高速电机用无取向硅钢生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高速电机用无取向硅钢生产方法，将热轧板经常化、酸洗后冷轧至临界厚度，然后再结晶退火后采用X％的临界压下量冷轧至目标成品厚度，进行涂层获得铁损P1.0/400≤30W/kg、屈服强度Rp0.2≥500MPa、硬度HV5≤280的成品A；2)去除步骤1)成品A后的剩余热轧板进行消除应力退火得到铁损P1.0/400≤20W/kg、磁感B5000≥1.64T的成品B。该发明专利技术显著提高了材料的利用率，避免了合金元素添加带来的生产加工问题。

Production Method of Non-oriented Silicon Steel for High Speed Motor

【技术实现步骤摘要】
高速电机用无取向硅钢生产方法
本专利技术属于硅钢
，具体涉及一种高速电机用无取向硅钢生产方法。
技术介绍
高速电机通常指转速超过10000r/min的电机，尤其是高速永磁同步电动机，由于其功率密度高，尺寸小，重量轻，转速范围宽广，在新能源汽车领域，高速电机在各方面均具有广阔的应用前景。一方面，由于高速电机转子上的离心力与线速度的平方成正比，高速电机要求具有很高的机械强度，转子上的损耗比例很小，对电机的效率没有太大的影响，但转子产生损耗时的发热对永磁体具有消磁的作用，间接的恶化了电机的性能，因此也要控制在一定水平。目前高速电机中普遍采用的永磁同步电机为了抑制磁桥处的漏磁，就要使用导磁率较低的硅钢片。但是，永磁同步电机还充分利用了磁阻转矩，电机转子用硅钢片的磁通密度直接影响到磁阻转矩的大小，为了提高电机的磁阻转矩，硅钢片的导磁率也不能过低，因此对磁感的要求因不同电机的设计要求有所差异。另一方面，由于高速电机频率高，定子铁芯铁耗大，在设计时应适当降低铁心中的磁密，采用低损耗的铁心材料。一般情况下，硅钢片的高强度和电磁性能很难兼得，通过添加合金元素降低损耗或提高强度会使铁芯制造成本大幅上升，且对于转子材料轧制加工难度加大。国内外也有采用两种材料分别制造定转子铁芯的设计，但从降低成本的角度看，使用同种硅钢板冲压加工定转子铁芯比较合适，这就需要开发出磁性能和机械性能兼顾的无取向硅钢板。对于提高无取向硅钢强度的需求，一般采用固溶强化、析出强化、细晶强化等方法提高强度，但是电磁性能会不同程度恶化。中国专利技术专利申请(申请号201010518005.5)公开了一种较高磁感的高强度无取向硅钢及其制造方法，其方法包括如下步骤：1)冶炼、浇铸，硅钢成分重量百分比为：C≥0.0040％，Si：2.50～4.00％，Al：0.20％～0.80％，Cr：1.0～8.0％，Ni：0.5～5.0％，Mn≥0.50％，P≥0.30％，S≥0.0020％，N≥0.0030％，Ti≥0.0030％，Nb≥0.010％，V≥0.010％，C+S+N+Ti：≥0.010％，其余Fe；冶炼、RH真空处理、浇铸；2)热轧；3)常化，温度850～950℃，时间0.5～3min，后以5～15℃/s缓冷至650～750℃，再以20～70℃/s快冷至100℃以下；4)酸洗冷轧，总压下率≥70％；5)退火，温度800～1000℃，保持5～60s，后以3～10℃/s缓冷却至650～750℃，再以20～70℃/s快冷至100℃以下。本专利技术在不增加制造难度条件下生产高强度兼具高效磁性能的无取向硅钢。Cr％低时，磁性转变温度(居里温度TC)随Cr％的增加而稍增，而超过5％Cr后，TC随Cr％的增加而降低，因此少量Cr加入到钢中能使TC升高，由公式Ms2≈3N2μB2(1-T/TC)可知，TC升高有利于饱和磁化强度MS的提高。但该专利中的最大添加量超过5％，显然会降低饱和磁感。Ni元素成本较高，过量Ni使钢板变脆，冷轧时容易断裂，因此Ni的添加也应该适量。中国专利技术专利(申请号200680042673.7)公开了一种高强度无方向性电磁钢板，其中，具有下述组成：以质量％计，使C和N为C：0.010％以下和N：0.010％以下、且C+N≥0.010％，含有Si：大于3.5％且在5.0％以下、Mn：3.0％以下、Al：3.0％以下、P：0.2％以下、以及S：0.01％以下，或还含有Ni：5.0％以下，并且在满足(Ti+V)/(C+N)≥16的范围内含有总计为0.01％以上、0.8％以下的Ti、V中的任意1种或2种，其余为Fe和不可避免的杂质，并且，钢板中的未再结晶恢复组织的存在比率以面积率计为50％以上。该专利含有Si大于3.5％，轧制难度极大，容易发生断带，Al最高可以达到3.0％，钢水中Al含量高，浇铸时易结瘤，铸坯表面易结疤，成品表面缺陷多，Al也容易在退火时产生内氧化层和内氮化层。