CN110157976A - 一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 - Google Patents
一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110157976A CN110157976A CN201910578672.3A CN201910578672A CN110157976A CN 110157976 A CN110157976 A CN 110157976A CN 201910578672 A CN201910578672 A CN 201910578672A CN 110157976 A CN110157976 A CN 110157976A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rolling
- roll
- roller
- temperature
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 101
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 44
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005088 metallography Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1222—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1227—Warm rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1233—Cold rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
Abstract
本发明涉及一种含稀土Nd的Fe‑6.9%Si薄带的制备方法,属于轧钢工艺技术领域。一种含稀土Nd的Fe‑6.9%Si薄带的制备方法,所述薄带化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Nd 0.03~0.05%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe,薄带厚度为0.15~0.2mm;所述方法包括冶炼、锻造、异步热轧、酸洗、温轧、中间退火、酸洗、异步冷轧、连续退火的步骤。本发明提出了Fe‑6.9%Si钢中添加轻稀土Nd以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上,采用冷轧与异步相结合的新技术制备了高硅钢薄带,通过稀土Nd的微合金化及异步轧制细化晶粒、降低变形抗力,提升了高硅钢薄带的塑性变形能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法,属于轧钢工艺技术领域。
背景技术
随着我国特高压输电、高频信息技术及国防军工等领域的快速发展,为了降低噪声和铁损,提高能源利用率,高硅电工钢的市场需求量与日俱增。高硅钢具有优异的软磁性能,如高磁导率、低矫顽力、低铁损及近乎于零的磁致伸缩系数,在高频领域具有广泛的应用前景。由于室温脆性的影响,高硅钢的塑性变形能力大幅下降,采用常规轧制工艺流程难以制备出板形良好的薄板,从而限制其在工业领域的生产及应用。目前世界范围内只有日本JFE公司采用化学气相沉积法成功地实现了高硅钢薄带的工业化生产,但是这种高温渗硅处理工艺需采用剧毒的SiCl4气体,并产生大量的FeCl2废气,严重污染环境,这与我国可持续发展战略相悖。
高硅钢的晶粒粗大,晶粒内的位错密度较大,较小的塑性变形就会产生很大的应力集中,发生不均匀的变形,增大了开裂机会。另外由于高硅钢中大量B2和DO3有序相的存在,导致其脆性增大,室温塑性差,这给材料的进一步加工带来了诸多困难。微量稀土变质夹杂物,细化晶粒,限制B2有序结构中的Fe、Si原子向近邻位置空位扩散,降低有序相含量。目前国内外学者在高硅钢中添加的稀土元素仅采用了轻稀土元素Ce,而对于同属于轻稀土元素钕(Nd)在高硅钢中应用尚无报道。
发明内容
本发明提供一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的生产工艺。本发明提出了Fe-6.9%Si钢中添加轻稀土Nd以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上,采用冷轧与异步相结合的新技术制备了高硅钢薄带,通过稀土Nd的微合金化及异步轧制细化晶粒、降低变形抗力,提升了高硅钢薄带的塑性。
一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法,所述薄带化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Nd 0.03~0.05%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe,薄带厚度为0.15~0.2mm;所述方法包括冶炼、锻造、异步热轧、酸洗、同步温轧、中间退火、酸洗、异步冷轧、连续退火的步骤,其中,
