一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法技术

本发明专利技术涉及电工钢制备技术领域，具体公开了一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，包括以下步骤：将化学成分按质量百分数为：Si：2.9～3.3％，C≤0.003％，Mn：0.3～0.4％，Al：0.8～1.0％，S≤0.003％，N≤0.002％，P≤0.01％，Ti≤0.003％，余量为Fe，熔炼成钢液，采用连铸工艺得连铸坯；将连铸坯进行热轧，后卷取得热轧板，其中热轧压下率大于99％；将热轧板进行常化处理得常化板；将常化板进行冷轧，得冷轧板，其中冷轧的压下率小于80％；将冷轧板进行退火处理。采用本发明专利技术中的制备工艺得到了一种强{100}织构高牌号的无取向电工钢，具有优良的磁性能。

A Fabrication Method of Non-oriented Electrical Steel with Strong {100} Texture

【技术实现步骤摘要】
一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法
本专利技术涉及电工钢制备
，特别涉及一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法。
技术介绍
无取向电工钢是一种含碳很低的硅铁合金，主要用于电机、发电机等设备的铁芯材料制备，是一种电力、电子和军事工业不可或缺的重要软磁合金。磁感和铁损是无取向电工钢的两个主要性能指标，直接影响电机设备的能量转换效率。在特定成分下，磁性能主要受晶粒尺寸和晶体织构影响，其中前者主要影响铁损，而后者对磁感和铁损均有影响。对于BCC的Fe-Si合金而言，<001>方向是易磁化方向，<111>是难磁化方向。因此，具有较多<001>方向的{100}织构是无取向电工钢的理想织构，一方面可以带来较高的磁感，另一方面可以减少磁化时的所消耗的能量，从而降低铁损。目前高牌号电工钢(Si＞2.5％)通常是采用厚板坯连铸连轧+冷轧退火制得，但该技术得到的成品中织构以强的γ(<111>//ND)和α*({11h}<121/h>)织构为主，由于存在较多的不利磁化方向，影响磁感和铁损性能的进一步提升，越来越难以满足高效铁芯材料的要求。因此本领域的研究人员通过研发，发现了多种增强无取向电工钢内的{100}织构的工艺，例如公布号为CN103882299的中国专利技术专利，通过提高Al元素的含量，促使{100}织构增多，另外Al元素的增多，还会促使晶粒长大，晶粒尺寸大虽然会使得磁滞损耗降低，但是若晶粒过大涡流损耗也会相应的增加；而公布号为CN108277335的中国专利技术专利则是通过多次退火以提升电工钢中的{100}织构，该工艺虽省去了热轧工艺，节省设备的投资消耗，但所得产品中的{100}织构比例较低，仅为30％左右，因此本申请的专利技术人研发了一种无取向电工钢的制备方法，使制得的产品结构中含有强{100}织构，使磁性能得到较大的改善。
技术实现思路
本专利技术提供了一种{100}织构占比高，且磁性能得到较大的改善的无取向电工钢的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将化学成分按质量百分数为：Si：2.9～3.3％，C≤0.003％，Mn：0.3～0.4％，Al：0.8～1.0％，S≤0.003％，N≤0.002％，P≤0.01％，Ti≤0.003％，余量为Fe，熔炼成钢液，后采用连铸工艺得连铸坯；步骤2：将步骤1得到的连铸坯进行热轧，后卷取得热轧板，其中热轧压下率大于99％；步骤3：将步骤2中的热轧板进行常化处理得常化板，其中常化温度为980～1000℃，保温时间为5～30min；步骤4：将步骤3中得到的常化板进行冷轧，得冷轧板，其中冷轧的压下率小于80％；步骤5：将步骤4中得到的冷轧板进行退火处理，得成品板。本技术方案的技术原理和效果在于：1、采用本方案的制备工艺，得到了一种强{100}织构的无取向电工钢，其中{100}织构占比为50％以上，通过检测得B50大于1.702T，P1.5/50小于2.247W/kg，P1.0/400小于25.249W/kg，证明该工艺制备的电工钢磁性能得到了较大的改善。2、由于通常本领域技术人员认为采用厚板坯连铸连轧+冷轧退火技术得到的成品，由于{111}织构很强，不利于无取向电工钢磁感应强度的提高，因此选择通过调节电工钢成分或热处理工艺等方式来提高电工钢的磁性能；而本申请的专利技术人发现通过控制热轧的压下率(＞99％)、冷轧时的压下率(＜80％)以及常化的温度和时间，得到了强{100}织构的无取向电工钢，且对传统工艺未进行较大的改动，使得本申请的工艺能够直接投用于企业的高牌号电工钢的生产。3、本方案中常化处理的温度高(980～1000℃)，保温的时间长(5～30min)，使得热轧时形成的{100}<011>和{112}<110>织构能够在常化时形成完全的再结晶组织，且再结晶的织构组分主要为{114}<481>和{001}<120>，使得在经过中等压下率冷轧和退火之后，成品板中{100}<uvw>取向晶粒的体积百分数达到了50％，较常规的高牌号电工钢中25％左右的{100}织构提高了1倍多。进一步，所述步骤2热轧前，将连铸坯在1100～1150℃加热保温190～210min。有益效果：热轧前加热保温是为了将连铸坯均匀加热至再结晶温度以上，便于充分利用其热塑性进行大压下率的轧制。进一步，所述步骤2中热轧的开轧温度为960～1100℃，精轧温度为850～870℃，卷取温度为570～590℃。有益效果：采用本方案中热轧的温度参数，得到了主要织构为{100}<011>和{112}<110>的热轧板，其中{111}织构很弱。进一步，所述步骤3常化处理和步骤5退火处理均在保护气氛中进行，所述保护气氛为H2、N2或N2+H2的混合气氛。有益效果：在H2、N2或N2+H2的保护气氛中进行退火能够减少内氧化层的形成，改善钢板表面状态，减少对磁畴壁移动阻力，从而降低磁滞损耗，改善成品的磁性能。进一步，对所述步骤3的常化板进行去氧化层处理。有益效果：去除氧化层是为了使得钢板的表面更加光洁，改善钢板表面状态，减少对磁畴壁移动阻力，从而降低磁滞损耗，同时增加美观度，同时也是为后面的冷轧做准备。进一步，所述去氧化层处理为机械磨光或酸洗。有益效果：机械磨光或酸洗工艺均为氧化层去除的常规工艺，操作步骤简单。进一步，所述步骤4中冷轧在室温下进行。有益效果：在室温下冷轧，其钢板的表面不会产生氧化层，使得轧制后钢板的表面质量好，尺寸精度高。进一步，所述步骤5中退火温度为980～1000℃，保温时间为5～10min。有益效果：在上述退火温度范围和保温时间内，能够使得冷轧板中的形变晶粒进行再结晶，并形成大量的{100}<uvw>取向晶粒。进一步，所述步骤3的常化处理和步骤5的退火处理后均采用空冷的方式冷却。有益效果：采用空冷能够降低常化板和成品板的冷却速率，防止产生较大内应力，引起铁损升高。附图说明图1为实施例1连铸坯室温金相组织图；图2为实施例1中热轧板的IPF-Z取向成像图；图3为实施例1中热轧板的ODF截面图图4为实施例1中常化板的织构组分图；图5为实施例1中常化板的ODF截面图图6为实施例2中常化板的织构组分图；图7为实施例2中常化板的ODF截面图图8为实施例3中常化板的织构组分图；图9为实施例3中常化板的ODF截面图图10为对比例1中常化板的IPF-Z取向成像图；图11为对比例1中常化板的ODF截面图图12为实施例1中冷轧板的IPF-Z取向成像图；图13为实施例1中冷轧板的ODF截面图图14为实施例1中成品板的IPF-Z取向成像图；图15为实施例1中成品板的ODF截面图图16为对比例1中成品板的IPF-Z取向成像图；图17为对比例1中成品板的ODF截面图具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将化学成分按质量百分数为：Si：2.9～3.3％，C≤0.003％，Mn：0.3～0.4％，Al：0.8～1.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将化学成分按质量百分数为：Si：2.9～3.3％，C≤0.003％，Mn：0.3～0.4％，Al：0.8～1.0％，S≤0.003％，N≤0.002％，P≤0.01％，Ti≤0.003％，余量为Fe，熔炼成钢液，后采用连铸工艺得连铸坯；步骤2：将步骤1得到的连铸坯进行热轧，后卷取得热轧板，其中热轧压下率大于99％；步骤3：将步骤2中的热轧板进行常化处理得常化板，其中常化温度为980～1000℃，保温时间为5～30min；步骤4：将步骤3中得到的常化板进行冷轧，得冷轧板，其中冷轧的压下率小于80％；步骤5：将步骤4中得到的冷轧板进行退火处理，得成品板。

【技术特征摘要】
1.一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将化学成分按质量百分数为：Si：2.9～3.3％，C≤0.003％，Mn：0.3～0.4％，Al：0.8～1.0％，S≤0.003％，N≤0.002％，P≤0.01％，Ti≤0.003％，余量为Fe，熔炼成钢液，后采用连铸工艺得连铸坯；步骤2：将步骤1得到的连铸坯进行热轧，后卷取得热轧板，其中热轧压下率大于99％；步骤3：将步骤2中的热轧板进行常化处理得常化板，其中常化温度为980～1000℃，保温时间为5～30min；步骤4：将步骤3中得到的常化板进行冷轧，得冷轧板，其中冷轧的压下率小于80％；步骤5：将步骤4中得到的冷轧板进行退火处理，得成品板。2.根据权利要求1所述的一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，其特征在于：所述步骤2热轧前，将连铸坯在1100～1150℃加热保温190～210min。3.根据权利要求1所述的一种具有强{100}织构无取向电工钢的制备方法，其特征在于：所述步骤2中热轧的开轧温度为96...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦镜，曹艳燕，赵鸿金，刘德福，杨经富，徐星星，聂金成，喻华宇，贺超，徐俊鹏，
申请(专利权)人：江西理工大学，中冶南方新余冷轧新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36