一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法技术

一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法，按以下步骤进行：(1)冶炼钢水，成分按照质量百分比为：C 0.002～0.01％，Si 2.8～3.5％，Mn 0.1～0.3％，Al 0.2～1.0％，S

【技术实现步骤摘要】
一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法
本专利技术属于无取向硅钢制造领域，具体涉及一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法。
技术介绍
无取向硅钢的晶粒取向随机，在各个方向上具有均匀的磁性特征，其工作环境处于旋转磁场，大中型电机和发电机的铁芯多采用无取向硅钢做为铁芯材料；随着电力行业的发展，能源短缺和环境污染等问题日益突出，机电产品正朝着小型化、高精度化、高效率化方向发展，电动机的工作频率也越来越高。高频状态下无取向硅钢的铁损主要以涡流损耗(Pe)为主，涡流损耗与工作频率和钢板厚度的平方成正比，减小硅钢片的厚度是降低铁芯损耗的一种重要手段。无取向硅钢极薄带(0.05～0.20mm)的制备过程中冷轧压下率较大，必须严格控制产品磁性能和板形。无取向硅钢极薄带的现有制备工艺流程为：冶炼-炉外精炼-厚板坯连铸-板坯再加热-热连轧-常化-冷轧-退火-涂绝缘层-剪切、包装；该工艺流程制备无取向硅钢极薄带的缺点是：生产工艺复杂，生产流程长，成本非常高；特别的是，初始铸坯非常厚(230～250mm)，制备0.05～0.20mm厚的极薄带时所需变形量过大，总压缩比高达5000，破坏了原始柱状晶的{001}<0vw>织构，导致织构严重恶化，晶粒非常小，磁感低，铁损高。双辊薄带连铸是以两个反向旋转的冷却辊为结晶器，钢液浇注后快速凝固，由钢液直接形成1～5mm厚的薄带，是一种新型近终形成形工艺；由于薄带连铸制得的铸带厚度较薄，后续轧制变形量较传统工艺显著降低。由于轧制变形量较小，铸带中的{001}<0vw>织构可一定程度地保留下来，并且，有利于提高成品板的晶粒尺寸，从而改善无取向硅钢的磁性能；因此，基于双辊薄带连铸技术制备无取向硅钢极薄带是一种非常有潜力的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法，基于双辊薄带连铸和三步冷轧工艺，增大最终产品的晶粒尺寸、改善织构以获得低铁损、高磁感无取向硅钢极薄带。本专利技术的方法按以下步骤进行：1、冶炼钢水，成分按照质量百分比为：C0.002～0.01％，Si2.8～3.5％，Mn0.1～0.3％，Al0.2～1.0％，S<0.005％，P<0.02％，N<0.005％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；2、将钢水用双辊薄带连铸机铸轧成薄带，厚度1～4mm；3、当薄带温度下降至800～1200℃进行热轧，热轧压下率为10～40％，随后空冷至室温，获得热轧薄带；4、将热轧薄带经三次冷轧，每次冷轧后均进行再结晶退火，再结晶退火温度为800～1200℃，退火时间为0.5～5min；最后制成厚度0.05～0.20mm的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带。上述方法中，进行第二次冷轧时，压下率为3～20％，第二次冷轧结束后，获得的二次冷轧薄带的厚度为0.25～0.6mm。上述的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的磁感B8＝1.41～1.50T，B50＝1.68～1.73T，铁损P10/50＝1.05～1.25W/kg，P10/400＝11～13W/kg，P10/1000＝37～41W/kg，P15/1000＝83～89W/kg。本专利技术的主要原理是：经过第二次小变形量轧制后的冷轧薄带，在随后的中间退火过程中，产生应变诱发晶界迁移，即晶界由晶界两侧储存能低的晶粒一侧，向储存能高的晶粒一侧迁移，使得晶粒迅速长大，进而增大最终成品的晶粒尺寸，并有利于改善最终织构；如果第二次冷轧压下率过大，变形组织中存在大量的剪切带，在随后的中间退火过程中发生再结晶，不能产生应变诱发晶界迁移，导致晶粒尺寸较小；如果第二次冷轧压下率太小，变形晶粒之间的储存能差较小，不足以在随后的中间退火过程中发生晶界迁移，导致晶粒尺寸较小；如果第二次冷轧后板厚过大，导致第三次冷轧压下率过大，最终成品板的晶粒尺寸小；如果第二次冷轧后板厚太小，导致第三次冷轧压下率过小，最终成品板的晶粒尺寸过大；除了控制二次冷轧压下率，还应考虑退火温度的影响；退火温度过高，晶粒尺寸过大；晶粒尺寸远大于铁基多晶体分畴时的平衡磁畴尺寸时，磁化困难，磁感降低；因此，选择合理的退火温度是保证磁感性能的重要条件。