一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，包括：1)在第一段均热炉中渗氮温度为750～1000℃；在原有气氛状态下，通入5％～50％纯净氨气，渗氮时间控制在5～200s；2)根据成品厚度规格，以炉内氮含量检测数据为指导，控制高牌号电工钢表面氮含量为30～1000ppm；3)转入第二段均热炉进行后续生产。本发明专利技术通过增加表面渗氮工序，并调整成品热处理工艺，实现产品组织的梯度分布，使其既能适应低频磁化区间的组织需求，又能适应高频磁化的表层细小组织需求；避免为了实现成品性能而采用更高合金含量和更薄规格方法致使生产难度增加的弊端。

A production method of high grade electrical steel products with high frequency conversion characteristics

Including the production method, the present invention relates to a variable frequency and high grade electric steel products: 1) in the first section of the soaking pit nitriding temperature is 750~1000 DEG C; in the original atmosphere conditions, access to 5% ~ 50% pure ammonia nitriding time control in 5 ~ 200s; 2) according to the thickness of product specifications, to the detection data of nitrogen content in the furnace for guidance and control for 30 ~ 1000ppm surface nitrogen content of electrical steel of high grade; 3) to the second section of the subsequent production of soaking pit. The present invention by increasing the surface nitriding process, heat treatment process and adjust the product, realize the gradient distribution of the microstructures, which can not only adapt to the organization needs frequency magnetization interval, and can adapt to the high frequency magnetic surface fine organization needs; in order to achieve product performance and avoid using higher alloy content and more thin method caused production increased difficulty.