所述异步热轧的步骤为:将锻造所得锻坯进行加热,加热温度为1100~1200℃,保温时间按1~3min/mm×坯厚控制,保温后进行异步热轧,上下工作辊的辊径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速,异速比为1.2~1.3,下辊辊速为0.3~0.6m/s,上辊辊速为0.39~0.78m/s,经10~11道次热轧至2~3mm后水冷,终轧温度为880~920℃。
所述同步温轧的步骤为:将经异步热轧和酸洗处理后的板材利用四辊冷轧机进行温轧,温轧工艺过程为逐级降温轧制,其中,第一阶段将轧板加热至650~720℃,温轧至1.2~2mm,道次压下率12%~14%,轧制力为200~230kN;第二阶段将轧板加热至550~600℃,温轧至0.7~1.0mm,道次压下率8%~10%,轧制力为150~180kN;第三阶段将轧板加热至450~500℃,温轧至0.3~0.4mm,道次压下率5%~7%,轧制力为90~120kN;轧机辊速保持为0.06~0.08m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min;
所述异步冷轧步骤为:将经中间退火和酸洗处理后的板材进行异步冷轧,所述冷轧工艺异速比为1.05~1.2,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速;轧制前两道次的道次压下率4%~5%,轧制力为80~120kN,下辊辊速为0.4~0.6m/s;中间道次的道次压下率为6%~8%,轧制力为150~200kN,下辊辊速为0.8~1.0m/s;最后两道次的道次压下率为4%~5%,轧制力为100~130kN,下辊辊速为0.5~0.7m/s;整个异步冷轧轧制过程中每隔两道次将冷轧板翻转一次,轧板的上下表面对调。
本发明所述“异步轧制”于可逆异步热轧机上进行,可商业购得。
进一步地,所述异步热轧在可逆异步热轧机上进行,两个工作辊直径相同,通过上下工作辊转速的不同实现异步轧制条件,轧制过程中辊速始终保持恒定。下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。
进一步地,所述异步冷轧在可逆异步冷轧机上进行,两个工作辊直径相同,通过上下工作辊转速的不同实现异步轧制条件,轧制过程中辊速始终保持恒定。下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速。
进一步地,所述冶炼步骤为:采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Nd 0.03~0.05%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe。
进一步地,所述锻造步骤为:采用空气自由锻成50mm厚的方坯,锻造温度为1180~1250℃,保温时间按1~3min/mm×铸锭厚度控制。
进一步地,所述酸洗步骤为:采用6%~8%浓度盐酸溶液对热轧板及中间退火板进行酸洗,酸洗温度为50~70℃,酸洗时间为10~20min,去除表面氧化铁皮。
进一步地,所述中间退火步骤为:温轧板在950~1000℃,保温30~50min后水冷至室温。
进一步地,所述连续退火步骤为:采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至800~900℃,保温时间为2~3min,再以5℃/s的速率加热至1000~1100℃,薄带保温时间为3~5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
稀土Nd在钢中的固溶度大于Ce在钢中的固溶度,在ɑ-Fe中扩散速率比Ce更快,具有更高的溶质原子与空位结合能,微合金化作用更为明显。另外,异步轧制技术是一种深度塑性变形方法。随着异速比和轧制压下量的增加,钢板受到的剪应变增加,形成表层细晶区,同时向钢板心部的变形渗透性增强,促进了心部动态再结晶形核,达到细化晶粒、降低轧制力的目的,解决高硅钢变形抗力较大,变形困难等问题。采用冷轧与异步相结合的方法,细化晶粒、降低有序相含量及尺寸,提升高硅钢的塑性变形能力。
本发明的有益效果是:本发明在Fe-6.9%Si钢中添加稀土Nd元素提升高硅钢薄带的加工性能;本发明采用异步热轧,细化了热轧板晶粒,为下一步工序的顺利开展提供了良好的组织基础;本发明采用异步结合冷轧工艺,解决了高硅钢变形抗力较大,变形困难等问题;本发明所述的连续退火方法可以使再结晶晶粒随着持续退火加热明显粗化,但不会对晶粒取向产生影响,从而在不降低磁感的条件下,降低高频铁损。本发明所述的异步冷轧技术与同步冷轧技术相比较,采用冷轧与异步相结合的方法可以细化晶粒、破碎B2和DO3有序相,降低有序相含量及尺寸,发生形变诱导无序化效应,具有显著提升高硅钢塑性变形能力的积极效果。同时异步冷轧在搓轧区形成的与剪切应力方向相反的摩擦力,形成快辊侧和慢辊侧的织构强度差异,提高了有利于磁感应强度的λ纤维织构强度。本发明具有生产成本低、无污染、易于操作、显著提升高硅钢的塑性及磁性能等优点。
附图说明
图1(a)为对比例1所得同步热轧板的微观组织图;(b)为本发明实施例4经异步热轧步骤所得异速比为1.3的异步热轧板的微观组织图;由图可以看出,与同步热轧板相比,异速比为1.3的热轧板在厚度方向的晶界间距较小,采用异步热轧能有效的细化热轧板晶粒尺寸。
图2(a)为对比例2所得同步冷轧板的微观组织图;(b)为本发明实施例4经异步冷热轧步骤所得异速比为1.2的异步冷轧板的微观组织图;(c)为将对比例2所得同步冷轧板进行连续退火(连续退火操作步骤及条件同实施例4)后所得成品薄带的微观组织;(d)本发明实施例4所得成品薄带的微观组织;由图可以看出,与同步冷轧板相比,异速比为1.2的冷轧板在厚度方向的晶界间距较小,并且成品薄带的晶粒尺寸随之减小,意味着采用异步冷轧步骤能在冷轧变形过程中形成细晶区,有效的细化成品薄带晶粒。
图3为本发明实施例4经异步冷热轧步骤所得高硅钢冷轧板的反相畴透射电镜照片;由图可以看出,高硅钢冷轧板中的B2和DO3有序相被大量位错所切割破碎,降低了有序相含量及尺寸,发生形变诱导无序化效应。
图4为本发明实施例1~4异步冷轧步骤异速比对成品高硅钢薄带织构的影响;由图可以看出,随着冷轧异速比的增加,有利于磁感应强度的λ纤维织构强度逐渐增加。
图5为本发明实施例4所得成品薄带磁感应强度及铁损磁滞回线测试图。(a)B50(在磁场强度5000Am-1和1000Hz的条件下测量的磁感应强度值);(b)P10/1000(1T和1000Hz的条件下测量的铁损值);
图6为本发明实施例1~4所得成品薄带高硅钢薄带的三点弯曲性能图,图中可以看出异步冷轧步骤中不同异速比对成品薄带的弯曲性能具有较大的影响。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
本实施方式采用金相显微镜观察热轧板、冷轧板及成品薄带的微观组织图。
本实施方式采用TECNAIG220透射电子显微镜观察高硅钢冷轧板中的B2和DO3有序相的暗场图像。
本实施方式采用XRD检测的高硅钢成品薄带的宏观织构。
本实施方式采用硅钢测量装置测试高硅钢成品薄带的纵向磁性能。
本发明实施例中按照GB/T232-2010制成矩形标准三点弯曲试样,在CMT5105-SANS微机控制电子万能实验机上进行三点弯曲测试。
实施例1
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.95%,Nd 0.032%,C 0.008%,Mn 0.009%,P 0.005%,S 0.004%,N 0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1250℃温度下,保温220min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1170℃,保温时间为110min,然后在可逆异步热轧机上进行异步热轧,异速比为1.2,下辊辊速为0.6m/s,上辊辊速为0.78m/s。终轧温度为880℃,经10道次热轧至3mm后水冷。
采用5%浓度盐酸溶液酸洗后温轧,温轧工艺的第一阶段将轧板加热至650℃,温轧至2mm,道次压下率14%,轧制力为230kN。第二阶段将轧板加热至550℃,温轧至1.0mm,道次压下率10%,轧制力为180kN。第三阶段将轧板加热至450℃,温轧至0.4mm,道次压下率7%,轧制力为120kN。轧机辊速为0.06m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min使轧件的温度在每个道次轧制前为相应的轧制温度。
温轧后进行中间退火,温度为950℃,保温50min后水冷至室温。采用5%浓度盐酸溶液酸洗后,对含稀土Nd的Fe-6.9%Si温轧板进行室温异步冷轧。异步冷轧的异速比为1.05,下辊为慢速辊,辊速保持恒定,上辊为快速辊。前两道次的道次压下率为4%,轧制力为120kN,下辊辊速为0.6m/s,上辊辊速为0.63m/s。中间道次的道次压下率为8%,轧制力为200kN,下辊辊速为1.0m/s,上辊辊速为1.05m/s。最后两道次的道次压下率为4%,轧制力为130kN,下辊辊速为0.7m/s,上辊辊速为0.74m/s。每两道次将冷轧板进行翻转,轧板的上下表面对调,所述高硅钢薄带厚度为0.2mm。
采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至830℃,保温时间为3min,再以5℃/s的速率加热至1050℃,薄带保温时间为5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。如图3所示,与常规冷轧得到的高硅钢薄带的三点弯曲断裂挠度8.6mm相比,异速比为1.05的异步冷轧板的三点弯曲断裂挠度值为10.4mm,提升了高硅钢的塑性变形能力。
实施例2
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91%,Nd 0.038%,C 0.009%,Mn 0.008%,P 0.004%,S 0.003%,N 0.001%,O 0.002%,余量Fe。在1220℃温度下,保温220min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1150℃,保温时间为100min,然后在可逆异步热轧机上进行异步热轧,异速比为1.2,下辊辊速为0.5m/s,上辊辊速为0.6m/s。终轧温度为890℃,经10道次热轧至2.7mm后水冷。
采用7%浓度盐酸溶液酸洗后温轧,温轧工艺的第一阶段将轧板加热至680℃,温轧至1.7mm,道次压下率13%,轧制力为220kN。第二阶段将轧板加热至570℃,温轧至0.9mm,道次压下率9%,轧制力为170kN。第三阶段将轧板加热至470℃,温轧至0.36mm,道次压下率6%,轧制力为110kN。轧机辊速为0.07m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min使轧件的温度在每个道次轧制前为相应的轧制温度。
温轧后进行中间退火,温度为970℃,保温40min后水冷至室温。采用7%浓度盐酸溶液酸洗后,对含稀土Nd的Fe-6.9%Si温轧板进行室温异步冷轧。异步冷轧的异速比为1.1,下辊为慢速辊,辊速保持恒定,上辊为快速辊。前两道次的道次压下率为4%,轧制力为100kN,下辊辊速为0.5m/s,上辊辊速为0.55m/s。中间道次的道次压下率为7%,轧制力为180kN,下辊辊速为0.92m/s,上辊辊速为1.0m/s。最后两道次的道次压下率为4%,轧制力为120kN,下辊辊速为0.6m/s,上辊辊速为0.66m/s。每两道次将冷轧板进行翻转,轧板的上下表面对调,所述高硅钢薄带厚度为0.18mm。
采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至850℃,保温时间为2.5min,再以5℃/s的速率加热至1070℃,薄带保温时间为4min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。如图3所示,与常规冷轧得到的高硅钢薄带的三点弯曲断裂挠度8.6mm相比,异速比为1.1的异步冷轧板的三点弯曲断裂挠度值为11.9mm,提升了高硅钢的塑性变形能力。
实施例3
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.96%,Nd 0.043%,C 0.008%,Mn 0.009%,P 0.004%,S 0.004%,N 0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1200℃温度下,保温210min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1170℃,保温时间为90min,然后异步热轧,异速比为1.3,下辊辊速为0.4m/s,上辊辊速为0.52m/s。终轧温度为900℃,经11道次热轧至2.3mm后水冷。
采用7%浓度盐酸溶液酸洗后温轧,温轧工艺的第一阶段将轧板加热至700℃,温轧至1.5mm,道次压下率12%,轧制力为210kN。第二阶段将轧板加热至580℃,温轧至0.8mm,道次压下率8%,轧制力为160kN。第三阶段将轧板加热至480℃,温轧至0.33mm,道次压下率5%,轧制力为100kN。轧机辊速为0.08m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min使轧件的温度在每个道次轧制前为相应的轧制温度。
温轧后进行中间退火,温度为980℃,保温35min后水冷至室温。采用7%浓度盐酸溶液酸洗后,对含稀土Nd的Fe-6.9%Si温轧板进行室温异步冷轧。异步冷轧的异速比为1.15,下辊为慢速辊,辊速保持恒定,上辊为快速辊。前两道次的道次压下率为5%,轧制力为90kN,下辊辊速为0.45m/s,上辊辊速为0.52m/s。中间道次的道次压下率为6%,轧制力为160kN,下辊辊速为0.85m/s,上辊辊速为0.98m/s。最后两道次的道次压下率为5%,轧制力为110kN,下辊辊速为0.55m/s,上辊辊速为0.63m/s。每两道次将冷轧板进行翻转,轧板的上下表面对调,所述高硅钢薄带厚度为0.17mm。
采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至870℃,保温时间为2min,再以5℃/s的速率加热至1080℃,薄带保温时间为4min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。如图3所示,与常规冷轧得到的高硅钢薄带的三点弯曲断裂挠度8.6mm相比,异速比为1.15的异步冷轧板的三点弯曲断裂挠度值为15.0mm,提升了高硅钢的塑性变形能力。
实施例4
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.98%,Nd 0.05%,C 0.008%,Mn 0.008%,P 0.003%,S 0.003%,N 0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1180℃温度下,保温220min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃,保温时间为100min,然后异步热轧,异速比为1.3,下辊辊速为0.3m/s,上辊辊速为0.39m/s。终轧温度为920℃,经11道次热轧至2mm后水冷。
采用8%浓度盐酸溶液酸洗后温轧,温轧工艺的第一阶段将轧板加热至720℃,温轧至1.2mm,道次压下率12%,轧制力为200kN。第二阶段将轧板加热至600℃,温轧至0.7mm,道次压下率8%,轧制力为150kN。第三阶段将轧板加热至500℃,温轧至0.3mm,道次压下率5%,轧制力为90kN。轧机辊速为0.08m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min使轧件的温度在每个道次轧制前为相应的轧制温度。
温轧后进行中间退火,温度为1000℃,保温30min后水冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液酸洗后,对含稀土Nd的Fe-6.9%Si温轧板进行室温异步冷轧。异步冷轧的异速比为1.2,下辊为慢速辊,辊速保持恒定,上辊为快速辊。前两道次的道次压下率为5%,轧制力为80kN,下辊辊速为0.4m/s,上辊辊速为0.48m/s。中间道次的道次压下率为6%,轧制力为150kN,下辊辊速为0.8m/s,上辊辊速为0.96m/s。最后两道次的道次压下率为5%,轧制力为100kN,下辊辊速为0.5m/s,上辊辊速为0.6m/s。每两道次将冷轧板进行翻转,轧板的上下表面对调,所述高硅钢薄带厚度为0.15mm。
采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至900℃,保温时间为2min,再以5℃/s的速率加热至1100℃,薄带保温时间为3min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。如图3所示,与常规冷轧得到的高硅钢薄带的三点弯曲断裂挠度8.6mm相比,异速比为1.2的异步冷轧板的三点弯曲断裂挠度值为17.3mm,塑性提升了66%,显著提升了高硅钢的塑性变形能力。
对比例1同步热轧板
热轧步骤中异速比为1.0,上下辊速相同,为0.3m/s,其他工艺操作及条件与实施例4相同,得同步热轧板,具体工艺如下:
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.98%,Nd 0.05%,C 0.008%,Mn 0.008%,P 0.003%,S 0.003%,N 0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1180℃温度下,保温220min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃,保温时间为100min,然后同步热轧,下辊辊速为0.3m/s,上辊辊速为0.3m/s。终轧温度为920℃,经11道次热轧至2mm后水冷,得同步热轧板。
对比例2同步冷轧板
冷轧步骤中异速比为1.0,上下辊速相同,其他工艺操作及条件与实施例4相同,得同步冷轧板,具体工艺如下:
采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.98%,Nd 0.05%,C 0.008%,Mn 0.008%,P 0.003%,S 0.003%,N 0.002%,O 0.002%,余量Fe。在1180℃温度下,保温220min后利用空气自由锻成50mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃,保温时间为100min,然后异步热轧,异速比为1.3,下辊辊速为0.3m/s,上辊辊速为0.39m/s。终轧温度为920℃,经11道次热轧至2mm后水冷。
采用8%浓度盐酸溶液酸洗后温轧,温轧工艺的第一阶段将轧板加热至720℃,温轧至1.2mm,道次压下率12%,轧制力为200kN。第二阶段将轧板加热至600℃,温轧至0.7mm,道次压下率8%,轧制力为150kN。第三阶段将轧板加热至500℃,温轧至0.3mm,道次压下率5%,轧制力为90kN。轧机辊速为0.08m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min使轧件的温度在每个道次轧制前为相应的轧制温度。
温轧后进行中间退火,温度为1000℃,保温30min后水冷至室温。采用8%浓度盐酸溶液酸洗后,对含稀土Nd的Fe-6.9%Si温轧板进行室温异步冷轧。采用同步冷轧,上辊和下辊辊速相同。前两道次的道次压下率为5%,轧制力为80kN,下辊辊速为0.4m/s,上辊辊速为0.4m/s。中间道次的道次压下率为6%,轧制力为150kN,下辊辊速为0.8m/s,上辊辊速为0.8m/s。最后两道次的道次压下率为5%,轧制力为100kN,下辊辊速为0.5m/s,上辊辊速为0.5m/s。每两道次将冷轧板进行翻转,轧板的上下表面对调,得同步冷轧板,所述高硅钢薄带厚度为0.15mm。
Claims (6)
1.一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法,其特征在于:所述薄带化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Nd 0.03~0.05%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe,薄带厚度为0.15~0.2mm;所述方法包括冶炼、锻造、异步热轧、酸洗、同步温轧、中间退火、酸洗、异步冷轧、连续退火的步骤,其中,
所述异步热轧的步骤为:将锻造所得锻坯进行加热,加热温度为1100~1200℃,保温时间按1~3min/mm×坯厚控制,保温后进行异步热轧,上下工作辊的辊径相同,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速,异速比为1.2~1.3,下辊辊速为0.3~0.6m/s,上辊辊速为0.39~0.78m/s,经10~11道次热轧至2~3mm后水冷,终轧温度为880~920℃;
所述同步温轧的步骤为:将经异步热轧和酸洗处理后的板材利用四辊冷轧机进行温轧,温轧工艺过程为逐级降温轧制,其中,第一阶段将轧板加热至650~720℃,温轧至1.2~2mm,道次压下率12%~14%,轧制力为200~230kN;第二阶段将轧板加热至550~600℃,温轧至0.7~1.0mm,道次压下率8%~10%,轧制力为150~180kN;第三阶段将轧板加热至450~500℃,温轧至0.3~0.4mm,道次压下率5%~7%,轧制力为90~120kN;轧机辊速保持为0.06~0.08m/s,每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中,保温1~3min;
