(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011114593.6
(22)申请日 2020.10.17
(71)申请人 北京科技大学
地址 100083 北京市海淀区学院路30号
(72)发明人 梁永锋 张豹 林均品 叶丰
刘斌斌
(74)专利代理机构 北京市广友专利事务所有限
责任公司 11237
代理人 张仲波
(51)Int.Cl.
C22C 38/02(2006.01)
C22C 33/04(2006.01)
C21D 8/02(2006.01)
C21D 1/00(2006.01)
C21D 1/26(2006.01)
(54)发明名称
合性能的方法
导电高分子材料
(57)摘要
一种常化处理提高高强度无取向高硅钢综
如下：1)熔炼、浇铸。材料成分为：Si＝3.5％‑
5.5％，C≤0.50％，S≤0.002％，Mn≤0.50％，Ti
通柜
≤0.0030％，P≤0.30％，B≤0.0020％，余量为
拼接墙铁。2)锻造开坯、热轧。3)常化处理，温度800‑
1200℃，时间0.5‑60min，空冷。4)中温轧制，200‑ 600℃，轧至厚度小于0.5mm。5)酸洗、室温轧制，
总压下量≥50％，得到0.03‑0.30mm的薄板。6)最
终退火，退火温度400‑1300℃，退火时间30s ‑
200min，最终获得低铁损高强度无取向电工钢。
本发明采用了热轧板常化处理工艺来提高磁性
能，制备的高强度无取向电工钢板兼具优异的磁
性能和力学性能，较目前高强度无取向电工钢，
铁损进一步下降，强度进一步提升。由于仅采用
硅作为固溶强化元素，不添加其它合金元素，降
低了成本节约了资源，
具有广阔的应用前景。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 112322972 A 2021.02.05
C N 112322972
A
1.一种通过常化处理提高高强度无取向高硅钢综合性能的方法，其特征在于工艺流程为：以工业纯铁和金属硅为原料，在真空感应炉中熔炼并浇铸成铸锭，铸锭经锻造开坯后进行热轧、再结晶退火、低温轧制、酸洗和室温轧制，冷轧板涂覆绝缘层后在Ar 2气氛条件下进行退火处理，最终获得具有高强度及优异磁性能的无取向电工钢薄板；具体工艺步骤及参数为： 扇贝笼
(1)熔炼：将纯硅和工业纯铁按照成分比例进行混合，利用真空感应炉熔融后在1450-1550℃精炼，浇铸成铸锭，合金的化学成分质量百分比为：Si＝3.5％-5.5％，C≤0.50％，S ≤0.0020％，Mn≤0.50％,Ti≤0.0030％，P≤0.30％，B≤0.002％，余量为铁和不可避免的夹杂；
(2)锻造开坯：采用机械自由锻造方式，利用空气锤在800～1200℃范围内锻造，经过多次反复镦粗拔长，将铸锭锻成方坯；
(3)热轧：锻造方坯室温装炉，加热温度保温后进行热轧，两道次轧制后回炉，后进行二次热轧，得到1.0-1.5mm厚的热轧薄板；
(4)常化处理：在800-1200℃下保温0.5-60min，空冷，使热轧板显微组织全部由粗大的等轴晶构成；
(5)中温轧制：常化热轧板在酸洗后，在200-500℃保温5-30min后进行轧制，道次压下率20％-40％，每道次需进行回炉保温5-30min，3-4道次轧至0.4-0.5mm；
(6)室温轧制：室温轧制采用一次冷轧法，第一道次轧制压下率应大于25％，后电工钢薄板经室温多道次反复轧制，轧至0.03-0.30mm；防砸安全鞋
(7)最终热处理：冷轧板涂覆绝缘层后在保护气氛条件下进行退火处理，遵循退火温度越高退火时间越短的原则，最终获得高强度无取向电工钢成品板。
2.根据权利要求1所述一种制备高强度无取向电工钢的方法，其特征在于步骤(3)所述加热温度为850-1050℃，保温28-32min。
3.根据权利要求1所述一种制备高强度无取向电工钢的方法，其特征在于步骤(4)所述常化热轧板晶粒大小为100-1500μm。
4.根据权利要求1所述一种制备高强度无取向电工钢的方法，其特征在于步骤(7)所述退火温度为400-1300℃，退火时间30s -200min。
5.根据权利要求1或4所述一种制备高强度无取向电工钢的方法，其特征在于步骤(7)所述的高强度无取向电工钢成品板的磁感应强度B50＝1.58-1.68T，铁损值P10/400＝15-40W/kg，屈服强度σs ＝540-1060MPa。
权 利 要 求 书1/1页CN 112322972 A
一种常化处理提高高强度无取向高硅钢综合性能的方法
技术领域
