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磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢及其制造方法

文献发布时间:2024-07-23 01:35:12


磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢及其制造方法

技术领域

本发明属于无取向硅钢制造技术领域,具体涉及一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度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,主要用于制作各种电机、发电机和新能源汽车驱动电机等的铁芯。近年来,随着变频空调、新能源汽车和高速旋转电动工具等行业的迅速发展,对无取向硅钢提出了更多样、更苛刻的技术要求,例如:低铁损、高磁感强度、高强度。无取向硅钢的铁损会随着其厚度的减薄而降低,因此,厚度不超过0.35mm产品的用量越来越大。随着电机微型化和高速化的发展,对无取向硅钢高频使用工况的磁性能也提出了更高要求。要求在400~1000Hz频率使用条件下具有较低的铁损和较高的磁感强度。此外,为了实现电机的高能效设计,铁芯磁桥或轭部等的宽度越来越小。电机高速旋转条件下无取向硅钢铁芯转子承受很大的离心力。为了有效防止铁芯转子在高速旋转时出现变形、断裂等,还要求无取向硅钢具有较高的强度。

无取向硅钢板在生产过程中,铁损、磁感、强度三者之间往往相互制约。其中,铁损、磁感强度两者之间存在互斥关系,铁损、强度两者之间也存在互斥关系。因此,铁损、磁感强度、强度三者之间难以同时取得很好的平衡效果。在目前技术条件下,关于低铁损、高磁感强度、高强度的单个指标优良的无取向硅钢产品很多,但尚无法同时实现低铁损、高磁感强度和高强度三者的良好匹配,而且还存在生产工艺复杂,制造成本高以及生产难度大等问题。

此外,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、沿海、岛礁、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。

因此,需要研发一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢及其制造方法,满足电机对无取向硅钢低铁损、高磁感强度、高强度、高耐蚀的多目标新要求。

专利CN114196887B公开了一种新能源驱动电机用无取向硅钢及其生产方法。无取向硅钢的化学成分及重量百分比为:Si 2.95%~3.15%,Al 0.75%~0.95%,Si+2Al4.6%~4.9%,Mn 0.5%~0.7%,Sn 0.03%~0.04%,C≤0.0025%,余量为铁及不可避免的杂质,且满足Mn/S≥380,Al/N≥200。依序通过炼钢、连铸、热轧、常化、酸洗、冷轧、退火、冷却、涂层和精整,制备出0.25mm~0.35mm厚的无取向硅钢。无取向硅钢的再结晶晶粒尺寸为50μm~80μm,屈服强度≥460Mpa,抗拉强度≥550Mpa,铁损P

专利CN112322972A公开了一种常化处理提高高强度无取向高硅钢综合性能的方法,采用硅作为固溶强化元素。其无取向硅钢的化学成分及重量百分比为:Si 3.5%~5.5%,C≤0.50%,S≤0.002%,Mn≤0.50%,Ti≤0.0030%,P≤0.30%,B≤0.0020%,余量为铁及不可避免的杂质。依序通过锻造开坯、热轧和常化处理(温度800~1200℃,时间0.5~60min)、中温(200~600℃)轧制得到厚度小于0.5mm的钢板。然后,经酸洗和总压下率≥50%的冷轧,得到0.03~0.30mm的薄板。最后经退火(温度400~1300℃,时间30s~200min),获得低铁损高强度无取向硅钢。无取向硅钢的磁感B

专利CN114606445B公开了一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用。无取向硅钢化学组分及重量百分比为:C≤0.003%,Si 3.5~4.5%,Al 0.8~1.2%,Mn 0.25~0.80%,Ni0.5~0.98%,P≤0.02%,S≤0.002%,N≤0.002%,Nb≤0.002%,V≤0.002%,Ti≤0.002%,余量为铁及不可避免的杂质,并且,Ni=2*(Si-2.5)/5+(Al-0.3)/5。生产工序依次为冶炼、连铸、加热、热轧、常化(均热温度为120*x+850℃,其中,x为Ni的质量百分比)、冷轧、退火。无取向硅钢屈服强度≥450MPa,铁损P

专利CN107974620B公开了一种屈服强度≥600Mpa高速电机转子用无取向硅钢及生产方法。无取向硅钢化学成分及重量百分比为:C 0.001~0.0019%或0.0021~0.003%,Si 2.6~2.88%或3.07~3.4%,Mn 0.21~0.60%,P≤0.005%,S≤0.005%,Als 0.75~0.95%,N 0.0022~0.006%,Nb 0.053~0.087%或0.098~0.20%,其余为铁及残余杂质,且同时满足4.5%≤Si+2Als-0.5Mn+2.92P≤5.0%,固溶铌Nb含量0.04~0.08%,Nb*%=(Nb/93-C/12-N/14)*100,1≤N/C≤3。生产步骤依次为冶炼、连铸、加热(均热温度1100~1140℃,在炉时间2~4h)、粗轧、精轧,得到厚度为2.10±0.05mm的热轧板;然后,进行常化处理(均热温度在840~940℃,优选为860~920℃,保温时间为20~60s),再经过酸洗和冷轧,得到厚度不超过0.35mm的钢板;最后,进行连续退火,控制均热温度在780~820℃,均热时间在60~120s,气氛为N

发明内容

针对高性能电机对无取向硅钢低铁损、高磁感强度、高强度、高耐蚀的多目标新要求,本发明技术旨在提供一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢及其制造方法。

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢,其化学成分按质量百分比为:Si 3.0~3.6%,Als 0.2~1.0%,Mn 0.2~0.6%,Cr 0.4~2.0%,Mo 0.02~0.15%,Sn≤0.10%,Sb≤0.10%,C≤0.0015%,S≤0.002%,N≤0.0009%,O≤0.0007%,并且,满足0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤2.0%和[Sn]+[Sb]≤0.10%,其余为Fe及不可避免的杂质。

上述无取向硅钢的厚度为0.20~0.35mm,具有优异的力学性能、磁性能和耐腐蚀性能:磁感强度B

上述磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)按照化学成分冶炼钢水;

(2)将钢水经连铸机制成连铸坯;

(3)将连铸坯加热至1050~1150℃并保温1.5~3h,然后进行热轧,开轧温度1050~1110℃,终轧温度为850~890℃,卷取后空冷至室温,得到热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度900~1050℃,保温时间3~10min,保护气氛为氮气;

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度75~95℃,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行冷轧,并控制钢板厚度;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度在900~1050℃,保温时间在2~5min;

(8)最后,将退火板进行绝缘层涂敷、干燥、烧结,得到无取向硅钢。

其中:

所述步骤(2)中,连铸坯的厚度为180~250mm。

所述步骤(3)中,卷取温度为550~700℃,所得热轧板厚度为1.8~2.2mm。

所述步骤(5)中,进行酸洗所采用的酸为盐酸溶液,其质量浓度为3~10%。

所述步骤(6)中,控制钢板厚度范围为0.20~0.35mm。

所述步骤(7)中,连续退火炉内保护气氛为N

所述步骤(7)中,炉内带钢张力控制在4~6N/mm

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 3.0~3.6%,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,轧制过程易发生断带;同时Si和Al含量增加,钢板的磁感强度降低。本发明中Si含量控制在3.0~3.6%,Als含量控制在0.20~1.0%。

Mn 0.2~0.6%: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。但是,Mn易与S形成有害的细小MnS析出物而恶化铁损和磁感。本发明中Mn含量控制在0.2~0.6%。

Cr 0.4~2.0%:Cr是提高电阻率、提高耐腐蚀性能和固溶强化的合金元素。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,同时提高强度。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,本发明中Cr含量控制在0.4~2.0%,并且,满足0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤2.0%。

Mo 0.02~0.15%: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。同时,添加Mo可以通过固溶强化提高强度。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0.02~0.15%,并且,0.50%≤[Cr]+3.3×[Mo]≤2.0%。

Sn≤0.10%,Sb≤0.10%:Sn和Sb均为晶界偏聚元素,单独添加Sn、Sb或复合添加Sn和Sb,抑制难磁化{111}织构的形成,提高磁感强度。但是,过量添加会导致钢板脆化,冷轧易发生断带,生产难度显著增大。本发明中Sn和Sb均≤0.10%,且满足[Sn]+[Sb]≤0.10%,以确保钢板的可轧性。

C≤0.0015%: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,恶化铁损和磁感;另一方面,C与Cr、Mo等易形成碳化铬、碳化钼析出物,钉扎磁畴进而恶化磁性能。所以,本发明中将C含量控制在≤0.0015%。

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。本发明中S含量控制≤0.002%,Mn/S较高,可促进MnS的粗化,对磁性能有利。

N≤0.0009%: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,恶化铁损和磁感;另一方面,N与Cr、Mo易形成氮化铬、氮化钼析出物,钉扎磁畴进而恶化磁性能。所以,本发明中将N含量控制在≤0.0009%。

O≤0.0007%: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≤0.0007%。

本发明中各工序工艺参数的控制原理如下:

(1)本发明中将连铸坯的加热温度控制在1050~1150℃,保温1.5~3h。如果低于1050℃,导致轧制温度较低,轧制压力大,难以热轧到目标厚度;如果高于1150℃,容易在热轧板中析出大量细小的硫化锰、氮化铝、碳化铬、氮化铬等第二相粒子,对磁性能不利。保温1.5~3h是为了将铸坯烧透,防止热轧时出现板形不良或轧制力太大。

(2)本发明中将热轧的开轧温度控制在1050~1110℃,终轧温度在850~890℃。如果开轧温度低于1050℃,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1110℃,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}织构、提高磁感强度。

(3)本发明中将热轧后的卷取温度控制在550~700℃。高于700℃卷取时,热轧板表层存在一层致密的氧化层(含有Fe

(4)热轧板的厚度控制在1.8~2.2mm的目的是,为了降低后续冷轧时的压下量,进而降低难磁化的{111}织构的强度。

(5)本发明中将热轧板的常化处理的均热温度控制在900~1050℃,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,增强易磁化的{001}<0vw>织构,减弱难磁化的{111}织构,进而提高磁感强度并降低铁损。当均热温度低于900℃或保温时间小于3min时,均不能达到再结晶组织均匀化和显著增大晶粒的目的;当温度高于1050℃或保温时间大于10min时,会导致部分晶粒异常粗大,钢板发生脆化而降低可轧性。

(6)本发明中常化处理钢板需要经过抛丸后才能进行酸洗,酸洗温度75~95℃,盐酸浓度3~10%,目的是为了尽量提高钢板表面氧化铁皮的去除效率,并防止因酸洗液温度过高或者盐酸浓度过高而发生过酸洗现象,带钢表面被腐蚀,影响轧制稳定性。

(7)本发明中冷轧板连续退火过程中,在保证良好的带钢板形前提下,尽量降低炉内带钢张力,带钢张力过大,残余应力增大,铁损明显增加,也易发生断带。

本发明中将冷轧板退火的均热温度控制在900~1050℃,保温时间在2~5min,目的是为了获得较粗大的再结晶晶粒,降低中高频铁损。以N

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明通过对无取向硅钢化学成分和加热、热轧、常化、冷轧、退火工艺的系统控制,可以得到较粗大的再结晶晶粒,而且可以增强易磁化的{001}<0vw>织构、减弱难磁化的{111}织构。不但可以同步获得低铁损、高磁感强度和高强度,而且还可以获得高耐蚀性能。从而提供了一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢及其制造方法,满足了高性能电机对无取向硅钢低铁损、高磁感强度、高强度、高耐蚀的多目标新要求。

