CN110453049A - 薄规格硅钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄规格硅钢及其制造方法，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 2.8～3.5％，Al 0.40～0.80％，Mn 0.10～0.40％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，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2.3mm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冷轧成0.35mm的薄规格钢带。连续退火：对冷轧后的薄规格钢带进行连续退火，退火温度为900～1000℃。本发明的薄规格硅钢及其制造方法，通过对合金成分以及常化退火工艺进行精确控制，实现硅钢产品在1000Hz下铁损P1.0的最优化，有效提高电机高转速区域的效率。成分设计中不添加贵金属元素，采用一次冷轧成型，生产成本较低，生产效率较高。

Description

薄规格硅钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及硅钢材料技术领域，尤其涉及一种薄规格硅钢及其制造方法。
背景技术
电机实际运行中，绕组励磁电压并非纯正弦，而是含有谐波。因此，随着新能源汽车转速的升高，驱动电机实际工作频率高于原设定转速对应的频率，越来越多的新能源汽车电机设计人员开始关注1000Hz频率下硅钢片的铁损。国内新能源汽车驱动电机用硅钢逐渐由0.35mm向更薄规格发展，但受成本影响，目前仍以0.35mm为主。因此，开发0.35mm低高频铁损硅钢产品非常具有实际应用价值。
中国专利CN105908073A公布了一种电机用无取向硅钢的制备方法，适用于电动汽车所使用的高频驱动发动机。该专利在成分设计中添加了Zr、Hf、Sn、Cr、Zn等特殊元素，并通过热轧板退火等措施获取优良的磁感和铁损。该专利仅对工频下的铁损和磁感进行了改善，研究结果中未涉及400Hz和1000Hz下的铁损。
中国专利CN102747291A公开了一种高频低铁损磁性优良的无取向硅钢薄带及生产方法。厚度为0.10～0.25mm，除了Al、Si、Mn等常规主合金元素外，还加入了Sn、Cr和Cu，通过1～3MPa张力进行退火，以降低高频铁损P0.5/1000。但该专利采用的是二次冷轧法，生产周期长，制造成本高，另外Sn、Cu等贵金属的加入也会增加制造成本。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种薄规格硅钢及其制造方法。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种薄规格硅钢的制造方法，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 2.8～3.5％，Al 0.40～0.80％，Mn 0.10～0.40％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，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2.3mm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0.35mm的薄规格钢带；连续退火：对冷轧后的薄规格钢带进行连续退火，退火温度为900～1000℃。
可选地，连续退火后，将薄规格钢带冷却至常温，在薄规格钢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，控制常化温度为820～1000℃。
可选地，连续退火过程中，控制退火速度为80～150m/min。
可选地，铸坯中硅含量Si≤3.05％时，控制退火温度为900～950℃，铸坯中硅含量3.05％≤Si≤3.5％时，控制退火温度为950～1000℃。
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，提供了一种薄规格硅钢，所述薄规格硅钢由上述任一项所述的薄规格硅钢制造方法制备而成，所述薄规格硅钢的铁损P1.0/1000≤75W/kg，工频铁损P1.5/50为2.25～2.5W/kg。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的薄规格硅钢及其制造方法，通过对合金成分以及常化退火工艺进行精确控制，实现厚度为0.35mm的硅钢产品在1000Hz下铁损P1.0的最优化，有效提高电机高转速区域的效率，能够适用于转速15000prm以上的高速电机。此外，成分设计中不添加贵金属元素，采用一次冷轧法，生产成本较低，生产效率较高。
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薄规格硅钢的制造方法流程图。
具体实施方式
名词解释：
本发明中，薄规格硅钢指厚度为0.35mm的硅钢带。
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薄规格硅钢的制造方法，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 2.8～3.5％，Al 0.40～0.80％，Mn 0.10～0.40％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，以及余量的Fe。
加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃，举例来说，可以为1000℃、1100℃、1200℃等。
热轧：将铸坯热轧成2.3mm的硅钢带。通过该过程，便于将后续冷轧过程中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0.35mm的薄规格钢带；
连续退火：对冷轧后的薄规格钢带进行连续退火。
经过上述制造方法获得的硅钢为高牌号无取向硅钢，生产出的薄规格硅钢在1000Hz下的铁损P1.0≤75W/kg，工频铁损P1.5/50为2.25～2.5W/kg。可见，本发明实施例提供的薄规格硅钢的制造方法，通过对合金成分以及轧制工艺进行精确控制，实现厚度为0.35mm的硅钢产品在1000Hz下铁损P1.0的最优化，有效提高电机高转速区域的效率，能够适用于转速15000prm以上的高速电机。此外，成分设计中不添加贵金属元素，采用一次冷轧法，生产成本较低，生产效率较高。
可选地，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，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，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，常化处理过程中，控制常化温度为820～1000℃，举例来说，可以为820℃、900℃、1000℃等。
可选地，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，连续退火过程中，控制退火速度为80～150m/min，举例来说，可以为80m/min、100m/min、150m/min等。
可选地，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，连续退火后，将薄规格钢带冷却至常温，在薄规格钢带的表面涂敷绝缘涂层。
可选地，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，铸坯中硅含量Si≤3.05％时，控制退火温度为900～950℃(例如，可以为900℃、920℃、950℃等)，铸坯中硅含量3.05％≤Si≤3.5％时，控制退火温度为950～1000℃(例如，可以为950℃、980℃、1000℃等)。根据不同的主合金含量设计合适的退火温度，使成型的薄规格硅钢的高频铁损优异。
可选地，本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法中，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薄规格硅钢制造方法具体如下：
选料：选取铸坯，铸坯的化学成分质量百分比如下：C≤0.003％，Si 2.8～3.5％，Al 0.40～0.80％，Mn 0.10～0.40％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，以及余量的Fe。
加热：对铸坯进行加热，加热温度控制在1000～1200℃，举例来说，可以为1000℃、1100℃、1200℃等。
热轧：将铸坯热轧成2.3mm的硅钢带，控制终轧温度为800～900℃，举例来说，可以为800℃、850℃、900℃等。经过该步骤，将铸坯初步轧制成较厚的钢板，便于后续一次冷轧成型。
常化：对热轧后的硅钢带进行常化处理，控制常化温度为820～1000℃，举例来说，可以为820℃、900℃、1000℃等。
冷轧：将常化处理后的硅钢带酸洗后冷轧成0.35mm的薄规格钢带；
连续退火：对冷轧后的薄规格钢带进行连续退火，控制退火速度为80～150m/min，举例来说，可以为80m/min、100m/min、150m/min等。铸坯中硅含量Si≤3.05％时，控制退火温度为900～950℃，铸坯中硅含量3.05％≤Si≤3.5％时，控制退火温度为950～1000℃。
涂覆绝缘层：将薄规格钢带冷却至常温，在薄规格钢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薄规格硅钢，该薄规格硅钢由上述任一项的薄规格硅钢制造方法制备而成，薄规格硅钢的铁损P1.0/1000≤75W/kg，工频铁损P1.5/50为2.25～2.5W/kg。本发明实施例提供的薄规格硅钢，通过对合金成分的优化以及常化、退火工艺参数的良好匹配，实现厚度为0.35mm的硅钢产品在1000Hz下铁损P1.0的最优化，有效提高电机高转速区域的效率，能够适用于转速15000prm以上的高速电机。此外，成分设计中不添加贵金属元素，采用一次冷轧法，生产成本较低，生产效率较高。
以下将结合具体示例，对本发明实施例提供的薄规格硅钢制造方法的有益效果进行说明：
实施例1：
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝3.32％，Al＝0.64％，Mn＝0.20％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1160℃，热轧至2.3mm，终轧温度880℃。进行常化，常化温度840℃。酸洗后一次冷轧至0.35mm。进行连续退火，退火温度970℃，退火速度为110m/min，冷却至常温后涂敷绝缘涂层。铁损P1.0/1000为68W/kg，P1.5/50＝2.28W/kg。
实施例2
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝2.91％，Al＝0.76％，Mn＝0.35％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1180℃，热轧至2.3mm，终轧温度860℃。进行常化，常化温度860℃。酸洗后一次冷轧至0.35mm。进行连续退火，退火温度940℃，退火速度为100m/min，冷却至常温后涂敷绝缘涂层。铁损P1.0/1000为73W/kg，P1.5/50＝2.45W/kg。
对比例1
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝3.16％，Al＝0.80％，Mn＝0.33％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1180℃，热轧至2.3mm，终轧温度880℃。进行常化，常化温度830℃。酸洗后一次冷轧至0.35mm。进行连续退火，退火温度900℃，退火速度为110m/min，冷却至常温后涂敷绝缘涂层。铁损P1.0/1000为78W/kg，P1.5/50＝2.57W/kg。
对比例2
选用如下质量百分比的铸坯：C≤0.003％，Si＝2.90％，Al＝0.54％，Mn＝0.35％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯加热温度1180℃，热轧至2.3mm，终轧温度840℃。进行常化，常化温度900℃。酸洗后一次冷轧至0.35mm。进行连续退火，退火温度980℃，退火速度为80m/min，冷却至常温后涂敷绝缘涂层。铁损P1.0/1000为81W/kg，P1.5/50＝2.19W/kg。
通过上述实施例1、实施例2、对比例1和对比例2可以看出，根据硅、铝等主合金含量选择合适的常化和退火温度，可以获得较优的高频铁损性能。
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)

