專利名稱：涂層組合物和使用該涂層組合物制造高硅電工鋼板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于硅化(siliconizing)處理電工鋼板的涂層組合物，和使用所述涂層組合物制造電工鋼板的方法，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于通過擴散退火工藝有效地硅化處理電工鋼板的涂層組合物，和通過使用該涂層組合物制造具有突出的高頻磁性和突出的工頻特性的高硅電工鋼板的方法。
背景技術(shù)：
通常將電工鋼板分為晶粒取向電工鋼板和無取向電工鋼板。晶粒取向電工鋼板含3％的硅(Si)并具有晶粒取向為{(110)
}的晶體織構(gòu)。其沿軋制方向的優(yōu)良磁性可使上述晶粒取向的電工鋼板用作變壓器、發(fā)動機、發(fā)電機和其它電子設(shè)備的鐵心材料。無取向電工鋼板的特征在于晶粒取向是不規(guī)則排列，并且磁化方向的磁偏轉(zhuǎn)小。由于這些特征，無取向電工鋼板主要用于旋轉(zhuǎn)電機如發(fā)電機或發(fā)動機的鐵芯中，其中磁通量方向是改變的。
近來，電工設(shè)備的種類增加，同時對設(shè)備在高頻波段運行的要求提高，從而對于具有優(yōu)良高頻磁性的鐵心材料的需求增加。
與此同時，在Fe-Si合金中，由于較高的硅含量會導致鐵損性能中的滯后損耗、磁致伸縮、矯頑力和磁各向異性降低以及最大導磁率提高，因此高硅鋼產(chǎn)品被認為是優(yōu)良的軟磁性材料。硅含量的提高并不會導致磁致伸縮的無限降低和最大導磁率的無限提高，而是在6.5％硅鋼中表現(xiàn)出最大值。而且，眾所周知，6.5％硅鋼的磁性在高頻及高工頻波段達到最大值。由于其在高頻波段的優(yōu)良磁性，高硅鋼主要用于燃氣渦輪發(fā)電機、箱式供電電源(tank power supply)、電感加熱設(shè)備、不間斷供電電源等的高頻反應(yīng)器和電鍍供電電源、焊接機械、X-射線供電等的高頻變壓器，并正用作硅晶粒取向鋼的替代材料。此外，高硅鋼可用于減少發(fā)動機的能耗和提高發(fā)動機的效率。
然而，由于硅鋼板的伸長率會隨著Fe-Si鋼中硅含量的增加而急劇降低，因此幾乎不可能通過冷軋制造硅含量超過3.5％的硅鋼板。盡管更高的硅含量有助于獲得優(yōu)良的磁性，但是制造上述高硅鋼板受到冷軋的限制。因此，很久以前人們就嘗試了能夠克服冷軋限制的新型替代技術(shù)的研究。
作為高硅鋼板制造方法的現(xiàn)有技術(shù)，日本專利已公開說明書No.S56-3625等公開了使用單輥或雙輥的高硅鋼板的直接澆鑄法，日本專利已公開說明書No.S62-103321等公開了在適當溫度的加熱狀態(tài)下進行的熱軋法，日本專利已公開說明書No.H5-171281等公開了在高硅鋼處于內(nèi)部、低硅鋼處于外部的狀態(tài)下進行的復合軋(cladrolling)。然而上述現(xiàn)有技術(shù)都還沒有商業(yè)化。
為批量生產(chǎn)諸如3％無取向硅鋼產(chǎn)品的高硅鋼產(chǎn)品，在日本專利已公開說明書No.S62-227078、美國專利No.3,423,253等的現(xiàn)有技術(shù)中，已知工藝包括以下步驟用SiCl4通過化學氣相淀積工藝將硅沉積在材料的表面，然后使硅均一化。然而由于CVD工藝的困難，上述工藝制造的產(chǎn)品售價必然比普通的3％硅鋼產(chǎn)品高5倍。盡管上述制造的產(chǎn)品具有優(yōu)良的磁性，但是上述產(chǎn)品很難推廣和商業(yè)化。
同樣，EP1052043A2、JP2000192204、JP2000144248、JP200045025等公開了使用粉末冶金學制造高硅鋼板的工藝。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)的缺點在于高的硅含量不能制造具有期望厚度的鋼板。
另外，美國專利3,634,148、美國專利4,073,668等提出長時間退火工藝，其中制備單獨的Fe-Si合金粉末，或Fe-Si粉與粘合劑的混合物粉末，將混合物粉末以小于5％的縮率軋制，然后長時間退火。然而，將粉末涂覆到基體材料上和然后施加軋制過程的工藝難以進行冷軋，同樣不適合批量制造系統(tǒng)。同樣，考慮到生產(chǎn)率，長時間的低溫退火不適合于批量制造。
在當前流通的電工鋼板中，只有含硅6.5％的無取向電工鋼板在作為高硅鋼生產(chǎn)并銷售。由于其晶粒的不規(guī)則排列，含硅6.5％的無取向電工鋼板用于轉(zhuǎn)子時會隨磁化方向的取向而產(chǎn)生磁偏。但在用于變壓器時具有優(yōu)異性能的高硅晶粒取向電工鋼板還沒有商業(yè)化，其中僅使用鋼板沿軋制方向的磁性。因此，人們已進行了各種制造因高硅含量而具有優(yōu)良磁性的晶粒取向電工鋼板的嘗試，但還沒有成功的制造出該產(chǎn)品。
發(fā)明公開因此，本發(fā)明就是為了努力解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。
本發(fā)明的目的是提供通過擴散退火工藝有效地硅化處理電工鋼板的涂層組合物。
本發(fā)明另外的目的是提供制造具有突出的高頻磁性的高硅電工鋼板的方法，其通過將涂層組合物涂覆在電工鋼板的表面上并對覆層鋼板進行擴散退火，從而對電工鋼板進行硅化處理。
正如本發(fā)明詳細說明和概述，為實現(xiàn)上述目的和其它優(yōu)點并符合本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了涂層組合物，其包括Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末，其具有-325目的粒度并包含20-70wt％的硅；和膠態(tài)二氧化硅溶液，其包含以100重量份的燒結(jié)粉末計為15-30重量份的二氧化硅固體物質(zhì)。
在本發(fā)明的一個方面中，提供了制造高硅電工鋼板的方法，其包括以下步驟將上述制備的涂層組合物涂覆在包含2.0-3.3wt％Si的鋼板的表面上并干燥；對干燥的鋼板在包含至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)進行擴散退火。
在本發(fā)明另一個方面中，提供制造高硅晶粒取向電工鋼板的方法，其包括以下步驟再熱并熱軋鋼坯制造熱軋鋼板；對經(jīng)熱軋的鋼板退火和對經(jīng)退火的鋼板進行冷軋，調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對所述鋼板脫碳退火；和對所述鋼板進行二次再結(jié)晶退火，改進的方法進一步包括以下步驟酸洗其中完成二次再結(jié)晶處理的晶粒取向電工鋼板的表面，除去表面氧化物層；將上述涂層組合物涂覆在經(jīng)酸洗的電工鋼板表面上并干燥；和在含有至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)對干燥的電工鋼板進行擴散退火。
在本發(fā)明的另一個方面，提供制造高硅無取向電工鋼板的方法，其中包括以下步驟再熱并熱軋鋼坯制造熱軋鋼板；對熱軋鋼板進行退火并對退火的鋼板進行冷軋調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對經(jīng)冷軋的鋼板進行再結(jié)晶退火，改進的方法進一步包括以下步驟將上述涂層組合物涂覆在經(jīng)冷軋的鋼板表面上并干燥；在包含至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)對干燥的電工鋼板進行擴散退火。
優(yōu)選實施方案在下文中描述本發(fā)明。
含硅(Si)金屬在超過950℃的高溫氫氣或氮氣中與鐵金屬接觸就會發(fā)生相互擴散反應(yīng)，發(fā)生相互擴散反應(yīng)，其中硅原子擴散進入鐵金屬，而鐵原子擴散進入含硅金屬，從而使兩側(cè)鐵和硅的濃度相等。因此，當硅金屬粉末與電工鋼板的表面接觸并隨后對該電工鋼板進行高溫退火時，硅濃度差引起相互擴散反應(yīng)，其中硅原子擴散進入鐵金屬，而鋼板的鐵原子擴散進入粉末中。
在比較鐵原子與硅原子的相互擴散反應(yīng)時，由于在1000-1200℃硅原子的擴散速率約比鐵原子的擴散速率快2倍，因此就會發(fā)生與非均勻擴散態(tài)相應(yīng)的稱之為克肯達爾效應(yīng)(Kirkendall)效應(yīng)的現(xiàn)象。該非均勻擴散態(tài)在反應(yīng)界面造成非均勻態(tài)缺陷或產(chǎn)生各種使磁性變差的化合物，諸如FeSi2，F(xiàn)eSi，F(xiàn)e5Si3和Fe3Si。因此，通過在電工鋼板上涂覆含硅粉末并在高溫擴散退火時，不可能制造具有均勻組成的高硅晶粒取向電工鋼板。
為解決上述問題，本發(fā)明人使用硅粉和鐵粉對擴散原理等進行了反復研究，最后發(fā)現(xiàn)擴散反應(yīng)部分中的缺陷可有效地除去，其不是通過使用只包括硅粉的涂層組合物作為硅化劑，而是使用Fe-Si系復合化合物的涂層組合物作為硅化劑。因此本發(fā)明人提出了本發(fā)明。
換句話說，本發(fā)明提供的硅化涂層組合物，和使用其制造電工鋼板的方法。涂層組合物的組成使能夠進行這樣的擴散，即其中在用涂層組合物涂覆電工鋼板的表面上并然后退火時Si原子和Fe原子彼此等量替換，幾乎不形成引起鋼表面擴散反應(yīng)部分發(fā)生表面缺陷的Fe-Si鍵合的復合化合物。
以下具體描述本發(fā)明中采用的控制Si原子擴散量的單元技術(shù)。
第一，為進一步減慢Si組分的擴散速率，不使用只包含Si金屬的粉末，而使用Si金屬與Fe金屬鍵合的Fe-Si系化合物作為硅化涂層劑的主要組成，所述Fe-Si系化合物如FeSi2，F(xiàn)eSi，F(xiàn)e5Si3和Fe3Si。為了這個目的，即，為了使Fe-Si系燒結(jié)粉末作為化合物存在，本發(fā)明限制粉末的Si含量至多為70wt％。
第二，為了抑制Si原子的擴散，使Fe-Si系燒結(jié)粉末的粒度很細，將Fe-Si系燒結(jié)細粉涂覆在鋼板的表面上，從而減少基體材料和金屬粉末之間的表面接觸面積，即相互作用面積到與板接觸相比至多為30％。具體地，本發(fā)明限制Fe-Si系燒結(jié)粉末的粒度為-324目。
第三，為了確保如上制備的Fe-Si系退火粉末與基體材料表面的粘合，和確保退火粉末的涂覆性能，加入微細二氧化硅粒子作為涂層組合物的粘合劑，其尺寸相當于膠體粒子并在水中具有非常優(yōu)異的分散性。
最后，當Fe-Si系燒結(jié)粉末以漿狀涂覆在鋼板表面上然后在高溫退火時，本發(fā)明控制氣體，使得在鋼板表面上形成薄的氧化膜。這個表面氧化膜起到相互擴散反應(yīng)的障礙膜的作用，以抑制Si原子向基體材料擴散。
首先，具體描述本發(fā)明的硅化處理用涂層組合物。
作為本發(fā)明的硅化涂層組合物主要成分的Fe-Si系粉末的制造如下使鐵粉和硅粉彼此混合，并將混合粉末在氫氣和氮氣的混合氣體氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)燒結(jié)3-5小時，但不必須限制于此，可通過多種方法制造。這時，燒結(jié)粉末化合物的組分比例隨著混合的鐵粉和硅粉的量的改變而改變。理論上，當混合的量為50％Si+50％Fe時，產(chǎn)生化合物FeSi2；當混合的量為34％Si+66％Fe時，產(chǎn)生化合物FeSi；當混合的量為25％Si+75％Fe時，產(chǎn)生化合物Fe5Si3；和當混合的量為14％Si+86％Fe時，產(chǎn)生化合物Fe3Si。然而，在實際的燒結(jié)中，根據(jù)最初的混和狀態(tài)可能存在少量的幾種化合物。具體地，當燒結(jié)反應(yīng)通過鐵粉和硅粉的混合產(chǎn)生時，反應(yīng)以這種方法進行，即Si原子和Fe原子相互擴散侵入。因此，雖然Si的量稍大，但是燒結(jié)粉末變?yōu)槠渲写蟛糠譃镕eSi2化合物或FeSi化合物的狀態(tài)，相當于Fe原子已經(jīng)擴散到燒結(jié)粉末的表面上，純的Si原子存在于燒結(jié)粉末內(nèi)部。因此，在大多數(shù)燒結(jié)粉末的表面存在Fe-Si系化合物。
在本發(fā)明中，以上得到的Fe-Si系燒結(jié)粉末中的硅含量被限制在20-70wt％。如果硅含量小于20wt％，其太小，使擴散速率非常緩慢。同時，燒結(jié)粉末的高密度可能引起在制造地點進行涂覆工藝時的分散性下降。由于硅含量超過70wt％時使存在的主要成分為FeSi2和額外的金屬Si相的混合物，金屬Si組分接觸物質(zhì)表面，以增加硅化處理工藝過程中在表面上產(chǎn)生缺陷的可能性，使硅化時可能難以控制硅含量。換句話說，通過限制Fe-Si系燒結(jié)粉末中硅含量為20-70wt％的范圍，有可能制造Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末，其具有FeSi2、FeSi、Fe5Si3或Fe3Si作為主要成分。更優(yōu)選在Fe-Si系復合化合物中FeSi2+FeSi含量以退火粉末的總重量計至少為90wt％。
同樣，當制備上述本發(fā)明Fe-Si系燒結(jié)粉末時，優(yōu)選在燒結(jié)和冷卻工藝過程中在燒結(jié)粉末的表面上形成薄的氧化膜。該薄的氧化膜在隨后的擴散退火反應(yīng)中控制硅的擴散速率，從而抑制基體材料表面中缺陷的產(chǎn)生，并可得到具有優(yōu)異的磁性能的產(chǎn)品。
更優(yōu)選地，在形成的表面氧化物膜中氧含量被限制在至多為2.0％。這是因為氧含量超過2.0％導致硅的擴散速率太慢。
同時，為了改善本發(fā)明中基體材料的涂覆性能和表面形狀，優(yōu)選向以上制備的涂層組合物中加入超細SiO2粉末、氧化鋁粉末和氧化鋁溶膠。
更優(yōu)選地，加入的選自細SiO2粉末、氧化鋁粉末和氧化鋁溶膠中的至少一種的量以100重量份的具有上述粒度和組成的Fe-Si系燒結(jié)粉末計為0.2-3.5重量份。如果加入量小于0.2重量份，使加入引起的改善效果弱。如果加入量超過3.5重量份，由于過多的涂覆量可能使表面性質(zhì)變差。
當如上制造的Fe-Si系燒結(jié)粉末用作電工鋼板的涂層劑時，該粉末被制成漿狀，然后通過使用輥涂機涂覆在鋼板表面上，其在制造階段中是最經(jīng)濟的。作為硅化劑的Fe-Si系燒結(jié)粉末應(yīng)盡可能是細的，其增加制造階段中的涂覆加工性，并對控制擴散反應(yīng)的表面形狀是有利的。然而，由于燒結(jié)反應(yīng)結(jié)束時Fe-Si系燒結(jié)粉末通過高溫和長時間反應(yīng)為熔塊狀態(tài)，有必要控制粉末的粒度盡可能是細的。
因此，考慮到這種情況，本發(fā)明使得Fe-Si系燒結(jié)粉末的粒度是細的。較細的晶粒有利于涂覆性能。優(yōu)選地，考慮到形成細粉的生產(chǎn)率和成本，要注意粒度應(yīng)限于-325目。
同時，考慮到如上制備的Fe-Si系燒結(jié)粉末的實際涂覆性能和對涂覆的Si的擴散量的控制，將粉末溶解于溶劑中制造漿液，然后將制備的漿液用作涂層組合物。
對于溶劑，使用膠態(tài)二氧化硅溶液。這時，硅組分為具有膠態(tài)尺寸的超細SiO2粒子。由于這些超細SiO2粒子分散在水中，當它們與其它固體粒子混合使用時，可增加漿液的粘度以確保涂覆的加工性。
在本發(fā)明中，優(yōu)選向每100重量份Fe-Si系粉末中加入由15-30重量份二氧化硅固體物質(zhì)組成的二氧化硅溶液。如果加入量小于15重量份，由于涂層組合物和基體材料裂隙表面之間的張力差，涂層組合物表現(xiàn)出嚴重的表面裂開，使得與基體材料表面的粘著差。如果量超過30重量份，涂覆性能差，并且在隨后的均質(zhì)化工藝中硅的擴散速率太慢，需要長時間退火，這是不希望的。
下面描述使用涂層組合物制造電工鋼板的方法。
本發(fā)明制造高硅電工鋼板，其通過將上述涂層組合物涂覆到通過常規(guī)方法制造并包含預定含量的硅(優(yōu)選包含2.0-3.3wt％的硅)的電工鋼板上。換句話說，將上述涂層組合物涂覆在無取向電工鋼板表面以及由常規(guī)方法制造的晶粒取向電工鋼板的表面上，然后高溫退火，從而制造高硅電工鋼板。
晶粒取向電工鋼板的制造方法可能隨制造商略有差別。然而，該方法通常包括以下步驟調(diào)節(jié)制鋼中的組分；從鋼液制造鋼坯；鋼坯的再熱；熱軋經(jīng)再熱的鋼坯；對熱軋鋼板退火和對退火的鋼板進行冷軋，調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對鋼板脫碳退火；對鋼板進行二次再結(jié)晶的高溫退火；和最終涂覆絕緣膜。然而，本發(fā)明不限于上述具體的制造方法和過程。例如，本發(fā)明的方法可省略熱軋退火步驟，或可用于包括脫碳退火與氮化步驟一起的電工鋼板的制造方法。
上述方法制造的產(chǎn)品具有由玻璃膜(學名鎂橄欖石，2MgO·SiO2)和在高溫退火過程中形成的絕緣膜組成的雙層膜結(jié)構(gòu)。同樣，有不含玻璃層的產(chǎn)品，其中在高溫退火過程中加入特定添加劑以形成基體層，使玻璃層的形成受到抑制，并在基體層上形成絕緣膜。
在本發(fā)明中，可將具有上述組成的涂層組合物涂覆在完成了二次再結(jié)晶的常規(guī)晶粒取向電工鋼板的表面上，并由此得到基本的磁性能。換句話說，本發(fā)明的目的可包括所有那些已經(jīng)完成二次再結(jié)晶的晶粒取向電工鋼板產(chǎn)品，如高溫退火鋼板、不含玻璃層的鋼板產(chǎn)品和其上形成有雙層膜的鋼板產(chǎn)品。
