一種盤繞式鐵芯用無取向硅鋼及生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種無取向娃及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種盤繞式鐵忍用無取向娃 鋼及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無取向電工鋼是電機(jī)和電器鐵忍的關(guān)鍵材料，其磁性能(鐵損和磁感)、機(jī)械性能 (屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率）對電機(jī)的性能有重要的影響。隨著電機(jī)種類和工作環(huán)境的 多樣化，電機(jī)對鐵忍材料的要求也越來越高。
[0003] 電機(jī)為了更好的節(jié)能，要求鐵損低，降低鐵忍損耗；同時要求磁感高，從而提高工 作設(shè)計點(diǎn)，減少勵磁電流，達(dá)到低銅損的同時縮小電機(jī)體積實(shí)現(xiàn)小型化。還有一些電機(jī)如盤 繞式鐵忍要求力學(xué)性能(尤其是延伸率高)，在冬季由于溫度較低通常-10°c或W下，在對電 工鋼板進(jìn)行盤繞時通常由于延伸在低溫環(huán)境下降低導(dǎo)致鋼板邊部出現(xiàn)裂紋，影響鐵忍的生 產(chǎn)。然而常規(guī)的無取向電工鋼不能同時滿足磁感高、鐵損低及低溫力學(xué)性能好的要求。所 W有必要開發(fā)出滿足電機(jī)運(yùn)些多樣化和個性化需求的無取向電工鋼。
[0004] 人們?yōu)榱双@得具有優(yōu)良磁性能的無取向電工鋼在成分和工藝做了大量的研究。
[0005] 在降低鐵損方面通過添加大量的Si,A1，Μη,化等增加電阻率的元素W及通過較 高的常化和成品退火溫度獲得粗大的晶粒組織來實(shí)現(xiàn)。如日本專利文獻(xiàn)JP2001279326提 供的化學(xué)成分（wt. %)為Si: 2. 5~10、化：1. 5~20此外還添加一種W上Ti、佩等合金元 素，來獲得低鐵損。中國專利文獻(xiàn)CN1078270A的技術(shù)特征是添加了Ni，化，Sn，訊，C，P，Ca 或稀±等多種元素，而且熱社加熱溫度高，增加脫碳工序。運(yùn)些專利生產(chǎn)的無取向電工鋼產(chǎn) 品通常鐵損較低，但磁感和低溫延伸率較低。
[0006] 在提高磁感方面主要通過添加改善織構(gòu)的P，化，Sn，Sb，Ni，Co等多種元素獲得 較好的織構(gòu)，通過添加REM，B，化等元素降低夾雜物的有害作用，W及一定的熱社、常化、冷 社及退火工藝相配合獲得較好的磁感。中國專利文獻(xiàn)【申請?zhí)枴?1138224復(fù)合添加P+Sn/Sb 為0. 08-0. 45%元素并且按1\。。=786. 83K+61. 04Si餅）確定退火均熱溫度、在干氣或增濕氣 氛中進(jìn)行成品退火，來獲得良好的鐵損和磁感。運(yùn)類專利通常加入了較多的貴重金屬，成本 高，而且鐵損較高，不能滿足用戶要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的再與克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種產(chǎn)品的平均晶粒直徑在 50-80μL?，磁感B日。。1. 75T，鐵損P1.日/日?！?.OW/kg，延伸率A50在-20°C下> 32%的盤繞 式鐵忍用無取向娃鋼及生產(chǎn)方法。
[0008] 實(shí)現(xiàn)上述目的的措施： 一種盤繞式鐵忍用無取向娃鋼，其組分及重量百分比含量為：C《0.003%，Si: 1. 1~2. 4%，A1《0. 5%，Μη《1. 0%，Sn:0. 005~0. 08%，N《0. 005%，S《0. 005%，其余為鐵及不 可避免的雜質(zhì)；且滿足：Si+2Al《2. 5%，2A1/Si《0. 5 ;產(chǎn)品的平均晶粒直徑在50-80μπι， 磁感B加。。> 1. 75T，鐵損P1.日々。《3.OW/kg，延伸率A50在-20°C下> 32%。