所述异步冷轧步骤为:将经中间退火和酸洗处理后的板材进行异步冷轧,所述冷轧工艺异速比为1.05~1.2,下辊为慢速辊,辊速始终保持恒定,上辊为快速辊,根据异速比调整上辊辊速;轧制前两道次的道次压下率4%~5%,轧制力为80~120kN,下辊辊速为0.4~0.6m/s;中间道次的道次压下率为6%~8%,轧制力为150~200kN,下辊辊速为0.8~1.0m/s;最后两道次的道次压下率为4%~5%,轧制力为100~130kN,下辊辊速为0.5~0.7m/s;整个异步冷轧轧制过程中每隔两道次将冷轧板翻转一次,轧板的上下表面对调。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述冶炼步骤为:采用真空感应炉浇注高硅钢铸锭,其化学成分按重量百分比含量为:Si 6.91~6.98%,Nd 0.03~0.05%,C<0.01%,Mn<0.01%,P<0.01%,S<0.01%,N<0.003%,O<0.003%,余量Fe。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述锻造步骤为:采用空气自由锻成50mm厚的方坯,锻造温度为1180~1250℃,保温时间按1~3min/mm×铸锭厚度控制。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述酸洗步骤为:采用5%~8%浓度盐酸溶液对热轧板及中间退火板进行酸洗,酸洗温度为50~70℃,酸洗时间为10~20min,去除表面氧化铁皮。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述中间退火步骤为:温轧板在950~1000℃,保温30~50min后水冷至室温。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述连续退火步骤为:采取两阶段逐级升温退火工艺,先以3℃/s的速率加热至800~900℃,保温时间为2~3min,再以5℃/s的速率加热至1000~1100℃,薄带保温时间为3~5min,通入氮气防止氧化,然后空冷至室温。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910578672.3A CN110157976B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910578672.3A CN110157976B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110157976A true CN110157976A (zh) | 2019-08-23 |
CN110157976B CN110157976B (zh) | 2020-11-03 |
Family
ID=67637290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910578672.3A Active CN110157976B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110157976B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115852123A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 北京为康环保科技有限公司 | 一种抗菌不锈钢的处理方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1800582A1 (de) * | 1968-10-02 | 1970-08-13 | Schloemann Ag | Verfahren zum Steuern des Querunterteilens von Walzgut und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
JPH08143963A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Kawasaki Steel Corp | 方向性けい素鋼板の製造方法 |
CN1676656A (zh) * | 2004-03-29 | 2005-10-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 可大线能量焊接的超高强度厚钢板及其制造方法 |
CN1709643A (zh) * | 2005-07-06 | 2005-12-21 | 东北大学 | 用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法 |
CN101003876A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-25 | 河北理工大学 | 利用异步轧制提高耐磨高锰钢耐磨性的方法 |
CN101049669A (zh) * | 2007-05-14 | 2007-10-10 | 北京科技大学 | 高硅钢薄板的冷轧制备方法 |
CN103255338A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-21 | 东北大学 | 一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法 |