雖然作為本發(fā)明的初始物質(zhì)的晶粒取向電工鋼板基本上包含Si組分，但可另外包含必要的金屬或非金屬元素如Mn、Al、S、N等作為所述制造方法的助劑，但所述添加劑不只限于上述的具體組分。更優(yōu)選上面涂覆有涂層組合物的取向電工鋼板包含以鋼板本身的重量計為2.9-3.3wt％的Si。
在本發(fā)明中，在進行二次再結(jié)晶退火的鋼板上形成的表面膜通過酸洗處理除去，然后通過輥涂機將具有上述組成的涂層組合物涂覆在鋼板上。這時，涂覆在鋼板上的涂層組合物的涂覆量優(yōu)選通過下式1和2決定Y-5≤涂覆量≤Y+5--------式1Y(g/m2)＝7650t(x1-x2)/(A-14.4)---式2其中“t”為基體材料厚度，A為Fe-Si系退火粉末中的硅含量(％)，x1為基體材料的目標硅含量(％)，x2為基體材料的初始Si含量。
因此，涂有涂層組合物的鋼板優(yōu)選在200-700℃的溫度范圍內(nèi)干燥。如果干燥溫度低于200℃，則干燥時間太長，使生產(chǎn)率降低。如果干燥溫度超過700℃，可能在鋼板表面上產(chǎn)生氧化物。
然后，將干燥過的鋼板加入到退火爐中并擴散退火。這時，限制退火溫度在1000-1200℃范圍。如果退火溫度小于1000℃，則硅化處理速度太慢，使擴散時間長并且硅化反應(yīng)邊界的表面形狀粗糙，并由此使磁性能變差。如果退火溫度超過1200℃，則反應(yīng)速率太快，使盤卷鋼帶卷的表面粘著，使分離加工性變差。
因此，考慮到邊界的表面形狀和加工性，優(yōu)選限制擴散退火溫度為1050-1200℃。
同樣，在本發(fā)明中，需要在擴散退火步驟過程中控制保護氣體為包含至少20％氫氣的氮氣氣氛。這是因為如果氫含量小于20％，在基體材料上形成薄且致密的SiO2系氧化物，阻礙硅化反應(yīng)，如果部分地存在Al組分，則在退火后的冷卻中AlN沉淀出來并從而使鐵心損耗急劇變差。
優(yōu)選限制擴散退火時間為1-10小時，如果擴散退火時間小于1小時，則硅化量小，如果擴散退火時間超過10小時，則硅化量過多，很難實施適當?shù)目刂?，并且過分長時間的反應(yīng)可能使基體材料的表面形狀變差。
同時，可在硅化鋼板的表面上再形成絕緣涂層。
這個絕緣涂層通過常規(guī)方法形成，其中通過將少量鉻酸(chroicacid)混合到鎂(Mg)、鋁(Al)和鈣(Ca)的混合磷酸鹽和膠態(tài)二氧化硅組分中并涂覆形成絕緣涂層，或通過涂覆有機/無機復合物涂層劑形成絕緣涂層，所述有機/無機復合物涂層劑具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛閴貉有阅苡弥饕M分。然而，本發(fā)明不只限于上述絕緣涂層劑的具體組成。
無取向電工鋼板的制造方法可隨制造商、基本制造方法、或用途而略有不同。然而，該方法通常包括以下步驟調(diào)節(jié)制鋼中的組分；從鋼液制造鋼坯；鋼坯的再熱；熱軋經(jīng)再熱的鋼坯；對熱軋鋼板退火和對退火的鋼板進行冷軋，調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對經(jīng)冷軋的鋼板進行再結(jié)晶退火；和最終涂覆絕緣膜。取決于制造方法、Si含量、或磁性能水平，目前有多種無取向電工鋼板的產(chǎn)品被制造和銷售。
在本發(fā)明中，在上面涂覆上述涂層組合物的基體材料為通過無取向電工鋼板制造步驟中的冷軋得到的冷軋鋼板。用涂層組合物涂覆冷軋鋼板，然后在高溫退火，以具有高硅含量。這時，優(yōu)選冷軋鋼板包含以鋼板本身的重量計為2.0-3.3wt％的Si。這是因為如果Si含量小于2.0％，使用作為硅化劑的Fe-Si系粉末的硅化反應(yīng)時間長，這是不經(jīng)濟的，如果Si含量超過3.3％，則鋼板變脆，使得冷軋能力非常差。
在本發(fā)明中，通過輥涂機將具有上述組成的涂層組合物涂覆在制備鋼板的表面上。
如此，在涂覆涂層組合物之前，對冷軋鋼板進行中間退火是理想的。通過實施升溫并在可連續(xù)運轉(zhuǎn)的中間退火爐中對冷軋鋼板進行均質(zhì)化熱處理，使基體材料的織構(gòu)得到改善，從而誘導初始磁性能的優(yōu)化。同樣，通過適當?shù)乜刂浦虚g退火中的退火氣氛條件，在隨后的硅化處理步驟過程中形成具有鐵橄欖石(Fe2SiO4)作為主要成分的薄且致密的氧化膜，并作為當Fe-Si系燒結(jié)粉末的Si組分擴散到基體材料中時抑制Fe3Si系中間相化合物形成的阻斷層，因此，表面形狀即表面粗糙度得到改善，由此，與使用相同Si組分硅化相比，磁性能得到改善。
這時，限制中間退火溫度為950-1100℃是理想的。如果中間退火溫度低于950℃，則對織構(gòu)的改善效果不充分，如果溫度超過1100℃，很難控制設(shè)備。
同樣，優(yōu)選中間退火在包含至少50％氫氣的氮氣氣氛進行且調(diào)節(jié)潮濕氣氛的以露點作為參考的氧化能力(PH2O/PH2)在0.06-0.30范圍內(nèi)。在包含低于50％氫的氣氛中，難以控制氧化能力和包含在氧化物中的總氧含量。同樣，如果PH2O/PH2超過0.06-0.30范圍，則氫氣氣氛不能形成鐵橄欖石。
在本發(fā)明中，期望控制包含于中間退火鋼板的表面氧化物層中的總氧含量為210-420ppm。如果總氧含量小于210ppm，則抑制Fe3Si即中間缺陷相的產(chǎn)生有可能不充分，如果氧含量超過420ppm，則在鐵橄欖石上形成大量FeO氧化膜。
在本發(fā)明中，當通過輥涂機將具有上述組成的涂層組合物涂覆在冷軋鋼板的表面上或中間退火鋼板的表面上時，優(yōu)選涂層組合物的涂覆量由下式1和2決定Y-5≤涂覆量≤Y+5--------式1Y(g/m2)＝7650t(x1-x2)/(A-14.4)---式2其中“t”為基體材料的厚度，A為Fe-Si系粉末中的Si含量(％)，x1為基體材料的目標Si含量(％)，x2為基體材料的初始Si含量。
由此，涂覆有涂層組合物的鋼板優(yōu)選在200-700℃的溫度范圍內(nèi)干燥。如果干燥溫度低于200℃，則干燥時間太長，使生產(chǎn)率降低。如果干燥溫度超過700℃，可能在鋼板表面上產(chǎn)生氧化物。
