A method of powder extrusion and diffusion sintering was used to prepare Fe 6.5%Si strip. The reduction of Fe powder and water atomized Fe powder was selected, and the high purity silicon iron powder with Si content of 70 ~ 80% was added to 4:6 to 6:4, and the Fe powder 4.5 to 6.7%Si mixed powder was formed. It is molded into square billet and reheated to 950~1050 C to realize austenitizing Fe phase, and extruded into slab with the deformation ratio of 8~16, and then vacuum or reduction atmosphere at 1070~1170 C to protect and sinter, so that the Fe powder particles are metallurgic combined, and then many cold rolling, low temperature diffusion sintering, and finally at 1275~1335 C vacuum or return. The original atmosphere protects sintering, and achieves homogeneous alloying of high silicon steel. The thickness of the alloy is 4.5 ~ 6.7%Si 0.1 ~ 0.5mm, and the density is more than 7.40g/cm.
【技术实现步骤摘要】
一种粉末挤压与扩散烧结制备Fe-6.5%Si带材的方法
本专利技术属于金属材料的制备与加工领域,具体涉及高硅钢薄带材的粉末冶金烧结、热挤压和轧制变形的方法。技术背景软磁性材料的剩磁与矫顽磁力都很小,即磁滞回线很窄,它与基本磁化曲线几乎重合,主要用于电感线圈、变压器、继电器和电机的铁心。Fe-Si合金最大磁导率随Si含量发生变化,分别在Si的质量百分比(以下同)为2%和6.5%附近出现了两个最大磁导率的峰值,分别达到10000和25000。Fe-Si合金的最大磁导率在软磁材料中并没有绝对优势,如坡莫合金的最大磁导率可以达到200000。然而Si<4.5%的Fe-Si合金薄板制造成本低,因此硅钢片又称为电工钢片或硅钢薄片,是一种非常重要的磁性材料。而Si>4.5%时,Fe-Si合金在540℃温度以下会发生B2有序相的共析分解反应,生成α-Fe无序相和DO3有序相,使得合金变脆而难以变形。对于Si含量在4.5~6.7%之间的铁硅系合金,一般称为高硅钢,其中硅含量6.5%的高硅钢最为重要。其原因在于Fe-Si合金晶粒沿<100>方向的磁致伸缩系数随Si含量增加而减小,在约6.3%时基本消失,而<111>方向的磁致伸缩系数随Si含量增加而增加,在约6.1%时与<100>方向的磁致伸缩系数相等,使得高硅钢在较高频率工作时表现出优异的低铁损特性。正常运行的变压器会发生持续均匀的“嗡嗡”声,这是由于交流电流经过变压器绕组时,在铁芯中间产生了周期性变化的交变磁通,引起铁芯磁 ...
【技术保护点】
一种粉末挤压与扩散烧结制备Fe‑6.5%Si带材的方法,具体包括如下步骤:(1)原材料粉末准备采用‑100目还原铁粉,还原Fe粉中Fe≥98.5%,其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质;采用‑100目水雾化铁粉,水雾化Fe粉中Fe≥99.0%,其余为Si、Mn、P、S和及其他不可避免的杂质,将还原Fe粉和水雾化Fe粉按照4:6~6:4的质量比配制,采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合形成工业纯Fe粉基础原料,混合时间为2~6h;采用精炼的Si含量为70~80%的高纯硅铁粉,粒径≤10μm,高纯硅铁粉的主要杂质为~0.25%Al、~0.08%Ca和~0.02%C,其余为Fe;(2)粉末混合按照Fe‑4.5~6.7%Si的比例,称取预混好的工业纯Fe粉和Fe‑70~80%Si高纯硅铁粉;在惰性保护气氛下采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合;(3)粉末挤压采用模压成型方法制备出方形压坯,压坯密度为6.38~6.57g/cm
【技术特征摘要】
1.一种粉末挤压与扩散烧结制备Fe-6.5%Si带材的方法,具体包括如下步骤:(1)原材料粉末准备采用-100目还原铁粉,还原Fe粉中Fe≥98.5%,其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质;采用-100目水雾化铁粉,水雾化Fe粉中Fe≥99.0%,其余为Si、Mn、P、S和及其他不可避免的杂质,将还原Fe粉和水雾化Fe粉按照4:6~6:4的质量比配制,采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合形成工业纯Fe粉基础原料,混合时间为2~6h;采用精炼的Si含量为70~80%的高纯硅铁粉,粒径≤10μm,高纯硅铁粉的主要杂质为~0.25%Al、~0.08%Ca和~0.02%C,其余为Fe;(2)粉末混合按照Fe-4.5~6.7%Si的比例,称取预混好的工业纯Fe粉和Fe-70~80%Si高纯硅铁粉;在惰性保护气氛下采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合;(3)粉末挤压采用模压成型方法制备出方形压坯,压坯密度为6.38~6.57g/cm3;采用方形挤压筒,挤压比为8~16,采用硬质合金模具,用机油和玻璃粉做润滑剂,挤压前将模压方坯在氮气保护作用下加热到950~1050℃,保温2~4h,挤压筒和挤压模在400~600℃预热保温1~2h,实施热挤压,热挤压后板坯的密度为6.83~7.15g/cm3;(4)烧结将热挤压板放置在表面涂覆了MgO微粉的支撑板上,放置到烧结炉中,采用2~5℃/min的升温速度,升温至1070~1170℃保温烧结2~4h,烧结坯密度为7.25~7.39g/cm3;(5)冷轧-烧结致密化将上述烧结板坯逐步冷轧-烧结减薄,单道次压下量≤8%,经多道次轧制到总压下率达到30~45%后,再在烧结炉中于1070~1170℃保温烧结0.5~2h,多次冷轧-烧结后,板料的厚度达到0.1~0.5mm,密度达到7.3...
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