專利名稱:低鐵損高磁感冷軋取向硅鋼及其制造方法
本發明屬于硅鋼及其制造工藝。
從電力和電子工業節能和應用發展的需要，力求冷軋硅鋼片材料能具有磁感和鐵損兼優的特性。
眾所周知，增加硅鋼中的硅含量不僅能降低矯頑力，磁晶各向異性、磁致伸縮和合金時效，更重要的是能提高電阻率，降低硅鋼的鐵損。但是高硅可能導致短程原子有序，提高了鋼的脆性，致使冷軋困難。傳統的看法是當硅鋼中Si≥3.5%時，不能采用冷軋方法，而且Si在3.5%以上也很難實現充分的二次再結晶，不能獲得滿意的磁性。
1983年日本公布的公開特許公報昭58-84923，雖然能將含4%Si的硅鋼在200～400℃下實現冷軋成帶，但是只在300℃下冷軋的產品于高溫度退火后才獲得鐵損W17/50＝1.06瓦/公斤較滿意的性能。
本發明的目的在于在Si≥4.0%的基礎上，通過高速其它成分范圍，選擇適宜的熱軋，軋后熱處理和冷軋工藝，能保證4%Si硅鋼在60～80℃(最佳條件下可在≤室溫下)下冷軋成帶，并獲得優異的磁性能。
根據上述宗旨，本發明設定的適宜成分范圍是3.0～4.5%Si 0.060～0.087%C、0.05～0.18%Mn、0.013～0.07%Al、0.0085～0.013%N、0.015～0.035%S、Ti＜0.01%、〔O〕＜0.005%。鋼中Mn、Al、N和C含量的選定不僅應考慮到高硅鋼二次再結晶的發展，而且要兼顧它的冷加工性能，其中Al的含量又決定了冷軋工藝方法。鋼中對Ti、〔O〕含量仍有一定的要求，鋼中低的Ti含量有利于二次再結晶的發展和完善，低的氧含量對加工塑性和磁性都有益處。
高硅鋼鋼錠可以采用開坯或鍛造成熱軋坯，熱軋坯先加熱到1300～1350℃均熱后進行熱軋，根據終軋溫度應大于880℃的要求來設計熱軋工藝制度，要求卷取溫度低于700℃，熱軋板在冷軋前應分別進行＜800℃的退火和950～1150℃退火處理，＜800℃退火的目的是使熱軋板能發生再結晶，消除或減弱熱軋板沿厚度方向組織的不均勻性，進而能改善熱軋板的彎曲性能和冷軋性能。當鋼中Al≤0.035%時，冷軋前，熱軋板在＜800℃下退火不一定是必須的，但必須要經過氮氣保護下950～1150℃退火處理，以便使Al重新固溶，然后空冷至850～1000℃，最后淬火于60～100℃水中，即必須經過AlN的重新固溶和析出處理。當鋼中Al≥0.035%時，熱軋板勿須進行950～1150℃的高溫退火處理，只進行＜800℃退火處理。但是所有熱軋板在冷軋前經酸洗去除氧化鐵皮之后都應在100～200℃下進行充分排氫處理，因為高硅鋼塑性儲備低，對氫脆敏感，酸洗后這種處理是必要的。冷軋時，進入冷軋機的熱軋板溫度需處于60～100℃范圍，即冷軋前需予熱，予熱方法或利用去氫處理的余熱，或進行予加熱均可。經過第一道冷軋后鋼板不需再予熱或退火，一直冷軋到最終產品厚度0.3～0.35mm。
本發明視Al的含量決定采用一次強冷軋或兩次冷軋的工藝方法。當Al≥0.035%時，鋼板要求兩次冷軋工藝，第一次冷軋壓下量不低于30%，然后進行840～900℃中間退火，在中間退火時可部分脫炭，以保證最后脫炭退火將碳脫至0.005%以下，第二次第二次冷軋時鋼板不予熱軋制，第二次冷軋壓下量應保證大于80%以上。當Al≤0.035%時，只采用一次強冷軋工藝，從熱軋板厚度一直冷軋到成品厚度，壓下率應在80～96%范圍。成品厚度的冷軋板先在800～850℃于濕H2和N2混合氣氛下脫碳退火，然后在1200℃進行20小時高溫退火。
為了冷軋時不產生脆性解理斷裂，要求減少熱軋板中的｛100｝〈110〉織構的熱軋帶狀組織。本發明因為采用了MnS+AlN復合抑制劑，具有很強的抑制初次再結晶的能力，脫碳退火后初次再結晶，經X-射線衍射證實，存在很強的(111)〔112〕成分和極少量位向準確的(110)〔001〕二次再結晶核心。高溫退火時通過二次再結晶晶粒合并，長大和吞食(111)〔112〕織構的基體最后發展成如圖1、2所示的完善的(110)〔001〕的二次再結晶組織。在B10＝18800高斯實測樣品上(0.35mm厚度)測得全部晶粒的〔001〕方向同軋向的偏離均在10°以內，平均為5.3°，隨著(110)〔001〕織構的完善(B10的提高)高硅硅鋼具有比普通硅鋼更為優異的磁化特性(圖3)。
本專利提供的成分和制造工藝能夠制造出磁感和鐵損兼優的高硅冷軋單取向硅鋼片(0.35mm厚的鋼板的磁性為B10＝18600～19400高斯，W15/50＝0.67～0.90瓦/公斤)，是本專利的目的。含硅量高和取向度好是本發明鋼種磁感高和鐵損低的主要原因。
實施例一用25～200公斤真空感應爐冶煉了10爐本發明鋼(No.1～10)，其成分如表1所示。鋼錠經鍛造在氮氣保護下加熱到1330-1340℃，均熱30分鐘后，熱軋到2.2mm厚度，終軋溫度為900～1000℃，由終軋溫度到650～700℃的空冷速度6～9℃/秒。部分爐號成分先經700℃退火(1)，然后進行N2下加熱至1060℃～1100℃的退火處理(Ⅱ)，其余只經高溫退火(Ⅱ)處理，酸洗去氧化皮后，在150℃進行去除H2處理，然后將熱軋板再予熱至100～80℃，進行冷軋，軋至0.35mm厚度，壓下量為80～90%。冷軋板先經850℃脫碳退火，最后在1200℃下退火24小時，最終磁性列如表1中No.1～10。
實施例二按表1中No.11-13的成分冶煉了3爐鋼，鋼錠經鍛造成熱軋板坯，然后于1330℃加熱，均熱后熱軋成2.4mm厚度熱軋板。熱軋板在冷軋前經過650℃一小時退火和酸洗后，在150℃進行去H2處理。經過在80℃予熱的冷軋板第一次冷軋到1.65mm的中間厚度，在870℃退火后第二次冷軋到0.335mm厚度，并在850℃脫碳6分鐘，最后在1200℃在氫氣保護下進行24小時退火，所獲得的磁性能列入表1中。
權利要求
1.含4%Si的、C＜0.087%和含Al的低鐵損高磁感晶粒取向硅鋼片，其特征在于調整了鋼中的Mn、N、S、Al含量，以MnS+AlN為強抑制劑。
2.根據權利要求
1所述的硅鋼片，其特征在于鋼的具體成分如下3.0～4.5%Si、0.060～0.087%C、0.05～0.18%Mn、0.013～0.07%Al、0.0085～0.013%N和0.015～0.035%S。
3.含4%Si的低鐵損高磁感硅鋼片通過開坯、熱軋、高溫退火和冷軋的制造方法，其特征在于控制熱軋板坯加熱溫度。終軋溫度和卷取溫度，熱軋板退火處理和酸洗后的去氫處理，低溫下冷軋。
4.根據權利要求
3所述的制造方法，其特征加于熱軋板坯的加熱溫度1300～1350℃。終軋溫度大于880℃，卷取溫度≤700℃。
5.根據權利要求
3所述的制造方法，其特征在于熱軋板在冷軋前的退火處理工藝為當Al≥0.035%時，冷軋前必須在＜800℃下進行退火處理，當Al＜0.035%時，上述退火處理不是必須的，但冷軋前必須在氮氣保護下在950～1150℃進行退火處理，然后空冷至900℃，并從900℃淬于60～100℃的水中。
6.根據權利要求
3所述的制造方法，其特征在于當Si≥3.5%時，冷軋前熱軋板經酸洗后應在100～200℃下進行退火。
7.根據權利要求
3所述的制造方法，其特征在于當Si≥3.5%時，冷軋時應先予熱到60～100℃或利用權利要求
6中去氫處理后的余熱，以確保第一道次熱軋帶在60～100℃下軋制，以后不需要再予熱，可連續冷軋到中間厚度或成品厚度。
8.根據權利要求
3和7所述的制造方法，其特征在于當Al≥0.035%時，熱軋板采用兩次冷軋工藝，第一次冷軋壓下量不小于30%，其后進行部分脫碳的中間退火，第二次冷軋壓下量應大于80%;當Al＜0.035%時，熱軋板采用一次強冷軋，壓下量應在80～96%范圍內。
專利摘要
本發明在含4％Si的基礎上，通過調整鋼中的Mn、Al、N和C含量，以MnS和AlN為強抑制劑，并控制熱軋板坯加熱溫度，終軋溫度和卷取溫度，以及熱軋后退火處理和冷軋工藝，能保證4％Si硅鋼在60～100℃下冷軋成帶，并根據鋼中Al含量，可確定采用一次強冷軋或兩次冷軋工藝和相應的壓下量，軋制成0.30～0.35mm的成品厚度，經高溫退火后，可獲得優異的磁性能，B
文檔編號H01F1/12GK85100667SQ85100667
公開日1986年8月27日 申請日期1985年4月1日
發明者呂其春, 張文潤, 張百成, 李軍, 劉治賦, 李俊義, 馬黛 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan