一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢及其制造方法
文献发布时间:2024-07-23 01:35:12
技术领域
本发明属于无取向硅钢制造技术领域,具体涉及一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢及其制造方法。
背景技术
无取向硅钢是一类硅含量为0.3~6.5%的铁硅合金,是电力、电子和军事工业中重要的金属功能材料。其工作环境处于旋转磁场,电机和发电机的铁芯多采用无取向硅钢做为铁芯材料。随着航空航天、国防安全、生产生活等领域对便携式、高功率密度能量转换装置需求的急剧上升,转速高、体积小、功率密度大的特点使得高速电机更能适应现代化高端装备的特殊要求。高速电机转速超过10000r/min,驱动电机转速提高,磁场频率增大,硅钢板产生的能量损耗(即铁损)增加,因而要求无取向硅钢在高频下具有较低的铁损。高频状态下无取向硅钢的铁损主要以涡流损耗为主,而涡流损耗与工作频率或钢板厚度的平方成正比。因此,减小硅钢片的厚度是降低铁损的一种重要手段。同时,为了保证电机的强劲驱动力,还需要尽量提高硅钢板的磁感强度。研发厚度不超过0.15mm的高性能极薄冷轧无取向硅钢具有重要意义。
但是,制备极薄冷轧无取向硅钢往往需要经过剧烈的冷轧变形,破坏了初始铸造柱状晶的有利{001}<0vw>织构,导致织构严重恶化,磁感强度低、铁损较高,难以满足高速电机的需求。目前,磁性能优良的极薄无取向硅钢已成为无取向硅钢领域的研发热点之一。另外,一些场景如海洋、沿海、岛礁、化工、油气等强腐蚀环境的电机还对硅钢板耐腐蚀性能提出了苛刻要求。目前国内外仅通过在钢板表面涂覆数微米的涂层来保证耐腐蚀性能。无取向硅钢或由其制成的电机铁芯在运输、储存或长期使用过程中往往发生腐蚀,在高温高湿强腐蚀的海洋、化工、油气等苛刻环境条件下尤为突出。无取向硅钢板或由其制成的电机铁芯表面及截面通过化学或电化学方式发生严重腐蚀,不但恶化了无取向硅钢的磁性能,而且严重影响到电机服役寿命和安全性。目前国内外尚无高耐蚀无取向硅钢产品。因此,需要研发一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢及其制造方法。
专利CN112538592B,公开了一种用于频率≥10000Hz高速电机的无取向硅钢及生产方法,化学组分及重量百分比为:C≤0.003%,Si 2.8~4.0%,Mn 0.05~1.0%,P≤0.0015%,N≤0.0008%,Al 0.75~1.5%,S≤0.0009%,Sb 0.001~0.1%,Sn 0.001~0.1%,且满足Sb+Sn在0.0075~0.1%,其余为Fe及不可避免的杂质,钢板厚度为0.02~0.15mm,P
专利CN114058961B,公开了一种厚度≤0.15mm无取向硅钢带及生产方法,化学组分及重量百分比为:Si 2.0~6.5%,Mn 0.13~0.40%,S≤0.020%,P≤0.020%,Als 0.15~0.9%,C≤0.010%。经冶炼和浇注成坯后热轧、冷轧、脱脂、光亮罩式退火、涂覆绝缘层。铁损P
专利CN115198198B,公开了一种高速电机用无取向硅钢及其制备方法,化学组分及重量百分比为:C≤0.0020%,S≤0.0010%,N≤0.0030%,Si 3.0~3.4%,Al 0.80~1.0%,Mn 0.2~0.4%,P≤0.01%,Sn+Sb≤0.004%,Nb≤0.005%,V≤0.005%,Ti≤0.005%,Mo≤0.005%,Cr≤0.05%,Ni≤0.05%,Cu≤0.05%,0 上述专利未涉及极薄无取向硅钢的耐腐蚀性能。为了满足高速电机在海洋、沿海、岛礁、化工、油气等强腐蚀环境长时间服役、安全性、高效节能等方面的苛刻要求,迫切需要研发一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢及其制造方法。 发明内容 为满足特种高速电机对无取向硅钢板低铁损、高磁感强度、优良耐腐蚀性能的要求及解决现阶段存在的技术问题,本发明提供一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢及其制造方法。 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢,以质量百分比计,各元素组分如下: Si 2.8~3.8%,Als 0.2~1.0%,Mn 0.1~0.6%,Cr 0.4~2.5%,Mo 0.02~0.3%,Sn≤0.15%,Sb≤0.15%,C≤0.0020%,S≤0.002%,N≤0.0007%,O<0.0006%,其余为Fe及不可避免的杂质; 所述Cr和Mo含量满足0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤3.0%; 所述Sn和Sb含量满足[Sn]+[Sb]≤0.16%。 所述极薄无取向硅钢的厚度为0.1±0.005mm,其磁性能为:B 所述极薄无取向硅钢的厚度为0.15±0.005mm,其磁性能为:B 所述极薄无取向硅钢在质量浓度3.5%的NaCl水溶液及室温条件下,自腐蚀电位≥-0.5V。 上述高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)连铸:按组分冶炼钢水,随后制成厚度为180~250mm的连铸坯; (2)热轧:将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1050~1170℃并保温1.5~2.5h,然后进行热轧并卷取,空冷至室温得到热轧板; (3)常化处理:将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理后,进行抛丸和酸洗,得到酸洗板; (4)一次冷轧:将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.3~0.6mm; (5)中间退火:将一次冷轧板在950~1050℃的温度下进行中间退火,保温1~3min; (6)二次冷轧:将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度分别为0.1±0.005mm、0.15±0.005mm; (7)连续退火:二次冷轧后的冷轧板在850~1000℃的温度下进行连续退火,保温时间为1~3min,露点为-30℃以下; (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 其中: 所述步骤(2)中,开轧温度1000~1130℃,终轧温度为800~890℃;卷取温度为500~680℃,热轧板厚度为1.8~3.0mm。 所述步骤(3)中,常化温度850~1000℃,保温时间3~10min。 所述步骤(3)中,酸洗所采用的酸为质量浓度为2~10%的盐酸,酸洗温度70~90℃。 所述步骤(7)中,在保证良好的带钢板形前提下,降低炉内带钢张力,控制在3~5N/mm 所述退火过程中,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数≥5%。 本发明中无取向硅钢各合金元素及质量百分比的控制原理如下: Si 2.8~3.8%、Als 0.2~1.0%:Si和Al均是提高电阻率、降低铁损、提高强度的有效添加元素。但Si和Al含量增加,轧制难度增加,热轧过程中易出现边裂,冷轧过程易发生断带;同时Si和Al含量增加,钢板的磁感降低。本发明中Si含量控制在2.8~3.8%,Als含量控制在0.20~1.0%,降低高频铁损,提高材料强度。 Mn 0.1~0.6%:适量添加Mn,对提高钢板的磁性能有利,同时可提高钢板强度。Mn可以抑制S引起的热脆性,易与S形成粗大的MnS析出物而使得钢板的铁损降低。本发明Mn含量控制在0.1~0.6%。由于本发明S含量≤0.0020%,Mn/S较高,可促进MnS的析出与长大,对磁性能有利。 Cr 0.4~2.5%:Cr是提高电阻率、提高耐蚀性能的合金元素。提高Cr含量有助于增加电阻率进而降低铁损并提高耐腐蚀性能。但是,如果Cr含量过高,一方面会形成大量的氮化铬、碳化铬等有害析出物而恶化铁损,另一方面也会导致晶格畸变严重而恶化磁感。并且,Cr含量过高会显著增大常化处理钢板在酸洗时去除表面氧化铁皮的难度。所以,本发明将Cr含量控制在0.4~2.5%,并且,满足0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤3.0%。 Mo 0.02~0.3%:Mo是提高耐蚀性能的合金元素,提高Mo含量有助于提高耐腐蚀性能。但是,如果Mo含量过高,一方面会形成大量的氮化钼、碳化钼等有害析出物而恶化铁损,另一方面也会导致晶格畸变严重而恶化磁感。Mo含量过高还会导致成本增加,并显著增大常化处理钢板在酸洗时去除表面氧化铁皮的难度。所以,本发明将Mo含量控制在0.02~0.3%,并且,满足0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤3.0%。 Sn≤0.15%,Sb≤0.15%:Sn和Sb均为晶界偏聚元素,在无取向硅钢中单独添加Sn、单独添加Sb或复合添加Sn和Sb,目的都是通过Sn和Sb在晶界的偏聚,减少{111}不利织构的比例,提高磁感强度。由于Sn和Sb的晶界偏聚行为,添加过量会导致钢板脆化,冷轧易断带,生产难度增加。故Sn和Sb均≤0.15%,且满足[Sn]+[Sb]≤0.16%,以确保钢板的可轧性。 C≤0.0020%:C是有害元素,含量应尽量低。一方面,C与Fe形成间隙固熔体,使晶格畸变严重,恶化磁性能;另一方面,C与Cr易形成碳化铬析出物,钉扎磁畴进而导致磁性能恶化。所以,本发明将C含量控制在≤0.0020%。 S≤0.002%:S是有害元素,含量应尽量低。S易于跟Mn结合形成硫化锰析出物,使铁损和矫顽力增大,磁感降低,故S含量控制≤0.002%。 N≤0.0007%:N是有害元素,含量应尽量低。一方面,N与Fe形成间隙固熔体,使晶格畸变严重,恶化磁性能;另一方面,N与Cr易形成氮化铬析出物,钉扎磁畴进而导致磁性能恶化。所以,本发明将N含量控制在≤0.0007%。 O<0.0006%:O是有害元素,含量应尽量低。O易于跟Al、Si结合形成氧化物夹杂,使铁损和矫顽力增大,磁感降低,故O含量控制<0.0006%。 本发明中各工序工艺参数的控制原理如下: (1)本发明将热轧加热温度控制在1050~1170℃,保温1.5~2.5h,主要是因为低于1050℃,轧制压力大,难以轧到目标厚度,高于1170℃,容易造成硫化锰、氮化铝、碳化铬、氮化铬等纳米级第二相粒子的析出,对产品磁性能不利;保温1.5~2.5h,一方面要将铸坯烧透,另一方面尽量减少烧损和控制硫化锰、氮化铝、碳化铬、氮化铬等第二相粒子的固溶量。 (2)本发明中将热轧的开轧温度控制在1000~1130℃,终轧温度在800~890℃。如果开轧温度低于1000℃,钢板轧制压力过大,而且难以保证终轧温度;如果开轧温度高于1130℃,铸坯的氧化铁皮无法通过高压水除净。较高的终轧温度是为了提高热轧板中再结晶晶粒的含量,进而弱化难磁化的{111} (3)本发明将热轧卷取温度控制在500~680℃,主要是因为高于680℃卷取时,热轧板表层存在一层致密的氧化层,含有大量的Fe (4)本发明将常化温度控制在850~1000℃,保温时间3~10min,保护气氛为氮气,目的是提高组织均匀性和晶粒尺寸,改善织构类型,提高有利织构强度。当温度低于850℃或保温时间小于3min,均不能达到再结晶组织均匀化和增大晶粒的目的;温度高于1000℃或保温时间大于10min,会导致部分晶粒异常粗大,降低可轧性,并造成能源浪费。 (5)本发明酸洗温度70~90℃,盐酸质量浓度2~10%,目的是清除常化后带钢表面的氧化铁皮,改善带钢表面质量。当酸洗温度高于90℃时,会加速盐酸的挥发和消耗,温度低于70℃时,酸洗效果不好。盐酸质量浓度低于2%时,带钢表面欠酸洗,氧化铁皮未完全去除,盐酸质量浓度高于10%,带钢表面过酸洗,带钢表面被腐蚀,影响轧制稳定性。 (6)本发明控制第一次冷轧板的厚度在0.3~0.6mm,目的是保证第二次冷轧压下率大于50%,增加冷轧形变储能,连续退火过程发生再结晶和晶粒长大充分,进而增强对磁性能有利的{001}<0vw>织构,减弱对磁性能不利的{111} (7)本发明控制两次冷轧中间过程的退火温度在950~1050℃,保温时间1~3min,目的是获得较粗大的晶粒组织。较粗大的晶粒在随后的冷轧过程中易于形成大量的晶内剪切带,有利于在成品退火过程中增加对磁性能有利的{001}<0vw>织构,提升磁性能。采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数≥5%,防止带钢表面氮化形成氮化铬,降低铁损,提升磁性能。 (8)本发明的最终连续退火工艺,退火温度在850~1000℃,保温时间在1~3min。一是获得较大的再结晶晶粒组织,降低铁损;二是通过控制露点在-30℃以下,防止带钢表面氧化,提升磁性能。采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数≥5%,防止带钢表面氮化形成氮化铬,降低铁损,提升磁性能。连续退火炉内带钢张力控制在3~5N/mm 与现有技术相比,本发明的有益效果在于: 本发明通过极薄无取向硅钢化学成分、热轧、常化处理、两次冷轧工艺、中间退火工艺和最终退火工艺的系统控制,基于较大再结晶晶粒和有利再结晶织构获得了优良的磁性能,即较高的磁感强度和较低的高频铁损。并且,获得了优良的耐腐蚀性能,可满足强腐蚀环境如海洋、沿海、岛礁、化工、油气等领域高速电机对无取向硅钢磁性能和耐腐蚀性能的要求。 附图说明 图1本发明中,极薄无取向硅钢的制造工艺流程图; 图2本发明实施例1所制得的成品板的显微组织和织构图,其中,图(a)为显微组织图,图(b)为织构图; 图3本发明实施例1所制得的成品板的极化曲线; 图4本发明实施例2所制得的成品板的显微组织和织构图,其中,图(a)为显微组织图,图(b)为织构图; 图5本发明对比例1所制得的成品板的显微组织和织构图,其中,图(a)为显微组织图,图(b)为织构图; 图6本发明对比例1所制得的成品板的极化曲线; 图7本发明对比例2所制得的成品板的显微组织和织构图,其中,图(a)为显微组织图,图(b)为织构图。 具体实施方式 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。以下为本发明优选实施例。 本发明中涉及的金相组织观测采用的设备型号为Leica金相显微镜。本发明中涉及的织构检测采用的设备型号为Bruker D8 Discover型X射线衍射仪。本发明中涉及的耐蚀性能检测采用的设备型号为CorrTest(CS2350),使用甘汞作为主电极,使用铂片作为辅助性电极,电解液为质量浓度3.5%的NaCl水溶液,测试时的扫描速度为0.5mV/s。本发明中涉及的磁性能检测采用的设备型号为MATS-2010M硅钢磁性能测量装置。试样尺寸为100mm×30mm,测量与轧向成0°和90°两个方向上的磁感强度B 以下为本发明的实施例和对比例。 实施例1 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,其工艺流程图如图1所示,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.3%,Als 0.6%,Mn 0.45%,Cr1.82%,Mo 0.04%,Sn 0.05%,Sb 0.04%,C 0.0018%,S 0.0008%,N 0.0003%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温1.8h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1050℃,终轧温度为870℃,卷取温度为676℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.08mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为89℃,盐酸的质量浓度为7%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.5mm; (5)将一次冷轧板在1000℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为10%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.0998mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为10%,保温时间在3min,露点在-37℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的显微组织和织构图如图2所示,极化曲线如图3所示。磁性能为:磁感强度B 实施例2 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.40%,Als 0.75%,Mn 0.35%,Cr0.63%,Mo 0.1%,Sn 0.03%,Sb 0.05%,C 0.0012%,S 0.001%,N 0.0005%,O0.0004%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度220mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1120℃并保温1.8h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1065℃,终轧温度为880℃,卷取温度为664℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.15mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为5%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.5mm; (5)将一次冷轧板在990℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为14%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.0997mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为10%,保温时间在2.5min,露点在-33℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为3.5N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的显微组织和织构图如图4所示。磁性能为:磁感强度B 实施例3 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.02%,Als 0.53%,Mn 0.35%,Cr0.43%,Mo 0.25%,Sn 0.05%,Sb 0.07%,C 0.0015%,S 0.0012%,N 0.0003%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1080℃并保温1.8h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1035℃,终轧温度为860℃,卷取温度为654℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.12mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为85℃,盐酸的质量浓度为5%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.5mm; (5)将一次冷轧板在1020℃的温度下进行中间退火,保温时间在2.5min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为13%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.102mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为3.5N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 实施例4 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.28%,Als 0.63%,Mn 0.39%,Cr2.20%,Mo 0.1%,Sn 0.07%,Sb 0.07%,C 0.0014%,S 0.0013%,N 0.0004%,O0.0004%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度240mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1070℃,终轧温度为875℃,卷取温度为670℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.23mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为8%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.5mm; (5)将一次冷轧板在980℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为17%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.103mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-37℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为3.5N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 实施例5 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.30%,Als 0.65%,Mn 0.41%,Cr1.20%,Mo 0.22%,Sn 0.06%,Sb 0.07%,C 0.0017%,S 0.0006%,N 0.0003%,O0.0003%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度210mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2.1h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1030℃,终轧温度为865℃,卷取温度为640℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.18mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为85℃,盐酸的质量浓度为7%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.6mm; (5)将一次冷轧板在1000℃的温度下进行中间退火,保温时间在2min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.149mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为18%,保温时间在2min,露点在-36℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 实施例6 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.52%,Als 0.62%,Mn 0.37%,Cr1.08%,Mo 0.25%,Sn 0.06%,Sb 0.03%,C 0.0015%,S 0.0006%,N 0.0006%,O0.0003%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温1.9h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1050℃,终轧温度为868℃,卷取温度为656℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.11mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为89℃,盐酸的质量浓度为7%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.6mm; (5)将一次冷轧板在970℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.153mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为3.5N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 实施例7 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.58%,Als 0.72%,Mn 0.35%,Cr1.58%,Mo 0.23%,Sn 0.05%,Sb 0.04%,C 0.0012%,S 0.0013%,N 0.0005%,O0.0004%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温1.8h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1050℃,终轧温度为867℃,卷取温度为654℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.15mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为89℃,盐酸的质量浓度为8%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.55mm; (5)将一次冷轧板在1010℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.148mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在990℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为17%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 对比例1 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.30%,Als 0.6%,Mn 0.45%,Cr0.0018%,Sn 0.05%,Sb 0.04%,C 0.0028%,S 0.0008%,N 0.0008%,O 0.0007%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温1.8h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1035℃,终轧温度为870℃,卷取温度为680℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.08mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为5%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.101mm; (5)一次冷轧后的冷轧板在950℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为17%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (6)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的显微组织和织构图如图5所示,极化曲线如图6所示。磁性能为:磁感强度B 对比例2 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.24%,Als 0.52%,Mn 0.38%,Cr1.20%,Sn 0.05%,Sb 0.04%,C 0.0030%,S 0.0012%,N 0.0012%,O 0.0017%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2.2h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1055℃,终轧温度为878℃,卷取温度为674℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.15mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为5%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.0998mm; (5)一次冷轧后的冷轧板在970℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为17%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (6)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的显微组织和织构图如图7所示。磁性能为:磁感强度B 对比例3 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 2.58%,Als 0.47%,Mn 0.35%,Cr0.0013%,C 0.0033%,S 0.0011%,N 0.0009%,O 0.0012%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2.1h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1050℃,终轧温度为868℃,卷取温度为664℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.11mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为5%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.34mm; (5)将一次冷轧板在970℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.103mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在1050℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-38℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 对比例4 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.28%,Als 0.63%,Mn 0.39%,Cr2.20%,Mo 0.1%,Sn 0.07%,C 0.0014%,S 0.0013%,N 0.0004%,O 0.0008%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度240mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2.2h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1040℃,终轧温度为887℃,卷取温度为687℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.23mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为88℃,盐酸的质量浓度为8%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为1.14mm; (5)将一次冷轧板在970℃的温度下进行中间退火,保温时间在3min,为了防止钢板表面氮化形成氮化铬,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为17%; (6)将步骤(5)中处理后的板材进行二次冷轧,控制轧制后的厚度为0.102mm; (7)二次冷轧后的冷轧板在950℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-37℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (8)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 对比例5 一种高速电机用磁性能和耐腐蚀性能优良的极薄无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤: (1)冶炼钢水,其组分按质量百分比为:Si 3.30%,Als 0.65%,Mn 0.41%,Cr1.20%,Mo 0.22%,Sn 0.06%,Sb 0.01%,C 0.003%,S 0.0006%,N 0.0005%,O0.00098%,其余为Fe及不可避免的杂质,随后将钢水经连铸机制成连铸坯,厚度230mm; (2)将步骤(1)中所得的连铸坯加热至1100℃并保温2.2h,然后进行热轧并卷取,开轧温度1045℃,终轧温度为862℃,卷取温度为647℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.18mm的热轧板; (3)将步骤(2)中所得的热轧板在以氮气为保护气氛的条件下进行常化处理,常化温度950℃,保温时间7min。然后,进行抛丸和酸洗,酸洗温度为85℃,盐酸的质量浓度为7%,得到酸洗板; (4)将步骤(3)中所得的酸洗板进行一次冷轧,控制所得的一次冷轧板的厚度为0.152mm; (5)一次冷轧后的冷轧板在1050℃的温度下进行连续退火,采用氢气氮气混合气体作为保护气,氢气体积分数为15%,保温时间在3min,露点在-36℃;在保证良好的带钢板形前提下,连续退火炉入口带钢张力为4N/mm (6)依次进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢成品板。 所得无取向硅钢成品板的磁性能为:磁感强度B 由对比例可见,当合金含量或制备工艺不在本专利设计范围内时,产品的磁性能和耐蚀性能均有明显恶化,本发明实施例中的性能都显著优于对比例。
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