一种超薄硅钢带材及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超薄硅钢带材及其制备方法，制备方法包括：冷轧：将无底层的取向硅钢带材在200‑350℃的温度下冷轧得到冷轧带材；退火：将所述冷轧带材进行升温、保温和降温处理，得到所述超薄硅钢带材，其中，升温过程中的升温速率为300‑450℃/h。通过轧制温度和升温速率相互配合，带温轧制可提前释放部分形变储存能，防止带材在轧制过程中开裂，减少后续退火步骤中单位面积内的形核点，增大晶粒尺寸，降低带材磁滞损耗，同时也可提高后续退火升温速度，减少退火时间，缩短制备工艺，最终获得强的Goss织构以及晶粒尺寸合适、均匀的微观组织，提高超薄取向硅钢的磁性能，使制得的超薄硅钢带材磁感应强度B800≥1.90T，同时铁芯损耗P1.5/400Hz低至8W/kg。

A kind of ultra-thin silicon steel strip and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种超薄硅钢带材及其制备方法
本专利技术涉及硅钢材料加工领域，具体涉及一种超薄硅钢带材及其制备方法。
技术介绍
取向硅钢是指采用冷轧和热处理技术得到的具有Goss织构的铁硅合金，其制备工艺复杂，需要经过热轧、常化、冷轧、脱碳、渗氮以及高温退火等多道工序，从而获得优异的磁性能。传统取向硅钢片的厚度一般在0.15～0.35mm范围内，主要用于50Hz低频条件下，如变压器。而超薄硅钢厚度≤0.1mm，主要用于≥400Hz的中高频条件下，如大功率放大器、脉冲发电机、阳极饱和电抗器、扼流线圈、电感线圈等。目前随着电力、通信、军工等行业的不断发展，对大功率中高频器件的损耗要求越来越低，其中取向硅钢厚度减薄可大幅降低损耗，因此制备极低铁损、高磁感中高频用超薄硅钢是未来硅钢的一个重要发展方向。厚度≥0.15mm的传统取向硅钢片一般采用二次再结晶法来制备，通过长时间高温退火处理使其发生二次再结晶获得锋锐的Goss织构。但是当硅钢片厚度减薄至0.1mm以下时，二次再结晶非常不稳定而难以控制，磁性能大幅降低。因此常规的二次再结晶法不适用于制备厚度≤0.1mm以下的超薄硅钢。现有技术中有关超薄硅钢的制备方法主要包括冷轧和退火的步骤，中国专利文献(CN104726669A)公开了一种低铁损中频用取向硅钢超薄带的制备方法，采用如下退火工艺：在纯氮气气氛中用1-3小时升温至600-700℃，在氮氢混合气的保护气氛中保温排出隔离涂层中的水分，继续以10-200℃/h的速率升温至850-1120℃，在氢气气氛中保温2-30h，而后降温。该方法采用慢升温退火的方法调控带材组织、织构，从而获得良好的磁性能。该方法的优点在于采用慢升温可增大退火后的晶粒尺寸，降低的带材磁滞损耗，提高磁性能。但该方法退火升温速度非常慢，整个退火过程时间长，能耗大，生产成本高，故该方法也不利于工业上批量生产超薄硅钢。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的超薄硅钢制备方法退火升温速度慢、退火时间长导致制备过程能耗大、生产成本高、不利于工业批量生产的缺陷，从而提供一种超薄硅钢带材及其制备方法。一种超薄硅钢带材的制备方法，包括：冷轧：将无底层的取向硅钢带材在200-350℃的温度下冷轧得到冷轧带材；退火：将所述冷轧带材进行升温、保温和降温处理，得到所述超薄硅钢带材，其中，升温过程中的升温速率为300-450℃/h。进一步地，在所述退火步骤中，将所述冷轧带材升温至1100-1200℃后保温4-10h。进一步地，在所述冷轧步骤中，冷轧压下率为63％-80％，轧制速度为40-60m/min。进一步的，冷轧得到冷轧带材的厚度为0.035-0.1mm。进一步地，在所述退火步骤之后，还包括涂覆绝缘涂层的步骤。进一步的，所述绝缘涂层的厚度为0.5-2μm。进一步地，在所述退火步骤之前，还包括对冷轧带材表面进行除油和涂覆退火隔离层的步骤。进一步地，在所述除油步骤中，采用碱性溶液去除冷轧带材表面的油渍，水洗除去冷轧带材表面残留的碱性溶液，采用氮气吹干。进一步地，所述碱性溶液为氢氧化钠水溶液或者氢氧化钙水溶液。进一步地，所述退火隔离层采用氧化铝隔离层。进一步地，在所述冷轧步骤前还包括：酸洗：将取向硅钢带材原料酸洗去除底层，得到所述无底层的取向硅钢带材。进一步的，所述取向硅钢带材原料的厚度为0.18-0.35mm。进一步地，所述酸洗所用溶液为浓度5-30wt％的盐酸水溶液，酸洗的温度为80-100℃。本专利技术还提供一种超薄硅钢带材，根据上述的超薄硅钢带材的制备方法制备得到。申请人发现，在现有的超薄硅钢带材的制备方法的基础上，如果单纯地通过提高退火步骤中的升温速率来缩短退火时间以降低制备过程的能耗和生产成本的话，会导致退火组织变小，磁滞损耗增高，使得制备得到的超薄硅钢带材的铁损增大、磁感降低，无法满足大功率中高频器件的应用要求。