1.一种薄规格硅钢的制造方法，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 2.8～3.5％，Al0.40～0.80％，Mn 0.10～0.40％，P≤0.02％，N≤0.003％，S≤0.002％，Ti≤0.003％，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2.3mm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0.35mm的薄规格钢带；
连续退火：对冷轧后的薄规格钢带进行连续退火，退火温度为900～1000℃。
2.根据权利要求1所述的薄规格硅钢的制造方法，其特征在于，连续退火后，将薄规格钢带冷却至常温，在薄规格钢带的表面涂敷绝缘涂层。
3.根据权利要求1所述的薄规格钢带的制造方法，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所述的薄规格钢带的制造方法，其特征在于，常化处理过程中，控制常化温度为820～1000℃。
5.根据权利要求1所述的薄规格钢带的制造方法，其特征在于，连续退火过程中，控制退火速度为80～150m/min。
6.根据权利要求1或5所述的薄规格钢带的制造方法，其特征在于，铸坯中硅含量Si≤3.05％时，控制退火温度为900～950℃，铸坯中硅含量3.05％≤Si≤3.5％时，控制退火温度为950～1000℃。
7.根据权利要求1所述的薄规格钢带的制造方法，其特征在于，常化处理之后，冷轧之前，对硅钢带进行酸洗。
8.一种薄规格硅钢，其特征在于，所述薄规格硅钢由权利要求1-7任一项所述的薄规格硅钢制造方法制备而成，所述薄规格硅钢的铁损P1.0/1000≤75W/kg，工频铁损P1.5/50为2.25～2.5W/kg。
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