一种高硅高铝无方向性电工钢的制造方法技术

本发明专利技术提供一种高硅高铝无方向性电工钢的制造方法，基板中硅铝含量控制在2.0～4.5％,渗剂采用硅铁与铝铁两种粉末占比为80～94wt％，硅铁粉末硅含量≥15％，铝铁粉末铝含量≥5％，渗剂粒度＞60目；导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm2压力下为3mm；热处理入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温温度650～750℃，电压40～60V，电流2～4A，保温时间1.5～3h。本发明专利技术操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，其生产的高硅高铝无方向性电工钢带饱和磁极化强度达1.86T，P10/50为0.75W/kg，P0.5/1K为18.96W/kg，可实现工业化生产，适用于各种高效精密电机及电器、仪表等的电磁铁芯制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轧钢
，特别涉及一种含Si3.3～6.5％、Al0.5～3.0％的高硅高铝无方向性电工钢的制造方法。
技术介绍
电工钢基体中，硅含量达到6.5％可获得最佳综合性能，但工业生产中，理论上硅含量达到3.3％无法进行冷加工。对于特殊用途高硅电工钢材料往往根据需求进行气相渗硅或采用非晶快冷铸轧等技术进行小规模生产,不能进行工业化生产，操作复杂，成本高，工艺不易于控制，作业效率低。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种成本低，工艺易于控制，作业效率高，可实现工业化生产，获得高性能高硅钢软磁材料的固体粉末硅铝共渗法生产高硅高铝无方向性电工钢带的方法。为此，本专利技术所采取的解决方案是：一种高硅高铝无方向性电工钢的制造方法，其特征在于，含Si3.3～6.5％、Al0.5～3.0％的高硅高铝无方向性电工钢带的具体制造方法为：工艺流程基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层。主要工艺及参数基板：基板中硅铝含量控制在2.0～4.5％,表面光整、清洁，进行化学抛光；渗剂：硅铁与铝铁两种粉末占比为80～94wt％，硅铁粉末硅含量≥15％，铝铁粉末铝含量≥5％，渗剂粒度＞60目；填料为铁粉，占比2～10wt％，粘合剂采用石腊、氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；导电极板：导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm2压力下为3mm；电源：可调压直流电源；热处理炉：入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温温度650～750℃，保温时接通电源，电压控制40～60V，电流控制2～4A，保温时间1.5～3h。本专利技术的技术原理是：1、在导电极板、渗剂、待渗基板间施加一定电压的直流电场后，产生的活性硅、铝原子带电荷；带电活性硅、铝原子向基板表面定向扩散，其扩散速度显然高于非定向的热扩散速度，而且这种扩散方式还可以减少导电极板腐蚀并可重复利用极板。2、在直流电场作用下，电流通过渗剂与基板本身的电阻对渗剂与基板有加热的作用，使试样实际温度较加热温度高。这种物理加热作用能促进粉末渗剂的分解，增加活性硅、铝原子的浓度。3、电场的两极之间及阴极基板与周围粉末渗剂间存在一个温度梯度，这将导致在电场两极及阴极与周闸粉末渗剂之间存在一个活性硅、铝原子的浓度差。根据菲克第一定律，这种浓度差将进一步增加粉末渗硅渗铝的定向渗速，克服了常规渗硅中单纯依赖非定向热扩散的不足。本专利技术的有益效果为：本专利技术操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，其生产的高硅高铝无方向性电工钢带饱和磁极化强度达1.86T，P10/50为0.75W/kg，P0.5/1K为18.96W/kg，通过基板的选择可生产无方向性高等级电工钢材料，实现工业化生产无方向性高硅高铝电工钢产品，适用于各种高效精密电机及电器、仪表等的电磁铁芯制造。具体实施方式本专利技术所涉及的基板化学成分均为重量百分比含量。工艺流程为：基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层。实施例1：基板钢带化学成分wt％：C：0.003％，Si：2.1％，Al：0.35％，Mn:0.30％，P：0.010％，S：0.0022％，N：0.0023％，其余为Fe和不可避免的残余元素；基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm；硅铁粉末粒度100目，硅含量55％，硅铁粉末占渗剂比例55wt％；铝铁粉末粒度80目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例27wt％；纯铁粉粒度100目占8wt％；石腊粉7wt％；氯化氨3wt％；80℃烘干混合均匀。入炉温度120℃，升温速度90/h，保温温度750℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制60V，电流控制3A，通电保温时间1.8h。渗硅铝后基板硅含量为3.4％，铝含量为0.8％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.93T；P10/50为0.94W/kg；P0.5/1K为25.2W/kg。实施例2：基板钢带化学成分wt％：C：0.002％，Si：3.1％，Al：0.72％，Mn:0.21％，P：0.008％，S：0.0015％，N：0.0017％，其余为Fe和不可避免的残余元素；基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm；硅铁粉末粒度100目，硅含量75％，硅铁粉末占渗剂比例60wt％；铝铁粉末粒度100目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例30wt％；纯铁粉粒度100目占5wt％；石腊粉3wt％；氯化氨2wt％；150℃烘干混合均匀。入炉温度150℃，升温速度100℃/h，保温温度700℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制40V，电流控制4A，保温及通电时间3h。渗硅铝后基板硅含量为4.2％，铝含量为1.7％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.89T；P10/50为0.74W/kg；P0.5/1K为17.2W/kg。实施例3：基板钢带化学成分wt％：C：0.0025％，Si：3.5％，Al：1.00％，Mn:0.23％，P：0.015％，S：0.0036％，N：0.0017％，其余为Fe和不可避免的残余元素；基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm；硅铁粉末粒度150目，硅含量60％，硅铁粉末占渗剂比例65wt％；铝铁粉末粒度130目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例24wt％；纯铁粉粒度100目占6wt％；石腊粉3wt％；氯化氨2wt％；190℃烘干混合均匀。入炉温度200℃，升温速度120/h，保温温度680℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制45V，电流控制2A，通电保温时间2.5h。渗硅铝后基板硅含量为4.8％，铝含量为1.5％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.77T；P10/50为0.59W/kg；P0.5/1K为14.5W/kg。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硅高铝无方向性电工钢的制造方法，其特征在于，含Si3.3～6.5％、Al0.5～3.0％的高硅高铝无方向性电工钢带的具体制造方法为：工艺流程基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层；主要工艺及参数基板：基板中硅铝含量控制在2.0～4.5％,表面光整、清洁，进行化学抛光；渗剂：硅铁与铝铁两种粉末占比为80～94wt％，硅铁粉末硅含量≥15％，铝铁粉末铝含量≥5％，渗剂粒度＞60目；填料为铁粉，占比2～10wt％，粘合剂采用石腊、氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；导电极板：导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm2压力下为3mm；电源：可调压直流电源；热处理炉：入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温温度650～750℃，保温时接通电源，电压控制40～60V，电流控制2～4A，保温时间1.5～3h。

【技术特征摘要】
1.一种高硅高铝无方向性电工钢的制造方法，其特征在于，含Si3.3～6.5％、Al0.5～3.0％的高硅高铝无方向性电工钢带的具体制造方法为：工艺流程基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层；主要工艺及参数基板：基板中硅铝含量控制在2.0～4.5％,表面光整、清洁，进行化学抛光；渗剂：硅铁与铝铁两种粉末占比为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振宇，蒋奇武，廖相巍，白云波，陈春梅，胡洪旭，张智义，马云龙，李亚东，刘文鹏，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21