施加高变形率来进行带材热制造的特殊周期。在EP2147127中，描述了热轧方法，其中轧制之前浇铸的板坯不必加热，且在低于板坯芯的温度下实施第一热轧步骤。根据本专利技术，当在没有带材热退火的情况下施加冷变形时，获得特别的微结构带材均匀性，因此避免了退火的冷轧钢中因晶粒尺寸异质性导致的不足，并避免了在最终产品中存在条纹。此外，如本领域普通技术人员所熟知，尽管认为初步冷轧处理是必需的，该初步冷轧是出于表面调理的目的，通过连续的表面喷砂加工和/或酸洗进行，以便从带材表面除去因热轧导致的垢/氧化材料，但是在生产周期中省去带材热退火步骤首先代表降低制造成本(即能耗成本、生产效率和物理产率升高)的机会，这在任何可能的时候都可付诸实施。通常，在涉及带材热退火的方法中，两种加工过程(退火和酸洗连续生产线)都是在相同生产线上实施的。本专利技术的目的是用于制造晶粒取向的磁性片材的创新方法，且旨在解决现有制造方法对产品质量特征以及磁性和物理产率(magnetic and physical yields)的负面影响的问题，这种问题是因对所述产品而言常见的热轧带材中的不完全的和异质的重结晶造成的。与现有技术描述的不同，本专利技术提出了一种制造周期，该制造周期基于热轧带材>3.5毫米的厚度和从热带材到最终产品厚度的非常高的总冷收缩率(>90% )，但不在轧制的钢材上施加热退火。所述周期产生非常多的变形网状缺陷，最高至临界极限密度，由此在后续的带材退火中，激活非常均匀的轧制钢结构的重结晶过程。本专利技术的方法的专利技术人已经能够证明，为了以有效和可靠的方式达到所述结果，把冷变形量细分成通过中间退火步骤隔开的许多步骤是不够的， 而必须把热带材厚度增加至超过3.5毫米且施加高于90%的总冷收缩率且无热带材退火。这种方法对于以固化尺寸为起点的总收缩率受到限制(如对于薄板坯)的技术特别有效，且在任何情况下，所述方法允许生产具有优异特征且具有比常规方法更高的定性产率(qualitative yield)的磁性片材。通常，为了制造晶粒取向的片材而制备具有2.0毫米-2.5毫米厚度的受热带材；事实上，通常认为在薄厚度轧制钢的工业制造方法中，限制待施加的冷收缩率是有利的，这是因为明显的加工成本原因(趋势是向着制备更薄厚度的热带材，对电气钢材的制造也是这样EP1662010A1)。在JP60059045和JP6207220中，清楚地描述了为了制造具有优异磁性特征的超薄板(厚度< 0.25毫米)而施加特别的冷收缩率，由此得到最大厚度约3毫米的热带材。与总体趋势相反，本专利技术涉及制备具有厚度明显高于这些材料通常具有的厚度的热带材。事实上，专利技术人已经能够通过一组实验证实，这样做可使最终产品获得更好和更可靠的磁性特征。这种结果可能是具有最终厚度的退火半成品的更加均匀的微结构带来的。作为本专利技术的进一步的目标，专利技术人提出了可进一步降低制造成本的具体工艺变量，它基于对高厚度带材的热处理，所述处理涉及带材展开，通过一个或更多个在线轧制机架的冷变形，变形的带材的退火，可能的进一步通过一个或更多个轧制机架在线冷轧带材，以及随后再次卷绕带材以便送到后续的加工步骤。上述把冷轧和退火分开可以大幅降低制造成本，从而提出的方法比目前使用的方法更加经济，同时确保最高的产品质量。根据本专利技术，已经有可能确定根据现有技术无法得知的具体加工条件，可以获得具有优异磁性特征的产品，确保最终结果的高度可靠性，以及产品功能特征和高生产产率的优异稳定性。本专利技术的目的是一种用于制备晶粒取向的磁性钢的方法，其中硅钢被浇铸、固化，并依次进行可能的加热、热轧、冷轧、退火，其中:-以重量％计，钢的化学组成如下:Si 为 2.0 % -5.0 %、C 最高达 0.1 %、S 为 0.004% -0.040 %、Cu 最高达 0.4%,Mn最高达0.5 %、Cu+Mn最高达0.5 %、可能的N为0.0030 % -0.0120 %、可能的Al为0.0100% -0.0600%、余量的Fe和不可避免的杂质；-把所述钢固化成厚度大于或等于2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备晶粒取向的磁性带材的方法，其中硅钢被浇铸、固化，且依次进行任选的加热、热轧、冷轧、退火，所述方法的特征在于：‑以重量％计，所述钢的组成包括：Si2.0％‑5.0％、C最高达0.1％、S0.004％‑0.040％、Cu最高达0.4％、Mn最高达0.5％、Cu+Mn最高达0.5％、任选的N0.0030％‑0.0120％、任选的Al0.0100％‑0.0600％，其余的是Fe和不可避免的杂质；‑把所述钢固化成厚度大于或等于20毫米的板坯或锭料，并在1350–800℃的温度范围内热轧，得到厚度在3.5毫米和12.0毫米之间的热轧片材，‑不经退火，对这样获得的所述热轧片材进行冷轧，其中总收缩率不低于90％且不高于98％，所述冷轧通过下述顺序来进行：(1)第一冷轧，收缩率在20％和60％之间，且温度范围在30℃和300℃之间；(2)在30秒到900秒的时间范围内，退火到800℃和1150℃之间的温度；(3)在一个或更多个阶段中进行第二冷轧，直到最终厚度，收缩率在70％和93％之间，任选地在30秒到900秒的时间范围内，退火到800℃和1150℃之间的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·扶隽纳提，S·齐卡利，G·阿比鲁齐斯，
申请(专利权)人：材料开发中心股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT