双取向硅钢的真空退火工艺制造技术

一种双取向硅钢的真空退火工艺，涉及金属材料的真空退火。本发明专利技术为了改善硅钢双向软磁性能，在钢板表面充分形成旋转立方织构，提出将含硅重量百分数在２．６％至３．２％之间的电工硅钢真空加热，加热温度在１０５０℃至１１５０℃之间，加热时间在１至８小时，不仅工艺路线简单，而且能促使相应冷轧硅钢表面形成很强的旋转立方织构，并导致钢板最终优异的双向软磁性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料的真空退火工艺，特别涉及硅钢的真空退火。
技术介绍
充分发挥<100>方向高磁感和低铁损的软磁特性是获得高性能取向硅钢的关键，因此控制取向硅钢生产技术以获得锋锐的相关织构是硅钢生产新技术开发研究的重要内容之一。与传统的单取向硅钢的单一易磁化方向相比，双取向硅钢可以在钢板内造成互相垂直的两个<100>极易磁化方向，从而可使钢板软磁性能得到新的本质性提高。Waekerle等在IEEE Transactions on Magnetics International Magnetics Conference.INTERMAG′93，Stockholm，part 2，1993 v.29(6)3835-3540.Effect of process on therise of texture in magnetic iron sheet.中提出把纯铁在α相区作八道次热轧，每道次间进行750℃退火，随后作70-80％冷轧和在800～850℃退火，从而获得了双取向硅钢产品。日本金属学会志，53(8)，1989，745-752.Mechanism of the(100)textureevolution from the viewpoint of coincidence boundaries in bcc alloys.中报道，原势二郎等在研究Fe-3％Si时，先沿热轧方向以40％压下率冷轧，再以40％压下率沿横向冷轧；经脱碳退火和二次再结晶退火，得到了双取向硅钢板。这些方法涉及的加工技术路线由于反复轧制退火或反复转向轧制，使工艺流程过于复杂，因此，不适合于工业化生产。制备强旋转立方织构是获得两个互相垂直<100>极易磁化方向双取向电工硅钢的另一个重要技术路线。富田俊郎等人采用常规轧制和两次退火的方法研究出强旋转立方织构双取向硅钢板，文献T.Tomida，Journal of Materials Engineering andPerformance 53(6)1996 316-322，New process to develop(100)texture in silicon steelsheets.和T.Tomida，T.Tanaka，ISIJ Inter.35(5)，1995，548-556.Development of(100)texture in silicon steel sheets by removal of manganese and decarburization.中分别报道了采用第一次退火选择真空退火温度为1000℃左右、900～1050℃的工艺。第一次真空退火的目的在于使表面形成很强的旋转立方织构，使得该织构在随后的第二次脱碳退火中得以向钢板中心扩展，在钢板整体上形成强旋转立方织构，进而确保钢板的双向软磁性能。实验研究表明，富田俊郎等人采用的900～1050℃的真空退火工艺，不能使钢板表面形成的旋转立方织构达到最高值，使其使用性能受到限制。
技术实现思路
本专利技术为了改善硅钢双向软磁性能，在钢板表面充分形成旋转立方织构，提出真空退火工艺及相应的温度和时间的控制参数，不仅工艺路线简单，而且能促使相应冷轧硅钢表面形成很强的旋转立方织构，并导致钢板最终优异的双向软磁性能。本专利技术提出的真空退火工艺是将含硅重量百分数在2.6％至3.2％之间的电工硅钢真空加热，加热温度在1050℃至1150℃之间，加热时间在1至8小时。图1绘出了含硅量恒为3％时的Fe-C伪二元相图。硅的存在使钢的奥氏体区受到很大压缩。一般来说含硅3％的硅钢，其奥氏体区应主要出现在1000-1200℃范围，且获得奥氏体最多的温度在1100℃附近，见图1。在奥氏体和铁素体两相区加热升温时，一部分低温铁素体会转变成奥氏体。由于表面能的作用和冷轧织构的影响，非旋转立方取向的晶粒会率先转变成奥氏体。为使两相区加热时获得尽可能单一旋转立方取向的铁素体，应确保真空退火加热时出现尽可能多的奥氏体。退火保温过程中钢板表层会产生一定程度的脱碳和表层奥氏体稳定性的降低，并会伴随剩余的旋转立方取向铁素体晶粒向奥氏体晶粒区的生长，使表层旋转立方织构明显增强。图2-图5以取向分布函数1＝0°截面图的形式给出了本专利技术与采用富田俊郎等人的900～1050℃的真空退火工艺对比的研究结果。每个截面图中顶端中间部位为旋转立方织构的位置。图中等密度线密集处，即密度峰值表达了该退火工艺条件下能够在钢板表面获得的旋转立方织构最高密度值。可以看出，富田俊郎等人采用的900～1050℃的真空退火工艺不能使硅钢板表面获得最高的旋转立方织构。参照附图，退火加热温度范围在1050～1150℃时，可使硅钢板表面获得最高的旋转立方织构。附图说明图1.含硅量恒为3％时的Fe-C伪二元相图(α铁素体，γ奥氏体，K碳化物)图2-图5.冷轧硅钢板不同温度真空退火6小时后的表面织构，取向分布函数1＝0°截面图，密度水平10，20，30，40，50，60，70，80，90具体实施例方式针对含硅重量百分比为2.84％的硅钢冷轧板分别作950℃、1000℃、1050℃和1100℃的真空6小时退火处理，测得硅钢板表面旋转立方织构的密度值分别为随机分布密度值的15.4倍、29.6倍、66.5倍和95.3倍。可见提高真空退火温度，使之超过1050℃可以获得更强的旋转立方织构，为最终获得优异的双向软磁性能奠定了良好的基础。权利要求1.一种适用于含硅重量百分数在2.6％至3.2％之间的双取向电工硅钢的真空退火工艺，其特征在于，将其真空加热，加热温度在1050℃至1150℃之间，加热时间在1至8小时。全文摘要一种双取向硅钢的真空退火工艺，涉及金属材料的真空退火。本专利技术为了改善硅钢双向软磁性能，在钢板表面充分形成旋转立方织构，提出将含硅重量百分数在2.6％至3.2％之间的电工硅钢真空加热，加热温度在1050℃至1150℃之间，加热时间在1至8小时，不仅工艺路线简单，而且能促使相应冷轧硅钢表面形成很强的旋转立方织构，并导致钢板最终优异的双向软磁性能。文档编号C21D1/26GK1401793SQ0213110公开日2003年3月12日 申请日期2002年10月9日 优先权日2002年10月9日专利技术者毛卫民, 吴勇, 余永宁 申请人:北京科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于含硅重量百分数在２．６％至３．２％之间的双取向电工硅钢的真空退火工艺，其特征在于，将其真空加热，加热温度在１０５０℃至１１５０℃之间，加热时间在１至８小时。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫民，吴勇，余永宁，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]