[0001]本发明涉及电工钢制造领域，特别涉及适用于电动汽车马达和高速运转电机等需要的高启动扭
矩、耐冲击性能的一种较高磁感的高强度无取向电工钢及其制造方法。通过提高硅元素含量，利用其固溶强化能力来提高材料的强度，并通过对热轧板进行常化处理来提高其有利织构含量来提高磁性能，获得了兼具优异的磁性能和力学性能的高强度无取向电工钢冷轧薄板。
背景技术
[0002]随着石油、煤炭等不可再生资源日趋枯竭，环境温室效应危害日益严重，电动汽车、混合动力汽车作为一款低污染、高环保交通工具越来越得到重视，在今后必将得到广泛应用。电动汽车、混动汽车牵引马达定转子铁芯采用无取向电工钢制成，汽车在启动和加速时，牵引马达需要高的扭矩，因此需要电工钢板要具有高的磁感应强度。另外马达转子铁芯在高速下由于离心力承受极端的应变，汽车启动瞬间受到强烈冲击因此要求铁芯材料要具备高的强度和韧性。
[0003]宝钢公开了一种较高磁感的高强度无取向电工钢及其制造方法(C N 102453838A)，该制备方法采用常规冶炼浇注工艺生产铸坯，经过热轧、常化、冷轧、退火的后处理工艺后，得到具有较好磁性能、较高强度的无取向电工钢产品。该生产方式提供了一些增强高强度无取向电工钢的特定工艺路线，具有一定的参考价值，但其生产过程复杂，同时要求有常化工艺，对资源的节约与环境的发展不利，从长远来看，还需要进行工艺改进；东北大学申请了一种基于薄带连铸制备高磁感高强度无取向硅钢的方法(C N 105803311A)，该方法特点在于采用双辊薄带连铸装置进行连铸，成分方面，通过在
硅含量2.4％-3.5％的基础上添加锰、铬、铝和镍来保证最终退火处理后冷轧板的强度，该方法有效的提升了强度，并且通过提高有利织构的含量保证了磁性能。但从目前新能源电动汽车驱动电机的发展来看，该方法制备的高强度电工钢铁损仍然处于较高的水平，无法满足高速电机的发展需求。
[0004]本发明致力于过提高硅元素含量，利用其固溶强化能力来提高材料的强度，并通过对热轧板进行常化处理来提高成品有利织构含量来提高磁性能，获得兼具优异的磁性能和力学性能的高强度无取向电工钢冷轧薄板。目前尚未见在高硅含量基础上进行常化处理制备高强度无取向电工钢的报道。分凝器
发明内容
[0005]针对现有无取向电工钢制造技术上存在的以上难题，本发明提供了一种通过常化处理提高高强度无取向硅钢性能的方法，通过提高硅元素含量，利用其固溶强化能力来提高材料的强度，并通过对热轧板进行常化处理来提高成品有利织构含量来提高磁性能，获得了兼具优异的磁性能和力学性能的高强度无取向电工钢冷轧薄板。
[0006]一种通过常化处理提高高强度无取向高硅钢性能的方法，工艺流程为：以工业纯
铁和金属硅为原料，在真空感应炉中熔炼并浇铸成铸锭，铸锭经锻造开坯后进行热轧、常化处理、低温轧制、酸洗和室温轧制，冷轧板涂覆绝缘层后在保护气氛(Ar、N2等)环境下进行退火处理，最终获得具有高强度及优异磁性能的无取向电工钢薄板；具体工艺步骤及参数为：
[0007](1)熔炼：将纯硅和工业纯铁按照成分比例进行混合，利用真空感应炉熔融后在1450-1550℃精炼，浇铸成铸锭，合金的化学成分质量百分比为：Si：3.5％-5.5％，C≤0.50％，S≤0.0020％，Mn≤0.50％，Ti≤0.0030％，P≤0.30％，B≤0.002％，余量为铁和不可避免的夹杂；
[0008](2)锻造开坯：采用机械自由锻造方式，利用空气锤在800～1200℃范围内锻造，经过多次反复镦粗拔长，将铸锭锻成方坯；
[0009](3)热轧：锻造方坯室温装炉，加热温度保温后进行热轧，两道次轧制后回炉，后进行二次热轧，得到1.0-1.5mm厚的热轧薄板；
[0010](4)常化处理：在800-1200℃下保温0.5-60min，空冷，使热轧板显微组织全部由粗大的等轴晶构成；
[0011](5)中温轧制：常化热轧板在酸洗后，在200-500℃保温5-30min后进行轧制，道次压下率20％-40％，每道次需进行回炉保温5-30min，3-4道次轧至0.4-0.5mm；
[0012](6)室温轧制：室温轧制采用一次冷轧法，第一道次轧制压下率应大于25％，后电工钢薄板经室温多道次反复轧制，轧至0.03-0.30mm；
[0013](7)最终热处理：冷轧板涂覆绝缘层后在保护气氛(Ar、N2等)条件下进行退火处理，遵循退火温
度越高退火时间越短的原则，最终获得高强度无取向电工钢成品板。[0014]进一步地，步骤(3)所述加热温度为850-1050℃，保温28-32min；
[0015]进一步地，步骤(4)所述常化热轧板晶粒大小为100-1500μm；
