一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法技术

本发明专利技术公开了一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，连续退火炉内各工艺段控制参数如下：加热段750～850℃；均热段750～850℃，均热时间100～150s；缓冷段出口温度575～675℃，缓冷段冷却速度为2.5～10℃/s；快冷段出口温度380～420℃，快冷段冷却速度15～25℃/s；过时效段270～310℃；退火介质为H2与N2组成的非氧化性气氛；所述冷轧电磁纯铁板带退火后经平整压下的板带平整延伸率控制在0.2±0.1%。本发明专利技术的连续退火方法工艺过程简单，所生产的冷轧电磁纯铁板带无需再进行磁化退火即可获得矫顽力低、成形性好的综合性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料加工领域，特别涉及一种低矫顽力、高成形性、无需磁化退火的冷轧电磁纯铁板带连续退火方法。
技术介绍
电磁纯铁具有矫顽力低、磁导率高、加工性能优良等特点，是一种重要的功能性软磁材料。传统的电磁纯铁产品以软化退火状态出厂，用户对其进行加工成型制成零件后再进行磁化退火处理，消除冷加工晶格畸变才能充分发挥出纯铁的磁性能。国标GB/T6983-2008对冷轧电磁纯铁钢板按照磁性能由高到低分为四个牌号：DT4（Hc≤96A/m）、DT4A（Hc≤72A/m）、DT4E（Hc≤48A/m）、DT4C（Hc≤32A/m），另外对电磁纯铁的磁化退火工艺进行了如下规定：真空或惰性气体保护退火时，随炉升温到900±10℃保温1h，保温结束后以低于50℃/h的速度冷却到500℃以下或室温出炉；如果采用脱碳气氛进行退火，则随炉升温到800℃，然后经不小于2h的时间加热到900±10℃保温4h，保温结束后以低于50℃/h的速度冷却到500℃以下或室温出炉。冷轧电磁纯铁板带的一个重要应用是磁屏蔽材料，如电力继电器屏磁外壳。若按照传统工艺将零件冲裁成型后，再进行周期长达数小时的磁化退火处理，大的零件尺寸对退火设备要求提高，另外产量受限于装炉量，极易使磁化退火环节成为整个生产流程中的瓶颈工序，产品的生产加工周期延长，成本也随之提高。因而生产厂家希望能够使用矫顽力低（＜100A/m）、成形性好且无需磁化退火的电磁纯铁板带，但是现有技术尚未达到此项指标。对现有电磁纯铁产品相关专利的分析如表1所示。首先对冷轧电磁纯铁磁性能的持续改善是一个关注点，通过合金成分的调整、热轧、冷轧工艺的改进以及对磁化退火环节的控制来提升材料的磁性能。另外中国专利CN103789609A则申请了一种提高电磁纯铁纯净度的方法，即通过对锻造钢锭电渣重熔而减少杂质元素。中国专利CN104232856A则针对磁化退火过程中工件表面易氧化的问题，提出了电磁纯铁零件磁化退火的改进办法。表1电磁纯铁产品相关专利分析
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，该连续退火方法工艺过程简单，所生产的冷轧电磁纯铁板带无需再进行磁化退火即可获得矫顽力低、成形性好的综合性能。为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，连续退火炉内各工艺段控制参数如下：加热段750～850℃；均热段750～850℃，均热时间100～150s；缓冷段出口温度575～675℃，缓冷段冷却速度为2.5～10℃/s；快冷段出口温度380～420℃，快冷段冷却速度15～25℃/s；过时效段270～310℃；退火介质为H2与N2组成的非氧化性气氛；所述冷轧电磁纯铁板带退火后经平整压下的板带平整延伸率控制在0.2±0.1%。所述冷轧电磁纯铁板带厚度为0.5-3.0mm。进一步，所述冷轧电磁纯铁板带的化学成分质量百分比为：C≤0.005%，Si≤0.1%，Mn=0.1%～0.5%，P≤0.02%，S≤0.003%，Al≤0.005%或Al=0.1～1.5%，B≤0.007%，[N]≤0.005%，[O]≤0.02%，其余为Fe及不可避免的杂质。进一步，所述冷轧电磁纯铁板带退火后的指标参数为：矫顽力在60-100A/m，屈服强度≥120MPa，延伸率≥35%。进一步，所述冷轧电磁纯铁板带的的热轧工艺参数：加热温度1000～1200℃；终轧温度750～900℃；卷曲温度550～720℃；冷轧压下率控制在30～55%。本专利技术低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法制备所得的电磁纯铁板带具有低矫顽力、高成形性且无需磁化退火，解决了传统冷轧电磁纯铁材料需进行磁化退火，而大尺寸零件磁化退火装炉受限，生产加工周期长，成本高的问题。本专利技术低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法的原理如下：本专利技术的低矫顽力冷轧电磁纯铁板采用连续退火方式生产，由于压延轧制过程使铁素体晶内存在大量点阵畸变，磁畴移动阻力大，高温退火为再结晶消除冷轧点阵畸变提供了足够的热力学驱动力，若退火时间太短，晶粒长大不充分，材料的矫顽力不理想。