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对客户公司而言具有高可加工性的无取向电工钢板及该钢板的制备方法技术

技术编号:7164947 阅读:236 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种在SRA之后具有优良磁性能的无取向电工钢板和该钢板的制备方法,本发明专利技术的技术本质在于:所述钢板通过SRA处理之后具有强磁性,并且其包含Si:0.2~1.0wt%、Al:0.9~2.0wt%、Mn:0.1~0.5wt%、P:0.01~0.05,其余为Fe及其他不可避免的杂质,其中Si和Al满足方程式1.4≤Si+Al≤2.4和1≤Al/Si≤5;和所述钢板的制备方法。本发明专利技术通过设置最佳加工条件和调节Al和Si元素至最佳水平来得到低维氏硬度而改进了对客户公司而言的可加工性,并通过增强晶粒生长和改进织构而得到了高磁通密度和低铁损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在SRA(去应力退火)之后具有优良磁性能的无取向电工钢板和该钢板的制备方法,更具体而言,涉及一种在适当调整钢组分和加工条件之后具有优良可加工性和磁性能的无取向电工钢板及该钢板的制备方法。
技术介绍
最近,无取向电工钢板,其是一种在旋转设备中将电能转化成机械能所需的重要部件,需要具有磁性能,即低的铁损耗和高的磁通密度,以便减少能量消耗。具体而言,铁损耗为在能量转化过程中以热量形式损失的能量,因此铁损耗越低则越能提高旋转设备的效率,并且磁通密度作为一种产生动力的力量,磁通密度越高旋转设备的效率也越高。这样的无取向电工钢板被切断成铁芯的形状,并进行冲裁(blanked)、层积(stacked)、连接后,将铜线缠绕其上,从而用于电力设备上。为实现无取向电工钢板中低的铁损耗,应减少滞后损失(hysteresis loss)和涡流损失(eddy current loss)。涡流损失通过向钢板内添加Si、Al、Mn来增加电阻率或通过使钢板变薄而得以改善,滞后损失通过改进织构、抑制杂质和增加晶粒度而得以改善。另外,无取向电工钢板的铁损耗中滞后损失所占比例为60 80%,由于在制备钢板时,杂质已含在其中,因此其抑制是困难的,并且抑制时成本增加。因此,优选通过增加晶粒度或产生易磁化的织构来改善铁损耗和磁通密度。关于所述织构,如果<100>——其为法向(ND)中容易磁化的方向——位于钢板的表面,则是最理想的。如图2(a)所示,随着立方(cube)织构({001}<100>)的集积度 (integration)增加,磁性能变优良。相比而言,如图2(b)所示,α -纤维(<110>//RD) 和Y-纤维(<111>//ND)的集积度应较低,其中取向<110>或<111>(与<100>相比不易磁化)在钢板表面是更普遍存在的。虽然这类织构的形成可通过合金组成来决定,但是其与晶粒的生长密切相关。通常,在无取向电工钢板中,对磁性有利的取向(例如立方织构 ({001Κ100 )的分率,在冷轧和晶粒生长时降低,其值降低至3%以下。因此需要开发一种能增加对磁性有利的立方织构集积度的组合物,和设置晶粒生长时能够提高对磁性有利的织构的集积度的加工条件。
技术实现思路
技术问题因此,本专利技术人为解决现有技术中遇到的上述问题进行了反复研究和试验,并基于其结果作出了本专利技术,本专利技术的一个目标是提供一种对客户公司而言具有优良可加工性和具有低铁损耗和高磁通密度的无取向电工钢板及其制备方法。技术方案本专利技术的一个方面提供了一种在SRA(Stress Relief Annealing)之后具有优良磁性能的无取向电工钢板,所述钢板含有Si :0.2 1.0wt%, Al :0. 9 2. 0wt%, Mn 0.1 0. 5wt%,P :0. 01 0. 05wt%,其余为!^e及其他不可避免的杂质,其中Si和Al满足1.4 彡 Si+Al 彡 2. 4 和 1 彡 Al/Si 彡 5。本专利技术的无取向电工钢板中,在SRA之后,在所述无取向电工钢板的整个平面上剖面的立方织构(cube texture)分率与SRA之前相比增加。本专利技术的无取向电工钢板中,在SRA之后,剖面的立方织构(cube texture)分率在5%以上。本专利技术的无取向电工钢板可具有30 42μ Ω · cm的电阻率。在本专利技术的无取向电工钢板中,所述不可避免的杂质可包括C :0. 003wt%以下, S 0. 002wt% 以下,N 0.下,和 Ti :0. 002wt% 以下。本专利技术的无取向电工钢板在SRA之前具有130Hv以下的维氏硬度。本专利技术的无取向电工钢板可具有1. 74T以上的磁通密度(B50)和2. 6w/kg以下的铁损耗(W15/50)。本专利技术的另一个方面提供了一种制备在SRA之后具有优良磁性能的无取向电工钢板的方法,该方法包括重新加热和热轧钢锭,该钢锭含有Si 0. 2 1. 0wt%, Al :0. 9 2.0wt%,Mn :0. 1 0. 5wt%,P :0. 01 0. 05wt%,其余为Fe及其他不可避免的杂质,其中 Si和Al满足1. 4彡Si+Al彡2. 4和1彡Al/Si ( 5,由此得到热轧钢板;退火并冷轧热轧钢板,由此得到冷轧钢板;然后将其在770 830°C退火。本专利技术制备无取向电工钢板的方法中,所述冷轧钢板的退火包括将其加热至 850 950°C,然后在770 830°C温度下均热30sec 4min。本专利技术制备无取向电工钢板的方法中,所述热轧钢板的退火以在熔炉中800 1100°c的温度下保持2 ^iin在炉时间的方式进行。本专利技术制备无取向电工钢板的方法中,所述不可避免的杂质可包含C :0. 003wt% 以下,S 0. 002wt% 以下,N 0.下,和 Ti :0. 002wt% 以下。有益效果如上所述,本专利技术使Al和Si组分及冷轧之前和之后的退火条件达到最佳,从而产生了大量的有利于磁化的织构,还增加了晶粒度,从而有效提供一种对客户公司而言具有优良可加工性和磁性例如低铁损耗和高磁通密度的无取向电工钢板及其制备方法的效果。附图说明图1是展示Al和Si之间的关系的图。图2是示意性表示织构的结构图。图3是表示本专利技术试样及比较试样在SRA之前和之后的取向分布函数(ODF)。图4是用以理解ODF而表示的Φ2 = 45°剖面(section)的图。具体实施例方式下文中,参照附图对本专利技术进行详细描述。为解决上述技术问题,向钢中添加的元素Al和Si以不同的量使用,评估铁损耗和磁通密度等磁性能、织构,及维氏硬度随各种组成的变化,意在确定显示优良磁性能的范4围。对本专利技术各组分进行限定的原因进行详细描述。碳(C)可以较小的量使用,因为其使铁损耗增加。如果C的量超过0.003%,则钢中的固溶体C沉积为碳化物,并由此在将其用作铁芯时增加铁损耗。因此,C的量优选限为 0. 003% 以下。硅(Si)是有用的,因为其能增加电阻。为确保材料的强度和增加电阻率,Si的添加量可为0.2%以上。但是,如果Si的量超过1.0%,则钢板的硬度增加,由此降低了冲裁性。因此,将Si的量限为0.2 1.0%。铝(Al)同Si —样能增加电阻,由此降低涡流损失,从而减少铁损耗。与相同量的Si相比,Al使钢板硬度增加的程度较小,因此同时增加可加工性和磁性能,所以是重要元素。为同时增加可加工性和磁性能,Al的用量优选为0.9%以上。但是,如果其量超过 2.0%,则可使成型性变差,并且在制备钢时,使产生的氧化物包合物增加,从而降低表面品质并增加了制造成本。因此,Al的用量限于0.9 2.0%。锰(Mn)能增加电阻并产生硫化物,因此优选其用量为0. 以上。如果Mn的量超过0. 5 %,则可使成型性变差并使制备成本增加。因此,Mn的量限于0. 1 0. 5%。磷(P)是一种置换型合金元素,具有很大的固溶体硬化效应,并具有改进面内各向异性和提高强度的作用。P的用量可为0.01%以上,以便促进织构的形成。但是,如果P 的含量超过0. 05%,则强度的增加快于成型性的改进程度,并使P在晶界偏析,由此使柔韧性急剧减小本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种在去应力退火SRA之后具有优良磁性能的无取向电工钢板,该钢板包含Si:0.2~1.0wt%、Al:0.9~2.0wt%、Mn:0.1~0.5wt%、P:0.01~0.05wt%,其余为Fe及其他不可避免的杂质,其中Si和Al满足1.4≤Si+Al≤2.4和1≤Al/Si≤5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:金载勋
申请(专利权)人:POSCO公司
类型:发明
国别省市:KR

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