[0016]进一步地，步骤(7)所述退火温度为400-1300℃，退火时间30s-200min；
[0017]进一步地，步骤(7)所述的高强度无取向电工钢成品板的磁感应强度B50＝1.58-1.68T，铁损值P10/400＝15-40W/kg，屈服强度σs＝540-1060MPa。
[0018]与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
[0019](1)采用硅元素作为固溶强化元素，并结合位错强化能有效地提高电工钢的强度，并且有效地提高钢的电阻率，降低铁损，磁感应强度降幅不大。
[0020](2)采用硅元素代替其他合金元素作为固溶强化元素，能大幅降低电工钢的生产成本。
[0021](3)常化处理提高了成品板中有利织构的含量，进一步提升了材料的磁性能。[0022](4)生产的高强度无取向电工钢产品性能优异，最终磁性能力学性能可通过最终退火进行控制。
附图说明
[0023]图1所示为低铁损高强度无取向电工钢的工艺路线图。
具体实施方式
[0024]下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中
描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
[0025]实施例一
[0026](1)熔炼：将纯硅和工业纯铁按照成分比例进行混合，利用真空感应熔炼炉熔融后在1450-1550℃精炼，浇铸成铸锭。化学成分：合金的化学成分(质量百分比)为Si：3.5％，C ≤0.50％，S≤0.0020％，Mn≤0.50％，Ti≤0.0030％，P≤0.30％，B≤0.0020％，余量为铁和不可避免的夹杂；
[0027](2)锻造开坯：采用机械自由锻造方式，利用空气锤在800～1200℃范围内锻造，经过多次反复镦粗拔长，将铸锭锻成方坯；
[0028](3)热轧：锻造方坯室温装炉，加热温度为1050℃，保温30min，利用二辊热轧机进行热轧，两道次轧制后回炉，后进行二次热轧，得到1.4mm厚的热轧薄板；
[0029](4)常化处理：将热轧板在800℃保温60min，空冷，该过程中热轧板完成了再结晶，加工硬化得到消除，晶粒大小为120μm。
[0030](5)中温轧制：热轧板在酸洗后，在200℃保温10min后进行轧制，道次压下率20～40％，每道次进行回炉保温10min，4道次轧至0.4mm；
[0031](6)室温轧制：室温轧制采用一次冷轧法，第一道次轧制压下率应30％，后电工钢薄板经室温多道次反复轧制，轧至0.05mm。
[0032](7)将冷轧板在Ar2气氛条件下进行退火处理。550℃20min退火后，B50＝1.53T，P1/400＝38.6W/kg，屈服强度σs＝645MPa；800℃2min退火后，B50＝1.66T，P1/400＝14.5W/kg，屈服强度σs＝420MPa。
[0033]实施例二
[0034](1)熔炼：将纯硅和工业纯铁按照成分比例进行混合，利用真空感应熔炼炉熔融后在1450-1550℃精炼，浇铸成铸锭。化学成分：合金的化学成分(质量百分比)为Si：4.5％，C ≤0.50％，S≤0.0020％，Mn≤0.50％，Ti≤0.0030％，P≤0.30％，B≤0.0020％，余量为铁和不可避免的夹杂；
[0035](2)锻造开坯：采用机械自由锻造方式，利用空气锤在800～1200℃范围内锻造，经过多次反复
镦粗拔长，将铸锭锻成方坯；
[0036](3)热轧：锻造方坯室温装炉，加热温度为1050℃，保温30min，利用二辊热轧机进行热轧，两道次轧制后回炉，后进行二次热轧，得到1.4mm厚的热轧薄板；
[0037](4)常化处理：将热轧板在900℃保温30min，空冷，该过程中热轧板完成了再结晶，加工硬化得到消除，晶粒大小为250μm。
[0038](5)中温轧制：热轧板在酸洗后，在300℃保温10min后进行轧制，道次压下率20～40％，每道次进行回炉保温10min，4道次轧至0.4mm；
[0039](6)室温轧制：室温轧制采用一次冷轧法，第一道次轧制压下率应30％，后电工钢薄板经室温多道次反复轧制，轧至0.20mm。
[0040](7)将冷轧板在Ar2气氛条件下进行退火处理。400℃20min退火后，B50＝1.59T，P1/400＝55.3W/kg，屈服强度σs＝1080MPa；1000℃20min退火后，B50＝1.62T，P1/400＝8.5W/ kg，屈服强度σs＝450MPa。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议