本發(fā)明涉及一種無取向電工鋼板及其制備方法。

背景技術(shù)：

無取向電工鋼板用作電機(jī)、發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)器和小型變壓器等靜止機(jī)器的鐵芯材料，對決定電工設(shè)備的能效起到重要的作用。在這種電工鋼板的特性中，可以列舉的典型的特性為鐵損和磁通密度，其中鐵損越低越好，磁通密度越高越好。鐵損表示磁化時通過材料中產(chǎn)生的熱等而消失的能量，鐵損越低則越能減少通過熱而損耗的能量，因此比較重要。此外，磁通密度是表示在單位大小磁場強(qiáng)度下的磁化程度值，其值越高，用相同的能量感應(yīng)出的磁化越大。因此，磁通密度的值越大，在相同體積的電工鋼板中傳遞更大的能量。

其中，磁通密度由單位體積的磁化力來評價，因此在單位體積的鋼板中容易磁化的易磁化元素即鐵原子的比率非常重要。一般來說，無取向電工鋼板主要使用的元素si、al、mn為非磁性原子，因此若這些元素的合金量多，則在高磁場下鋼板經(jīng)最大磁化后的飽和磁通密度值下降，在單位磁場強(qiáng)度下的磁通密度值b50也會下降。然而，為了減少在鋼板中感應(yīng)出的渦流損耗，需要增加鋼板的電阻率，因此不可避免地需要添加非磁性合金元素si、al、mn等的合金量，并且為了克服由此導(dǎo)致的磁通密度的下降，需要進(jìn)行用于控制織構(gòu)(crystaltexture)的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例提供一種無取向電工鋼板的制備方法。

本發(fā)明的另一實(shí)現(xiàn)例提供一種無取向電工鋼板。

技術(shù)方法

本發(fā)明的一實(shí)施例的無取向電工鋼板的制備方法包括：對板坯進(jìn)行加熱后進(jìn)行熱軋來制備熱軋板；對所述熱軋板進(jìn)行熱軋板退火；對完成所述熱軋板退火的鋼板進(jìn)行冷軋來制備冷軋板；及對所述冷軋板進(jìn)行冷軋板退火，所述進(jìn)行冷軋板退火的步驟中的冷軋板退火溫度和所述進(jìn)行熱軋板退火的步驟中的熱軋板退火溫度之差為100℃以下。

所述進(jìn)行熱軋板退火的步驟可在熱軋板退火溫度比在所述進(jìn)行熱軋來制備熱軋板的步驟中進(jìn)行熱精軋時的溫度高150℃以上的溫度下實(shí)施。

在所述進(jìn)行熱軋板退火的步驟中，從熱精軋時的溫度到熱軋板退火溫度的退火時間可為兩分鐘以下。

在所述進(jìn)行冷軋板退火的步驟中，冷軋板退火時間可為五秒以上。

完成所述熱軋板退火的鋼板的晶粒粒徑可為80μm以上。

所述板坯以重量％計(jì)可包括al：0.0005％至0.02％、sn：0.005％至0.15％、p：0.001％至0.15％及s：0.0008％至0.015％，并且包括余量的fe及雜質(zhì)。

所述板坯可進(jìn)一步包括sb：0.005％至0.15％，并且([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]值為40以上。

所述板坯以重量％計(jì)可進(jìn)一步包括si：1.5％至4.0％、mn：0.02％至3.0％、c：大于0且0.005％以下、n：大于0且0.005％以下及ti：大于0且0.003％以下。

本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例的無取向電工鋼板以電工鋼板的全部組成100重量％為計(jì)，包括al：0.0005％至0.02％、sn：0.005％至0.15％、p：0.001％至0.15％及s：0.0008％至0.015％，并且包括余量的fe及雜質(zhì)。

所述無取向電工鋼板可進(jìn)一步包括sb：0.005％至0.15％，并且([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值為40以上。

在所述無取向電工鋼板的織構(gòu)(crystaltexture)中，以歐拉取向為準(zhǔn)具有(30，0，45)取向的晶粒體積分率可為以歐拉取向?yàn)闇?zhǔn)具有(10，0，45)取向的晶粒體積分率的1.5倍以上。

發(fā)明效果

本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例能夠提供一種磁通密度高的無取向電工鋼板。

附圖說明

圖1為表示{具有(30，0，45)取向的晶粒的體積分率}/{具有(10，0，45)取向的晶粒的體積分率}和br值之間關(guān)系的圖表。

圖2為表示([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]值和br值之間關(guān)系的圖表。

圖3為表示冷軋板退火溫度和br值之間關(guān)系的圖表。

具體實(shí)施方式

參見附圖及詳細(xì)后述的實(shí)施例，應(yīng)能清楚理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征、以及用于實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)點(diǎn)和特征的方法。但是，本發(fā)明并不局限于以下公開的實(shí)施例，可由各種不同的形式實(shí)現(xiàn)。本實(shí)施例只是用于完整地公開本發(fā)明，且為了向本領(lǐng)域技術(shù)人員完整地告知發(fā)明的范疇而提供的，本發(fā)明應(yīng)由權(quán)利要求的范疇來定義。在說明書全文中相同的附圖標(biāo)記表示相同的結(jié)構(gòu)要素。

因此，為了避免本發(fā)明的解釋不清楚，在幾個實(shí)現(xiàn)例中未具體說明公知的技術(shù)。除非有其他定義，在本說明書中使用的所有用語(包括技術(shù)用語和科學(xué)用語)可以表達(dá)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員共同理解的含義。在說明書全文中，當(dāng)提到某一部分“包括”某結(jié)構(gòu)要素時，除非有特別相反的記載，該表述不排除其他結(jié)構(gòu)要素，而表示可進(jìn)一步包括其他結(jié)構(gòu)要素。此外，除非在句子中特別提到，單數(shù)形式的表述還包括復(fù)數(shù)形式的表述。

除非有特別說明，％表示重量％。

下面說明本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例的無取向電工鋼板的制備方法。

首先提供板坯。

所述板坯以板坯的全部組成100重量％為計(jì)，可包括al：0.0005％至0.02％、sn：0.005％至0.15％、p：0.001％至0.15％及s：0.0008％至0.015％，并且包括余量的fe及雜質(zhì)。

所述板坯可進(jìn)一步包括sb：0.005％至0.15，并且([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值為40以上。其中，[al]、[sn]、[sb]、[p]及[s]分別表示al、sn、sb、p及s的重量％。

此外，所述板坯以板坯的全部組成100重量％為計(jì)，可進(jìn)一步包括：si：1.5％至4.0％、mn：0.02％至3.0％、c：大于0且0.005％以下、n：大于0且0.005％以下、及ti：大于0且0.003％以下。

下面說明限制成分的理由。

若添加的al為0.0005％以上，則能提高鋼板的電阻率而減少鐵損；但若添加的al超過0.02％，則有可能降低磁通密度。

若添加的sn為0.005％以上，則在退火時sn會偏析于晶界中，從而能夠抑制{111}織構(gòu)的形成；但若添加的sn超過0.15％，則有可能在熱軋及冷軋工序中導(dǎo)致包括表面缺陷在內(nèi)的軋制性的下降。

若添加的sb為0.005％以上，則在退火時sb會偏析于晶界中，從而能夠抑制{111}織構(gòu)的形成；但若添加的sb超過0.15％，則有可能在熱軋及冷軋工序中導(dǎo)致包括表面缺陷在內(nèi)的軋制性的下降。

若添加的p為0.001％以上，則會增加電阻率而降低鐵損，并且偏析于晶界中而抑制損害磁性的{111}織構(gòu)的形成，并形成有利的織構(gòu){100}；但若添加的p超過0.15％，則有可能降低冷軋性。

若添加的s為0.0008％以上，則s會偏析于表面上，并且降低{100}面的表面能，從而能夠在{100}面上發(fā)展較強(qiáng)的織構(gòu)。但若添加的s超過0.015％，則有可能因?yàn)槠鲇诰Ы缰卸档图庸ば浴?/p>

此外，([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值可為40以上。更為具體地，可為40以上且240以下。當(dāng)([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值為40至240時，磁通密度優(yōu)異。當(dāng)([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值小于40時，鋼板的磁通密度下降。對此將在后面在實(shí)施例中進(jìn)行描述。

若添加的si為1.5％以上，則能降低渦流損耗；但若超過4.0％，則有可能增加脆性而降低軋制性。

若添加的mn為0.02％以上，則能增加電阻率而降低鐵損。但若超過3.0％，則有可能減小飽和磁通密度。

若c超過0.005％，則有可能擴(kuò)大奧氏體區(qū)域，并且增加產(chǎn)生相變的溫度區(qū)，在最終退火時抑制鐵素體的晶粒成長，從而增加鐵損。

若n超過0.005％，則有可能形成氮化物，抑制晶粒成長而降低磁性。

若ti超過0.003％，則有可能形成微小的碳化物和氮化物，從而抑制晶粒成長，織構(gòu)變差。

此外，所述板坯可為具有當(dāng)加熱到a1溫度以上時不會產(chǎn)生奧氏體相變的組分系統(tǒng)的板坯。

加熱上述板坯后進(jìn)行熱軋而制備熱軋板。

板坯加熱溫度可為1250℃以下。若超過1250℃，則板坯中的析出物有可能在固溶之后在熱軋時微量析出。

在熱軋時，可經(jīng)過一次以上的熱軋道次進(jìn)行熱軋。

此外，最后一次熱軋道次(熱精軋)可在920℃以下的溫度下實(shí)施。更為具體地可為800℃至920℃。以后，若在比熱精軋溫度高150℃以上的溫度下對在920℃以下的溫度下完成精軋的熱軋板實(shí)施兩分鐘以內(nèi)的熱軋板退火，則能獲得在鋼板的中心部和表面部的所有區(qū)域中晶粒大小均勻的熱軋退火板。由此，能夠獲得(30，0，45)取向分率高達(dá)(10，0，45)取向分率的1.5倍以上的織構(gòu)而提高磁通密度。

之后，對熱軋板進(jìn)行熱軋板退火。熱軋板退火溫度可為比熱精軋時的溫度高150℃以上的溫度。此外，熱軋板退火溫度的范圍可為900℃至1200℃。在此，熱軋板退火溫度表示熱軋板退火時的熱軋板最高溫度。此外，在進(jìn)行熱軋板退火時，從熱精軋時的溫度到熱軋板退火溫度的退火時間可為兩分鐘以下。

若在比熱精軋溫度高150℃以上的溫度下實(shí)施兩分鐘以內(nèi)的熱軋板退火，則能獲得在鋼板的中心部和表面部的所有區(qū)域中晶粒大小均勻的熱軋退火板。由此，能夠獲得(30，0，45)取向的分率高達(dá)(10，0，45)取向分率的1.5倍以上的織構(gòu)而提高磁通密度。對此將在后面在實(shí)施例中進(jìn)行描述。

此外，在完成所述熱軋板退火的鋼板的表面部和厚度方向中心部的所有區(qū)域中，晶粒粒徑可為80μm以上。若小于80μm，則晶粒未能充分成長，有可能降低電工鋼板的磁性。

此外，在完成所述熱軋板退火的鋼板的表面部和厚度方向中心部的所有區(qū)域中，晶粒粒徑可為80μm以上且700μm以下。由于在鋼板的表面部和厚度方向中心部的所有區(qū)域中晶粒具有80μm以上且700μm以下的均勻的大小，因此能夠提高電工鋼板的磁性。

之后，對完成熱軋板退火的熱軋退火板進(jìn)行冷軋而制備冷軋板。進(jìn)行所述冷軋時的壓下率可為50％至95％。

之后，對所述冷軋板進(jìn)行冷軋板退火?？稍诒葻彳埌逋嘶饻囟鹊?00℃以下的溫度區(qū)域的冷軋板退火溫度下實(shí)施冷軋板退火。此外，冷軋板退火時間可為五秒以上。

若冷軋板退火溫度和熱軋板退火溫度之差大于100℃，則即使將冷軋板退火時間保持五秒以上，也不能獲得(30，0，45)取向的分率高達(dá)(10，0，45)取向分率的1.5倍以上的織構(gòu)。對此將在后面在實(shí)施例中進(jìn)行描述。

下面說明本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例的無取向電工鋼板。本發(fā)明的一實(shí)現(xiàn)例的無取向電工鋼板以電工鋼板的全部組成100重量％為計(jì)，可包括al：0.0005％至0.02％、sn：0.005％至0.15％、p：0.001％至0.15％及s：0.0008％至0.015％。

所述無取向電工鋼板可進(jìn)一步包括sb：0.005％至0.15％，并且([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]的值為40以上。其中，[al]、[sn]、[sb]、[p]及[s]分別表示al、sn、sb、p及s的重量百分比(％)。至于限定無取向電工鋼板中成分的理由，則與限定板坯中成分的理由相同，因此不再贅述。

