專利名稱：一種含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料制備技術領域，涉及一種添加了新型復合抑制劑的高硅鋼薄板制備方法。
背景技術：
Fe-Si合金具有優異的軟磁性能，硅含量為6. 5% (質量百分數)的Fe-Si合金因其磁導率高、鐵損低、磁致伸縮系數接近于零等優異軟磁性能而具有廣泛的潛在用途。常用的Fe-Si合金中Si少于3. 5%，因為隨著Si含量的增加，尤其是超過4%以后，由于B2 (FeSi)和DO3 (Fe3Si)等有序相的出現，合金變得既硬又脆，使機械加工性能急劇惡化，難以采用常規的軋制方法加工成薄板。長期以來，人們一直致力于Fe-6. 5%Si合金薄板制備技術的開發。近些年來，大多數研究都圍繞著高硅鋼薄板的間接生產方法，如快速凝 固工藝[FISH G E，CHANG C F，BYE R. Frequency dependence of core loss in rapidlyquenched Fe~6. 5wt%Si. Journal of Applied Physics, 1988, 64(10):5370-5372],化學氣相沉積工藝(Chemical Vapor Deposition, CVD) [TAKADA Y，ABE M, MASUDAS, et al. Commercial scale production of Fe-6. 5wt. %Si sheet and its magneticproperties. Journal of Applied Physics, 1988，64(10) :5367-5369]。普通娃鋼合金成分改良方面，采取的方法大多是添加合金元素，作為電工鋼在熱變形和熱處理過程中的抑制劑，抑制晶粒的生長，達到改善硅鋼塑性的目的。最早采用AlN作為抑制劑[Rosypal, F. Decarburization annealing of grain-oriented silicon steel with AlNas inhibitor. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1994, 133(1 - 3):220-222]，也有采用CuS，MnS作為抑制劑，收到了比較好的效果[Mishra，S. and V. Kumar. Co_precipitation of copper—manganese sulphide in Fe-3%Si steel. Materials Scienceand Engineering:B，1995，32 (3) : 177-184]，同時也有單一采用Nb作為抑制劑的研究[張穎，傅耘力，汪汝武，吳開明.Nb(C，N)作為取向硅鋼中抑制劑的可行性.中國冶金，2008，18
(7):14-18] o但是這些技術都只是應用于含3. 5%娃的取向娃鋼的生產,對于6. 5%的高娃鋼中抑制劑的研究，尤其以復合抑制劑形式的研究基本還是空白。
發明內容
本發明是在高硅鋼中通過添加Nb、B復合抑制劑的方法，抑制晶粒的生長，達到改善硅鋼塑性的目的。一種含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于在高硅鋼真空熔煉階段加入適量Nb和B元素作為復合抑制劑控制鑄錠晶粒尺寸，而后鍛造成板坯，隨后熱軋至I. 0 4. Omm,擴散退火后進行溫軋,得到0. 2 0. 8mm薄板,對溫軋板進行5 30分鐘，500 800°C的熱處理，冷軋得到厚度為0. 05 0. 6mm的高硅鋼成品冷軋板。高硅鋼的化學 wt% 成分為Si 4. 5 7. 0，Nb :0. 05 0. 9 ；B :0. 05 0. 3，Mn :0. 01 0. 05，S
0.010 0. 020，P :0. 010 0. 020，C :0. 020 0. 040，Al :0. 003 0. 020，Nb 元素與 B 元素的配搭比例為O. 5 3. O，其余為Fe及不可避免的夾雜物。所制備出的冷軋板表面質量優良，板型良好。該工藝具有普遍適用性，具有良好的應用前景。所添加Nb與B元素在各個階段以析出物釘扎于晶界，起到細化晶粒的作用。鑄態組織中平均晶粒尺寸從485 μ m減小到361 μ m,并在后續熱加工過程中進一步細化晶粒。目前，AIN、MnS作為抑制劑被大量應用于中低硅鋼生產。本方法以Nb、B作為復合抑制劑添加于高硅鋼，并獲得良好的晶粒抑制效果，尚屬首次。該成分改善了 6. 5%硅高硅鋼大尺寸鑄錠的鍛造性能，并配合短時間的溫軋板熱處理方法，最終可制 備出厚度達到O. 05_的高硅鋼薄板。利用成分調整，結合軋制工藝，可改善高硅鋼有序相所導致的室溫脆性，具有廣泛的工業化應用前景。本發明的優點在于
