CN111235461B - 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法 - Google Patents

一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111235461B
CN111235461B CN202010141956.9A CN202010141956A CN111235461B CN 111235461 B CN111235461 B CN 111235461B CN 202010141956 A CN202010141956 A CN 202010141956A CN 111235461 B CN111235461 B CN 111235461B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rolling
electrical steel
plate
temperature
oriented electrical
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.)
Active
Application number
CN202010141956.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111235461A (zh
Inventor
金自力
孔祥兵
任慧平
李涛
张净源
吴忠旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia University of Science and Technology
Original Assignee
Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia University of Science and Technology filed Critical Inner Mongolia University of Science and Technology
Priority to CN202010141956.9A priority Critical patent/CN111235461B/zh
Publication of CN111235461A publication Critical patent/CN111235461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111235461B publication Critical patent/CN111235461B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • 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
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • 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
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • 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
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • 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
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • 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
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

本申请涉及一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法，钢水中各元素质量百分比为：C 0.03～0.08％，Si 2～3％，Al 1～2％，Mn 0.05～0.10％，P 0.01～0.02％，S 0.01～0.02％，Ce 0.002～0.008％，Nb 0.15～0.35％，Ti 0.05～0.15％，余量为Fe和不可避免的杂质；钢水经浇铸、热轧、冷却、常化、酸洗、一次冷轧、脱碳、二次冷轧、结晶退火、绝缘涂层，最后得到成品板。本发明的电工钢性能优良，抗拉强度超过650MPa，屈服强度超过500MPa，延伸率超过16％，磁感应强度B50在400Hz磁极化条件下最大达到1.68T，各项性能指标均优于国家标准。

Description

一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其 制造方法
技术领域
本发明涉及电工钢制造技术领域，具体涉及到一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法。
技术背景
随着航空航天、飞轮蓄能、电动工具、离心压缩机、微汽轮发电机等行业的发展，转子转速可高达每分种数万转甚至十几万转的高速电机应用越来越多，此时常规的转子铁芯难以承受其高速旋转产生的离心力，这对无取向电工钢的强度提出了更高的要求。另外，随着电子控制系统的发展，内置式永磁同步电机得到了越来越广泛的应用，其主要用途之一是作为电动汽车的驱动电机，但是它的的转子结构特殊，即便是在转速不是特别高的情况下，转子铁芯的某些部位也可能会发生疲劳断裂，因此，也需要使用高强度无取向电工钢。
另外，由于环境污染的日益严重及资源短缺，特别是对于庞大人口基数的中国而言，低碳环保清洁能源的开发和利用是解决当前能源及环保问题的重要手段。新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势，是未来发展的必然趋势。新能源汽车包括纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)。驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一，电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件，驱动电机的小型化，高性能化，高效率化等特征是未来的发展方向。高强度无取向电工钢片作为驱动电机的关键材料，其性能影响了驱动电机的驱动特性和使用表现。基于新能源驱动电机的严格要求，无取向电工钢在保证良好的磁性能的同时，力学性能有较大的提高，即高磁感，低铁损，高强度。
目前的无取向电工钢产品中，随着Si含量提高，产品强度得到提高，部分顶级高牌号产品屈服强度已达450MPa，产品铁损也较低，能够满足一般的工业电机和发电机组的使用。但是该类产品韧性塑性差，易脆断，磁感较低，不适合电动汽车马达等高速运转电机的使用，需开发高强度高磁感的无取向电工钢。
发明内容
本发明涉及一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法，其中选择碳元素质量百分比为0.03～0.08％的高碳含量，并在成分中添加Nb、Ti及微量稀土(Ce)，用来制造电磁性能良好的高强度无取向电工钢，满足新能源驱动电机对性能的要求。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢，所述电工钢采用的原料为工业纯铁，冶炼钢水时添加的成分质量百分比为：C 0.03～0.08％，Si 2～3％，Al 1～2％，Mn 0.05～0.10％，P 0.01～0.02％，S 0.01～0.02％，Nb 0.15～0.35％，Ti 0.05～0.15％，Ce 0.003～0.008％，其余为铁和不可避免的杂质。
所述含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：
(1)冶炼钢水、浇铸钢锭
钢水经真空感应炉冶炼后，浇铸成钢锭，经锻造工序，获得板坯；
(2)热轧、冷却及卷曲
将板坯常温入炉，以300℃/h的升温速度加热到1250℃，均热45min，热轧前去除板坯表面的氧化铁皮，将板坯热轧，热轧时在1150℃开轧，终轧温度为850℃，最终轧成厚度为2.45mm的热轧板，采用层流冷却将热轧板冷至600℃，在箱式炉中模拟热轧板卷取过程；
(3)常化、酸洗、一次冷轧
将2.45mm的热轧板放入900～1000℃的箱式炉中保温1min进行常化，再经空冷、酸洗、涂油，再送至冷轧机进行第一次冷轧，轧成0.70～0.75mm厚的冷轧板，一次冷轧压下率为65～75％；
(4)脱碳、二次冷轧
将一次冷轧板进行脱碳退火，脱碳退火温度720～760℃，保温20～40min，脱碳退火气氛为氢气、氮气的混合气体，其中混合气体组成为：体积含量25％H2+75％N2；将脱碳板酸洗去除表面氧化铁皮，然后于冷轧机进行第二次冷轧，冷轧至厚度0.30～0.35mm的冷轧板，二次冷轧压下率为50～60％；
(5)结晶退火
将冷轧板放置于所述氢气、氮气的混合气体中，在高温气氛炉进行再结晶退火处理，退火温度780～880℃，保温5min；
(6)涂绝缘涂层
退火后涂绝缘涂层，烘干，并空冷，获得成品电工钢。
所述板坯尺寸为厚40mm×宽280mm。
所述步骤(2)板坯热轧时采用7道次热轧，具体工艺条件为：
道次 1 2 3 4 5 6 7
出口厚度/mm 24.50 15.19 9.69 6.20 4.08 2.78 2.45
轧制温度/℃ 1150 1130 1100 1050 1000 950 850
所述步骤(3)酸洗在体积分数为10％HCl的水浴缸中进行，其中酸洗温度为100℃。
所述步骤(4)中脱碳至碳含量在50ppm以下，脱碳后，Nb的质量百分比满足公式0<Nb/93－C/12<5×10-3，Ti的质量百分比满足公式Ti/C≥16，其中Nb、Ti为分别原料中添加的质量百分数，C为脱碳后的质量百分比。
本发明的成分设计中，主要元素的作用及要求如下:
Si，具有提高电阻率、降低涡流损耗效果的元素。当无取向硅钢中含有大量Si时，磁通密度退化，脆化程度增大，会诱发冷轧裂纹的产生，越难进行后续加工，导致冷轧的成品率降低，增加制造成本，Si的含量应控制在3.5％以下。从抑制裂纹产生的角度出发，Si含量不应超过3.0％，Si含量的下限值没有特别限定，然而，从固溶强化所带来的高强度这一观点出发，优选下限值为1.0％；本发明要求Si含量控制在2～3％。
C，与Nb、Ti等金属元素反应形成碳化物，导致固溶的Nb、Ti的含量减少，为了增加Nb、Ti的固溶度，抑制在退火过程中位错的消失和再结晶，尽量降低C含量，然而C含量过低会引起高温奥氏体区的减少，因此碳含量需控制在0.003％以上；