CN104694722A (zh) * | 2013-12-09 | 2015-06-10 | 青岛平度市旧店金矿 | 一种新型高硅钢冷轧薄板制备工艺 |
CN104831036A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-08-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 薄带连铸高温轧制快淬制备Fe-6.5%Si的方法 |
CN104911322A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-16 | 北京科技大学 | 一种利用轧制制备取向高硅钢薄板的方法 |
CN105063473A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-11-18 | 东北大学 | 基于薄带铸轧和did制造无取向高硅钢冷轧薄板的方法 |
CN105598164A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-25 | 北京科技大学 | 一种高硅电工钢薄带的轧制制备方法 |
EP3358031A1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-08-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and hot-rolled steel sheet for grain-oriented electromagnetic steel sheet |
CN109201736A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种高熵合金的异步轧制方法 |
-
2019
- 2019-06-28 CN CN201910578672.3A patent/CN110157976B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1800582A1 (de) * | 1968-10-02 | 1970-08-13 | Schloemann Ag | Verfahren zum Steuern des Querunterteilens von Walzgut und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
JPH08143963A (ja) * | 1994-11-24 | 1996-06-04 | Kawasaki Steel Corp | 方向性けい素鋼板の製造方法 |
CN1676656A (zh) * | 2004-03-29 | 2005-10-05 | 宝山钢铁股份有限公司 | 可大线能量焊接的超高强度厚钢板及其制造方法 |
CN1709643A (zh) * | 2005-07-06 | 2005-12-21 | 东北大学 | 用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法 |
CN101003876A (zh) * | 2007-01-12 | 2007-07-25 | 河北理工大学 | 利用异步轧制提高耐磨高锰钢耐磨性的方法 |
CN101049669A (zh) * | 2007-05-14 | 2007-10-10 | 北京科技大学 | 高硅钢薄板的冷轧制备方法 |
CN103255338A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-21 | 东北大学 | 一种增强双辊薄带连铸取向硅钢热轧高斯织构的方法 |
CN104694722A (zh) * | 2013-12-09 | 2015-06-10 | 青岛平度市旧店金矿 | 一种新型高硅钢冷轧薄板制备工艺 |
CN104831036A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-08-12 | 武汉钢铁(集团)公司 | 薄带连铸高温轧制快淬制备Fe-6.5%Si的方法 |
CN104911322A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-16 | 北京科技大学 | 一种利用轧制制备取向高硅钢薄板的方法 |
CN105063473A (zh) * | 2015-09-07 | 2015-11-18 | 东北大学 | 基于薄带铸轧和did制造无取向高硅钢冷轧薄板的方法 |
EP3358031A1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-08-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and hot-rolled steel sheet for grain-oriented electromagnetic steel sheet |
CN105598164A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-05-25 | 北京科技大学 | 一种高硅电工钢薄带的轧制制备方法 |
