本發(fā)明涉及無取向硅鋼及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種高磁感低鐵損無取向硅鋼及其生產(chǎn)方法。

背景技術：

無取向硅鋼是制造各種電機鐵芯的重要磁性材料，在電力、電子、機械工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。近年來，隨著能源日益緊張，以及節(jié)能環(huán)保的需要，對硅鋼性能的要求也越來越高。另外，為了達到電機的高效化，對作為鐵芯材料的硅鋼片的高性能要求也越來越高，希望得到磁感高同時鐵損低的電工鋼板。

經(jīng)檢索國內(nèi)外公開發(fā)表的專利文獻中，有關于生產(chǎn)高磁感低鐵損無取向硅鋼的成分、工藝及性能的相關報道。

中國專利公開號為CN101463448A的文獻，公開了《一種高磁感無取向電工鋼及其生產(chǎn)方法》。其主要化學成分為：C≤0.010%、Si：0.8%～2.0%，Mn：0.2%～1.2%、P≤0.03%、S≤0.01%、Als≤0.002%、N≤0.003%，其余為Fe。其生產(chǎn)方法為：冶煉（將碳控制在＜0.010%，采用硅脫氧）→連鑄并緩冷（至＜900℃）→熱軋（加熱溫度為1200～1270℃，均熱溫度＜1200℃，鋼坯溫度為1100～1150℃，開軋溫度≥1000℃，卷取溫度控制≥700℃）→冷軋（一次冷軋或帶有中間帶火的二冷軋）→成品退火→涂絕緣層→制成成品。該文獻雖無需對熱軋板進行?；ば?，可降低生產(chǎn)成本，但存在成品磁性能較低，如P_1.5/50僅為4.32～4.83W/kg，B₅₀₀₀為1.700～1.735T，且熱軋加熱溫度偏高，造成生產(chǎn)能源成本增加。

中國專利公開號為CN102634729A的文獻，其公開了《一種低鐵損高磁感高牌號無取向硅鋼的制備》，其主要化學成分為C≤0.005%，Si：3.0～3.4%，Mn：0.25～0.40%，S≤0.003%，N≤0.004%，Al：0.5～0.8%，Sn：0.05～0.09%，Ca：0.001～0.003%，其余成分為Fe和不可避免的雜質。鑄造得到的鑄坯經(jīng)熱軋、?；囟葹?50～890℃，保溫時間 為4.5～5.5分鐘）、一次冷軋至0.80mm、中間退火工藝為850～870℃，接著進行二次冷軋至0.35mm，最后成品退火并涂布絕緣涂層，制成成品。按照此方法制得的成品鋼帶，其磁性能P_1.5/50為2.221～2.242W/kg，B₅₀₀₀為1.708～1.712T，同樣較低，且采用兩次冷軋法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述文獻中存在的不足，提供一種通過一次冷軋法，成品厚度在0.35mm，鐵損P_1.5/50≤2.1W/kg，B₅₀₀₀≥1.74T的高磁感低鐵損無取向硅鋼及其生產(chǎn)方法。

實現(xiàn)上述目的的措施：

一種高磁感低鐵損無取向硅鋼，其成分組成及重量百分比含量為：C：0.015～0.070%，Si：2.0～3.0%，Mn：0.15%～0.50%，P≤0.02%，S≤0.0020%，N≤0.0025%， Als：＜0.01%，Sn或Sb或(Sn/2+Sb)：0.03～0.20%，Ti≤0.001%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，其余為Fe及其它不可避免的殘余元素。

生產(chǎn)一種高磁感低鐵損無取向硅鋼的方法，其步驟：

1）冶煉并連鑄成板坯；

2）將鑄坯加熱至1050～1150℃，并保溫60～120min；

3）進行熱軋，控制精軋終軋溫度在800～900℃；

4）進行卷取，控制卷取溫度不低于600℃，卷取后將鋼卷置入保溫坑進行緩冷；

5）進行?；?，?；瘻囟瓤刂圃贏c3點以上溫度區(qū)間進行；

6）經(jīng)酸洗后采用一次冷軋軋制至成品厚度0.35mm，并控制軋制溫度在150℃～300℃；

7）進行脫碳退火：控制退火溫度在800～860℃，退火時間在1～10分鐘，露點在20～80℃；氣氛為濕式的H₂與N₂混合氣氛， 其中H₂占體積比例為20～50%；

8）進行連續(xù)退火，控制退火溫度在950～1050℃，并保溫20～180s，其氣氛為干式氫氣與氮氣混合氣，H2比例為25%～50%；

9）常規(guī)冷卻、涂層及精整，并待用。

本發(fā)明各元素及主要工藝控制參數(shù)的作用。

傳統(tǒng)觀點認為，鋼中C含量越少越好，目的是在退火時不脫碳，防止形成內(nèi)氧化層和內(nèi)氮化層。但經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn)，鋼中含一定量的C時，對提高成品磁感有利。C擴大γ相區(qū)，發(fā)生相變，細化晶粒。在?；ば蚩刂瞥；瘻囟仍贏c3以上進入奧氏體區(qū)，氮在奧氏體中的溶解度遠大于其在鐵素體中。C含量增多在此階段可以增大氮的固溶量，抑制AlN質點的析出。而含量過多的C在最終成品退火時以脫C的方式減少含量。C含量＜0.015%時，因其含量較少，起不到改善磁感的作用，當含量＞0.070%時，會造成脫碳困難。因此其含量范圍在0.015～0.070%。

