一種電機用無取向硅鋼的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電機用無取向硅鋼，其適合作為發動機鐵芯，特別適用于電動汽車或混合動力汽車所使用的高頻驅動發動機。無取向硅鋼成品包含以下元素組成：C:0.01?0.02%，Si:3.20?4.00%，Cu:0.65?0.85%，Zr:0.80?1.50%，Hf:0.01?0.02%，Mn:2.20?2.50%，Sb:0.55?0.85%，Cr:2.25?2.55%，Al:0.20?0.40%，Zn:0.60?0.70%，P:0.15%以下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比。通過對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數范圍的選定，不用特意添加稀土元素，實現了低生產成本。并且，最終獲得的產品在更寬幅的頻率下，獲得了優良的磁感應強度和鐵損性能，滿足了電機對于無方向性電磁鋼板產品的應用需求。
【專利說明】
一種電機用無取向娃鋼
技術領域
[0001]本發明涉及硅鋼材料領域，具體的說，是涉及一種高頻電機用無取向硅鋼。
【背景技術】
[0002]無取向電工鋼是含碳很低的硅鐵軟磁合金，是電力、電子和軍事工業不可缺少的重要軟磁合金，亦是產量最大的金屬功能材料，主要用作各種電機、發電機和變壓器的鐵芯。它的生產工藝復雜，制造技術嚴格，國外的生產技術都以專利形式加以保護，視為企業的生命。電工鋼板的制造技術和產品質量是衡量一個國家特殊鋼生產和科技發展水平的重要標志之一。目前我國冷乳電工鋼數量、質量、規格牌號，還不能滿足能源(電力)工業發展的需求，在生產技術、設備、管理及科研等方面與日本相比，存在較大差距。
[0003]無取向硅鋼是在旋轉磁場中工作的電動機和發電機轉子的鐵芯材料，要求良好的磁性能和工藝性能。近年來，隨著電機高速化和小型化的發展，對無取向娃鋼的性能要求提出了更高的要求，如在高頻下具有低鐵損和高磁感強度等。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種無方向性電磁鋼板，其適合作為發動機鐵芯，特別適用于電動汽車或混合動力汽車所使用的高頻驅動發動機，可實現提供低生產成本且在更寬幅的頻率下磁感應強度和鐵損優良的無方向性電磁鋼板。
[0005]本發明提供了一種電機用無取向硅鋼，其中，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C:0.01-0.02%，S1: 3.20-4.00%，Cu:0.65-0.85%，Zr:0.80-1.50%，Hf:0.01-0.02%，Μη:2.20-2.50%,Sb:0.55-0.85%,Cr:2.25-2.55%,Al:0.20-0.40%,Zn:0.60-0.70%,P:0.15%?下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比；其中，Al和Mn元素含量之和滿足2.5%<{[Al] + [Mn]}〈2.7%;所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的75?85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80-120μπι。
[0006]所述無取向硅鋼的制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟。
[0007]所述熱乳步驟為:加熱到930_980°C進行熱乳，然后以20?30°C/s的速度降溫，在520?550 °C進行卷取。
[0008]所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到800?830°C，加熱速率為10?15°C/S，進行中間退火。
[0009]所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80?85 %壓下率的冷乳。
[0010]所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到880-900°C進行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440°C，保溫3?5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。
[0011]所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損Pu/50小于2.70W/kg。
[0012]優選地，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01%，S1: 3.40%，Cu: 0.75%，Zr: 1.20%, Hf: 0.01%,Mn: 2.30%，Sb: 0.65%, Cr: 2.35%,Al: 0.25%，Zn: 0.60%，P: 0.15%以下，S:
0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比。
[0013]本發明的優點是:通過無取向硅鋼元素組成成分的選擇，不用特意添加稀土元素，熱處理步驟簡單易操作，實現了低生產成本。并且，最終獲得的產品在更寬幅的頻率下，獲得了優良的磁感應強度和鐵損性能，滿足了電機對于無方向性電磁鋼板產品的應用需求。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實施例和對比例對本發明進一步詳細說明。
[0015]實施例1:
C:0.01%,S1:3.40%,Cu:0.75%,Zr:1.20%,Hf:0.01%,Mn:2.30%,Sb:0.65%,Cr:2.35%,八1:0.25%，211:0.60%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的75%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80μπι。加熱到930°C進行熱乳，然后以20°C/s的速度降溫，在520°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8200C，加熱速率為10°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到880°C進行最終退火2h，然后快速降溫至300°C，保溫3分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0016]實施例2:
C:0.02%,S1:4.00%,Cu:0.85%,Zr:1.00%,Hf:0.02%,Mn:2.20%,Sb:0.55%,Cr:2.25%,八1:0.40%，211:0.70%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為90μπι。加熱到980°C進行熱乳，然后以30°C/s的速度降溫，在550°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8300C，加熱速率為12°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行85%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到890°C進行最終退火lh，然后快速降溫至400°C，保溫5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。
[0017]實施例3:
C:0.01%,S1:3.80%,Cu:0.65%,Zr:1.50%,Hf:0.01%,Mn:2.50%,Sb:0.85%,Cr:2.55%,八1:0.35%，211:0.70%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的80%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為120μπι。加熱到950°C進行熱乳，然后以25°C/s的速度降溫，在530°C進行卷取。將卷取后的板材重新加熱到8000C，加熱速率為15°C/s，進行中間退火。將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行83%壓下率的冷乳。冷乳后的板材，加熱到900°C進行最終退火lh，然后快速降溫至440°C，保溫4分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。所述無取向硅鋼成品的磁感應強度B50為1.80T以上、鐵損P1^5Q小于2.70W/kg。
[0018]對比例1:
將其他元素成分或含量的無取向硅鋼，采用同樣的工藝步驟制備后，所得到的無取向硅鋼成品的磁感B50很難達到1.70T以上、鐵損P1W5q大于3.20W/kg。
[0019]對比例2: 將元素成分和含量與實施例1相同的無取向硅鋼，采用其他燒結方式或工藝參數制備時，其所得到的無取向硅鋼產品的鐵損P1.5/50大于4.50ff/kg。
[0020]由實施例1-3和對比例I和2可以看出，本發明對于無取向硅鋼元素組成成分的選擇，以及熱處理步驟和參數范圍的選定，是本申請實現低成本生產，且使最終產品在更寬幅的頻率下，獲得優良的磁性能，滿足了電機應用需求的關鍵。
[0021]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種電機用無取向硅鋼，其特征在于:其中，所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C:0.01-0.02%，S1:3.20-4.00%，Cu:0.65-0.85%,Zr:0.80-1.50%,Hf:0.01-0.02%,Mn:.2.20-2.50%,Sb:0.55-0.85%,Cr:2.25-2.55%,Al:0.20-0.40%,Zn:0.60-0.70%,P:0.15%?下，S:0.01%以下，N:0.01%以下，余量為Fe，上述百分比為質量百分比；其中，Al和Mn元素含量之和滿足2.5%<{[Al] + [Mn]}〈2.7%;所述無取向硅鋼成品的再結晶組織占總體的75?85%;所述無取向硅鋼成品的平均粒徑為80-120μπι。2.根據權利要求1所述的電機用無取向硅鋼，其特征在于:所述無取向硅鋼的制備方法包括以下步驟:熱乳、中間退火、冷乳和最終退火步驟;所述熱乳步驟為:加熱到930-980°C進行熱乳，然后以20~30°C/s的速度降溫，在520?550°C進行卷取。3.根據權利要求1或2所述的電機用無取向硅鋼，其特征在于:所述中間退火步驟為:將卷取后的板材重新加熱到800?830 °C，加熱速率為1?15 °C /s，進行中間退火。4.根據權利要求1所述的無取向硅鋼，其特征在于:所述冷乳步驟為:將中間退火后的板材，在Ar和He的混合氣氛作為保護氣氛下，進行80?85 %壓下率的冷乳。5.根據權利要求1所述的電機用無取向硅鋼，其特征在于:所述最終退火步驟為:冷乳后的板材，加熱到880-900 °C進行最終退火I?2h，然后快速降溫至300?440 °C，保溫3~5分鐘，之后空冷至室溫，即可獲得所述電機用無取向硅鋼。6.根據權利要求1至5所述的電機用無取向硅鋼，其特征在于:所述無取向硅鋼成品的磁感B50為1.80T以上、鐵損P1W5q小于2.70W/kg。7.根據權利要求1至6所述的無取向硅鋼，其特征在于:所述無取向硅鋼成品包含以下元素組成:C: 0.01%，S1: 3.40%，Cu: 0.75%, Zr:1.20%, Hf:0.01%,Mn: 2.30%，Sb: 0.65%, Cr:.2.35%41:0.25%，211:0.60%，？:0.15%以下，5:0.01%以下小:0.01%以下，余量為？6，上述百分比為質量百分比。
【文檔編號】C22C38/18GK105950964SQ201610346650
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】劉和來
【申請人】劉和來