附图说明

图1本发明中,无取向硅钢的制造工艺流程图;

图2本发明实施例1中,成品板的显微组织图和宏观织构图;其中,图(a)为显微组织图,图(b)为宏观织构图;

图3本发明实施例1中,成品板的极化曲线图;

图4本发明实施例2中,成品板的显微组织图和宏观织构图;其中,图(a)为显微组织图,图(b)为宏观织构图;

图5本发明对比例1中,成品板的显微组织图和宏观织构图;其中,图(a)为显微组织图,图(b)为宏观织构图;

图6本发明对比例2中,成品板的显微组织图和宏观织构图;其中,图(a)为显微组织图,图(b)为宏观织构图;

图7本发明对比例2中,成品板的极化曲线图。

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

以下为本发明实施例和对比例。

实施例1

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度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,化学成分按质量百分比为:Si 3.1%,Als 0.78%,Mn 0.45%,Cr0.55%,Mo 0.12%,Sn 0.06%,Sb 0.04%,C 0.0012%,S 0.0012%,N 0.0006%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1090℃并保温1.8h,然后进行热轧,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2.1mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度970℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度87℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为5%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.305mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度950℃,采用氮气保护,露点-39℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品板的显微组织和宏观织构如图2所示,极化曲线如图3所示,成品带钢性能为:磁感强度B

实施例2

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.28%,Als 0.60%,Mn 0.35%,Cr1.3%,Mo 0.14%,Sn 0.03%,Sb 0.06%,C 0.0013%,S 0.0013%,N 0.0005%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为240mm;

(3)将连铸坯加热至1100℃并保温1.8h,然后进行热轧,开轧温度1060℃,终轧温度为880℃,卷取温度为656℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.04mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度90℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为6%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.298mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度950℃,采用氮气保护,露点-37℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品板的显微组织和宏观织构如图4所示,成品带钢性能为:磁感强度B

实施例3

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.1%,Als 0.78%,Mn 0.45%,Cr0.55%,Mo 0.12%,Sn 0.06%,Sb 0.04%,C 0.0009%,S 0.0012%,N 0.0006%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1120℃并保温1.9h,然后进行热轧,开轧温度1050℃,终轧温度为876℃,卷取温度为656℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.1mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度970℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度87℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为5%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.349mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度990℃,采用氮气保护,露点-38℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

实施例4

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.46%,Als 0.8%,Mn 0.55%,Cr1.6%,Mo 0.1%,Sn 0.06%,Sb 0.02%,C 0.0012%,S 0.0008%,N 0.0006%,O0.0006%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为240mm;

(3)将连铸坯加热至1135℃并保温1.8h,然后进行热轧,开轧温度1070℃,终轧温度为883℃,卷取温度为686℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.08mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度93℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为7%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.251mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度1030℃,采用氮气保护,露点-39℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4.5N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

实施例5

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.21%,Als 0.4%,Mn 0.25%,Cr1.0%,Mo 0.18%,Sn 0.06%,Sb 0.02%,C 0.0013%,S 0.0008%,N 0.0006%,O0.0006%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为245mm;

(3)将连铸坯加热至1070℃并保温2h,然后进行热轧,开轧温度1053℃,终轧温度为876℃,卷取温度为583℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.12mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度89℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为7%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.249mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度1030℃,采用氮气保护,露点-36℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

实施例6

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.26%,Als 0.65%,Mn 0.45%,Cr1.58%,Mo 0.05%,Sn 0.025%,Sb 0.07%,C 0.0012%,S 0.0008%,N 0.0006%,O0.0004%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1100℃并保温1.9h,然后进行热轧,开轧温度1062℃,终轧温度为880℃,卷取温度为608℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.04mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度86℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为5%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.203mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度990℃,采用氮气保护,露点-40℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

实施例7

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.1%,Als 0.78%,Mn 0.45%,Cr0.55%,Mo 0.12%,Sn 0.06%,Sb 0.04%,C 0.0012%,S 0.0012%,N 0.0006%,O0.0005%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1090℃并保温1.9h,然后进行热轧,开轧温度1057℃,终轧温度为867℃,卷取温度为626℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.15mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间8min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度78℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为4%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.204mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度990℃,采用氮气保护,露点-42℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

对比例1

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.24%,Als 0.58%,Mn 0.38%,Cr1.20%,Sn 0.05%,Sb 0.04%,C 0.0013%,S 0.0012%,N 0.0006%,O 0.0009%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1200℃并保温3h,然后进行热轧,开轧温度1157℃,终轧温度为907℃,卷取温度为696℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.15mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间7min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度88℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为7%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.298mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度950℃,采用氮气保护,露点-15℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品板的显微组织和宏观织构如图5所示,成品带钢性能为:磁感强度B

对比例2

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.41%,Als 0.8%,Mn 0.55%,Cr0.15%,C 0.0012%,S 0.0008%,N 0.0006%,O 0.0009%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为260mm;

(3)将连铸坯加热至1200℃并保温2h,然后进行热轧,开轧温度1142℃,终轧温度为901℃,卷取温度为686℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.05mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度920℃,保温时间6min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度88℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为7%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.299mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度990℃,采用氮气保护,露点-20℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品板的显微组织和宏观织构如图6所示,极化曲线如图7所示,成品带钢性能为:磁感强度B

对比例3

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 2.98%,Als 0.45%,Mn 0.35%,C0.0033%,S 0.0011%,N 0.0006%,O 0.0009%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为230mm;

(3)将连铸坯加热至1150℃并保温2.2h,然后进行热轧,开轧温度1042℃,终轧温度为872℃,卷取温度为665℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.11mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度880℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度80℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为4%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.299mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度950℃,采用氮气保护,露点-36℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

对比例4

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 3.1%,Als 0.78%,Mn 0.45%,Mo0.03%,C 0.0018%,S 0.0012%,N 0.0006%,O 0.0009%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为250mm;

(3)将连铸坯加热至1080℃并保温1.9h,然后进行热轧,开轧温度1022℃,终轧温度为871℃,卷取温度为643℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.14mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度890℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度80℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为5%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.35mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度990℃,采用氮气保护,露点-34℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

对比例5

一种磁性能和耐蚀性能优异的高强度无取向硅钢的制造方法,具体包括以下步骤:

(1)冶炼钢水,化学成分按质量百分比为:Si 2.7%,Als 0.58%,Mn 0.45%,Cr0.28%,Mo 0.04%,C 0.0018%,S 0.0012%,N 0.0006%,O 0.0009%,其余为Fe及不可避免的杂质;

(2)对所得钢水进行连铸得到连铸坯,铸坯厚度为250mm;

(3)将连铸坯加热至1080℃并保温1.9h,然后进行热轧,开轧温度1025℃,终轧温度为865℃,卷取温度为653℃,卷取后空冷至室温,得到厚度2.1mm的热轧板;

(4)将热轧板进行常化处理,均热温度950℃,保温时间5min,保护气氛为N

(5)将常化处理后的钢板进行抛丸和酸洗,酸洗温度78℃,酸洗所用盐酸溶液质量浓度为5%,得到酸洗板;

(6)将酸洗板在室温条件下进行一次冷轧,并控制其厚度在0.201mm;

(7)再将冷轧板进行连续退火,退火均热温度970℃,采用氮气保护,露点-35℃,保温时间4min。连续退火炉入口带钢张力4N/mm

(8)最后涂覆绝缘层,制成无取向硅钢板。

所得无取向硅钢成品带钢性能为:磁感强度B

由对比例可见,当合金含量或工艺不在本发明设计范围内时,产品的耐蚀性、磁性能、强度均有明显恶化,本发明实施例中的综合性能都显著优于对比例。

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