一种含Sb无取向硅钢50W600及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金材料生产技术领域，具体涉及一种含Sb无取向硅钢50W600及其制备方法。

背景技术

为了节能和环保，已经普及用变频器驱动电机和应用于电动汽车。电机转数提高(工作效率增高)，电机效率可以明显提高。如空调压缩机电机和电动汽车驱动电机的效率可提高到85％以上。要求电工钢P

目前，专利文献CN112342465A(以下称文献1)公开一种热轧低成本无取向硅钢W600及其制造方法，其中该文献1公开的无取向硅钢W600的化学成分按质量百分比计为：C：≤0.003％、Si：1.37-1.50％、Mn：0.35-0.45％、P：0.02-0.035％、S：≤0.0025％、Cr：≤0.03％、Ni：≤0.03％、Cu：≤0.03％、Mo：≤0.005％、Nb：≤0.002％、Ti：≤0.002％、V：≤0.002％、Al：0.25-0.40％、N：≤20ppm，其余为Fe和不可避免的杂质元素。该文献1主要通过炼钢控制，减低Si、Mn和有害元素S，以达到降本目的，但该文献1生产获得的无取向硅钢W600的铁损较高，而磁感较低，不能有效提高电机的工作效率。专利文献CN115652204A(以下称文献2)公开一种实验室含Sn高效无取向硅钢热轧钢板及其制备方法，其通过向无取向硅钢中添加Sn元素，可以使得得到的含Sn高效无取向硅钢热轧组织再结晶晶粒比例增大，这样更利于冷轧，成品瓦楞缺陷也会相应减弱，最终生产获得的无取向硅钢的铁损最低可达3.55W/kg，但仍不能满足对电机效率提高的更高需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种含Sb无取向硅钢50W600，其化学成分按质量百分比计为：C＜0.0020％，Si：1.30～2.0％，Mn：0.70～1.0％，P＜0.07％，S＜0.003％，Als：0.40～0.90％，Sb：0.07～0.10％，N＜0.0020％，O＜0.0020％，Ti＜0.0020％，其余为Fe及不可避免夹杂。

在一些实施方式中，所述含Sb无取向硅钢50W600的化学成分按质量百分比计为：C：0.0016％，Si：1.52％，Mn：0.86％，P：0.065％，S：0.002％，Als：0.62％，Sb：0.075％，N：0.0016％，O：0.0015％，Ti：0.0018％，其余为Fe及不可避免夹杂。

在一些实施方式中，所述含Sb无取向硅钢50W600的化学成分按质量百分比计为：C：0.0015％，Si：1.78％，Mn：0.82％，P：0.068％，S：0.002％，Als：0.67％，Sb：0.086％，N：0.0017％，O：0.0018％，Ti：0.0016％，其余为Fe及不可避免夹杂。

在一些实施方式中，所述含Sb无取向硅钢50W600的化学成分按质量百分比计为：C：0.0017％，Si：1.92％，Mn：0.86％，P：0.062％，S：0.002％，Als：0.81％，Sb：0.093％，N：0.0015％，O：0.0016％，Ti：0.0017％，其余为Fe及不可避免夹杂。

在一些实施方式中，所述含Sb无取向硅钢50W600的铁损≤3.53W/kg，磁感≥1.73T。

本发明另一方面提供一种含Sb无取向硅钢50W600的制备方法，其包括以下工艺：铁水脱硫-冶炼-真空处理-连铸-热连轧-酸洗-冷轧-退火涂层；其中采用转炉进行冶炼，RH进行真空处理，CSP连铸浇铸成55-59mm厚度板坯，热轧开轧温度1060～1100℃，终轧温度860～890℃，卷取温度680～770℃，轧制成2.0-3.0mm厚度钢带，酸洗后冷轧成冷硬卷，然后在900～950℃退火，形成无取向硅钢50W600，最后进行绝缘涂层。

在一些实施方式中，所述冷硬卷的厚度为0.5mm。

基于以上技术方案，本发明通过在无取向硅钢50W600的成分设计中添加适宜量的Sb元素，能够利用Sb元素的晶界偏聚作用，抑制不利织构的形核和长大，从而促进有利织构的形成，进而可以降低生产获得的无取向硅钢50W600的铁损，并显著提升该无取向硅钢50W600的磁感，进而能够提高电机(发电机和发动机等)的工作效率。

