CN110387501B - 一种含硼锆无取向高硅钢薄板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含硼锆无取向高硅钢薄板及其制备方法，属于轧钢工艺技术领域。一种含硼锆无取向高硅钢薄板，其特征在于：所述薄板化学成分按重量百分比含量为：Si 4.5～6.9％，B 0.03～0.05％，Zr 0.04～0.06％，C<0.01％，Mn<0.01％，P<0.01％，S<0.01％，N<0.003％，O<0.003％，余量Fe，所述薄板厚度为0.15～0.2mm。本发明提出了无取向高硅钢中添加硼(B)、锆(Zr)元素以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上，采用温轧与深冷轧制相结合的新技术制备了高硅钢薄板，通过B、Zr的微合金化及深冷轧制细化晶粒、降低有序相含量，提升无取向高硅钢薄板的塑性。
Description
技术领域
本发明涉及一种含硼锆无取向高硅钢薄板及其制备方法，属于轧钢工艺技术领域。
背景技术
当电工钢中Si含量提高到4.5％时，不仅铁损达到很低的水平，而且磁致伸缩系数也会减小到接近于零。无取向高硅钢被称为“钢铁艺术品”，其优异的软磁性能和磁致伸缩吸引着众多科技工作者进行大量的研究与开发，在高频软磁材料领域有着广阔的应用前景。然而粗大的晶粒尺寸、过多的Fe-Si共价键、较高的P-N力及高硅所引起的固溶强化作用使得高硅钢在室温下既硬又脆、变形抗力大，室温塑性极差、冷轧变形困难，难以通过常规轧制工艺生产符合要求的薄带或板材，从而制约了其在工业领域的应用和发展。
高硅钢中的B2与DO3有序结构对其塑性变形能力影响极大，有序度越高，克服位错滑移运动的阻力就越大，越难以发生塑性变形。在轧制过程中减少B2与DO3有序结构，利用塑性变形过程中的位错滑移阻碍有序相形成，降低有序度及反相畴界能，提高其塑性变形能力。当冷却速率较快时，温度会很快通过B2有序相区，B2有序相的长大受到抑制，导致B2相含量减少。B2有序相的晶格结构相对简单，相比之下，DO3有序相的晶格结构较复杂，快速冷却时，Si原子无法及时按照DO3有序晶胞的组建方式概率占位，DO3有序相的形核与长大被完全抑制。另外，DO3有序相的形核温度较低，原子移动较为缓慢，因此有序度较高的DO3有序相受冷却方式影响更为显著。由于B2有序相的长大受到抑制，有序相尺寸较小，当温度快速降低至DO3相的形核温度后，DO3有序相难以在尺寸较小的B2有序相中析出并形核长大。综上所述，采用快速冷却处理可以完全抑制DO3相的形成，阻止B2相的大面积有序化，从而降低有序相含量。
发明内容
本发明提供一种含硼锆无取向高硅钢薄板及其制备方法。本发明提出了无取向高硅钢中添加硼(B)、锆(Zr)元素以改善其塑性的微合金化方法。在此基础之上，采用温轧与深冷轧制相结合的新技术制备了高硅钢薄板，通过B、Zr的微合金化及深冷轧制细化晶粒、降低有序相含量，提升无取向高硅钢薄板的塑性。
一种含硼锆无取向高硅钢薄板，其特征在于：所述薄板化学成分按重量百分比含量为：Si 4.5～6.9％，B 0.03～0.05％，Zr 0.04～0.06％，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，所述薄板厚度为0.15～0.2mm。
本发明的另一目的是提供上述含硼锆无取向高硅钢薄板的制备方法。
一种含硼锆无取向高硅钢薄板的制备方法，所述方法包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、温轧、中间退火、酸洗、深冷轧制、连续退火的步骤，其中，
所述温轧的步骤为：将经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680～750℃，同步温轧至1.5～2.2mm，道次压下率10％～12％，轧制力为190～210kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.08～0.1m/s；第二阶段将轧板加热至580～650℃，异步温轧至1.0～1.3mm，道次压下率为7％～9％，轧制力为150～170kN，在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为1.1～1.3，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，下辊辊速为0.1～0.3m/s，上辊辊速为0.13～0.33m/s；第三阶段将轧板加热至480～550℃，同步温轧至0.4～0.6mm，道次压下率为4％～6％，轧制力为90～110kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧；每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min。
所述深冷轧制步骤为：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷轧制：利用四辊冷轧机进行8～10道次深冷轧制，压下率达到50～75％，轧至高硅钢薄板厚度为0.15～0.2mm；在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，实现轧辊表面温度-180～-100℃；每道次轧制之前，需将轧板置于液氮中冷却使高硅钢轧板温度在-180～-100℃；冷却后，迅速取出进行深冷轧制；所述轧机辊速为0.06～0.1m/s，轧制力为150～200kN，首末道次的压下率为4％～6％，中间道次的压下率为10％～12％。
本发明所述深冷轧制步骤所用轧机为现有技术中公开的四辊冷轧机，配备装有液氮的氮气冷却喷枪。
本发明所述“同步轧制”与现有技术提供的轧机上进行，可商业购得。所述同步轧制两个工作辊直径、辊速均相同。
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。所述异步轧制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。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。
上述技术方案中，所述温轧的步骤中，每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min使轧件温度为各阶段所需温轧温度。
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 4.5～6.9％，B 0.03～0.05％，Zr 0.04～0.06％，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40～50mm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，所述热轧步骤为：将锻坯进行热轧，加热温度为1150～1200℃，保温时间按1～3min/mm×坯厚控制，保温后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经10～12道次热轧至2.5～3.5mm，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为870～900℃，然后空冷至室温。
进一步地，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。
进一步地，所述中间退火步骤为：中间退火温度为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℃，薄板保温时间为3～5min，通入氮气防止氧化，然后空冷至室温。
深冷轧制是将材料置于液氮中冷却，然后进行轧制变形。在室温下进行冷轧，高硅钢中存在大量的B2与DO3有序相，而在液氮中进行深冷轧制，高硅钢中高脆性的B2与DO3有序相全部消失，钢基体得到有效软化。另外，深冷轧制对加工设备的要求不高，生产过程简单可行，可应用于工业化生产。高硅钢中添加微量硼元素能细化晶粒，改变晶界的结构与形态，使得晶界处位错激活和对滑移的调节作用得到改善，减小晶界处应力集中，增强晶界结合力，提升高硅钢的塑性变形能力。锆作为有益的微量元素对高硅钢的力学性能具有重要的作用。锆易偏聚于晶界，减少晶界缺陷，提高晶界结合力，降低晶界扩散速率，有利于高硅钢的低温性能。
本发明的有益效果是：本发明在高硅钢中添加硼、锆元素提升高硅钢薄板的加工性能。本发明采用逐级降温的温轧工艺，解决了高硅钢变形抗力较大，变形困难等问题，为下一步工序的顺利开展提供了良好的组织基础。温轧过程中的异步轧制工艺可以细化晶粒、破碎有序相，降低有序相含量及尺寸；温轧过程中的交叉轧制工艺可以保证轧板边部的压下力度及压下量，避免出现板材边裂和板形不良等问题。本发明所述的深冷轧制技术与传统冷轧技术相比较，传统冷轧技术只能部分消除钢中的B2与DO3有序相，轧制较为困难；而深冷轧制则可以细化晶粒，抑制有序相的形核，完全消除钢中高脆性的B2与DO3有序相，达到相同应变量时所需的载荷更低，可以实现板材轻薄化制备，极大提升了高硅钢的塑性变形能力，具有工业应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例3中深冷轧制与对比例3中常规冷轧制备高硅钢成品薄板的微观组织。(a)深冷轧制；(b)常规冷轧。由图可以看出，与常规冷轧板相比，深冷轧制成品薄板的晶粒尺寸更为细小，意味着采用深冷轧制步骤能在变形过程中提高晶粒的形核率，有效的细化成品薄板晶粒。
图2为本发明实施例3中深冷轧制与对比例3中常规冷轧制备高硅钢薄板的XRD图。A2为无序相，B2与DO3相为有序相。由图可以看出，与常规冷轧板相比，深冷轧制可以抑制有序相的形核，完全消除钢中高脆性的B2与DO3有序相。
图3为本发明实施例1～3中深冷轧制与对比例1～3中常规冷轧制备高硅钢成品薄板的三点弯曲性能图。断裂时的挠度(断裂挠度)越大表明材料的塑性越好，由图可以看出，随着高硅钢中的Si含量的增加，断裂挠度值逐渐减小。
对比例1中常规冷轧薄板成品的断裂挠度值为8.8mm，实施例1中深冷轧制薄板成品的断裂挠度值为17.3mm；对比例2中常规冷轧薄板成品的断裂挠度值为8.6mm，实施例2深冷轧制薄板成品的断裂挠度值为15.8mm；对比例3中常规冷轧薄板成品的断裂挠度值为7.9mm，实施例3中深冷轧制薄板成品的断裂挠度值为15.0mm；与常规冷轧板相比，深冷轧制薄板成品的断裂挠度值提高近一倍，大大提升了高硅钢的塑性变形能力。
具体实施方式
本实施方式采用金相显微镜观察深冷轧制与常规冷轧高硅钢薄板的微观组织图。
本实施方式采用XRD检测深冷轧制与常规冷轧高硅钢薄板中的物相组成。
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 4.5％，B0.03％，Zr 0.04％，C 0.008％，Mn 0.009％，P 0.005％，S 0.004％，N 0.002％，O0.002％，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1150℃，保温时间为110min，保温后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经10道次热轧至3.5mm，开轧温度为1100℃，终轧温度为870℃，然后空冷至室温。采用5％浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗，酸洗温度为50℃，酸洗时间为10min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行温轧，温轧工艺过程为逐级降温轧制。第一阶段将轧板加热至680℃，温轧至2.2mm，道次压下率12％，轧制力为210kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.1m/s。第二阶段将轧板加热至580℃，温轧至1.3mm，道次压下率为9％，轧制力为170kN。在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为1.1，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；下辊辊速为0.3m/s，上辊辊速为0.33m/s。