Mn，Mn和Si作用一样，具有提高电阻率、降低涡流损耗的作用。在钢中加入一定量的Mn元素可改善热轧性能，Mn可以扩大γ相区。Mn可以增加带钢组织中的{100}、{110}面织构，减少{111}面织构，改善磁性。Mn与S形成MnS，可防止沿晶界形成FeS而引起的热脆现象，Mn的含量应依据S的含量而定，不应低于0.05％；
P，磷能提高电阻率，缩小γ相区，使晶粒长大，降低铁损，在电工钢中加入一定量的P，强化铁素体，提高强度。若含有大量的P元素，会诱发轧制裂纹，因此，P含量不应超过0.30％；
Al，具有提高电阻率、降低涡流损耗的作用，若Al大量增加，不仅会增加合金成本，而且由于饱和磁通密度降低，磁通发生泄漏，降低电动机效率，Al的上限值为2.5％，Al的下限值没有特别限定，从利用固溶强化所带来的高强度观点出发，优选下限值为0.2％；
Nb、Ti，固溶Nb和固溶Ti对热轧再结晶抑制效果显著，特别是固溶Nb的抑制效果更加显著；此外，钛，铌与非金属元素(C、N)等反应形成第二相，可以再结晶晶粒长大；加入适量的钛和铌，有利于生产过程中的组织控制。优选Nb含量0.04％以上，Ti含量优选0.02％以上。
Ce，稀土控制硫化物的形态及尺寸来改善磁性能，稀土添加量不超过0.05％。
本发明的有益效果：
本发明冶炼钢水中C元素质量百分含量为0.03～0.08％，C为扩大奥氏体相区元素，能增大高温阶段奥氏体体积分数，控制热轧室温组织以及细化常化组织，最终实现再结晶退火后室温组织的控制。
本发明在冶炼钢水时添加了Nb和Ti元素，由于Nb、Ti抑制再结晶的作用明显，经过两次合理的冷轧及脱碳退火工艺，将C含量控制在50ppm以下，有利于提高磁性能，再经过结晶退火工艺后，有利于实现室温组织细化，以及合适的第二相析出物的类型、尺寸及分布，最终获得优良的力学性能。本发明还添加了微量稀土(Ce)元素，用以改善夹杂物形貌，以此获得有利于提高磁性能的{100}面织构，最终获得良好的磁性能。
本发明获得的电工钢其磁感应强度B50为1.64～1.69T，工频铁损值P1.5/50为5.0～9.0w/kg，高频铁损值P1.0/400为25～40w/kg，维氏硬度HV30为185～205，抗拉强度Rm为650～750MPa，屈服强度Rp0.2为500～600MPa，延伸率为16～20％。
本发明产品与电动汽车驱动电机用冷轧无取向电工钢的国家标准(GB/T34215-2017)相比，各项性能指标均优于该国家标准，如力学性能，本发明抗拉强度超过650MPa，屈服强度超过500MPa，延伸率超过16％，优于国家标准的抗拉强度(最高500MPa)、屈服强度(最高390MPa)和延伸率(最高15％)；磁性能方面，本发明磁感应强度B50在400Hz磁极化条件下最大达到1.68T(国标最高值1.67T)。
附图说明
图1实施例3的常化板组织图；
图2实施例3的成品板组织图；
图3实施例3的成品板析出物图；
图4实施例3的成品板应力-应变曲线图；
图5实施例1、2、3的成品板的抗拉强度、屈服强度和延伸率图；
图6实施例1、2、3的成品板的维氏硬度图；
图7实施例3成品板的宏观织构图；
图8实施例1、2、3的成品板的磁感和铁损图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式进一步详细说明。
本发明实施例中的产品检测所用的主要仪器和设备如下：
观测金相组织采用AXIO.VRET.A1型光学显微镜，拍摄倍数200×；
磁性能测试采用TD8510型硅钢片测量仪，测试密度为7.65kg/dm3，试样尺寸30×300mm；
拉伸试验采用GB/T288.1-2010国家标准室温进行，制成标距为50mm，采用GNT50型电子式万能试验机在拉伸速率为2mm/min条件下测试其力学性能；
宏观织构检测采用Bluker D8 X射线衍射仪进行检测，试样尺寸15×20mm；
析出物测试采用JEM-2010分析透射电子显微镜，拍摄倍数为6000×，并通过ImageJ分析软件统计析出物的大小及分布；
维氏硬度测试采用HV-30硬度计在30KN力条件下进行。
实施例1 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法
电工钢原料为工业纯铁，杂质含量极低，冶炼钢水时添加的各成分质量百分比为：C 0.074％，Si 2.1％，Al 1.15％，Mn 0.05％，P 0.013％，S 0.020％，Nb 0.324％，Ti0.14％，Ce 0.003％，其余为铁和不可避免的杂质；
冶炼钢水，采用50kg的真空感应炉冶炼无取向电工钢，冶炼完成后浇铸成钢锭，经过锻造工序，获得40mm厚、280mm宽的板坯；
板坯常温入炉，以300℃/h的升温速度加热到1250℃，均热45min，热轧前去除氧化铁皮，开轧温度为1150℃，终轧温度850℃，经过7道次热轧，最终轧成厚度为2.45mm的热轧板，经层流冷却至600℃在箱式炉中模拟卷取；
将2.45mm的热轧板放入900℃的箱式炉中保温1min进行常化，再经空冷、酸洗、涂油；
其中酸洗在体积分数为10％HCl的水浴缸中进行，酸洗温度为100℃。
将常化板送至四辊带有张力的冷轧机5道次进行一次冷轧，轧成0.75mm厚，一次冷轧压下率为69.39％；
将一次冷轧板进行脱碳去应力退火，脱碳退火温度720℃，保温40min，脱碳退火气氛25％H2+75％N2，脱碳后的碳含量为48ppm，其中Nb/93－C/12＝0.324/93-0.0048/12＝0.00348-0.0004＝0.00308<5×10-3，Ti/C＝0.14/0.0048＝29.17>16，其中Nb，Ti为板坯中的质量百分数，C为脱碳后的质量百分数；
将脱碳板酸洗去除表面氧化铁皮，后于单机架轧机4道次进行二次冷轧，冷轧至厚度为0.35mm的冷轧板，二次冷轧压下率为53.33％，冷轧工艺如下表1所示；
Figure BDA0002399410430000051
将冷轧板放置25％H2+75％N2气氛条件的高温保护气氛炉，进行再结晶退火处理，退火温度800℃，保温5min，退火后涂绝缘涂层，烘干并缓慢冷却，获得成品板；
得到的产品经性能检测，结果如下：
磁感应强度B50为1.64T，铁损值P1.5/50为8.17w/kg，高频铁损值P1.0/400为38.81w/kg，维氏硬度HV30为204，抗拉强度为714MPa，屈服强度为515MPa，延伸率为16.59％。
实施例2 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法
电工钢原料为工业纯铁，杂质含量极低，冶炼钢水添加的成分质量百分比为：C0.060％，Si 2.5％，Al 1.52％，Mn 0.07％，P 0.016％，S 0.012％，Nb 0.257％，Ti0.112％，Ce 0.0055％，其余为铁和不可避免的杂质；
冶炼钢水，采用50kg的真空感应炉冶炼无取向电工钢，冶炼完成后浇铸成钢锭，经过锻造工序，获得40mm厚，280mm宽的板坯；
板坯常温入炉，以300℃/h的升温速度加热到1250℃，均热45min，热轧前去除氧化铁皮，开轧温度为1150℃，终轧温度850℃，经过7道次热轧，最终轧成厚度为2.45mm的热轧板，经层流冷却至600℃在箱式炉中模拟卷取；
将2.45mm的热轧板放入950℃的箱式炉中保温1min进行常化，再经空冷，酸洗，涂油；
其中酸洗在体积分数为10％HCl的水浴缸中进行，酸洗温度为100℃。
将常化板送至四辊带有张力的冷轧机6道次进行一次冷轧，轧成0.74mm厚，压下率69.80％；
将一次冷轧板进行脱碳去应力退火，脱碳退火温度740℃，30min，脱碳退火气氛25％H2+75％N2，脱碳后碳含量为42ppm，其中Nb/93－C/12＝0.257/93-0.0042/12＝0.00276-0.00035＝0.00241<5×10-3，Ti/C＝0.11/0.0042＝26.19>16，其中Nb，Ti为板坯中的质量百分数，C为脱碳后质量百分比；
将脱碳板酸洗去除表面氧化铁皮，后于单机架轧机5道次进行二次冷轧，冷轧至厚度为0.33mm的冷轧板压下率为55.40％，冷轧工艺如下表所示：
Figure BDA0002399410430000061
将冷轧板放置25％H2+75％N2气氛条件下的高温保护气氛炉进行再结晶退火处理，退火温度830℃，保温5min，退火后涂绝缘涂层，烘干并缓慢冷却，获得成品板；
得到的产品经性能检测，结果如下：
磁感应强度B50为1.67T，铁损值P1.5/50为7.37w/kg，高频铁损为P1.0/400为36.58w/kg，维氏硬度HV30为193，抗拉强度为749MPa，屈服强度为528MPa，延伸率为17.40％。
实施例3 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法
电工钢原料为工业纯铁，杂质含量极低，冶炼钢水添加的成分质量百分比为：C0.035％，Si 2.86％，Al 1.76％，Mn 0.093％，P 0.019％，S 0.013％，Nb 0.164％，Ti0.06％，Ce 0.008％，其余为铁和不可避免的杂质；
冶炼钢水，采用50kg的真空感应炉冶炼无取向电工钢，冶炼完成后浇铸成钢锭，经过锻造工序，获得40mm厚，280mm宽的板坯；
板坯常温入炉，以300℃/h的升温速度加热到1250℃，均热50min，热轧前去除氧化铁皮，开轧温度为1150℃，终轧温度850℃，经过7道次热轧，最终轧成厚度为2.45mm的热轧板，经层流冷却至600℃在箱式炉中模拟卷取；
所述板坯热轧时采用7道次热轧，具体工艺条件如下表：
道次 1 2 3 4 5 6 7
出口厚度/mm 24.50 15.19 9.69 6.20 4.08 2.78 2.45
轧制温度/℃ 1150 1130 1100 1050 1000 950 850
将2.45mm的热轧板放入1000℃的箱式炉中保温1min进行常化，再经空冷，酸洗，涂油；
其中酸洗在体积分数为10％HCl的水浴缸中进行，酸洗温度为100℃。
将常化板送至四辊带有张力的冷轧机7道次进行一次冷轧，轧成0.72mm厚，压下率70.61％；
将一次冷轧板进行脱碳去应力退火，脱碳退火温度760℃，20min，脱碳退火气氛25％H2+75％N2，脱碳后碳含量为36ppm，其中Nb/93－C/12＝0.164/93-0.0036/12＝0.00176-0.0003＝0.00146<5×10-3，Ti/C＝0.06/0.0036＝16.67>16，其中Nb，Ti为板坯中的质量百分数，C为脱碳后质量百分数；
将脱碳板酸洗去除表面氧化铁皮，后于单机架轧机6道次进行二次冷轧，冷轧至厚度为0.32mm的冷轧板，压下率为55.56％，冷轧工艺如下表所示：
Figure BDA0002399410430000071
