本發(fā)明屬于軋鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅含量在3.3～6.5％的高硅電工鋼帶的制造方法。
背景技術(shù)：
電工鋼基體中，硅含量達(dá)到6.5％可獲得最佳綜合性能，但工業(yè)生產(chǎn)中，理論上硅含量達(dá)到3.3％無法進(jìn)行冷加工。對(duì)于特殊用途高硅電工鋼材料往往根據(jù)需求進(jìn)行氣相滲硅或采用非晶快冷鑄軋等技術(shù)進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn),不能進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，操作復(fù)雜，成本高，工藝不易于控制，作業(yè)效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種固體粉末滲硅法生產(chǎn)高硅電工鋼薄帶的方法，其目的旨在降低成本，提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)高性能的高硅鋼軟磁材料。
為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
一種高硅電工鋼帶的制造方法，其特征在于，硅含量在3.3～6.5％的高硅電工鋼帶的制造方法為：
工藝流程
基板開卷→雙面粉末噴涂→導(dǎo)電極板同步開卷覆蓋→平整壓合→卷取→基板為陰極接入直流電源→熱處理爐加熱保溫→出爐→開卷將基板與導(dǎo)電極板分離→基板表面清理→去應(yīng)力退火或涂層；
主要設(shè)備及工藝參數(shù)
基板：硅含量2.0～4.5％,表面光整、清潔，進(jìn)行化學(xué)拋光；
滲劑：硅鐵粉末占比為70～94wt％，硅鐵粉末中硅含量≥15％，滲劑粒度大于60目；填料為鐵粉，占比2～12wt％；粘合劑為石臘和氯化氨，占比均為2～10wt％，50～200℃烘干；
導(dǎo)電極板：導(dǎo)電極板為銅板，噴涂厚度在2N/mm2壓力下為3～8mm；
電源：可調(diào)壓直流電源；
熱處理爐：入爐溫度100～250℃，升溫速度50～150℃/h，保溫時(shí)接通電源，電源電壓≥10V，電源電流≥1A，熱處理保溫溫度≥650℃，保溫時(shí)間1.5～3h。
本發(fā)明的基本技術(shù)原理為：
1、在導(dǎo)電極板、滲劑、待滲基板間施加一定電壓的直流電場(chǎng)后，產(chǎn)生的活性硅原子 帶電荷；帶電活性硅原子向基板表面定向擴(kuò)散，其擴(kuò)散速度顯然高于非定向的熱擴(kuò)散速度，而且這種擴(kuò)散方式還可以減少導(dǎo)電極板腐蝕并可重復(fù)利用極板。
2、在直流電場(chǎng)作用下，電流通過滲劑與基板本身的電阻對(duì)滲劑與基板有加熱的作用，使試樣實(shí)際溫度較加熱溫度高。這種物理加熱作用能促進(jìn)粉末滲劑的分解，增加活性硅原子的濃度。
3、電場(chǎng)的兩極之間及陰極基板與周圍粉末滲劑間存在一個(gè)溫度梯度，這將導(dǎo)致在電場(chǎng)兩極及陰極與周閘粉末滲劑之間存在一個(gè)活性硅原子的濃度差。根據(jù)菲克第一定律，這種濃度差將進(jìn)一步增加粉末滲硅的定向滲速，克服了常規(guī)滲硅中單純依賴非定向熱擴(kuò)散的不足。
本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明操作簡單，成本低，工藝易于控制，作業(yè)效率高，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)硅含量在3.3～6.5％的高硅鋼帶，通過基板的選擇可生產(chǎn)高硅定向?qū)Т挪牧霞盁o方向性材料，其飽和磁極化強(qiáng)度達(dá)到1.87T，P10/50為0.77W/kg；P0.5/1K為18.83W/kg，適用于各種高效精密電機(jī)及電器、儀表等的電磁鐵芯制造。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明工藝流程為：基板開卷→雙面粉末噴涂→導(dǎo)電極板同步開卷覆蓋→平整壓合→卷取→基板為陰極接入直流電源→熱處理爐加熱保溫→出爐→開卷將基板與導(dǎo)電極板分離→基板表面清理→去應(yīng)力退火或涂層。主要裝備包括同步運(yùn)行三開卷機(jī)(基板與雙導(dǎo)電極板)、粉末噴涂裝置、平整壓合裝置、卷取裝置。本發(fā)明所涉及鋼帶化學(xué)成分含量均為質(zhì)量百分比。
實(shí)施例1：
基板鋼帶化學(xué)成分wt％：C：0.003％，Si：2.1％，Al：0.25％，Mn:0.31％，P：0.012％，S：0.0025％，N：0.0025％，其余為Fe和不可避免的殘余元素。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。
硅鐵粉末粒度80目，硅含量85％，硅鐵粉末占滲劑比例75wt％；純鐵粉粒度100目占10wt％；石臘粉10wt％；氯化氨5wt％；80℃烘干混合均勻。
導(dǎo)電極板為銅板，噴涂厚度在2N/mm2壓力下為4mm。
入爐溫度120℃，升溫速度90/h，保溫溫度750℃，保護(hù)氣氛100％干氫，保溫時(shí)接通電源，電壓控制60V，電流控制4A，通電保溫時(shí)間1.5h。
滲硅后基板硅含量為3.4％，通過100mm×100mm磁導(dǎo)率測(cè)試：飽和磁極化強(qiáng)度1.94T， P10/50為0.93W/kg，P0.5/1K為24.5W/kg。
實(shí)施例2：
基板鋼帶化學(xué)成分wt％：C：0.002％，Si：3.2％，Al：0.22％，Mn:0.30％，P：0.011％，S：0.002％，N：0.0021％，其余為Fe和不可避免的殘余元素。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。
硅鐵粉末粒度100目，硅含量75％，硅鐵粉末占滲劑比例80wt％；純鐵粉粒度100目占9wt％；石臘粉8wt％；氯化氨3wt％；120℃烘干混合均勻。
導(dǎo)電極板為銅板，噴涂厚度在2N/mm2壓力下為5mm。
入爐溫度180℃，升溫速度100/h，保溫溫度750℃，保護(hù)氣氛100％干氫，保溫時(shí)接通電源，電壓控制50V，電流控制3A，通電保溫時(shí)間2h。
滲硅后基板硅含量為4.7％，通過100mm×100mm磁導(dǎo)率測(cè)試：飽和磁極化強(qiáng)度1.88T，P10/50為0.84W/kg，P0.5/1K為18.5W/kg。
實(shí)施例3：
基板鋼帶化學(xué)成分wt％：C：0.002％，Si：4.1％，Al：0.12％，Mn:0.23％，P：0.010％，S：0.003％，N：0.0019％，其余為Fe和不可避免的殘余元素。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。
硅鐵粉末粒度120目，硅含量60％，硅鐵粉末占滲劑比例80wt％；純鐵粉粒度100目占12wt％；石臘粉6wt％；氯化氨2wt％；180℃烘干混合均勻。
導(dǎo)電極板為銅板，噴涂厚度在2N/mm2壓力下為7mm。
入爐溫度220℃，升溫速度120/h，保溫溫度750℃，保護(hù)氣氛100％干氫，保溫時(shí)接通電源，電壓控制45V，電流控制2A，通電保溫時(shí)間1.8h。
滲硅后基板硅含量為6.3％，通過100mm×100mm磁導(dǎo)率測(cè)試：飽和磁極化強(qiáng)度1.79T，P10/50為0.56W/kg，P0.5/1K為13.5W/kg。