电动机用无取向电工钢带制造技术

本发明专利技术涉及一种非晶粒取向的电工钢带或钢板，尤其用于电气工程应用，由这样的电工钢带或钢板生产的电工技术部件，用于生产电工钢带或钢板的方法以及这种电工钢带或钢板在用于电气工程用途的部件中的应用。

Non oriented electrical steel strip for motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机用无取向电工钢带
本专利技术涉及一种非晶粒取向的电工钢带或钢板，尤其用于电气工程应用，由这样的电工钢带或钢板生产的电工技术部件，用于生产电工钢带或钢板的方法以及这种电工钢带或钢板在用于电气工程用途的组件中的应用。
技术介绍
非晶粒取向的电工钢带或钢板，在专业术语中也称为“NO电工钢带或钢板”或“NGO电工钢”(“NGO”＝非晶粒取向，NonGrainOriented)，用于增加旋转电机铁芯中的磁通。这种钢板的典型用途是电动机和发电机。电动机，尤其是在电动汽车应用中，以相对较高的转速，并与相关的较高频率耦合运行。在这种高频下发生的损耗与在50Hz下发生的损耗不具有可比性。为了提高这种机器的效率，追求的是在运行中分别旋转的部件的尽可能高的转速或者大的直径。由于这种趋势，由这里讨论的类型的电工钢带或钢板制成的电气相关部件承受高的机械负荷，这通常是目前可用的无取向电工钢带类型无法满足的。此外，特别是对于电工钢带或钢板在用在电动车辆中的电动机中的使用而言，重要的和期望的是即使在低场强下也存在高极化强度，从而在电动汽车的启动时确保所需的高转矩。此外，还需要在电动机的所使用的整个转速范围内实现高可极化性。此外，电动机在整个转速范围内的磁滞损耗应该非常低，而该转速范围又取决于频率。与现有技术中已知的材料相比，电工钢带和钢板的机械特征值应得到改善，尤其是冲裁过程对软磁特性的负面影响应当较小。EP2612942公开了一种由钢组成的非晶粒取向电工钢带或钢板，其除铁和不可避免的杂质外还含有1.0-4.5重量％的Si，最多2.0重量％的Al，最多1重量％的Mn，最多0.01重量％的C，最多0.01重量％的N，最多0.012重量％的S，0.1至0.5重量％的Ti和0.1至0.3重量％的P，其中对于分别以重量％表示的Ti含量/P含量的比例来说，满足1.0≤Ti含量/P含量≤2.0。非晶粒取向的电工钢带或钢板以及由这样的板材或带材制成的、用于电工技术应用部件的特征在于更高的强度并且同时具有良好的磁特性。通过将具有上述组成的钢制成的热轧钢带冷轧以得到冷轧钢带，然后对该冷轧钢带进行最终退火，可以生产根据EP2612942的无取向电工钢带或钢板。根据EP2612942的电工钢带或钢板的低频可极化性和机械特性仍然需要改进。EP2840157公开了一种非晶粒取向电工钢带或钢板，尤其是用于电气工程应用，其由一种钢制成，该钢除铁和不可避免的杂质外还包含2.0至4.5重量％的Si，0.03至0.3重量％的Si，最多2.0重量％的Al，最多1.0重量％的Mn，最多0.01重量％的C，最多0.01重量％的N，最多0.001重量％的S和最多0.015重量％的P，其中在电工钢带或钢板的组织结构中存在三元Fe-Si-Zr析出。EP2840157也公开了一种用于生产这种电工钢带或钢板的方法，该方法包括最终退火。根据EP2840157的电工钢带在低场强下的可极化性和机械性能仍然需要改进。WO00/65103A2公开了一种用于生产非晶粒取向电工钢板的方法，其中将钢预制材料热轧成厚度小于3.5mm的热轧带材，随后进行酸洗并在酸洗后轧制以得到厚度为0.2至1mm的冷轧带材，该钢预制材料包含小于0.06重量％的C，0.03至2.5重量％的Si，小于0.4重量％的Al，0.05至1重量％的Mn和小于0.02重量％的S。根据WO00/65103A2的电工钢板的机械性能和磁性能同样需要改进。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种电工钢带和钢板，当用于优选用在电动车辆中的电动机时，其在低场强下就能实现高极化强度，从而即使在电动汽车起动时以及在低转速下也能提供高转矩。此外，还必须在电动机的整个使用的转速范围内在较低和较高的场强范围内都实现高极化强度。此外，在改变电动机的转速时的磁滞损耗应该非常低。与现有技术中已知的材料相比，应当改善电工钢带和钢板的机械性能，尤其是冲裁过程对软磁性能的负面影响较小。该目的通过以下几方面实现：一种非晶粒取向的电工钢带或钢板，尤其是用于电气技术应用，其中，分别在50Hz下测量，磁场强度为100A/m时的极化强度J100与磁场强度为2500A/m时的极化强度J2500之比至少为0.5，电工钢带或钢板的厚度最大为0.35毫米，在50℃的温度下，电阻率为0.40至0.70μΩm；一种非晶粒取向的电工钢带或钢板，其在一种方法中能够制造或优选制得，该方法包括在950至1100℃的温度下进行不超过90s的最终退火；一种用于生产根据本专利技术的、非晶粒取向的电工钢带或钢板的方法，该方法至少包括以下方法步骤：提供热轧带材，其由钢组成，该钢除铁和不可避免的杂质外还包含2.3至3.40重量％的Si，0.3至1.1重量％的Al，0.07至0.250重量％的Mn，和最高为0.030重量％的P，在50℃的温度下具有0.40至0.70μΩm的电阻率，将该热轧带材冷轧成冷轧带材，以及对该冷轧带材进行最终退火，其中最终退火在950至1100℃的温度下进行最多90s；一种用于电工技术应用的部件，该部件由根据本专利技术的电工钢带或钢板制成；以及，根据本专利技术的电工钢带或钢板在用于电气工程的部件中的应用。根据本专利技术获得的非晶粒取向的电工钢带或钢板，尤其是用于电气工程应用，优选由钢制成，其包含2.30至3.40重量％，优选3.00至3.40重量％的Si，0.30至1.10重量％，优选0.60至1.10重量％的Al，0.07至0.25％重量，优选0.07至0.17％的Mn，最高为0.030重量％的P和铁以及不可避免的杂质，由此具有在50℃的温度下优选0.40至0.70μΩm，特别优选0.42至0.65μΩm的电阻率。各个包含在根据本专利技术优选使用的钢中的元素的量通过本领域技术人员已知的方法来确定，例如通过根据DINEN10351：2011-05“铁材料的化学分析-借助于辐射光谱测定法利用感应耦合等离子体对非合金和低合金钢的分析”的化学分析来确定。根据本专利技术，P以最多0.030重量％的量存在，并且P优选以至少0.005重量％的量存在。本专利技术的意义中，可能的杂质选自组别C，S，Ti，N及其混合物。可能存在的来自上述组别的任何杂质的总量不应超过100ppm。本专利技术的专利技术人已经发现，不能将在50Hz的频率下对电工钢带或钢板的要求与更高频率下的要求相提并论。因此开发了根据本专利技术的电工钢带或钢板及其生产方法，这些电工钢带或钢板特别针对400-1000Hz的频率范围具有优点，以解决本专利技术的目的。在一个优选的实施形式中，本专利技术涉及根据本专利技术的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其中其具有非常小的特定晶粒尺寸。特别优选在本专利技术的电工钢带或钢板中存在50至130μm，优选70至100μm的晶粒大小。根据本专利技术的电工钢带或钢板的晶粒尺寸可通过所有本领域技术人员已知的方法确定，例如通过根据ASTME112“确定平均晶粒尺寸的标准测试方法”借助于光学显微镜研究组织结构来确定。通过根据本专利技术优选存在的小晶粒尺寸，本专利技术的电工钢带或钢板具有这样的特性，即，一方面在带材或钢板的冲裁加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，分别在50Hz下测量，磁场强度为100A/m时的极化强度J