第三阶段将轧板加热至480℃，温轧至0.6mm，道次压下率6％，轧制力为110kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧，避免出现板材边裂和板形不良等问题。每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min使轧件温度为各阶段所需温轧温度。中间退火温度为950℃，保温50min后水冷至室温。采用5％浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗，酸洗温度为50℃，酸洗时间为10min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行10道次深冷轧制，在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，轧辊表面温度为-100℃。每道次轧制之前，需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却3min后，实现高硅钢轧板温度在-100℃。高硅钢轧板在液氮中冷却后，迅速取出进行深冷轧制，轧机辊速为0.1m/s，轧制力为200kN，首末道次的压下率为6％，中间道次的压下率为12％，整个轧制压下率达到75％，无取向高硅钢薄板厚度为0.15mm。
采取两阶段逐级升温连续退火工艺，先以3℃/s的速率加热至800℃，保温时间为3min，再以5℃/s的速率加热至1000℃，薄板保温时间为5min，通入氮气防止氧化，然后空冷至室温。
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 5.5％，B0.04％，Zr 0.05％，C 0.007％，Mn 0.008％，P 0.005％，S 0.004％，N 0.002％，O0.002％，余量Fe。在1200℃温度下，保温210min后利用空气自由锻成45mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1180℃，保温时间为100min，然后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经11道次热轧至3.0mm，开轧温度为1120℃，终轧温度为880℃，然后空冷至室温。采用6％浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗，酸洗温度为60℃，酸洗时间为15min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行温轧，温轧工艺过程为逐级降温轧制。第一阶段将轧板加热至710℃，温轧至1.8mm，道次压下率11％，轧制力为200kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.09m/s。第二阶段将轧板加热至620℃，温轧至1.2mm，道次压下率为8％，轧制力为160kN。在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为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；下辊辊速为0.2m/s，上辊辊速为0.24m/s。第三阶段将轧板加热至520℃，温轧至0.5mm，道次压下率5％，轧制力为100kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧，避免出现板材边裂和板形不良等问题。每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min使轧件温度为各阶段所需温轧温度。中间退火温度为980℃，保温40min后水冷至室温。采用6％浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗，酸洗温度为60℃，酸洗时间为15min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行9道次深冷轧制，在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，轧辊表面温度为-150℃。每道次轧制之前，需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却4min后，实现高硅钢轧板温度在-150℃。高硅钢轧板在液氮中冷却后，迅速取出进行深冷轧制，轧机辊速为0.08m/s，轧制力为180kN，首末道次的压下率为5％，中间道次的压下率为11％，整个轧制压下率达到64％，无取向高硅钢薄板厚度为0.18mm。
采取两阶段逐级升温连续退火工艺，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1050℃，薄板保温时间为4min，通入氮气防止氧化，然后空冷至室温。
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 6.9％，B0.05％，Zr 0.06％，C 0.008％，Mn 0.007％，P 0.005％，S 0.004％，N 0.002％，O0.002％，余量Fe。在1250℃温度下，保温200min后利用空气自由锻成40mm厚的方坯。铸坯热轧时的加热温度为1200℃，保温时间为90min，然后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经12道次热轧至2.5mm，开轧温度为1150℃，终轧温度为900℃，然后空冷至室温。采用8％浓度盐酸溶液对热轧板进行酸洗，酸洗温度为70℃，酸洗时间为20min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行温轧，温轧工艺过程为逐级降温轧制。第一阶段将轧板加热至750℃，温轧至1.5mm，道次压下率10％，轧制力为190kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.08m/s。第二阶段将轧板加热至650℃，温轧至1.0mm，道次压下率为7％，轧制力为150kN。在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为1.3，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；下辊辊速为0.1m/s，上辊辊速为0.13m/s。第三阶段将轧板加热至550℃，温轧至0.4mm，道次压下率4％，轧制力为90kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧，避免出现板材边裂和板形不良等问题。每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min使轧件温度为各阶段所需温轧温度。中间退火温度为1000℃，保温30min后水冷至室温。采用8％浓度盐酸溶液对中间退火板进行酸洗，酸洗温度为70℃，酸洗时间为20min，去除表面氧化铁皮。
利用四辊冷轧机进行8道次深冷轧制，在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，轧辊表面温度为-180℃。每道次轧制之前，需将轧板置于装有液氮的深冷箱内冷却5min后，实现高硅钢轧板温度在-180℃。高硅钢轧板在液氮中冷却后，迅速取出进行深冷轧制，轧机辊速为0.06m/s，轧制力为150kN，首末道次的压下率为4％，中间道次的压下率为10％，整个轧制压下率达到50％，无取向高硅钢薄板厚度为0.2mm。
采取两阶段逐级升温连续退火工艺，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℃，薄板保温时间为3min，通入氮气防止氧化，然后空冷至室温。
对比例1常规冷轧板
其他步骤同上述实施例1中所述制备方法，不同在于：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行常规冷轧，具体为：轧机辊速为0.1m/s，轧制力为200kN，首末道次的压下率为6％，中间道次的压下率为12％，整个轧制压下率达到75％，无取向高硅钢薄板厚度为0.15mm。
对比例2常规冷轧板
其他步骤同上述实施例2中所述制备方法，不同在于：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行常规冷轧，具体为：轧机辊速为0.08m/s，轧制力为180kN，首末道次的压下率为5％，中间道次的压下率为11％，整个轧制压下率达到64％，无取向高硅钢薄板厚度为0.18mm。
对比例3常规冷轧板
其他步骤同上述实施例3中所述制备方法，不同在于：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行常规冷轧，具体为：轧机辊速为0.06m/s，轧制力为150kN，首末道次的压下率为4％，中间道次的压下率为10％，整个轧制压下率达到50％，无取向高硅钢薄板厚度为0.2mm。
Claims (8)
1.一种含硼锆无取向高硅钢薄板，其特征在于：所述薄板化学成分按重量百分比含量为：Si 4.5～6.9％，B 0.03～0.05％，Zr 0.04～0.06％，C<0.01％，Mn<0.01％，P<0.01％，S<0.01％，N<0.003％，O<0.003％，余量Fe，
所述含硼锆无取向高硅钢薄板按下述方法制得：所述方法包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、温轧、中间退火、酸洗、深冷轧制、连续退火的步骤，其中，
所述温轧的步骤为：将经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680～750℃，同步温轧至1.5～2.2mm，道次压下率10％～12％，轧制力为190～210kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.08～0.1m/s；第二阶段将轧板加热至580～650℃，异步温轧至1.0～1.3mm，道次压下率为7％～9％，轧制力为150～170kN，在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为1.1～1.3，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，下辊辊速为0.1～0.3m/s，上辊辊速为0.13～0.33m/s；第三阶段将轧板加热至480～550℃，同步温轧至0.4～0.6mm，道次压下率为4％～6％，轧制力为90～110kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧；每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min；
所述深冷轧制步骤为：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷轧制：利用四辊冷轧机进行8～10道次深冷轧制，压下率达到50～75％，轧至高硅钢薄板厚度为0.15～0.2mm；在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，实现轧辊表面温度-180～-100℃；每道次轧制之前，需将轧板置于液氮中冷却使高硅钢轧板温度在-180～-100℃；冷却后，迅速取出进行深冷轧制；所述轧机辊速为0.06～0.1m/s，轧制力为150～200kN，首末道次的压下率为4％～6％，中间道次的压下率为10％～12％。
2.权利要求1所述含硼锆无取向高硅钢薄板的制备方法，其特征在于：所述方法包括冶炼、锻造、热轧、酸洗、温轧、中间退火、酸洗、深冷轧制、连续退火的步骤，其中，
所述温轧的步骤为：将经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680～750℃，同步温轧至1.5～2.2mm，道次压下率10％～12％，轧制力为190～210kN，轧机的上下辊辊速恒定为0.08～0.1m/s；第二阶段将轧板加热至580～650℃，异步温轧至1.0～1.3mm，道次压下率为7％～9％，轧制力为150～170kN，在这一阶段对轧板进行异步温轧，异速比为1.1～1.3，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，下辊辊速为0.1～0.3m/s，上辊辊速为0.13～0.33m/s；第三阶段将轧板加热至480～550℃，同步温轧至0.4～0.6mm，道次压下率为4％～6％，轧制力为90～110kN，在这一阶段对轧板进行交叉温轧，即每隔两道次进行旋转90°横轧；每个道次结束后迅速将轧件放回加热炉中，保温1～3min；
所述深冷轧制步骤为：将经中间退火和酸洗处理后的板材进行深冷轧制：利用四辊冷轧机进行8～10道次深冷轧制，压下率达到50～75％，轧至高硅钢薄板厚度为0.15～0.2mm；在深冷轧制之前，开启轧辊，零载荷轮转，利用轧机氮气冷却喷枪对轧机的上下工作辊进行冷却，实现轧辊表面温度-180～-100℃；每道次轧制之前，需将轧板置于液氮中冷却使高硅钢轧板温度在-180～-100℃；冷却后，迅速取出进行深冷轧制；所述轧机辊速为0.06～0.1m/s，轧制力为150～200kN，首末道次的压下率为4％～6％，中间道次的压下率为10％～12％。
3.根据权利要求2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 4.5～6.9％，B 0.03～0.05％，Zr 0.04～0.06％，C<0.01％，Mn<0.01％，P<0.01％，S<0.01％，N<0.003％，O<0.003％，余量Fe。
4.根据权利要求2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40～50mm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。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述热轧步骤为：将锻坯进行热轧，加热温度为1150～1200℃，保温时间按1～3min/mm×坯厚控制，保温后在二辊可逆实验热轧机上进行无润滑热轧并经10～12道次热轧至2.5～3.5mm，开轧温度为1100～1150℃，终轧温度为870～900℃，然后空冷至室温。
6.根据权利要求2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。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述中间退火步骤为：中间退火温度为950～1000℃，保温30～50min后水冷至室温。
8.根据权利要求2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℃，薄板保温时间为3～5min，通入氮气防止氧化，然后空冷至室温。
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| CN112359287A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-02-12 | 湖南上临新材料科技有限公司 | 一种高效电机用无取向硅钢及其制备方法 |
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003171718A (ja) * | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Kawasaki Steel Corp | 圧延面内での平均磁気特性に優れた電磁鋼板の製造方法 |
| CN101333620A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高牌号无取向硅钢及其制造方法 |
| JP2010024509A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Nippon Steel Corp | 高強度無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| CN102199721A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高硅无取向冷轧薄板及其制造方法 |
| 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 |
| CN109097535A (zh) * | 2018-09-27 | 2018-12-28 | 长春工业大学 | 一种基于累积叠轧焊制备高强度无取向硅钢的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003171718A (ja) * | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Kawasaki Steel Corp | 圧延面内での平均磁気特性に優れた電磁鋼板の製造方法 |
| CN101333620A (zh) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高牌号无取向硅钢及其制造方法 |
| JP2010024509A (ja) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Nippon Steel Corp | 高強度無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| CN102199721A (zh) * | 2010-03-25 | 2011-09-28 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高硅无取向冷轧薄板及其制造方法 |
| 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 |
| CN110004280A (zh) * | 2017-12-26 | 2019-07-12 | Posco公司 | 无取向电工钢板的制备方法 |
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