添加Ti、V中的任意1种或2种会使在热轧过程中析出的大量细小的Ti(C,N)或V(C,N)质点，严重阻碍动态再结晶过程，降低退火过程中的再结晶比例，成品晶粒尺寸较小，使成品铁损大幅上升。中国专利技术专利(申请号200480029117.7)公开了一种高强度电磁钢板及其加工部件，其特征在于，以质量百分比计，含有C：0.06％或以下、Si：0.2～6.5％、Mn：0.05～3.0％、P：0.30％或以下、S或Se：0.040％或以下、Al：2.50％或以下、Cu：0.6～8.0％、N：0.0400％或以下，其余量由Fe及不可避免的杂质组成，且在钢材内部含有直径为0.1μm或以下的由Cu构成的金属相。Cu在热轧过程中会析出细小的ε-Cu第二相质点，其未经常化热轧板强度高导致冷轧困难，再结晶过程中ε-Cu第二相质点也会阻碍晶粒的长大，最终恶化磁性能。该专利加Cu可以提高电磁钢板的强度但会使电磁性能变差。日本JFE专利(授权公布号CN104520458A))公开了一种高强度无取向硅钢的生产方法，0.40mm以下、未再结晶的加工组织：10％-70％、拉伸强度在600MPa以上、铁损P1.0/400:30W/kg以下，能够得到适合作为高速旋转电机的转子材料的、稳定地具有高强度且磁特性也优异的高强度电磁钢板，上述成分组成：C：0.005％以下、Si：超过3.5％且4.5％以下、Mn：0.01％～0.10％、Al：0.005％以下、Ca：0.0010％～0.0050％、S：0.003％以下、N：0.0030％以下，且满足Ca/S：0.80以上，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。其缺陷显而易见，成品未再结晶的加工组织比例较大，其铁损较高，且Si％超过3.5％后加工性急剧恶化。中国专利技术专利申请(申请号201110113728.1)公开了一种半工艺冷轧无取向电工钢的生产方法，包括将无取向热轧硅钢酸洗、轧制、电解脱脂、退火和平整的步骤，平整延伸率控制在0.5～3％。该专利技术生产的牌号为50WB800、厚度为0.5mm，主要目的是降低铁损，提高磁感，平整后的材料不涂层直接由用户进行发蓝绝缘处理。半工艺适用于低牌号材料改善磁性，其产品主要应用于工频电机，对转子强度无特殊要求，不适用于高频高速电机。文献《MagneticandMechanicalPropertiesofNewlyDevelopedHigh-StrengthNonorientedElectricalSteel》(IEEETransactionsonMagnetics，2010，46(2):290-293)介绍了一种具有优良力学性能的高强度无取向硅钢，通过位错强化提高强度，强度达到了690和780MPa级。冷轧引入的位错被重新排列，并形成几个再结晶晶粒内的位错减少变形的矩阵。这种硅钢是通过固溶铌适度抑制位错的合并对消而得到一种特殊的微观组织，因此兼具很高的力学性能和磁性，特别适用于HEV、EV驱动电机转子。但固溶铌后的成品再结晶比例低，400Hz，1.0T下的铁损在40W/kg以上，铁损明显偏高，该产品的强度虽高但磁性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种采用同种材料制得不同产品的高速电机用无取向硅钢生产方法，显著提高了材料的利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速电机用无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述生产方法如下：1)将热轧板经常化、酸洗后冷轧至临界厚度，然后再结晶退火后采用X％的临界压下量冷轧至目标成品厚度，进行涂层获得铁损P1.0/400≤30W/kg、屈服强度Rp0.2≥500MPa、硬度HV5≤280的成品A；其中：临界压下量X和再结晶退火温度T满足：T＝(35×X％+710)±10℃，X为2～10；2)去除步骤1)成品A后的剩余热轧板进行消除应力退火得到铁损P1.0/400≤20W/kg、磁感B5000≥1.64T的成品B。

【技术特征摘要】
1.一种高速电机用无取向硅钢生产方法，其特征在于：所述生产方法如下：1)将热轧板经常化、酸洗后冷轧至临界厚度，然后再结晶退火后采用X％的临界压下量冷轧至目标成品厚度，进行涂层获得铁损P1.0/400≤30W/kg、屈服强度Rp0.2≥500MPa、硬度HV5≤280的成品A；其中：临界压下量X和再结晶退火温度T满足：T＝(35×X％+710)±10℃，X为2～10；2)去除步骤1)成品A后的剩余热轧板...

【专利技术属性】
技术研发人员：石文敏，杨光，吕黎，李准，陈圣林，黄景文，罗敏，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42