【技术实现步骤摘要】
一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法
本专利技术涉及电工钢生产
，尤其涉及一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法。
技术介绍
冷轧电工钢是广泛应用的金属功能性软磁材料，主要应用于各类电机及电器的铁芯制造领域。随着下游行业的技术进步，变频技术的广泛应用，高频变频高效电机逐渐成为主流产品，对高效电工钢电磁性能提出了更高要求：一方面要求其在低频工作区间达到常规电磁性能水平，另一方面要求其在中高频工作区间具备高频低损耗特性，而要实现这两种相互矛盾的性能导致了此类电工钢产品的生产具有一定难度。常规高牌号电工钢生产中，冶炼过程重点控制钢质洁净度指标，最大限度的降低硫、氮、钛等有害元素，避免形成第二相粒子，影响后期有利组织织构组分生成；成品热处理过程通常采用两段式均热的连续退火炉工艺，一段均热中控制脱碳及再结晶过程，二段高温均热控制晶粒长大，减轻磁滞损耗。另外，常规高牌号电工钢生产中无渗氮工序。变频领域应用的电工钢产品正逐步向高等级、低铁损、高牌号发展，或向薄规格化产品发展，为降低急剧提高的涡流损耗，需得到相对细小的成品组织，因此高牌号电工钢产品生产时还需控制成品中粗大组织与细小组织的分布。
技术实现思路
本专利技术提供了一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，通过增加表面渗氮工序，并调整成品热处理工艺，实现产品组织的梯度分布，使其既能适应低频磁化区间的组织需求，又能适应高频磁化的表层细小组织需求；避免为了实现成品性能而采用更高合金含量和更薄规格方法致使生产难度增加的弊端。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，所述高牌号电工钢产品的化学成分组成为：C≤0.003％，Si3.0％～4.0％，Al0.5％～1.0％，Mn0.10％～0.30％，P≤0.012％，S≤0.0015％，N≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；成品热处理采用两段式均热的连续退火炉退火；包括：1)在第一段均热炉中增加表层渗氮工艺过程，渗氮温度为750～1000℃，保证渗氮热动力；在原有气氛状态下，通入5％～50％纯净氨气，通过分解氨产生的活性氮原子与高牌号电工钢表面反应；渗氮时间控制在5～200s；2)根据成品厚度规格，以炉内氮含量检测数据为指导，控制高牌号电工钢表面氮含量为30～1000ppm；3)转入第二段均热炉进行后续生产，因表层氮化物的抑制作用，使高牌号电工钢获得纵断面表层相对细小、心部相对粗大的组织分布形态。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)通过调整成品热处理工艺，实现产品组织的梯度分布，使其既能适应低频磁化区间的组织需求，又能适应高频磁化的表层细小组织需求；2)常规生产中常采用高频高电阻率高合金钢种或更薄规格以实现成品性能，但其带来的冷轧收得率低的技术难点很难克服；本专利技术无需采用高合金钢种，且可用较厚规格产品实现成品性能，满足应用要求；其生产难度大大降低，并可降低生产成本。具体实施方式本专利技术所述一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，所述高牌号电工钢产品的化学成分组成为：C≤0.003％，Si3.0％～4.0％，Al0.5％～1.0％，Mn0.10％～0.30％，P≤0.012％，S≤0.0015％，N≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；成品热处理采用两段式均热的连续退火炉退火；成品热处理采用两段式均热的连续退火炉退火；包括：1)在第一段均热炉中增加表层渗氮工艺过程，渗氮温度为750～1000℃，保证渗氮热动力；在原有气氛状态下，通入5％～50％纯净氨气，通过分解氨产生的活性氮原子与高牌号电工钢表面反应；渗氮时间控制在5～200s；2)根据成品厚度规格，以炉内氮含量检测数据为指导，控制高牌号电工钢表面氮含量为30～1000ppm；3)转入第二段均热炉进行后续生产，因表层氮化物的抑制作用，使高牌号电工钢获得纵断面表层相对细小、心部相对粗大的组织分布形态。以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。【实施例1】主要化学成分为：C：0.0029％，Si：3.11％，Al：0.53％，Mn:0.13％，P：0.010％，S：0.0014％，N：0.0018％，在二段式连续退火炉中，控制第一均热段渗氮温度在910℃；气氛整体控制为N2(60％)+H2(25％)+NH3(15％)；调整退火炉机组运行速度及加热段炉长，控制渗氮处理时间25s，通过氮氧仪检测控制氮含量为95ppm；第二段均热炉控制加热温度1060℃；最终成品表层(断面尺寸的10％)晶粒尺寸为80μm，心部组织为185μm。产品常规电磁性能P1.5/50为2.32W/kg,产品400Hz磁化下，P1.0/400为15.12W/kg。【实施例2】主要化学成分为：C：0.0027％，Si：3.21％，Al：0.83％，Mn:0.15％，P：0.008％，S：0.0013％，N：0.0019％，在二段式连续退火炉中，控制第一均热段渗氮温度在860℃；气氛整体控制为N2(58％)+H2(24％)+NH3(18％)；调整退火炉机组运行速度及加热段炉长，控制渗氮处理时间29s，通过氮氧仪检测控制氮含量为105ppm；第二段均热炉控制加热温度1060℃；最终成品表层(断面尺寸的10％)晶粒尺寸为82μm，心部组织为183μm。产品常规电磁性能P1.5/50为2.25W/kg,产品400Hz磁化下，P1.0/400为14.72W/kg。【实施例3】主要化学成分为：C：0.0025％，Si：3.32％，Al：0.65％，Mn:0.19％，P：0.010％，S：0.0014％，N：0.0019％，在二段式连续退火炉中，控制第一均热段渗氮温度在880℃；气氛整体控制为N2(57％)+H2(23％)+NH3(20％)；调整退火炉机组运行速度及加热段炉长，控制渗氮处理时间26s，通过氮氧仪检测控制氮含量为102ppm；第二段均热炉控制加热温度1060℃；最终成品表层(断面尺寸的10％)晶粒尺寸为85μm，心部组织为186μm。产品常规电磁性能P1.5/50为2.19W/kg,产品400Hz磁化下，P1.0/400为13.93W/kg。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，所述高牌号电工钢产品的化学成分组成为：C≤0.003％，Si 3.0％～4.0％，Al 0.5％～1.0％，Mn 0.10％～0.30％，P≤0.012％，S≤0.0015％，N≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；成品热处理采用两段式均热的连续退火炉退火；其特征在于，包括：1)在第一段均热炉中增加表层渗氮工艺过程，渗氮温度为750～1000℃，保证渗氮热动力；在原有气氛状态下，通入5％～50％纯净氨气，通过分解氨产生的活性氮原子与高牌号电工钢表面反应；渗氮时间控制在5～200s；2)根据成品厚度规格，以炉内氮含量检测数据为指导，控制高牌号电工钢表面氮含量为30～1000ppm；3)转入第二段均热炉进行后续生产，因表层氮化物的抑制作用，使高牌号电工钢获得纵断面表层相对细小、心部相对粗大的组织分布形态。

【技术特征摘要】
1.一种变频特性优良的高牌号电工钢产品的生产方法，所述高牌号电工钢产品的化学成分组成为：C≤0.003％，Si3.0％～4.0％，Al0.5％～1.0％，Mn0.10％～0.30％，P≤0.012％，S≤0.0015％，N≤0.0020％，其余为Fe和其它不可避免的残余元素；成品热处理采用两段式均热的连续退火炉退火；其特征在于，包括：1)在第一段均热炉中增加表层渗氮工艺过程，渗氮温...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振宇，陈春梅，赵健，李亚东，胡洪旭，张智义，朱丽君，王玉琦，马云龙，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