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 DE 102017208146.51.非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，分别在50Hz下测量，磁场强度为100A/m时的极化强度J100与磁场强度为2500A/m时的极化强度J2500之比至少为0.5，所述电工钢带或钢板的厚度最大为0.35毫米，在50℃的温度下，电阻率为0.40至0.70μΩm。


2.根据权利要求1所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，其由钢制成，所述钢除铁以及不可避免的杂质外包含2.30至3.40重量％的Si，0.30至1.10重量％的Al，0.07至0.25％重量的Mn，最高为0.030重量％的P。


3.根据权利要求1或2所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，其具有50至130μm，优选70至100μm的晶粒大小。


4.根据前述权利要求中任意一项所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，其损耗值(混合值)在P1.5/50的情况下为＜2.8W/kg，在P1.0/400的情况下为＜16W/kg以及在P1.0/2000的情况下为＜210W/kg。


5.根据前述权利要求中任意一项所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，其电阻率为0.52至0.67μΩm。


6.根据前述权利要求中任意一项所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，分别在50Hz下测量的、在100A/m的场强下的极化强度J100与在200A/m的场强下的极化强度J200的比例为0.59至1.0。


7.根据前述权利要求中任意一项所述的非晶粒取向的电工钢带或钢板，其特征在于，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥拉夫·菲舍尔，塞巴斯蒂安·西伦，西尔克·施特劳斯，卡尔·泰尔盖尔，马尔科·蒂茨，安东·维多维奇，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE