CN110358977A - 硅钢薄带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅钢薄带及其制造方法，该方法包括：选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe；加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃；热轧：将铸坯热轧成2.0mm以下的硅钢带；常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理；冷轧：将常化处理后的硅钢带一次冷轧成0.25mm的硅钢薄带；连续退火：对冷轧后的硅钢薄带进行连续退火。本发明的硅钢薄带及其制造方法，实现了硅钢薄带在工频(50Hz)，中频(400Hz)，高频(1000Hz)下铁损的最优化，同时提高新能源汽车驱动电机不同转速下的效率。且未添加微合金元素或贵金属元素，生产成本更低。

Description

硅钢薄带及其制造方法
技术领域
本发明涉及硅钢材料技术领域，尤其涉及一种硅钢薄带及其制造方法。
背景技术
由于环境污染、资源短缺等因素，新能源汽车由于其环保节能等特性逐渐兴起。和普通电机相比，新能源汽车驱动电机转速较高；另外，由于其恒功率、宽频运转特性，不仅对硅钢材料50Hz下的铁损有要求，对400Hz，甚至1000Hz下的铁损都有较高要求，这要求驱动电机铁芯用硅钢的厚度向薄化发展，同时需保证在较宽频率范围内都具有优异的磁性能。
目前国内针对0.30mm及以下厚度规格无取向硅钢薄带的公开报道多为薄带连铸、双辊轧制、多次冷轧，这类工艺大生产难度大，成本也高；另外，目前的研究大多针对某个频率下的铁损进行优化，而新能源汽车驱动电机因其特殊性，用户关注的是硅钢在较宽频率范围内的铁损。随着频率的增加，涡流损耗比例增加，高频铁损和工频铁损的控制工艺也存在一定差异，同一种工艺条件下，工频铁损良好，高频铁损却较差，难以同时兼顾；不同厚度、不同成分硅钢的铁损控制工艺也不尽相同。因此，仅研究某个频率下的铁损影响因素，或者只改善某个频率下的铁损对电机效率的提升有一定的局限性。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种硅钢薄带及其制造方法。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种硅钢薄带的制造方法，所述方法包括：选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe；加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃；热轧：将铸坯热轧成2.0mm以下的硅钢带；常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理；冷轧：将常化处理后的硅钢带一次冷轧成0.25mm的硅钢薄带；连续退火：对冷轧后的硅钢薄带进行连续退火。
可选地，连续退火后，将硅钢薄带冷却至常温，在硅钢薄带的表面涂敷绝缘涂层。
可选地，热轧过程中，控制终轧温度为800～900℃。
可选地，常化处理过程中，控制常化温度在860℃以上，常化时间在3min以上。
可选地，连续退火过程中，控制退火温度为900～1000℃，退火速度为80～120m/min。
可选地，常化处理之后，冷轧之前，对硅钢带进行酸洗。
第二方面，提供了一种硅钢薄带，由上述任一项所述的硅钢薄带的制造方法制造而成，所述硅钢薄带的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe。
可选地，所述硅钢薄带的平均晶粒尺寸为100～120μm，50Hz下的铁损在0.85W/kg以下，400Hz下的铁损在12W/kg以下，1000Hz下的铁损在45W/kg以下。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的硅钢薄带及其制造方法，通过对铸坯的成分进行严格控制，提高钢质纯净度，优化织构，采用一次冷轧进行硅钢薄带的成型，实现了硅钢薄带在工频(50Hz)，中频(400Hz)，高频(1000Hz)下铁损的最优化，同时提高新能源汽车驱动电机不同转速下的效率。且未添加微合金元素或贵金属元素，也没有增加生产工序，生产成本更低，生产效率更高，50～1000Hz宽频范围内铁损均优异，更能满足驱动电机实际工况需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例提供的硅钢薄带的制造方法流程图。
具体实施方式
名词解释：
薄带：厚度在0.3mm以下的钢带。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
第一方面，本发明实施例提供了一种硅钢薄带的制造方法，如附图1所示，该方法包括：
