CN107626736A - 一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，包括：1)硅含量0.0％～4.0％的冷轧电工钢钢带或电工钢热轧板做为基板，在双层基板之间喷涂一层高硅铁粉末，厚度为0.5～10mm，高硅铁粉末的硅含量在3.5％以上，边部密封或焊接后组成高硅复合材料板；2)可选择地进行机械加工或冷轧提高材料板的致密性；3)高硅铁粉末与基板整体烧结后，通过热轧制得高硅复合材料钢带；4)采用高硅复合材料钢带生产电工钢产品的工艺流程为酸洗、冷轧、热处理、涂层、精整。本发明可实现高硅电工钢材料的工业化生产，其操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，所获得的高性能高硅钢软磁材料适用于高、精、尖电磁铁芯制造领域。
Description
技术领域
本发明涉及电工钢生产技术领域，尤其涉及一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法。
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％就无法进行冷加工。对于特殊用途高硅电工钢材料根据需求常采用气相渗硅、铸轧薄带、非晶材料、粉末压铸轧制等技术进行小规模生产,无法实现进行工业化规模生产，且生产过程操作复杂，成本高，工艺不易于控制，作业效率低。
发明内容
本发明提供了一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，可实现高硅电工钢材料的工业化生产，其操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，所获得的高性能高硅钢软磁材料适用于高、精、尖电磁铁芯制造领域。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，适用于含硅量3.3％～6.5％的方向性、无方向性电工钢产品生产；包括：
1)根据电工钢产品的厚度及其是否具有方向性，选取冷轧加工性良好的冷轧电工钢钢带或电工钢热轧板做为复合材料的基板，基板的硅含量0.0％～4.0％；在双层基板之间喷涂一层高硅铁粉末，高硅铁粉末的硅含量在3.5％以上，粉末粒度在60目以上；喷涂高硅铁粉末的厚度为0.5～10mm，喷涂后双层基板边部密封或焊接制得高硅复合材料板；
2)根据高硅复合材料板中粉末装填方法及致密度要求，可选择地采用机械加工或冷轧方法提升高硅复合材料板的致密度；
3)高硅复合材料板入加热炉加热，使高硅铁粉末与基板整体烧结；之后采用热轧使高硅复合材料板厚度减薄制得高硅复合材料钢带，进一步提升高硅复合材料板的致密度；热轧时高硅复合材料板在保护气氛下加热到850～1530℃；
4)采用热轧后的高硅复合材料钢带生产电工钢产品的工艺流程为酸洗、冷轧、热处理、涂层、精整；冷轧后热处理时在保护气氛下加热到800℃～1350℃。
所述高硅铁粉末中根据电工钢产品特性要求添加有益合金元素，有益合金元素及添加的重量百分比为：铝：0～3％、钙：0～1％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)可实现硅含量3.3～6.5％高硅电工钢产品的工业化生产，大幅提高高硅电工钢产品产量；
2)操作简单、成本低、工艺易于控制、生产效率高；
3)采用复合材料制备高硅电工钢，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，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
本发明所述一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，适用于含硅量3.3％～6.5％的方向性、无方向性电工钢产品生产；包括：
1)根据电工钢产品的厚度及其是否具有方向性，选取冷轧加工性良好的冷轧电工钢钢带或电工钢热轧板做为复合材料的基板，基板的硅含量0.0％～4.0％；在双层基板之间喷涂一层高硅铁粉末，高硅铁粉末的硅含量在3.5％以上，粉末粒度在60目以上，高硅铁粉末中根据电工钢产品特性要求添加有益合金元素；喷涂高硅铁粉末的厚度为0.5～10mm，喷涂后双层基板边部密封或焊接制得高硅复合材料板；
2)根据高硅复合材料板中粉末装填方法及致密度要求，可选择地采用机械加工或冷轧方法提升高硅复合材料板的致密度；