本专利技术制备的无取向硅钢极薄带的晶粒尺寸大、有利织构强，铁损低、磁感高；制备方法简单、有效，具有短流程、易控制、低能耗的特点。附图说明图1是本专利技术的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法流程示意图；图中：1、钢包，2、双辊薄带连铸机，3、薄带，4、热轧机，5、冷轧机，6、退火炉；图2是本专利技术实施例1得到的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的金相组织图；图3是本专利技术实施例1得到的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的中心层织构图；图4是本专利技术实施例2得到的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的金相组织图；图5是本专利技术实施例3得到的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的金相组织图；图6是本专利技术实施例4得到的低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的金相组织图；图7是对比例1的薄带的制备方法流程示意图；其中：1、钢包，2、双辊薄带连铸机，3、薄带，4、热轧机，5、冷轧机，6、退火炉；图8是对比例1得到的薄带的金相组织图；图9是对比例1得到的薄带的中心层织构图。具体实施方式本专利技术的方法流程如图1所示。本专利技术实施例中金相组织观测采用的设备为Leica光学显微镜。本专利技术实施例中织构检测是采用BrukerD8Discover型X射线衍射仪。本专利技术实施例中磁性能检测是采用MATS-2010M硅钢磁性能测量装置。本专利技术实施例中第一次冷轧的压下率为65～72％，第三次冷轧的压下率为77～80％。实施例1冶炼钢水，成分按质量百分比为C0.008％，Si3.5％，Mn0.21％，Al1.0％，S<0.005％，P<0.02％，N<0.005％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；将钢水用双辊薄带连铸机铸轧成薄带，厚度2mm；当薄带温度下降至1100℃进行热轧，热轧压下率为25％，随后空冷至室温，获得热轧薄带，厚度1.5mm；热轧薄带第一次冷轧至0.526mm(压下率65％)，第二次冷轧至0.50mm，压下率为5％，第三次冷轧至0.10mm(压下率80％)，每次冷轧后均进行一次再结晶退火，再结晶退火温度为1000℃，退火时间为2min；最后制成低铁损高磁感无取向硅钢极薄带；显微组织如图2所示，平均晶粒尺寸39μm；中心层的宏观织构如图3所示，退火织构中不利的{111}织构较弱，并存在有利的{001}<100>织构和{110}<001>织构；低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的磁感B8＝1.50T，B50＝1.73T，铁损P10/50＝1.18W/kg，P10/400＝12.31W/kg，P10/1000＝38.54W/kg，P15/1000＝83.58W/kg。实施例2方法同实施例1，不同点在于：(1)钢水成分按质量百分比为：C0.0065％，Si3.2％，Mn0.1％，Al0.8％；(2)薄带厚度2mm；(3)1000℃进行热轧，压下率为20％；热轧薄带厚度1.6mm；(4)热轧薄带第一次冷轧至0.555mm(压下率6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)冶炼钢水，成分按照质量百分比为：C 0.002～0.01％，Si 2.8～3.5％，Mn 0.1～0.3％，Al 0.2～1.0％，S

【技术特征摘要】
1.一种低铁损高磁感无取向硅钢极薄带的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)冶炼钢水，成分按照质量百分比为：C0.002～0.01％，Si2.8～3.5％，Mn0.1～0.3％，Al0.2～1.0％，S<0.005％，P<0.02％，N<0.005％，余量为Fe元素和不可避免的杂质；(2)将钢水用双辊薄带连铸机铸轧成薄带，厚度1～4mm；(3)当薄带温度下降至800～1200℃进行热轧，热轧压下率为10～40％，随后空冷至室温，获得热轧薄带；(4)将热轧薄带经三次冷轧，每次冷轧后均进行再结晶退火，再结晶退火温度为800～1200℃，退火时间为0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海涛，付珊，宋子豪，黄晓明，安灵子，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21