CN106480400B - 一种高硅电工钢带的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高硅电工钢带的制造方法，基板硅含量2.0～4.5％,渗剂：硅铁粉末占比为70～94wt％，硅铁粉末中硅含量≥15％，渗剂粒度大于60目；填料为铁粉，占比2～12wt％；粘合剂为石腊和氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为3～8mm；热处理炉入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温时接通电源，电源电压≥10V，电源电流≥1A，热处理保温温度≥650℃，保温时间1.5～3h。本发明操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，可以实现工业化生产硅含量在3.3～6.5％的高硅钢带，适用于各种高效精密电机及电器、仪表等的电磁铁芯制造。

Description

一种高硅电工钢带的制造方法

技术领域

本发明属于轧钢工艺技术领域，具体涉及一种硅含量在3.3～6.5％的高硅电工钢带的制造方法。

背景技术

电工钢基体中，硅含量达到6.5％可获得最佳综合性能，但工业生产中，理论上硅含量达到3.3％无法进行冷加工。对于特殊用途高硅电工钢材料往往根据需求进行气相渗硅或采用非晶快冷铸轧等技术进行小规模生产,不能进行工业化生产，操作复杂，成本高，工艺不易于控制，作业效率低。

发明内容

本发明提供一种固体粉末渗硅法生产高硅电工钢薄带的方法，其目的旨在降低成本，提高作业效率，实现工业化生产高性能的高硅钢软磁材料。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种高硅电工钢带的制造方法，其特征在于，硅含量在3.3～6.5％的高硅电工钢带的制造方法为：

工艺流程

基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层；

主要设备及工艺参数

基板：硅含量2.0～4.5％,表面光整、清洁，进行化学抛光；

渗剂：硅铁粉末占比为70～94wt％，硅铁粉末中硅含量≥15％，渗剂粒度大于60目；填料为铁粉，占比2～12wt％；粘合剂为石腊和氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；

导电极板：导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为3～8mm；

电源：可调压直流电源；

热处理炉：入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温时接通电源，电源电压≥10V，电源电流≥1A，热处理保温温度≥650℃，保温时间1.5～3h。

本发明的基本技术原理为：

1、在导电极板、渗剂、待渗基板间施加一定电压的直流电场后，产生的活性硅原子带电荷；带电活性硅原子向基板表面定向扩散，其扩散速度显然高于非定向的热扩散速度，而且这种扩散方式还可以减少导电极板腐蚀并可重复利用极板。

2、在直流电场作用下，电流通过渗剂与基板本身的电阻对渗剂与基板有加热的作用，使试样实际温度较加热温度高。这种物理加热作用能促进粉末渗剂的分解，增加活性硅原子的浓度。

3、电场的两极之间及阴极基板与周围粉末渗剂间存在一个温度梯度，这将导致在电场两极及阴极与周闸粉末渗剂之间存在一个活性硅原子的浓度差。根据菲克第一定律，这种浓度差将进一步增加粉末渗硅的定向渗速，克服了常规渗硅中单纯依赖非定向热扩散的不足。

本发明的有益效果为：

本发明操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，可以实现工业化生产硅含量在3.3～6.5％的高硅钢带，通过基板的选择可生产高硅定向导磁材料及无方向性材料，其饱和磁极化强度达到1.87T，P10/50为0.77W/kg；P0.5/1K为18.83W/kg，适用于各种高效精密电机及电器、仪表等的电磁铁芯制造。

具体实施方式

本发明工艺流程为：基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层。主要装备包括同步运行三开卷机(基板与双导电极板)、粉末喷涂装置、平整压合装置、卷取装置。本发明所涉及钢带化学成分含量均为质量百分比。

实施例1：

基板钢带化学成分wt％：C：0.003％，Si：2.1％，Al：0.25％，Mn:0.31％，P：0.012％，S：0.0025％，N：0.0025％，其余为Fe和不可避免的残余元素。

基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。

硅铁粉末粒度80目，硅含量85％，硅铁粉末占渗剂比例75wt％；纯铁粉粒度100目占10wt％；石腊粉10wt％；氯化氨5wt％；80℃烘干混合均匀。

导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为4mm。

入炉温度120℃，升温速度90/h，保温温度750℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制60V，电流控制4A，通电保温时间1.5h。

渗硅后基板硅含量为3.4％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.94T，P10/50为0.93W/kg，P0.5/1K为24.5W/kg。

实施例2：

基板钢带化学成分wt％：C：0.002％，Si：3.2％，Al：0.22％，Mn:0.30％，P：0.011％，S：0.002％，N：0.0021％，其余为Fe和不可避免的残余元素。

基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。

硅铁粉末粒度100目，硅含量75％，硅铁粉末占渗剂比例80wt％；纯铁粉粒度100目占9wt％；石腊粉8wt％；氯化氨3wt％；120℃烘干混合均匀。

导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为5mm。

入炉温度180℃，升温速度100/h，保温温度750℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制50V，电流控制3A，通电保温时间2h。

渗硅后基板硅含量为4.7％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.88T，P10/50为0.84W/kg，P0.5/1K为18.5W/kg。

实施例3：

基板钢带化学成分wt％：C：0.002％，Si：4.1％，Al：0.12％，Mn:0.23％，P：0.010％，S：0.003％，N：0.0019％，其余为Fe和不可避免的残余元素。

基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。

硅铁粉末粒度120目，硅含量60％，硅铁粉末占渗剂比例80wt％；纯铁粉粒度100目占12wt％；石腊粉6wt％；氯化氨2wt％；180℃烘干混合均匀。

导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为7mm。

入炉温度220℃，升温速度120/h，保温温度750℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制45V，电流控制2A，通电保温时间1.8h。

渗硅后基板硅含量为6.3％，通过100mm×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.79T，P10/50为0.56W/kg，P0.5/1K为13.5W/kg。

Claims (1)

1.一种高硅电工钢带的制造方法，其特征在于，硅含量在3.3～6.5wt％的高硅电工钢带的制造方法为：

工艺流程

基板开卷→双面粉末喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→基板为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将基板与导电极板分离→基板表面清理→去应力退火或涂层；

主要设备及工艺参数

基板：硅含量2.0～4.5wt％,表面光整、清洁，进行化学抛光；

渗剂：硅铁粉末占比为70～94wt％，硅铁粉末中硅含量≥15wt％，渗剂粒度大于60目；填料为铁粉，占比2～12wt％；粘合剂为石腊和氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；

导电极板：导电极板为铜板，喷涂厚度在2N/mm²压力下为3～8mm；

电源：可调压直流电源；

热处理炉：入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，保温时接通电源，电源电压≥10V，电源电流≥1A，热处理保温温度≥650℃，保温时间1.5～3h。