(I)本發明提出一種能明顯提高高硅鋼室溫塑性的新型復合抑制劑的添加方法。通過添加Nb和B元素，形成能夠在各個加工變形階段明顯抑制晶粒長大的抑制劑，降低了高硅鋼的室溫脆性，提高了高硅鋼冷軋薄板的成材率，另外配合溫軋后快速熱處理方法，不僅可以提高材料塑性，而且提高生產效率，最終通過冷軋獲得冷軋高硅鋼薄板，可制備出95 150_寬，0.05、. 6_厚的高硅鋼薄板。所制備出的冷軋板表面質量優良，板型良好。該工藝具有普遍適用性，為大批量生產提供了保證，具有良好的應用前景。(2)溫軋板的熱處理溫度設定為50(T80(TC，熱處理時間選取5 30分鐘，消除加工硬化同時，保持較小的晶粒尺寸，為后續的冷軋提供塑性保證；同時，由于溫軋板熱處理溫度不至于使材料產生大量的再結晶織構，有利于保持變形織構，為冷軋過程中向有利織構轉變提供了保證。
具體實施方案實施例I
高硅鋼的化學成分(wt%)為Si 4. 5，Nb 0. I ；B :0. I, Mn :0. 01，S :0. 012，P :0. 015, C O. 020，Al 0. 003，其余為Fe及不可避免的夾雜物。對厚3. Omm的高硅鋼熱軋板進行熱處理，1200。。保溫3小時，油冷；溫軋，開軋溫度7500C，終軋溫度2500C，得到O. 6mm板材。對溫軋板進行5分鐘，5000C的熱處理，鹽水冷，之后冷軋，冷軋得到厚度為O. 6mm的高硅鋼冷軋板。實施例2
高硅鋼的化學成分(wt%)為Si 6. 5，Nb 0. 3 ；B :0. 2，Mn :0. 01，S :0. 01，P :0. 01，C
O.02，Al 0. 001，其余為Fe及不可避免的夾雜物。對厚2. Omm的高硅鋼熱軋板進行熱處理，1000°C保溫2小時，鹽水冷；溫軋，開軋溫度700°C，終軋溫度300°C，得到O. 2mm厚板材，對溫軋板進行30分鐘，800°C的熱處理，水冷，之后冷軋，得到厚度為O. 05mm的高硅冷軋板。實施例3
高硅鋼的化學成分(wt%)為Si 7. O, Nb 0. 15 ；B :0. 3，Mn :0. 02，S :0. 01，P :0. 02，C
O.04，Al 0. 001，其余為Fe及不可避免的夾雜物。對厚4. Omm的高硅鋼熱軋板進行熱處理，900°C保溫O. 5小時，水冷；溫軋，開軋溫度750°C，終軋溫度300°C，得到O. 8_板材；對溫軋板進行25分鐘，700°C的熱處理，鹽水冷，之后冷軋，冷軋到厚度為O. 3mm的高硅冷軋板。
權利要求
1.一種含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于在高硅鋼真空熔煉階段加入適量Nb和B元素作為復合抑制劑控制鑄錠晶粒尺寸，而后鍛造成板坯，隨后熱軋至I. (T4. Omm,擴散退火后進行溫軋，得到0. 2 0. 8mm薄板，對溫軋板進行5 30分鐘，50(T800°C的熱處理，冷軋得到厚度為0. 05、. 6mm的高硅鋼成品冷軋板；高硅鋼的化學wt% 成分為Si 4. 5 7. 0，Nb :0. 05 0. 9 ；B :0. 05 0. 3，Mn :0. 01 0. 05，S :0. 010 0. 020，P 0. 01(H). 020，C :0. 02(H). 040，Al :0. 003 0. 020，Nb 元素與 B 元素的配搭比例為 0. 5 3. 0，其余為Fe及不可避免的夾雜物。
2.根據權利要求I所述的含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于溫軋溫度25(T750°C。
3.根據權利要求I所述的含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于熱處理方式采用水冷或空冷或鹽水冷或油冷。
全文摘要
一種含有新型復合抑制劑的高硅鋼薄板的制備方法，屬于金屬材料領域。高硅鋼的化學成分(wt%)為Si4.5~7.0，Nb0.05~0.9；B0.05~0.3，Mn0.01~0.05，S0.010~0.020，P0.010~0.020，C0.020~0.040，Al0.003~0.020，其余為Fe及不可避免的夾雜物。該技術主要包括在真空熔煉階段加入適量Nb和B元素作為復合抑制劑細化鑄態晶粒尺寸，而后鍛造成板坯，進行熱軋至1.0~4.0mm，再進行擴散退火，然后進行溫軋，得到0.2~0.8mm板材，對溫軋板進行5~30分鐘，500~800℃的熱處理，冷軋到厚度為0.05~0.6mm的高硅鋼薄板。本發明通過添加Nb和B元素，形成能夠在各個階段明顯抑制晶粒長大的抑制劑，改善高硅鋼的室溫脆性，提高高硅鋼冷軋薄板的成材率，另外配合溫軋后快速熱處理，在提高材料塑性的基礎上，提高生產率，最終利用冷軋獲得高硅鋼薄板。所制備出的冷軋薄板表面質量優良，板型良好。
文檔編號C22C38/12GK102828111SQ20121030942
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者林均品, 楊琨, 梁永鋒, 葉豐, 張來啟, 郝國建 申請人:北京科技大學