退火的均热温度选择在750-850℃，退火均热段时间为100～150s，可以在保证材料的矫顽力Hc＜100A/m的前提下兼顾生产效率。本专利技术的低矫顽力冷轧电磁纯铁板带的退火板带的平整延伸率控制在0.2±0.1%，这是因为平整压下会通过引入晶体缺陷，增大磁畴阻力显著影响矫顽力性能；但由于电磁纯铁产品屈服强度较低，高温连退易产生边皱等质量缺陷，因而适度的平整压下也是保证产品表面质量的关键手段，综合上述因素，控制平整压下率，避免其超过0.3%。本专利技术对适用于上述退火方法的电磁纯铁板带的具体化学成分有一定要求。C、N、O、S都是对纯铁磁性极有害的元素，细小分布的MnS、AlN析出物及氧化物夹杂均可阻碍晶粒长大，强烈地影响磁化，使矫顽力增加。因此在采用本专利技术提出的退火工艺时，在成分的选择上一方面要尽量降低杂质元素的含量，另一方面要避免形成细小夹杂物。铝元素显著影响电磁纯铁中夹杂物的存在形式，对铝的控制一般采取两个极端的措施。这是因为酸溶铝Als在0.005～0.014%范围内最易形成细小的AlN，从而阻止铁素体晶粒长大，由于晶粒细小，对磁性能有害的位向组分增多，当Als≤0.003%时，铝含量愈低，磁性有利的位向组分增多，晶粒较粗大。铝含量在0.15%以上时，也可形成粗大AIN，改善织构，使磁各异性降小，而且固定N使磁时效减轻。另外，在热轧制度的选择上，选取较高的终轧温度和卷取温度，这主要因为高温终轧及高温卷曲一方面有利于热轧变形组织的回复、再结晶和晶粒长大，促进热轧板晶粒粗化；另一方面，有利于钢中细小夹杂物（如AlN、MnS）的聚集和长大，从而降低细小夹杂物对试样热处理时晶界移动的阻碍，从而降低对磁畴移动的钉扎作用。冷轧压下率上则要控制在30～55%，避免压下率过高。冷轧过程中，不同的变形量将对应得到不同的形变微观组织，从而影响再结晶形核与长大动力。较低的冷轧变形量将通过对热轧板引人应变诱发晶界迁移，促进退火晶粒长大而获得了较好的磁性能；而随着冷轧变形量继续增加，复杂滑移区域增加，胞状组织发展完善，尽管退火时再结晶形核率、晶粒长大速率都增加，但形核率大于晶粒长大速率，造成再结晶晶粒变细，相应的矫顽力Hc升高，磁性能变坏。本专利技术低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法制备所得的电磁纯铁板带无需再进行磁化退火，冷轧电磁纯铁板带退火后的指标参数达到：矫顽力在60-100A/m，屈服强度≥120MPa，延伸率≥35%。本专利技术低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法作为冷轧电磁纯铁板带生产的最后环节，其工艺过程简单，所生产的冷轧电磁纯铁板带无需再进行磁化退火即可获得矫顽力低、成形性好的综合性能。具体实施方式实施例一成分：带钢的化学成分的质量百分含量如表2所示，其余为Fe及不可避免的杂质。带钢厚度1.2±0.04mm。表2：实施例一带钢的化学成分的质量百分含量表（单位：%）CSiMnPSAlBNO0.00210.0890.270.0160.0030.0010.00010.0020.015工艺：热轧工艺参数：加热温度1150℃；终轧温度850本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，其特征是：连续退火炉内各工艺段控制参数如下：加热段750～850℃；均热段750～850℃，均热时间100～150s；缓冷段出口温度575～675℃，缓冷段冷却速度为2.5～10℃/s；快冷段出口温度380～420℃，快冷段冷却速度15～25℃/s；过时效段270～310℃；退火介质为H2与N2组成的非氧化性气氛；所述冷轧电磁纯铁板带退火后经平整压下的板带平整延伸率控制在0.2±0.1%。

【技术特征摘要】
1.一种低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，其特征是：连续退火炉内各工艺段控制参数如下：加热段750～850℃；均热段750～850℃，均热时间100～150s；缓冷段出口温度575～675℃，缓冷段冷却速度为2.5～10℃/s；快冷段出口温度380～420℃，快冷段冷却速度15～25℃/s；过时效段270～310℃；退火介质为H2与N2组成的非氧化性气氛；所述冷轧电磁纯铁板带退火后经平整压下的板带平整延伸率控制在0.2±0.1%。2.根据权利要求1所述的低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，其特征是：所述冷轧电磁纯铁板带厚度为0.5-3.0mm。3.根据权利要求1所述的低矫顽力冷轧电磁纯铁板带连续退火方法，其特征是：所述冷轧电磁纯铁板带...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎元媛，梁高飞，程国平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31