[0009] 生產(chǎn)一種盤繞式鐵忍用無取向娃鋼的方法，其步驟： 1) 冶煉并鑄成巧后對鑄巧加熱，加熱溫度控制在1000~1150°C; 2) 熱社，控制其終社溫度在780~840°C; 3) 進(jìn)行?；刂瞥；瘻囟仍?50~980°C，?；貢r間在30~90s; 4) 經(jīng)酸洗后冷社至0. 35mm厚度； 5) 進(jìn)行成品退火，在退火速度不低于30°C/s下，加熱至850~980°C，并在此溫度下保 溫30-60S;退火保護(hù)氣氛為干式&與N2的混合氣； 6) 涂布保護(hù)層。
[0010] 本發(fā)明中各元素及主要工藝的作用及機(jī)理 C，在本發(fā)明中為有害元素，其含量超過0. 0030%時，會產(chǎn)生磁時效而導(dǎo)致在使用中鐵 損惡化，需要進(jìn)行脫碳退火，因此必須控制在《0. 0030%。
[0011] Si,無取向電工鋼中加入Si能夠增加電阻率，降低鐵損；但是Si含量增加會惡化 磁感應(yīng)強(qiáng)度，而且惡化低溫力學(xué)性能。因此，為保證較低的鐵損，較好的低溫機(jī)械性能和磁 感，需控制Si的含量，Si含量在1. 1-2. 4%為最佳。
[0012]A1，其可W降低滿流損耗對改善中高頻鐵損有一定的作用，但如A1含量增加會惡 化磁感應(yīng)強(qiáng)度，而且A1為晶粒易長大元素對低溫延伸率有惡化作用，一般的加入量為不超 過 0. 50〇/〇。
[0013]Si巧A1《2. 5%且2A1/Si《0. 1，如果Si巧A1《2. 5%含量過高磁感惡化嚴(yán)重，低 溫延伸率下降所W應(yīng)該控制Si+Al總含量；控制2A1/Si《0. 5,A1對鐵損的改善效果和磁 感的惡化效果比Si小，為了獲得綜合性能良好的產(chǎn)品需控制2A1/Si《0. 5。
[0014]Μη,改善熱社板組織和織構(gòu)，促使（100)和（110)組分加強(qiáng)，（111)組分減弱，改善 磁性；有利于鐵損的降低，對磁感影響不大。因此，Μη含量一般在不超過1. 0%; Sn，其含量控制在0. 005~0. 08%。Sn在原晶界處偏聚，可使（100)組分加強(qiáng)和晶粒粗 化并阻礙（111)再結(jié)晶晶核的形成，有利于磁化從而改善磁性，但含量超過0.08%會增加成 本； N和S，N和S是有害元素，要控制N《0. 0050%，S《0. 0050%。
[0015] 本發(fā)明之所W將鑄巧加熱溫度控制在1000~1150°C之間。是由于在運(yùn)個溫度區(qū)間 有利于雜質(zhì)元素的粗化，從而降低鐵損，提高磁感。
[0016] 本發(fā)明之所W將熱社終社溫度控制在780-84(TC，是由于在較低的溫度進(jìn)行終社 可W減少熱社板再結(jié)晶，減少儲存能的釋放，經(jīng)過?；竽軌颢@得粗大的晶粒組織。
[0017] 本發(fā)明之所W將?；瘻囟瓤刂圃?50-980°C，保溫時間控制在30-90S，是由于在 此溫度范圍內(nèi)有利于夾雜物充分粗化，提高磁感降低鐵損。
[0018] 本發(fā)明之所W將在產(chǎn)品退火時，30°C/s的速度加熱到850-980°C并保溫 30-60S，且保護(hù)氣氛為干式&和N2的混合氣，因?yàn)榧訜崴俣仍娇煊欣棙?gòu)比例越強(qiáng)，同時 晶粒也比較細(xì)小和均勻，力于組織的均勻，使得晶粒大小控制在50-80μm范圍內(nèi)。均熱溫 度越低，保溫時間越短晶粒越細(xì)小可W增加常溫和低溫延伸率，但是鐵損惡化期熱溫度越 高，保溫時間越長晶粒越粗大可W降低鐵損，但是低溫延伸率降低。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，Si+AlW及Sn含量等合金添加量較少，熱社、常化W和冷 社工藝簡單，產(chǎn)品的平均晶粒直徑在50-80μπι，磁感8日。。。> 1. 75T，鐵損P1.日/日?！?.OW/kg， 延伸率A50在-20°C下> 32%。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面對本發(fā)明予W詳細(xì)描述： 表1為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的組分取值列表； 表2為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的主要工藝參數(shù)取值列表； 表3為本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的性能檢測情況列表。