将冷轧板放置25％H2+75％N2气氛条件下的高温保护气氛炉进行再结晶退火处理，退火温度860℃，保温5min，退火后涂绝缘涂层，烘干并缓慢冷却，获得成品板；其中成品板组织图如图2所示、成品板析出物图如图3所示，经过统计得知，成品板析出物(图3)平均尺寸为86.01nm，析出物数量为4.43个/um2，析出物面积分数为0.024；
得到的产品经性能检测，结果如下：
磁感应强度B50为1.68T，铁损值P1.5/50为6.71w/kg，高频铁损P1.0/400为33.64w/kg，维氏硬度HV30为189，抗拉强度为691MPa，屈服强度为506MPa，延伸率为18.77％。参见附图1-图8。

Claims (5)

1.一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述电工钢采用的原料为工业纯铁，冶炼钢水时添加的各成分质量百分比为：C 0.03～0.08％，Si 2～3％，Al 1～2％，Mn 0.05～0.10％，P 0.01～0.02％，S 0.01～0.02％，Nb0.15～0.35％，Ti 0.05～0.15％，Ce 0.003～0.008％，其余为铁和不可避免的杂质；
所述制造方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢水、浇铸钢锭
钢水经真空感应炉冶炼后，浇铸成钢锭，经锻造工序，获得板坯；
(2)热轧、冷却及卷曲
将板坯常温入炉，以300℃/h的升温速度加热到1250℃，均热45min，热轧前去除板坯表面的氧化铁皮，将板坯热轧，热轧时在1150℃开轧，终轧温度为850℃，最终轧成厚度为2.45mm的热轧板，采用层流冷却将热轧板冷至600℃，在箱式炉中模拟热轧板卷取过程；
(3)常化、酸洗、一次冷轧
将2.45mm的热轧板放入900～1000℃的箱式炉中保温1min进行常化，再经空冷、酸洗、涂油，再送至冷轧机进行第一次冷轧，轧成0.70～0.75mm厚的冷轧板，一次冷轧压下率为65～75％；
(4)脱碳、二次冷轧
将一次冷轧板进行脱碳退火，脱碳退火温度720～760℃，保温20～40min，脱碳退火气氛为氢气、氮气的混合气体，其中混合气体组成为：体积含量25％H2+75％N2；将脱碳板酸洗去除表面氧化铁皮，然后于冷轧机进行第二次冷轧，冷轧至厚度0.30～0.35mm的冷轧板，二次冷轧压下率为50～60％；
(5)结晶退火
将冷轧板放置于所述氢气、氮气的混合气体中，在高温气氛炉进行再结晶退火处理，退火温度780～880℃，保温5min；
(6)涂绝缘涂层
退火后涂绝缘涂层，烘干，并空冷，获得成品电工钢。
2.如权利要求1所述的一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述板坯尺寸为厚40mm×宽280mm。
3.如权利要求1所述的一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)板坯热轧时采用7道次热轧，具体工艺条件为：
道次 1 2 3 4 5 6 7 出口厚度/mm 24.50 15.19 9.69 6.20 4.08 2.78 2.45 轧制温度/℃ 1150 1130 1100 1050 1000 950 850
。
4.如权利要求1所述的一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)酸洗在体积分数为10％HCl的水浴缸中进行，其中酸洗温度为100℃。
5.如权利要求1所述的一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢的制造方法，其特征在于，所述步骤(4)中脱碳至碳含量在50ppm以下，脱碳后，Nb的质量百分比满足公式0<Nb/93-C/12<5×10-3，Ti的质量百分比满足公式Ti/C≥16，其中Nb、Ti为分别原料中添加的质量百分数，C为脱碳后的质量百分比。
CN202010141956.9A 2020-03-04 2020-03-04 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法 Active CN111235461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010141956.9A CN111235461B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010141956.9A CN111235461B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111235461A CN111235461A (zh) 2020-06-05
CN111235461B true CN111235461B (zh) 2021-10-15

Family

ID=70873295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010141956.9A Active CN111235461B (zh) 2020-03-04 2020-03-04 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111235461B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112877527B (zh) * 2021-01-11 2023-01-31 长春工业大学 一种基于临界变形制备高强度无取向电工钢的方法
CN114058953B (zh) * 2021-10-25 2022-10-14 马鞍山钢铁股份有限公司 一种适宜缠绕式加工的低铁损无取向硅钢及其生产方法
CN115029609B (zh) * 2022-06-24 2023-06-16 张家港中美超薄带科技有限公司 一种生产高牌号无取向硅钢的方法
CN118256818B (zh) * 2024-05-31 2024-09-03 内蒙古科技大学 一种含铌低温取向硅钢及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5547366A (en) * 1978-09-30 1980-04-03 Nippon Steel Corp Steel for weld construction having high fracture toughness weld zone
WO2007144964A1 (ja) * 2006-06-16 2007-12-21 Nippon Steel Corporation 高強度電磁鋼板およびその製造方法
CN100467652C (zh) * 2006-06-26 2009-03-11 舞阳钢铁有限责任公司 易焊接调质高强度钢板及其生产方法
CN104480386B (zh) * 2014-11-27 2017-01-18 武汉钢铁(集团)公司 高速电机用0.2mm厚无取向硅钢及生产方法
CN109825775B (zh) * 2019-04-04 2020-03-27 中山市中圣金属板带科技有限公司 一种冷轧无取向电工钢35wd1900及其生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111235461A (zh) 2020-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111235461B (zh) 一种含稀土高碳新能源驱动电机用高强度无取向电工钢及其制造方法
US20200040423A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet
US11371111B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties and manufacturing method thereof
TW202028480A (zh) 無方向性電磁鋼板及其製造方法
JP7530006B2 (ja) 無方向性電磁鋼板、コア、冷間圧延鋼板、無方向性電磁鋼板の製造方法および冷間圧延鋼板の製造方法
CN103834858A (zh) 一种低铁损无取向硅钢的制造方法
CN110735088A (zh) 一种薄板坯生产的无取向硅钢及其制造方法
CN111471941B (zh) 一种屈服强度600MPa级新能源汽车驱动电机转子用高强无取向硅钢及其制造方法
CN108396233A (zh) 高强度无取向硅钢、及其制造方法和应用
US20220275472A1 (en) 600 mpa grade non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
CN111057821B (zh) 一种无取向电工钢及其制备方法、应用
JP4319889B2 (ja) 全周磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法
JP7164070B1 (ja) 無方向性電磁鋼板
CN110819879A (zh) 一种磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法
JP4358550B2 (ja) 圧延方向とその板面内垂直方向磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
JP2007031754A (ja) 時効熱処理用無方向性電磁鋼板の製造方法
CN113528969A (zh) 一种超高磁感无取向硅钢及其制造方法和在汽车发电机生产中的应用
US20220186336A1 (en) Electrical steel sheet and method for manufacturing same
CN111334653A (zh) 高磁感取向硅钢及其制备方法
CN115704073B (zh) 一种表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法
CN115404410A (zh) 一种消除应力退火后磁性能优良的无取向硅钢及其制造方法
CN114645202A (zh) 一种高取向度GOSS织构Fe-3%Si材料的获得方法
CN111593267B (zh) 一种实验室低温高磁感取向硅钢热轧钢带及其制备方法
CN111690870A (zh) 一种冷连轧生产高磁感薄规格无取向硅钢方法
CN115433877B (zh) 一种低磁场下高牌号低铁损无取向硅钢及其生产方法

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