然后，將干燥過的鋼板加入到退火爐中并擴散退火(均質(zhì)化)。這時，限制退火溫度為1000-1200℃。如果退火溫度低于1000℃，則硅化處理速度太慢，使擴散時間長和硅化反應(yīng)邊界的表面形狀粗糙，從而使磁性能變差。如果退火溫度超過1200℃，則反應(yīng)速率太快，盤卷鋼帶卷的表面粘著，使分離加工性變差。
因此，考慮到邊界的表面形狀和加工性，優(yōu)選限制擴散退火溫度在1050-1200℃范圍內(nèi)。
同樣，在本發(fā)明中，有必要控制擴散退火步驟過程中的氣體為包含至少20％氫氣的氮氣氣氛。這是因為如果氫含量低于20％，在基體材料上形成薄且致密的SiO2系氧化物，使硅化反應(yīng)受到阻礙，如果部分地存在Al組分，則在退火后的冷卻中，AlN沉淀，從而使鐵心損耗急劇變差。
優(yōu)選限制擴散退火時間為1-10小時。如果擴散退火時間小于1小時，則硅化量小，如果擴散退火時間超過10小時，則硅化處理量過多，難以實施適當?shù)目刂?，并且過分長時間的反應(yīng)可能使基體材料的表面形狀變差。
然后，在硅化鋼板的表面上形成絕緣涂層，從而制造最終的無取向電工鋼板產(chǎn)品。換句話說，除去保持在硅化鋼板表面上的不反應(yīng)物質(zhì)并最后涂覆具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑，從而制造最終的高硅無取向電工鋼板產(chǎn)品。然而，本發(fā)明不限于絕緣涂層劑的具體組成。
同時，在本發(fā)明中，如上組成的涂層組合物可在上述條件下自然地應(yīng)用于最終的無取向電工鋼板產(chǎn)品以及上述的冷軋鋼板。然而，如果涂層組合物被用于最終產(chǎn)品時，需要單獨的退火過程。因此，在省略制造步驟的方面，其更優(yōu)選使用冷軋鋼板作為在上面涂覆涂層組合物的基體鋼板。
在下文中，通過實施方案更具體地描述本發(fā)明。很自然，以下實施方案不應(yīng)該被理解為是對本發(fā)明技術(shù)范圍的限制。
實施方案1通過常規(guī)的晶粒取向電工鋼板的制造方法，制備晶粒取向電工鋼板產(chǎn)品，每個產(chǎn)品各自具有厚度為0.23mm并包含Si3.05wt％、Mn0.12wt％、Cu0.025wt％、Cr0.13wt％、P0.013wt％，其余的為Fe和不可避免地包含的雜質(zhì)。除去在如上制備的鋼板表面上形成的絕緣層之后，用漿液涂覆鋼板，所述漿液通過將具有如表1所示的不同粒度和組成的Fe-Si系燒結(jié)粉末分散在膠態(tài)二氧化硅溶液中形成。
同時，使用的溶劑膠態(tài)二氧化硅溶液為公開銷售的30％的膠態(tài)二氧化硅溶液產(chǎn)品。這時，將100重量份的Fe-Si系粉末與20重量份(以固體物質(zhì)作為參考)的膠態(tài)二氧化硅溶液混合。
涂覆有Fe-Si系粉末的鋼板在400℃的溫度下干燥，并在視覺觀察涂覆狀態(tài)之后軋成大型鋼帶卷。軋制的鋼板在1125℃在包含50％氫氣的氮氣氣氛中均質(zhì)化4小時。然后，除去硅化反應(yīng)完成時保持在鋼板上的未反應(yīng)物質(zhì)并觀察表面狀態(tài)。此后，將其中把少量鉻酸加入到鎂(Mg)、鋁(Al)和鈣(Ca)的磷酸鹽和膠態(tài)二氧化硅組分的混合物中的絕緣涂層劑涂覆在鋼板上，形成絕緣涂層膜，從而制造其上形成有絕緣涂層的晶粒取向電工鋼板。
檢測如上制造的產(chǎn)品的Si含量和磁性能。通過單片測量裝置檢測磁性能，即鐵心損耗和磁通密度(B8)，結(jié)果如以下表1中所示。在本文中，W10/50表示頻率為50Hz和磁感應(yīng)為1.0特斯拉的鐵心損耗，分別地，W10/400表示頻率為400Hz和磁感應(yīng)為1.0特斯拉的鐵心損耗，W5/1000表示頻率為1000Hz和磁感應(yīng)為0.5特斯拉的鐵心損耗。磁通密度B8表示當受到800A轉(zhuǎn)/m的磁化力時每單位面積產(chǎn)生的磁通量，基體材料Si含量為濕法分析的結(jié)果值。
表1

從表1看出，控制Fe-Si系燒結(jié)粉末中具有適當硅含量的電工鋼板2到4、10和11的硅含量增加，并由此在高頻波段以及工頻波段帶表現(xiàn)出優(yōu)異的鐵心損耗性質(zhì)。同樣，它們表現(xiàn)出優(yōu)異的涂層狀態(tài)。
相比之下，在Fe-Si系燒結(jié)粉末中硅含量小的電工鋼板1硅化后硅含量太小，因此對磁性能的改善效果差。在包含至少為70％Si的電工鋼板5到7的情況中，由于硅含量大，產(chǎn)生缺陷如孔，因此鋼板的磁性能變?nèi)酢?br> 在電工鋼板8和9的情況中，作為漿狀涂覆時，其不在本發(fā)明的粒度范圍內(nèi)，它們較薄且厚度不均勻，因此鋼板中的硅含量小，并且在鋼板的表面上觀察到許多缺陷，其表示質(zhì)量相對低，對磁性能的改善非常小并且磁性能變差。
實施方案2將鋼坯在1220℃的溫度下再熱，每個鋼坯包含Si2.9wt％、Mn0.022wt％、Al0.3wt％、Sn0.025wt％、P0.003wt％、C0.0025wt％、S0.0011wt％、N 0.0003wt％、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，然后熱軋制造熱軋鋼板。使熱軋鋼板在1000℃退火五分鐘并酸洗。在將熱軋的鋼板冷軋為最終厚度為0.20mm之后，除去涂覆在其表面上的輥子油。
用如表2中所示組成的Fe-Si系燒結(jié)粉末在膠態(tài)二氧化硅溶液中分散形成的漿液溶涂覆鋼板。本文使用的膠態(tài)二氧化硅溶液為公開銷售的30％膠態(tài)二氧化硅溶液產(chǎn)品。這時，向100重量份的Fe-Si系粉末中混和20重量份(以固體物質(zhì)作為參考)的膠態(tài)二氧化硅溶液。
涂覆有Fe-Si系粉末的鋼板在400℃的溫度下干燥，并視覺觀察涂覆狀態(tài)。然后，將干燥的鋼板軋成大型鋼帶卷。軋制的鋼板在1125℃在包含50％氫氣的氮氣氣氛中擴散退火4小時。然后，除去硅化反應(yīng)完成時保持在鋼板上的未反應(yīng)物質(zhì)，并觀察表面狀態(tài)。此后，涂覆具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑，從而制造在其上面形成有絕緣涂層的無取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能，并如以下表2所示。具體性質(zhì)的評價標準同實施方案1。
表2

從表2看出，控制Fe-Si系燒結(jié)粉末中具有最佳粒度和組成的電工鋼板2到4、10和11的硅含量增加，并由此在高頻波段以及工頻波段帶表現(xiàn)出優(yōu)異的鐵心損耗性質(zhì)。同樣，它們表現(xiàn)出良好的涂層狀態(tài)。
相比之下，具有硅含量非常小的電工鋼板1硅化后的硅含量太小，因此對磁性能的改善效果差。在包含至少為70％Si的電工鋼板5到7的情況中，因此硅含量大，產(chǎn)生缺陷如孔，因此鋼板的磁性能變?nèi)酢?br> 同時，在電工鋼板8和9的情況中，其不在本發(fā)明的粒度范圍內(nèi)，它們較薄且厚度不均勻，因此鋼板中的硅含量小，并且在鋼板的表面上觀察到許多缺陷，其表示質(zhì)量相對低，對磁性能的改善非常小并且磁性能變差。
實施方案3
通過使用AlN組分作為主要的抑制劑，從鋼坯制造厚度為0.23mm的晶粒取向電工鋼板產(chǎn)品，每個鋼坯包含C0.0020wt％、Si3.15wt％、Mn0.014wt％、P0.025wt％、N0.0002wt％S0.0003wt％、其余的為Fe和不可避免的雜質(zhì)。然后，在酸性溶液中處理鋼板表面以完全除去表面絕緣層。
然后，用漿狀硅化涂層組合物涂覆鋼板，所述硅化涂層組合物通過將如表3中所示組成的Fe-Si系燒結(jié)粉末分散在膠態(tài)二氧化硅溶液中形成。
同時，通過將硅粉和鐵粉以9-75％的不同混合比例混合、并在1100-1175℃的溫度下燒結(jié)五小時、然后制成本文使用的粒度小于325目的Fe-Si系燒結(jié)粉末。同樣，本文使用的膠態(tài)二氧化硅溶液為公開銷售的30％膠態(tài)二氧化硅溶液產(chǎn)品，控制二氧化硅固體物質(zhì)在表3中所示的范圍內(nèi)，然后使用。
將涂覆有涂層組合物的鋼板在400℃的溫度下干燥，并視覺觀察涂覆狀態(tài)。然后，將干燥的鋼板繞成大型鋼帶卷。盤卷鋼板在1125℃在包含50％氫氣的氮氣氣氛中擴散退火4小時。然后，除去硅化反應(yīng)完成時保持在鋼板上的未反應(yīng)物質(zhì)，然后，將具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑涂覆到鋼板上形成絕緣涂層膜，從而制造在其上面形成有絕緣涂層的最終高硅晶粒取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能，并如以下表3所示。具體性質(zhì)的評價標準同實施方案1。
表3

從表3看出，與相當于常規(guī)材料的電工鋼板1相比，控制Fe-Si系粉末具有適當組成的電工鋼板3、4和7的硅含量大大增加，并由此在高頻波段和工頻波段帶表現(xiàn)出優(yōu)異的鐵心損耗性質(zhì)。
相比之下，具有非常小硅含量的電工鋼板2的涂覆量和硅化后的硅含量太小，使磁性能的改善效果差。在包含太多Si的電工鋼板5的情況中，硅含量大，但表面狀態(tài)粗糙，因此鐵心損耗特征相當差。
同樣，在硅含量相對小的電工鋼板6的情況中，涂層膜的層離嚴重，并且鐵心損耗特征相當差。在電工鋼板8的情況中，膠態(tài)二氧化硅的加入量太多，涂層組合物的涂覆量小且硅化后的硅含量小，因此磁性能的改善效果小。
實施方案4將各自包含C0.0015wt％、Si2.95wt％、Mn0.022wt％、P0.003wt％、Ni0.012wt％、N0.0006wt％、S0.0011wt％、其余的為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼坯在1220℃的溫度下再熱，然后熱軋退火，制造厚度為2.5mm的熱軋鋼板。熱軋鋼板在1000℃退火五分鐘并酸洗。在將熱軋的鋼板冷軋為最終厚度為0.20mm之后，除去涂覆在其表面上的輥子油。
首先，將如上得到的冷軋鋼板之一在1020℃在包含25％氫氣的氮氣氣氛中再結(jié)晶退火2分鐘(正如無取向電工鋼板的常規(guī)制造方法)。為了與常規(guī)的鋼板相比較，在如上得到的多個冷軋鋼板的表面上涂覆如表4所示的涂層組合物。
同時，通過將硅粉和鐵粉以10-80％范圍內(nèi)的不同混合比例混合、并在1100-1175℃的溫度下燒結(jié)混合物粉末五小時、然后制成本文使用的粒度小于325目的Fe-Si系粉末。同樣，本文使用的膠態(tài)二氧化硅溶液為公開銷售的30％的膠態(tài)二氧化硅溶液產(chǎn)品，并且控制二氧化硅固體物質(zhì)在表4所示的范圍內(nèi)，然后使用。
將涂覆有涂層組合物的鋼板在400℃的溫度下干燥，并視覺觀察涂覆狀態(tài)。然后，將干燥的鋼板繞成大型鋼帶卷。盤卷的鋼板在1150℃在包含75％氫氣的氮氣氣氛中均質(zhì)化5小時。然后，除去硅化反應(yīng)完成時保持在鋼板上的未反應(yīng)物質(zhì)并觀察表面狀態(tài)。此后，涂覆具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑，從而制造在其上面形成絕緣涂層的無取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能，并如以下表4所示。具體性質(zhì)的評價標準同實施方案1。
表4

從表4看出，與相當于常規(guī)材料的電工鋼板1相比，控制Fe-Si系粉末具有適當組成的電工鋼板3、4和7的硅含量大大增加，并由此表現(xiàn)出在400Hz和1000Hz的高頻波段和工頻波段帶的優(yōu)異的鐵心損耗性質(zhì)。
相比之下，硅含量非常小的電工鋼板2的涂覆量和硅化后的硅含量太小，使磁性能的改善效果差。在包含太多Si的電工鋼板5的情況中，硅含量大，但表面狀態(tài)粗糙，使鐵心損耗特征相當差。
同樣，在硅含量相對小的電工鋼板6的情況中，涂層膜的層離嚴重，并且鐵心損耗特征相當差。在電工鋼板8的情況中，膠態(tài)二氧化硅的加入量太多，涂層組合物的涂覆量小且硅化后的硅含量小，使磁性能的改善效果小。
實施方案5制備實施方案3中所述的晶粒取向電工鋼板作為基體材料。同樣，通過將膠態(tài)二氧化硅溶液混合到100重量份的包含50w％Si的Fe-Si系細粉末中制備硅化涂層組合物，膠態(tài)二氧化硅溶液的組成為以固體物質(zhì)的重量計具有25重量份二氧化硅。使用輥涂機將制備的涂層組合物涂覆在基體材料鋼板的表面上。覆層鋼板在400℃的溫度下干燥并繞成大型鋼帶卷。
盤卷的鋼板在表5中所示的不同退火條件下均質(zhì)化，從而除去保持在鋼板表面上的未反應(yīng)物質(zhì)。然后，將其中將少量鉻酸加入到鎂(Mg)、鋁(Al)、和鈣(Ca)的混合磷酸鹽和膠態(tài)二氧化硅組分中的絕緣涂層劑涂覆在鋼板上形成絕緣涂層膜，從而制造最終的在其上面形成有絕緣涂層的高硅晶粒取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能。具體性質(zhì)的評價標準同實施方案1。
表5

從表5看出，控制適當?shù)木|(zhì)化條件的電工鋼板3、4、6和8的基體材料硅含量增加，并由此表現(xiàn)出優(yōu)異的在高頻波段和工頻波段帶的鐵心損耗特征。
相比之下，在100％氮氣氣氛和在包含10％氫氣的氮氣氣氛中均質(zhì)化的電工鋼板1和2的基體材料Si含量增加很少，使鐵心損耗特征的改善不充分。
同樣，在具有太低退火溫度的電工鋼板5中，基體材料中Si含量幾乎沒有變化，不能得到高硅電工鋼板。在1225℃高溫退火的電工鋼板7的情況中產(chǎn)生表面缺陷，使在工頻波段的鐵心損耗特征變差。
實施方案6制備實施方案4中所述晶粒取向電工鋼板作為基體材料。同樣，通過將膠態(tài)二氧化硅溶液混合到100重量份包含50％Si的Fe-Si系細粉末中制備硅化涂層組合物，膠態(tài)二氧化硅溶液的組成為以固體物質(zhì)的重量計具有25重量份二氧化硅。使用輥涂機將制備的涂層組合物涂覆在基體材料鋼板的表面上。覆層鋼板在400℃的溫度下干燥并繞成大型鋼帶卷。
盤卷的鋼板在表6中所示的不同退火條件下進行擴散退火，從而除去保持在鋼板表面上的未反應(yīng)物質(zhì)。然后，涂覆具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑，從而制造最終的在其上面形成有絕緣涂層的無取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能。具體性質(zhì)的評價標準同實施方案1。
表6

從表6看出，控制適當?shù)臄U散退火條件的電工鋼板3、4、6和8的基體材料硅含量增加，并由此表現(xiàn)出優(yōu)異的在高頻波段和工頻波段帶的鐵心損耗特征。
相比之下，在100％氮氣氣氛中和在包含10％氫氣的氮氣氣氛中擴散退火的電工鋼板1和2的基體材料Si含量增加很少，使鐵心損耗特征的改善不充分。
同樣，在具有950℃的太低退火溫度的電工鋼板5中，基體材料中Si含量幾乎沒有變化，不能得到高硅電工鋼板。在1225℃高溫退火的電工鋼板7的情況中產(chǎn)生表面缺陷，使在工頻波段的鐵心損耗特征變差。
實施方案7將各自包含C0.0018wt％、Si3.02wt％、Mn0.020wt％、P0.003wt％、Ni0.010wt％、N0.0005wt％、S0.0010wt％、其余的為Fe和不可避免的雜質(zhì)的鋼坯在1220℃的溫度下再熱，然后熱軋以制造厚度為2.5mm的熱軋鋼板。熱軋鋼板在1000℃退火五分鐘并酸洗。在熱軋的鋼板冷軋為最終厚度為0.20mm之后，除去涂覆在其表面上的輥子油。
對如上制造的冷軋鋼板在表7中所示條件下進行中間退火。用漿狀涂層組合物涂覆中間退火的鋼板，所述涂層組合物為通過將膠態(tài)二氧化硅溶液混合到100重量份包含45wt％Si的Fe-Si系燒結(jié)粉末中形成，膠態(tài)二氧化硅溶液的組成為以100重量份Fe-Si系燒結(jié)粉末計具有25重量份二氧化硅固體物質(zhì)。使覆層鋼板在400℃的溫度下干燥，并繞成大型鋼帶卷。然后，在1125℃下在包含50％氫氣的氮氣氣氛中對干燥的鋼板均質(zhì)化5小時。然后，除去硅化反應(yīng)中保持在鋼板上的未反應(yīng)物質(zhì)。此后涂覆具有鉻酸鹽和丙烯?；鶚渲鳛橹饕M分的有機/無機復合物涂層劑，從而制造最終的在其上面形成有絕緣涂層的高硅無取向電工鋼板。
在如上制造的產(chǎn)品中，檢測Si含量和磁性能。具體性質(zhì)的評價標準與實施方案1中相同。但是，需要注意的是，基體Si含量為濕法分析的結(jié)果值。
表7

從表7看出，冷軋鋼板經(jīng)過中間退火、涂覆涂層組合物、然后在高溫退火，從而制造無取向電工鋼板。
雖然已經(jīng)參考上述優(yōu)選實施方案表明和描述了本發(fā)明，但不能認為本發(fā)明受其限制。相比之下，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，明顯可在其中進行多種修飾和改變，而不脫離附加的權(quán)利要求中所定義的本發(fā)明的精神和范圍。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明使用具有最佳調(diào)節(jié)組成和粒度的Fe-Si系燒結(jié)粉末作為硅化涂層劑，使得最終的電工鋼板具有高硅含量，并且因此有可能有效地制造出在工頻波段帶和高頻波段具有優(yōu)異磁性能的高硅電工鋼板。
權(quán)利要求