选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe。
加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃。
热轧：将铸坯热轧成2.0mm以下的硅钢带。通过该过程，便于在后续冷轧过程中将硅钢带的压缩比控制在预设范围内，提高成品质量。
常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理。
冷轧：将常化处理后的硅钢带一次冷轧成0.25mm的硅钢薄带。
连续退火：对冷轧后的硅钢薄带进行连续退火。
经过上述工艺生产的硅钢薄带为高牌号无取向硅钢薄带，该硅钢薄带的晶粒尺寸控制在100～120μm，50Hz下的铁损P1.0/50≤0.85W/kg，400Hz下的铁损P1.0/400≤12W/kg，1000Hz下的铁损P1.0/1000≤45W/kg。可见，本发明实施例提供的硅钢薄带的制造方法，通过对铸坯的成分进行严格控制，提高钢质纯净度，优化织构，采用一次冷轧进行硅钢薄带的成型，实现了硅钢薄带在工频(50Hz)，中频(400Hz)，高频(1000Hz)下铁损的最优化，同时提高新能源汽车驱动电机不同转速下的效率。且未添加微合金元素或贵金属元素，也没有增加生产工序，生产成本更低，生产效率更高，50～1000Hz宽频范围内铁损均优异，更能满足驱动电机实际工况需求。
可选地，本发明实施例提供的硅钢薄带的制造方法中，连续退火后，将硅钢薄带冷却至常温，在硅钢薄带的表面涂敷绝缘涂层。
可选地，热轧过程中，控制终轧温度为800～900℃，举例来说，可以为800℃、850℃、900℃等。
可选地，常化处理过程中，控制常化温度在860℃以上，常化时间在3min以上。
可选地，连续退火过程中，控制退火温度为900～1000℃(例如，900℃、950℃、1000℃等)，退火速度为80～120m/min(例如，80m/min、100m/min、120m/min等)。
可选地，常化处理之后，冷轧之前，对硅钢带进行酸洗。
综上所述，本发明实施例提供的硅钢薄带的制造方法可以具体如下所示：
选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe。
加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃。
热轧：将铸坯热轧成2.0mm以下的硅钢带，控制终轧温度为800～900℃，举例来说，可以为800℃、850℃、900℃等。
常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理，控制常化温度在860℃以上，常化时间在3min以上。
冷轧：将常化处理后的硅钢带酸洗后冷轧成0.25mm的硅钢薄带。
连续退火：对冷轧后的硅钢薄带进行连续退火，控制退火温度为900～1000℃(例如，900℃、950℃、1000℃等)，退火速度为80～120m/min(例如，80m/min、100m/min、120m/min等)。
涂覆涂层：连续退火后，将硅钢薄带冷却至常温，在硅钢薄带的表面涂敷绝缘涂层。
第二方面，本发明实施例提供了一种硅钢薄带，其由上述任一项的硅钢薄带的制造方法制造而成，硅钢薄带的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe。该硅钢薄带的平均晶粒尺寸为100～120μm，50Hz下的铁损在0.85W/kg以下，400Hz下的铁损在12W/kg以下，1000Hz下的铁损在45W/kg以下。
本发明实施例提供的硅钢薄带，通过对铸坯的成分进行严格控制，提高钢质纯净度，优化织构，采用一次冷轧进行硅钢薄带的成型，实现了硅钢薄带在工频(50Hz)，中频(400Hz)，高频(1000Hz)下铁损的最优化，同时提高新能源汽车驱动电机不同转速下的效率。且未添加微合金元素或贵金属元素，也没有增加生产工序，生产成本更低，生产效率更高，50～1000Hz宽频范围内铁损均优异，更能满足驱动电机实际工况需求。
以下将结合具体示例，对本发明的硅钢薄带及其制造方法的有益效果进行进一步说明：
实施例1：
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝3.32％，Al＝0.57％，Mn＝0.30％，P≤0.015％，N＝0.0012％，S＝0.0009％，Ti＝0.0015％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1160℃，热轧至1.8mm，终轧温度880℃。进行常化，常化温度870℃，常化时间3min。酸洗后一次冷轧至0.25mm。进行连续退火，退火温度控制在980℃，退火速度为110m/min，钢板冷却至常温后涂敷绝缘涂层。成品的平均晶粒尺寸112μm，铁损P1.0/50＝0.76W/kg，P1.0/400＝11.54W/kg，P1.0/1000＝42.7W/kg。
实施例2
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝3.12％，Al＝0.78％，Mn＝0.14％，P≤0.03％，N＝0.0015％，S＝0.0010％，Ti＝0.0010％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1180℃，热轧至2.0mm，终轧温度860℃。常化温度880℃，常化时间3.5min.酸洗后冷轧至0.25mm。进行连续退火，退火温度940℃，退火速度110m/min，钢板冷却至常温后涂敷绝缘涂层。成品的平均晶粒尺寸100μm，铁损P1.0/50＝0.83W/kg，P1.0/400＝11.7W/kg，P1.0/1000＝44W/kg。
对比例1
选取如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝3.21％，Al＝0.66％，Mn＝0.18％，P≤0.03％，N＝0.0023％，S＝0.0010％，Ti＝0.0020％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1160℃，热轧至2.4mm，终轧温度860℃。常化温度870℃，常化时间3.5min.酸洗后冷轧至0.25mm。进行连续退火，退火温度1000℃，退火速度110m/min，钢板冷却至常温后涂敷绝缘涂层。成品的平均晶粒尺寸130μm，铁损P1.0/50＝0.80W/kg，P1.0/400＝12.3W/kg，P1.0/1000＝47W/kg。
对比例2
选取如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝2.61％，Al＝1.02％，Mn＝0.28％，P≤0.03％，N＝0.0012％，S＝0.0010％，Ti＝0.0012％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1180℃，热轧至2.0mm，终轧温度860℃。常化温度1000℃，常化时间3.5min.酸洗后冷轧至0.25mm。进行连续退火，退火温度1000℃，退火速度100m/min，钢板冷却至常温后涂敷绝缘涂层。成品的平均晶粒尺寸128μm，铁损P1.0/50＝0.78W/kg，P1.0/400＝12.2W/kg，P1.0/1000＝49W/kg。
由实施例1、实施例2、对比例1和对比例2可以看出，由本发明实施例提供的硅钢薄带的制造方法制造而成的硅钢薄带在晶粒尺寸、不同频率下的铁损两方面的性能较佳。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种硅钢薄带的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe；
加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃；
热轧：将铸坯热轧成2.0mm以下的硅钢带；
常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理；
冷轧：将常化处理后的硅钢带一次冷轧成0.25mm的硅钢薄带；
连续退火：对冷轧后的硅钢薄带进行连续退火。
2.根据权利要求1所述的硅钢薄带的制造方法，其特征在于，连续退火后，将硅钢薄带冷却至常温，在硅钢薄带的表面涂敷绝缘涂层。
3.根据权利要求1所述的硅钢薄带的制造方法，其特征在于，热轧过程中，控制终轧温度为800～900℃。
4.根据权利要求1所述的硅钢薄带的制造方法，其特征在于，常化处理过程中，控制常化温度在860℃以上，常化时间在3min以上。
5.根据权利要求1所述的硅钢薄带的制造方法，其特征在于，连续退火过程中，控制退火温度为900～1000℃，退火速度为80～120m/min。
6.根据权利要求1或5所述的硅钢薄带的制造方法，其特征在于，常化处理之后，冷轧之前，对硅钢带进行酸洗。
7.一种硅钢薄带，其特征在于，由权利要求1-6任一项所述的硅钢薄带的制造方法制造而成，所述硅钢薄带的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 3.10～3.35％，Al 0.20～0.80％，Mn 0.10～0.30％，P≤0.015％，N≤0.0020％，S≤0.0010％，Ti≤0.0020％，且同时满足N+S+Ti≤45ppm，Si+0.8Al≥3.7％，以及余量的Fe。
8.根据权利要求7所述的硅钢薄带，其特征在于，所述硅钢薄带的平均晶粒尺寸为100～120μm，50Hz下的铁损在0.85W/kg以下，400Hz下的铁损在12W/kg以下，1000Hz下的铁损在45W/kg以下。
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