在所述無取向電工鋼板的織構(gòu)中，以歐拉取向?yàn)闇?zhǔn)具有(30，0，45)取向的晶粒的體積分率可為以歐拉取向?yàn)闇?zhǔn)具有(10，0，45)取向的晶粒的體積分率的1.5倍以上。若具有(30，0，45)取向的晶粒的體積分率為具有(10，0，45)取向的晶粒的體積分率的1.5倍以上，則能提高磁通密度。

圖1為表示{具有(30，0，45)取向的晶粒的體積分率}/{具有(10，0，45)取向的晶粒的體積分率}和br值之間關(guān)系的圖表。

為了考慮鋼板密度而評價磁通密度值，如以下方式根據(jù)考慮到鋼板密度的磁通密度(br)值來評價鋼板的磁通密度。

br＝7.87/(7.87-0.0.065×[si]-0.1105×[al])×b50

其中，[si]為si的添加量(重量％)，[al]為al的添加量(重量％)。

b50為由5000a/m的電流感應(yīng)在鋼板中的磁通密度值。

之所以考慮非常規(guī)磁通密度值的密度，是因?yàn)殡S著鋼中的si及al的添加量的增加，鋼中的鐵原子分率減少，隨之飽和磁通量減少，只有考慮到這一點(diǎn)才能評價通過織構(gòu)實(shí)現(xiàn)的磁通密度的提高。

參見圖1可知，以歐拉取向?yàn)闇?zhǔn)具有(30，0，45)取向的晶粒的體積分率為以歐拉取向?yàn)闇?zhǔn)具有(10，0，45)取向的晶粒的體積分率的1.5倍以上時，考慮到密度的鋼板的磁通密度優(yōu)異。

下面，通過實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。但以下實(shí)施例只是示意地表示本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容并不限于以下實(shí)施例。

[實(shí)施例1]

制備板坯，所述板坯以重量％計(jì)包括：si：3.0％、mn：0.4％、c：0.002％、n：0.003％及ti：0.001％，并且以al：0.0005％至0.02％、sn：0.005％至0.15％、sb：0.005％至0.15％、p：0.001％至0.15％及s：0.0008％至0.015％的范圍包括sn、sb、p、s及al，經(jīng)過調(diào)節(jié)sn、sb、p、s及al的含量，所述板坯具有圖2的x軸所示的([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]值。

在1150℃下加熱所述板坯后進(jìn)行熱軋而制備熱軋板。熱軋時的熱精軋?jiān)?00℃下實(shí)施。之后，在1100℃下進(jìn)行熱軋板退火后進(jìn)行冷軋，并在1050℃下實(shí)施五秒鐘的冷軋板退火。從熱精軋時的溫度到熱軋板退火溫度的退火時間為兩分鐘。

參見圖2可知，當(dāng)([sn]+[sb]+[p]+20×[s])/[al]值為40以上時，磁通密度優(yōu)異。

[實(shí)施例2]

制備板坯，所述板坯以重量％計(jì)包括：si：3.0％、mn：0.4％、c：0.002％、n：0.003％、ti：0.001％、al：0.004％、sn：0.03％、sb：0.03％、p：0.05％及s：0.005％，并且包括余量的fe及雜質(zhì)。在1150℃下加熱所述板坯后進(jìn)行熱軋而制備熱軋板。熱軋時的熱精軋?jiān)?00℃下實(shí)施。之后，在1100℃下進(jìn)行熱軋板退火，并進(jìn)行冷軋而制備冷軋板。從熱精軋時的溫度到熱軋板退火溫度的退火時間為兩分鐘。在圖3所示溫度下對所述冷軋板實(shí)施五秒鐘的冷軋板退火。

參見圖3可知，當(dāng)冷軋板退火溫度和熱軋板退火溫度之差為100℃以下時，磁通密度優(yōu)異。

以上，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不改變技術(shù)思想或必要特征的情況下，本發(fā)明可由其他形式實(shí)施。

因此，上述實(shí)施例在所有方面上是示意性的，而不是限制性的。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求書為準(zhǔn)而非上述詳細(xì)說明，由權(quán)利要求書的含義、范圍及等同概念導(dǎo)出的所有變更或變更后的形式，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。