附图说明

图1为实施例1生产的无取向硅钢50W600(0.075％Sb含量)的的金相组织。

图2为实施例2生产的无取向硅钢50W600(0.086％Sb含量)的的金相组织。

图3为实施例3生产的无取向硅钢50W600(0.093％Sb含量)的的金相组织。

图4为实施例4生产的无取向硅钢50W600(0.0％Sb含量，即不含Sb)的的金相组织。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。

实施例1

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0016％，Si：1.52％，Mn：0.86％，P：0.065％，S：0.002％，Als：0.62％，Sb：0.075％，N：0.0016％，O：0.0015％，Ti：0.0018％。

步骤b：加热炉入炉温度1148℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1080℃，终轧温度890℃，卷取温度720℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度930℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.5g/m

该实施例制备的无取向硅钢50W600的金相组织如图1所示，磁性能如下表1所示。

实施例2

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0015％，Si：1.78％，Mn：0.82％，P：0.068％，S：0.002％，Als：0.67％，Sb：0.086％，N：0.0017％，O：0.0018％，Ti：0.0016％。

步骤b：加热炉入炉温度1145℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1092℃，终轧温度896℃，卷取温度735℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度935℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.6g/m

该实施例制备的无取向硅钢50W600的金相组织如图2所示，磁性能如下表1所示。

实施例3

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0017％，Si：1.92％，Mn：0.86％，P：0.062％，S：0.002％，Als：0.81％，Sb：0.093％，N：0.0015％，O：0.0016％，Ti：0.0017％。

步骤b：加热炉入炉温度1142℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1089℃，终轧温度886℃，卷取温度742℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度940℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.8g/m

该实施例制备的无取向硅钢50W600的金相组织如图3所示，磁性能如下表1所示。

对比例1

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0017％，Si：1.69％，Mn：0.84％，P：0.61％，S：0.002％，Als：0.72％，N：0.0016％，O：0.0014％，Ti：0.0014％。

步骤b：加热炉入炉温度1143℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1087℃，终轧温度888℃，卷取温度742℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度938℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.5g/m

该对比例制备的无取向硅钢50W600的金相组织如图4所示，磁性能如下表1所示。

对比例2

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0015％，Si：1.78％，Mn：0.82％，P：0.068％，S：0.002％，Als：0.67％，Sb：0.063％，N：0.0017％，O：0.0018％，Ti：0.0016％。

步骤b：加热炉入炉温度1148℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1080℃，终轧温度890℃，卷取温度720℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度930℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.5g/m

该对比例制备的无取向硅钢50W600的磁性能如下表1所示。

对比例3

步骤a：采用转炉进行冶炼，CSP浇铸成57mm厚度的板坯，成分C：0.0015％，Si：1.78％，Mn：0.82％，P：0.068％，S：0.002％，Als：0.67％，Sb：0.111％，N：0.0017％，O：0.0018％，Ti：0.0016％。

步骤b：加热炉入炉温度1148℃，在七连轧轧机进行轧制，开轧温度在1080℃，终轧温度890℃，卷取温度720℃，其中连轧前两个机架压下率需＞40％。

步骤c：冷连轧机冷轧至0.5mm，冷轧总压下率80％。

步骤d：退火温度930℃，辊速90m/min。

步骤e：涂含Cr绝缘涂层，涂层量3.5g/m

该对比例制备的无取向硅钢50W600的磁性能如下表1所示。

表1：各实施例和对比例制备的无取向硅钢的磁性能

由以上表1的结果可知，相对于对比例1-3，本发明实施例1-3通过向无取向硅钢中添加适宜量的Sb元素后，能够明显提高制备的无取向硅钢50W600的磁性能，其中具体表现为铁损明显下降，磁感普遍较高。其中相对于对比例1在无取向硅钢中不添加Sb元素，实施例1-3制备的无取向硅钢50W600铁损能降低0.19-0.22W/kg，磁感提高0.02-0.03T；相对于对比例2在无取向硅钢中添加较低量的Sb元素，实施例1-3制备的无取向硅钢50W600铁损能降低0.12-0.15W/kg；相对于对比例3在无取向硅钢中添加较高量的Sb元素，实施例1-3制备的无取向硅钢50W600铁损能降低0.15-0.18W/kg，磁感提高0.02-0.03T。并且相对于上述文献2，本发明实施例1-3制备的无取向硅钢50W600铁损可进一步降低0.02-0.05W/kg。因此，本发明通过向无取向硅钢的成分中添加适宜量的Sb，能够明显降低铁损，并能够提高磁感，因此由该无取向硅钢制造的铁芯能够有效提高电机的工作效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。