CN109201736A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-15 | 西安理工大学 | 一种高熵合金的异步轧制方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张道达等: "大变形异步-同步轧制超细晶TWIP钢的组织及变形性行为", 《南昌大学学报(理科版)》 * |
范立学: "异步轧制对硅钢薄带织构和磁性能影响机理的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115852123A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 北京为康环保科技有限公司 | 一种抗菌不锈钢的处理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110157976B (zh) | 2020-11-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107858586B (zh) | 一种高强塑积无屈服平台冷轧中锰钢板的制备方法 | |
CN100475982C (zh) | 非取向电工钢带的连铸方法 | |
CN100486758C (zh) | 用异步轧制工艺制造低铁损冷轧无取向硅钢板的方法 | |
CN107164690B (zh) | 一种基于薄带连铸制备{100}面发达织构无取向硅钢薄带的方法 | |
Chen et al. | Effect of asymmetric hot rolling on texture, microstructure and magnetic properties in a non-grain oriented electrical steel | |
CN103205548B (zh) | 一种低矫顽力电磁纯铁冷轧薄板的制造方法 | |
CN109609734A (zh) | 一种冷轧无取向硅钢的制备方法 | |
CN105543711B (zh) | 抑制超级奥氏体不锈钢的铬和钼元素中心偏析的铸轧方法 | |
CN110387501B (zh) | 一种含硼锆无取向高硅钢薄板及其制备方法 | |
CN110218945A (zh) | 一种无瓦楞状缺陷的无取向电工钢及其制备方法 | |
JP2001073040A (ja) | 薄いストリップの形態のtrip鋼を製造する方法及びこの方法で得られる薄いストリップ | |
CN100369712C (zh) | 一种低铁损冷轧无取向硅钢板的制造方法 | |
Jiao et al. | Influence of hot deformation on texture and magnetic properties of strip cast non-oriented electrical steel | |
CN110317995A (zh) | 一种用csp生产表面质量良好的薄规格中碳热轧钢板的方法 | |
CN109554607A (zh) | 具有优良抗鳞爆性和深冲性的冷轧搪瓷钢板及其制造方法 | |
CN103305748A (zh) | 一种无取向电工钢板及其制造方法 | |
CN109182923A (zh) | 一种低碳微合金化高强塑积冷轧trip980钢的热处理方法 | |
Jiao et al. | Microstructural evolution and magnetic properties in strip cast non-oriented silicon steel produced by warm rolling | |
CN107815598A (zh) | 500MPa级抗震建筑结构用热连轧钢带及其生产方法 | |
KR20010062522A (ko) | 복상 조직강의 조직제어방법 | |
CN108203788B (zh) | 一种薄带连铸低磁各向异性无取向硅钢的制备方法 | |
CN110387502A (zh) | 一种高硅钢薄板及制备该薄板的深冷叠轧工艺 | |
CN110157976A (zh) | 一种含稀土Nd的Fe-6.9%Si薄带的制备方法 | |
CN109055861A (zh) | 一种低铁损高磁感取向硅钢薄带及其制备方法 | |
Jiao et al. | Effect of recrystallization annealing temperature on microstructure, texture and magnetic properties of non-oriented silicon steel produced by strip casting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240111 Address after: 230000 floor 1, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province Patentee after: Dragon totem Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: Wanghua District West Dandong Road 113001 Liaoning city of Fushun province. Patentee before: Liaoming Petrochemical University |