1.硅化涂層組合物，其包括Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末，其具有-325目的粒度且包含20-70wt％的硅；和膠態(tài)二氧化硅溶液，其包含以100重量份所述燒結(jié)粉末計為15-30重量份的二氧化硅固體物質(zhì)。
2.權(quán)利要求1的涂層組合物，其中所述Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末具有在其表面上形成的表面氧化物層且該層包含低于2.0％的氧。
3.權(quán)利要求1的涂層組合物，其進一步包括以100重量份所述Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末計為0.2-3.5重量份的選自以下的至少一種細SiO2粉末、氧化鋁粉末和氧化鋁溶膠。
4.權(quán)利要求1的涂層組合物，其中所述Fe-Si系復合化合物燒結(jié)粉末基本上包括FeSi2、FeSi、Fe5Si3、或Fe3Si，且包括以所述Fe-Si系燒結(jié)粉末的重量計超過90wt％的FeSi2+FeSi燒結(jié)粉末。
5.制造高硅電工鋼板的方法，其包括以下步驟將權(quán)利要求1到4中任一項的涂層組合物涂覆在包含2.0-3.3wt％Si的鋼板表面上并干燥；對干燥的鋼板在包含至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)進行擴散退火。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述干燥步驟在200-700℃的溫度下進行。
7.權(quán)利要求5的方法，其中所述擴散退火步驟在1050-1200℃的溫度下進行。
8.制造高硅晶粒取向電工鋼板的方法，其包括以下步驟再熱并熱軋鋼坯，制造熱軋鋼板；對熱軋鋼板退火并對該鋼板進行冷軋，調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對鋼板進行脫碳退火；和對所述鋼板進行二次再結(jié)晶退火，該改進方法進一步包括以下步驟對完成了二次再結(jié)晶的晶粒取向電工鋼板的表面進行酸洗，除去表面氧化物層；將權(quán)利要求1到4中任一項的涂層組合物涂覆在經(jīng)過酸洗的電工鋼板表面上并干燥；和對干燥的電工鋼板在包含至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)進行擴散退火。
9.權(quán)利要求8的方法，其中待涂覆所述涂層組合物的鋼板包含以所述鋼板重量計為2.9-3.3wt％的Si。
10.權(quán)利要求8的方法，其中所述涂覆了涂層組合物的鋼板在200-700℃的溫度下干燥。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述涂覆了涂層組合物的鋼板在1050-1200℃的溫度下擴散退火。
12.權(quán)利要求8的方法，其中將所述涂層組合物涂覆在所述鋼板表面上，以滿足下式1和2Y-5≤涂覆量≤Y+5 ---------式1，和Y(g/m2)＝7650t(x1-x2)/(A-14.4) -----式2，其中‘t’為基體材料的厚度，A為所述Fe-Si系燒結(jié)粉末中的Si含量(％)，x1為基體材料的目標Si含量(％)，和x2為基體材料的初始Si含量。
13.制造高硅無取向電工鋼板的方法，其包括以下步驟再熱并熱軋鋼坯，制造熱軋鋼板；對熱軋鋼板退火并對退火鋼板進行冷軋，調(diào)節(jié)鋼板的厚度；對冷軋鋼板進行再結(jié)晶退火，該改進方法進一步包括以下步驟將權(quán)利要求1到4中任一項的涂層組合物涂覆在所述冷軋鋼板的表面上并干燥；和對干燥的電工鋼板在包含至少20％氫氣的氮氣氣氛中在1000-1200℃的溫度范圍內(nèi)進行擴散退火。
14.權(quán)利要求13的方法，其中待涂覆所述涂層組合物的鋼板包含2.9-3.3wt％的Si。
15.權(quán)利要求13的方法，其中所述涂覆了涂層組合物的鋼板在200-700℃的溫度下干燥。
16.權(quán)利要求13的方法，其中所述涂覆了涂層組合物的鋼板在1050-1200℃的溫度下均質(zhì)化。
17.權(quán)利要求13的方法，其中在涂覆所述涂層組合物之前，對所述冷軋鋼板進行中間退火，使得所述鋼板的表面氧化物層中的總氧含量為210-420ppm。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述冷軋鋼板在950-1100℃的溫度范圍內(nèi)進行中間退火。
19.權(quán)利要求17的方法，其中所述冷軋鋼板在包含至少50％氫氣的氮氣氣氛和露點(PH2O/PH2)為0.06-0.30的潮濕氣氛中進行中間退火。
20.權(quán)利要求13的方法，其中將所述涂層組合物涂覆在所述鋼板表面上，以滿足下式1和2Y-5≤涂覆量≤Y+5 ---------式1，和Y(g/m2)＝7650t(x1-x2)/(A-14.4) -----式2，其中‘t’為基體材料的厚度，A為所述Fe-Si系燒結(jié)粉末中的Si含量(％)，x1為基體材料的目標Si含量(％)，和x2為基體材料的初始Si含量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硅化涂層組合物，和使用所述組合物制造高硅電工鋼板的方法。所述涂層組合物包括Fe－Si系復合化合物燒結(jié)粉末，其具有－325目的粒度且包含20－70wt％的硅；和膠態(tài)二氧化硅溶液，該溶液包含以100重量份燒結(jié)粉末計為15－30重量份的二氧化硅固體物質(zhì)。
文檔編號C21D8/12GK1692165SQ200380100509
公開日2005年11月2日 申請日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者崔圭升, 禹宗秀 申請人:Posco公司