專利名稱：一種高硅鋼薄板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，具體地說是一種高硅鋼薄板的制備方法。
背景技術(shù)：
高硅鋼是電力、電子設(shè)備廣泛需求的軟磁材料?，F(xiàn)有多種高硅鋼制備方法，因工藝復(fù)雜、成本高及表面質(zhì)量差等因素的制約，使得現(xiàn)有方法多未能在工業(yè)上取得大規(guī)模的應(yīng)用。只有化學(xué)氣相沉積法已用于小批量的工業(yè)生產(chǎn)，該方法需要在高溫 1050-1200°C下在鹵化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的介質(zhì)中滲硅，其不足之處是能耗大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重， 所生產(chǎn)的高硅鋼表面發(fā)生嚴(yán)重的晶界腐蝕。因此，降低滲硅溫度和滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是應(yīng)用化學(xué)氣相沉積法制備高硅鋼需要解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供一種高硅鋼薄板的制備方法，其目的是解決以往的高硅鋼制備方法所存在的能耗大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重及所生產(chǎn)的高硅鋼表面易發(fā)生嚴(yán)重的晶界腐蝕的問題。技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于所述方法的具體步驟如下A、將表面光潔的硅鋼熱軋板作為基材；B、調(diào)整異步軋機(jī)的上、下工作輥的周向速比在1 1.05 1 1.35之間，然后對 “A”步驟中的硅鋼熱軋板進(jìn)行多道次軋制；C、在溫度為400 800°C的條件下對“B”步驟的薄板進(jìn)行0. 5 15h的滲硅處理?！癇”步驟中的異步軋制的總壓下量為基材厚度的85-98%。異步軋制道次為3 20次，每一道次的壓下量為基材厚度的4 30%。“B”步驟中的異步軋制的上、下工作輥的周向速比為1 1.28。異步軋制的總壓下量為91%。“C”步驟中滲硅處理時的溫度為550°C 650°C?！癈”步驟中滲硅處理時的鹵化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 0% 8. 0%。優(yōu)點(diǎn)及效果本發(fā)明利用異步軋制調(diào)控顯微組織以降低滲硅處理溫度和滲劑中鹵化物的含量，目的是尋求一種工藝簡單、質(zhì)量更好的制備高硅鋼薄板的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種高硅鋼薄板的制備方法，具體步驟包括1.板材前處理對硅鋼熱軋板表面進(jìn)行酸洗除銹，使其表面光潔。2.異步軋制對硅鋼熱軋板進(jìn)行異步軋制，其工藝參數(shù)如下上、下工作輥的周向速比在1 1.05-1 1.35之間，軋制道次為3-20次，總壓下量為85-98%，道次壓下量為 4-30%。3.滲硅處理對經(jīng)過異步軋制的薄板進(jìn)行滲硅處理，其工藝參數(shù)如下溫度 400-8000C，時間0. 5-15h，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于8. 0%。本發(fā)明的原理是異步軋制是一種上、下工作輥周向速度不同的特殊軋制方式，工作輥周向速度不同在平行板材表面方向產(chǎn)生剪切應(yīng)力。軋制過程中，板材表層晶粒除了在正壓力作用下發(fā)生細(xì)化外，還能夠在剪切應(yīng)力作用下發(fā)生進(jìn)一步細(xì)化。經(jīng)過多道次軋制后， 板材表面顯微組織產(chǎn)生高密度的晶界、位錯和空位等缺陷，這種顯微組織一方面為硅的擴(kuò)散提供了理想的擴(kuò)散通道，從而大幅度地降低滲硅處理溫度，另一方面具有高活性，可以顯著地降低滲硅劑中起活化作用的鹵化物的含量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、能耗小、成本低；利用本發(fā)明制備的高硅鋼薄板表面潔凈、滲層致密。


圖1為利用本發(fā)明得到的薄板表面滲硅層的掃描電鏡照片；圖2為利用本發(fā)明得到的薄板表面滲硅層的硅元素分布圖；圖3為利用本發(fā)明得到的薄板表面滲硅層的X射線物相分析圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明本發(fā)明提供一種高硅鋼薄板的制備方法，其利用異步軋制特有的搓軋方式使硅鋼薄板表層晶粒細(xì)化，以降低滲硅處理溫度和滲劑中鹵化物的含量。實(shí)施例1基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.28，軋制道次12次，總壓下量為基材厚度的91 %，每一道次的壓下量為4 30%，板材最終厚度0. 2mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度650°C，時間他，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 0%。如圖1中所示，制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為80μπι;如圖2所示，滲硅層硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6. 5%;如圖3所示，X射線物相分析證明表面滲硅層由!^eSi和Fe3Si組成。實(shí)施例2基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.28，軋制道次12次，總壓下量為基材厚度的91%，每一道次的壓下量為4-30%，板材最終厚度0. 2mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度550°C，時間4h，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3. 