本专利技术提供的超薄硅钢带材的制备方法，将退火步骤中升温速率提高到300-450℃/h，缩短了退火时间，降低了制备过程的能耗和生产成本，同时通过在冷轧步骤中控制轧制温度，可减少退火步骤中单位面积内的形核点，增大晶粒尺寸，降低带材磁滞损耗，弥补了单纯的提高退火步骤中的升温速率产生的上述缺陷。采用本专利技术提供的超薄硅钢带材的制备方法最终获得强的Goss织构以及晶粒尺寸合适、均匀的微观组织，提高超薄取向硅钢的磁性能，同时通过轧制温度和升温速率相互配合，带温轧制可提前释放部分形变储存能，防止带材在轧制过程中开裂。另外，申请人还发现，冷轧步骤中若轧制温度低于200℃时，对退火组织的改善不明显，后续的升温速度也难以得到提升，若温度高于350℃时，轧制过程中带材表面容易氧化，故冷轧步骤中的轧制温度为200-350℃。本专利技术提供的超薄硅钢带材的制备方法，在退火前采用氧化铝作为隔离剂，而非常规使用的氧化镁隔离剂。退火步骤中在高温条件下氧化镁与硅钢表面二氧化硅易形成致密的硅酸镁底层，该底层清洗过程复杂，需要进行酸洗处理，由于超薄硅钢带材自身厚度非常薄，酸洗后极易造成带材厚度的不均匀，最终导致带材板型差。采用氧化铝隔离剂的优势在于，其不与带材表面发生反应，氧化铝隔离层不需要进行酸洗处理可直接清除(如吹扫等机械方法)，可进一步缩短制备工艺，降低成本，同时保证超薄硅钢带材厚度的均匀性。本专利技术提供的超薄硅钢带材的制备方法，在涂覆退火隔离层之前除油，去除冷轧过程中附在带材上的润滑油脂，防止退火步骤中带材表面氧化，保证带材表面光滑，提高后续涂覆绝缘涂层的附着性。本专利技术所提供的提供的超薄硅钢带材的制备方法，制备得到一种极低铁损、高磁感中高频用的超薄硅钢带材，其方法简单、效率高、时间短、成本低、易操作、安全性高，适用于企业生产制备磁性能优异的超薄硅钢带材，磁感应强度B800≥1.90T，同时铁芯损耗P1.5/400Hz低至8W/kg。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。实施例1一种超薄硅钢带材的制备方法，步骤如下：酸洗：将厚度为0.35mm的取向硅钢卷送至酸洗槽中进行酸洗，酸洗槽中为浓度5wt％的盐酸水溶液，酸洗槽中设置有加热片，保证酸洗的温度为80℃，酸洗时间为6min，得到无底层的取向硅钢带材；冷轧：将无底层的取向硅钢带材在200℃的温度下冷轧得到厚度为0.08mm的冷轧带材，冷轧压下率为77％，轧制速度为40m/min；除油：将冷轧带材送入碱洗槽中碱洗5min以去除冷轧带材表面的油渍，碱洗槽中为浓度5wt％的氢氧化钠水溶液，水洗除去冷轧带材表面残留的氢氧化钠水溶液，采用氮气快速吹干；涂覆退火隔离层：向除油后的冷轧带材表面涂覆0.8μm的氧化铝隔离层；退火：将涂覆退火隔离层的冷轧带材送入罩式退火炉中进行退火处理，退火气氛为纯氢气，先以300℃/h的升温速率升温至1100℃，保温10h，冷却至室温，向罩式退本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，包括：冷轧：将无底层的取向硅钢带材在200‑350℃的温度下冷轧得到冷轧带材；退火：将所述冷轧带材进行升温、保温和降温处理，得到所述超薄硅钢带材，其中，升温过程中的升温速率为300‑450℃/h。

【技术特征摘要】
1.一种超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，包括：冷轧：将无底层的取向硅钢带材在200-350℃的温度下冷轧得到冷轧带材；退火：将所述冷轧带材进行升温、保温和降温处理，得到所述超薄硅钢带材，其中，升温过程中的升温速率为300-450℃/h。2.根据权利要求1所述的超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，在所述退火步骤中，将所述冷轧带材升温至1100-1200℃后保温4-10h。3.根据权利要求1或2所述的超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，在所述冷轧步骤中，冷轧压下率为63％-80％，轧制速度为40-60m/min。4.根据权利要求1-3任一所述的超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，在所述退火步骤之后，还包括涂覆绝缘涂层的步骤。5.根据权利要求1-4任一所述的超薄硅钢带材的制备方法，其特征在于，在所述退火...

【专利技术属性】
技术研发人员：何承绪，孟利，马光，杨富尧，刘洋，高洁，吴雪，程灵，韩钰，陈新，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11