Si，是降低鐵損的有效元素，它能增加電阻率，降低鐵損；Si含量超過3.0%時在Ac3點以上退火困難，而且會導致鋼帶變脆進而會給冷加工帶來很大困難；其含量低于2.0%時，成品鐵損較高，因此控制Si含量在2.0%～3.0%以下。

Als，會形成細小的AlN，不利于晶粒長大，為使盡量減少AlN，要求Als＜0.01%。

Mn，有利于形成粗大MnS，并促使熱軋板組織（100）和（110）組分加強，（111）組分減弱，改善磁性能；同時為改善熱脆性，其含量應在0.15%以上，超過0.50%改善作用不大，因此Mn含量應控制0.15%～0.50%。

Sn或Sb，是形成有利織構有元素，可以增加（100）和（110）位向織構，能夠抑制（111）織構形成，從而提高磁感，改善磁性能。其含量Sn或Sb含量或者（Sn/2+Sb），若低于0.03%，則達不到提高磁感使用，但超過0.20%時，冷軋易產(chǎn)生裂紋導致軋制困難。因此Sn或Sb或（Sn/2+Sb）應控制在0.03%～0.20%。

P，在Si含量高時，P會使板脆性變大，不利于冷軋加工性，因此控制P含量控制在≤0.01%。

S，為有害元素，與Mn形成細小MnS，可強烈阻止成品退火時晶粒長大，因此控制在≤0.0020%。

N，為有害元素，易與Al形成幼小的AlN質點，抑制晶粒長大，因此控制在≤0.0025%。

本發(fā)明之所以控制熱軋板在?；^程中的溫度要求在Ac3點以上，在于此時熱軋板退火進入奧氏體區(qū)，冷卻時隨著γ→α轉變，C的溶解量降低會使細小的滲碳體析出，進而形成對磁感有利的織構，改善成品的最終磁性能。如果?；瘻囟鹊陀贏c3點，會在鐵素體或鐵素體與奧氏體兩相區(qū)?；；蟮木Я３叽巛^小且不均勻，冷軋時晶粒內(nèi)難以產(chǎn)生大量的變形帶，最終退火時會形成大量惡化磁性能的織構。因此熱軋板?；鬁囟仍贏c3點以上。

本發(fā)明之所以控制在150℃～300℃冷軋軋，并一次冷軋至0.35mm成品厚度，在于軋制溫度在150℃以上時磁感會大幅度提高，低于150℃時對磁感改善幾乎沒有作用。高于300℃時對磁感也有改善作用，但溫度太高，生產(chǎn)成本增加，對設備磨損程度也增加，因此冷軋溫度上限為300℃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，采用一次冷軋法，成品厚度在0.35mm，鐵損P_1.5/50≤2.1W/kg，B₅₀₀₀≥1.74T，且生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟。

具體實施方式

下面對本發(fā)明予以詳細描述：

表1為本發(fā)明各實施例及對比例的取值列表；

表2為本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)及性能列表。

本發(fā)明各實施例按照以下步驟生產(chǎn)：

1）冶煉并連鑄成板坯；

2）將鑄坯加熱至1050～1150℃，并保溫60～120min；

3）進行熱軋，控制精軋終軋溫度在800～900℃；

4）進行卷取，控制卷取溫度不低于600℃，卷取后將鋼卷置入保溫坑進行緩冷；

5）進行?；?，?；瘻囟瓤刂圃贏c3點以上溫度區(qū)間進行；

6）經(jīng)酸洗后采用一次冷軋軋制至成品厚度0.35mm，并控制軋制溫度在150℃～300℃；

7）進行脫碳退火：控制退火溫度在800～860℃，退火時間在1～10分鐘，露點在20～80℃；氣氛為濕式的H₂與N₂混合氣氛， 其中H₂占體積比例為20～50%；

8）進行連續(xù)退火，控制退火溫度在950～1050℃，并保溫20～180s，其氣氛為干式氫氣與氮氣混合氣，H2比例為25%～50%；

9）常規(guī)冷卻、涂層及精整，并待用。

表1為本發(fā)明各實施例及對比例成分取值列表（wt%）

表2 本發(fā)明各實施例及對比例工藝參數(shù)取值及性能列表

說明：表1中，對比例1～3成分中未添加Sn或Sb，成品磁性能P_1.5/50及B₅₀₀₀未能達到本發(fā)明水平；對比例7～9成分中未添加C，成品磁性能P_1.5/50及B₅₀₀₀未能達到本發(fā)明水平。對比例10～11在冷軋工序采用常溫軋制，成品磁性能P_1.5/50及B₅₀₀₀未能達到本發(fā)明水平。

表2中，對比例13常化溫度低于該成分Ac3點溫度，成品磁性能P_1.5/50及B₅₀₀₀未能達到本發(fā)明水平；對比例14成分中添加Als，成品鐵損P_1.5/50偏高，磁感B₅₀₀₀也偏低，未能達到本發(fā)明水平。

從表2可以看出，在滿足本發(fā)明技術條件下可以獲得鐵損P_1.5/50≤2.1W/kg，且磁感B₅₀₀₀≥1.74T的無取向硅鋼。而當未同時滿足C：0.015～0.070%，Sn/Sb或Sn+Sb：0.03～0.20%，?；鬁囟仍贏c3點以上，冷軋在150℃～300℃溫度區(qū)間時，不能獲得鐵損P_1.5/50≤2.1W/kg，且磁感B₅₀₀₀≥1.74T的無取向硅鋼。

上述實施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。