0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為15 μ m，滲硅層硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為6. 5%，表面滲硅層由I^eSi和i^e3Si組成。實(shí)施例3基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.05，軋制道次3次，總壓下量方基材厚度的85%，每一道次的壓下量為25-30%，板材最終厚度約為0. 3mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度400°C，時間15h，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為6 μ m，表面滲硅層由!^eSi和i^3Si組成。實(shí)施例4基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.25，軋制道次15次，總壓下量98%， 每一道次的壓下量為4-30%，板材最終厚度約為0. 05mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度600°C，時間4h，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2. 0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為35 μ m，表面滲硅層由!^eSi和i^3Si組成。實(shí)施例5基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.20，軋制道次15次，總壓下量88%， 每一道次的壓下量為4-30%，板材最終厚度約為0. 26mm0將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度750°C，時間15h，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為98 μ m，表面滲硅層由!^eSi和i^3Si組成。實(shí)施例6基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.15，軋制道次15次，總壓下量90%， 每一道次的壓下量為4-30%，板材最終厚度約為0. 22mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度800°C，時間池，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為90 μ m，表面滲硅層由!^eSi和i^3Si組成。實(shí)施例7基材為厚度2. 2mm的3% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))硅鋼熱軋板。表面進(jìn)行酸洗除銹后，進(jìn)行異步軋制，工藝參數(shù)為上、下工作輥的周向速比1 1.30，軋制道次20次，總壓下量98%， 每一道次的壓下量為4-20%，板材最終厚度約為0. 05mm。將異步軋制后的板材進(jìn)行滲硅處理，工藝參數(shù)為溫度800°C，時間0.證，滲硅劑中鹵化物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1. 0%。制備出高硅鋼薄板表面滲硅層厚度為Μμπι，表面滲硅層由!^eSi和i^3Si組成。對硅鋼熱軋板進(jìn)行異步軋制的溫度在10 200°C效果更好。綜上所述，利用本發(fā)明所制備的高硅鋼薄板，效果理想，且操作簡單合理，適合生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于所述方法的具體步驟如下A、將表面光潔的硅鋼熱軋板作為基材；B、調(diào)整異步軋機(jī)的上、下工作輥的周向速比在1 1.05 1 1. 35之間，然后對“A” 步驟中的硅鋼熱軋板進(jìn)行多道次軋制；C、在溫度為400 800°C的條件下對“B”步驟的薄板進(jìn)行0.5 15h的滲硅處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于“B”步驟中的異步軋制的總壓下量為基材厚度的85-98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于異步軋制道次為 3 20次，每一道次的壓下量為基材厚度的4 30%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于“B”步驟中的異步軋制的上、下工作輥的周向速比為1 1.28。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于異步軋制的總壓下量為91%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于“C”步驟中滲硅處理時的溫度為550°C 650°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于“C”步驟中滲硅處理時的鹵化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1. 0% 8. 0%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高硅鋼薄板的制備方法，其特征在于所述方法的具體步驟如下A、將表面光潔的硅鋼熱軋板作為基材；B、調(diào)整異步軋機(jī)的上、下工作輥的周向速比在1∶1.05～1∶1.35之間，然后對“A”步驟中的硅鋼熱軋板進(jìn)行多道次軋制；C、在溫度為400～800℃的條件下對“B”步驟的薄板進(jìn)行0.5～15h的滲硅處理；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、能耗小、成本低；利用本發(fā)明制備的高硅鋼薄板表面潔凈、滲層致密。
文檔編號C21D8/12GK102162104SQ20101052435
公開日2011年8月24日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者劉剛, 左良, 莫成剛 申請人:東北大學(xué)