3)高硅复合材料板入加热炉加热，使高硅铁粉末与基板整体烧结；之后采用热轧使高硅复合材料板厚度减薄制得高硅复合材料钢带，进一步提升高硅复合材料板的致密度；热轧时高硅复合材料板在保护气氛下加热到850～1530℃；
4)采用热轧后的高硅复合材料钢带生产电工钢产品的工艺流程为酸洗、冷轧、热处理、涂层、精整；冷轧后热处理时在保护气氛下加热到800℃～1350℃。
所述高硅铁粉末中根据电工钢产品特性要求添加有益合金元素，有益合金元素及添加的重量百分比为：铝：0～3％、钙：0～1％。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
作为基板的电工钢钢带化学成分：C：0.003％，Si：2.5％，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：1.00mm×300mm×1000mm；
高硅铁粉末粒度100目，硅含量6％。
采用2层基板间喷涂高硅铁粉末然后辊压的方式制备高硅复合材料板，边部采用激光焊接，辊压压合力控制在15T，基板间粉末芯层厚度控制在2mm。
高硅复合材料板入炉加热烧结，温度1200℃，保护气氛100％干氢，保温时间1.5h。
烧结后的高硅复合材料板进四辊热轧机进行轧制，开轧温度1180℃，终轧温度950℃，轧制后板带厚度1.85mm，芯层致密度7.38g/cm3，高硅复合材料钢带整体硅含量4.1％。
经热轧后的高硅复合材料钢带进行表面酸洗及冷轧，控制轧制厚度0.35mm，经过全氢气体保护热处理，退火温度1050℃，在炉时间3min，以100℃/min速度控制冷却；
进行磁性测量，磁极化强度J5000为1.78T，铁损P15/50为1.64W/kg，远远超出国标高牌号35AW210产品的性能水平。
【实施例2】
作为基板的电工钢钢带化学成分：C：0.002％，Si：3.2％，Al：0.62％，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：1.50mm×300mm×1000mm；
高硅铁粉末粒度120目，硅含量6.5％，铝含量1％，钙含量0.0054％。
采用2层基板间喷涂高硅铁粉末及辊压方式制备高硅复合材料板，边部采用激光焊接，辊压压合力控制在10T，基板间粉末芯层厚度控制在4mm。
高硅复合材料板入炉加热烧结，温度1280℃，保护气氛100％干氢，保温时间2.5h。
经烧结后的高硅复合材料板经四辊热轧机进行轧制，开轧温度1200℃，终轧温度900℃，复合板带厚度2.50mm，芯层致密度7.45g/cm3，高硅复合材料钢带整体硅含量4.63％，铝含量0.78％。
热轧后的高硅复合材料钢带进行表面酸洗及冷轧，控制轧制厚度0.50mm，经过全氢气体保护热处理，退火温度1110℃，在炉时间3min，以60℃/min速度控制冷却；
进行磁性测量，磁极化强度J5000为1.75T，铁损P15/50为1.94W/kg，远远超出国标高牌号50AW230产品的性能水平。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，适用于含硅量3.3％～6.5％的方向性、无方向性电工钢产品生产；其特征在于，包括：
1)根据电工钢产品的厚度及其是否具有方向性，选取冷轧加工性良好的冷轧电工钢钢带或电工钢热轧板做为复合材料的基板，基板的硅含量0.0％～4.0％；在双层基板之间喷涂一层高硅铁粉末，高硅铁粉末的硅含量在3.5％以上，粉末粒度在60目以上；喷涂高硅铁粉末的厚度为0.5～10mm，喷涂后双层基板边部密封或焊接制得高硅复合材料板；
2)根据高硅复合材料板中粉末装填方法及致密度要求，可选择地采用机械加工或冷轧方法提升高硅复合材料板的致密度；
3)高硅复合材料板入加热炉加热，使高硅铁粉末与基板整体烧结；之后采用热轧使高硅复合材料板厚度减薄制得高硅复合材料钢带，进一步提升高硅复合材料板的致密度；热轧时高硅复合材料板在保护气氛下加热到850～1530℃；
4)采用热轧后的高硅复合材料钢带生产电工钢产品的工艺流程为酸洗、冷轧、热处理、涂层、精整；冷轧后热处理时在保护气氛下加热到800℃～1350℃。
2.根据权利要求1所述的一种高硅复合材料电工钢产品的制造方法，其特征在于，所述高硅铁粉末中根据电工钢产品特性要求添加有益合金元素，有益合金元素及添加的重量百分比为：铝：0～3％、钙：0～1％。
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