[0021] 本發(fā)明各實(shí)施例均按照W下步驟生產(chǎn)： 1) 冶煉并鑄成巧后對鑄巧加熱，加熱溫度控制在1000~1150°c; 2) 熱社，控制其終社溫度在780~840°C; 3) 進(jìn)行?；刂瞥；瘻囟仍?50~980°C，?；貢r間在30~90s; 4) 經(jīng)酸洗后冷社至0. 35mm厚度； 5) 進(jìn)行成品退火，在退火速度不低于30°C/s下，加熱至850~980°C，并在此溫度下保 溫30-60S;退火保護(hù)氣氛為干式&與N2的混合氣； 6) 涂布保護(hù)層。
[002引說明下表1及表2中的取值并非對應(yīng)關(guān)系。
[002引表1本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的組分取值列表wt. %
表2本發(fā)明各實(shí)施例及對比例的主要工藝參數(shù)取值列表
從表3中為不同成分和生產(chǎn)工藝試制出產(chǎn)品的性能結(jié)果及平均晶粒尺寸，表中可W看 出采用本專利技術(shù)成分和工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品具有優(yōu)良的磁性和機(jī)械性能尤其是低溫延伸率， 滿足盤繞式鐵忍等一些特殊電機(jī)對無取向電工鋼磁性和機(jī)械性能的特殊要求。 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】僅為最佳例舉，并非對本技術(shù)方案的限制性實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種盤繞式鐵芯用無取向硅鋼，其組分及重量百分比含量為：C< 0.003%，Si: 1. 1~2· 4%，A1 彡 0· 5%，Μη彡 1. 0%，Sn:0· 005~0· 08%，N彡 0· 005%，S彡 0· 005%，其余為鐵及不 可避免的雜質(zhì)；且滿足：Si+2Al彡2. 5%，2A1/Si彡0. 5 ;產(chǎn)品的平均晶粒直徑在50-80μπι， 磁感Β5_彡1. 75Τ，鐵損PL5/5。彡3.OW/kg，延伸率Α50在-20°C下彡32%。2. 生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的一種盤繞式鐵芯用無取向硅鋼的方法，其步驟： 1) 冶煉并鑄成坯后對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1000~1150°C; 2) 熱乳，控制其終乳溫度在780~840°C; 3) 進(jìn)行常化，控制?；瘻囟仍?50~980°C，?；貢r間在30~90s; 4) 經(jīng)酸洗后冷乳至成品厚度； 5) 進(jìn)行成品退火，在退火速度不低于30°C/s下，加熱至850~980°C，并在此溫度下保 溫30-60s;退火保護(hù)氣氛為干式氏與N2的混合氣； 6) 涂布保護(hù)層。
【專利摘要】一種盤繞式鐵芯用無取向硅鋼，其組分及wt%為：C≤0.003%，Si：1.1~2.4%，Al≤0.5%，Mn≤1.0%，Sn：0.005~0.08%，N≤0.005%，S≤0.005%；生產(chǎn)步驟：冶煉并鑄成坯后對鑄坯加熱；熱軋；常化；經(jīng)酸洗后冷軋；成品退火；涂布保護(hù)層。本發(fā)明Si+Al以及Sn含量等合金添加量較少，熱軋、常化以和冷軋工藝簡單，產(chǎn)品的平均晶粒直徑在50-80μm，磁感B5000≥1.75T，鐵損P1.5/50≤3.0W/kg，延伸率A50在-20℃下≥32%。
【IPC分類】C22C33/04, C22C38/04, C22C38/02, C22C38/06
【公開號】CN105256227
【申請?zhí)枴緾N201510840357
【發(fā)明人】鄭澤林, 黎世德, 李準(zhǔn), 柳志敏, 萬政武, 歐陽頁先, 王春鋒, 劉義滔, 葉九美
【申請人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月27日