CN111485089A - 一种超薄取向硅钢带材制造方法 - Google Patents

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徐明舟
张乐
王克栋
杨帆
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Abstract

一种超薄取向硅钢带材的制造方法，属于硅钢带材技术领域。主要流程：以厚度为0.20～0.30mm的无底层取向硅钢为原料，经一次轧制和一次再结晶退火后，涂覆绝缘涂层，制备厚度为0.05～0.10mm的超薄取向硅钢带材。优点在于，实现了流程短、成本低、经济环保的超薄取向硅钢带材制造。

Description

一种超薄取向硅钢带材制造方法
技术领域
本发明属于硅钢带材技术领域，特别是涉及一种超薄取向硅钢带材的制造方法。
背景技术
超薄取向硅钢带材通常指厚度不大于0.1mm、Si元素含量约3％的Fe-Si合金带材，在中高频条件下具有优异的磁性能，是电力电子、航空航天、军工等领域不可缺少的一种重要的软磁材料。
常规厚度(≥0.15mm)取向硅钢的制备需经过长时间的高温退火以使其发生二次再结晶，形成锋锐的高斯织构，最终获得优异的磁性能。对于超薄取向硅钢带材，厚度的大幅降低导致轧制、退火的工艺控制难度非常大，同时薄带的表面积与体积比显著增大，使得抑制剂的空间分布和数量明显减少，退火过程中抑制剂的熟化与分解速度加剧，抑制力减弱，从而导致二次再结晶不易完善。因此，利用常规取向硅钢的制备方法制备超薄取向硅钢的难度极大。
国内外相关学者对超薄硅钢带材的制备技术及相关理论进行了大量的研究，其中包括三次冷轧法、三次再结晶法及一次再结晶法等。三次冷轧法是将热轧板经过三次冷轧和中间退火来制备超薄取向硅钢，并以晶界能和表面能作为晶粒长大的驱动力。该方法与常规取向硅钢制备方法相似，但工序繁杂，制备周期长。三次再结晶法是指在二次再结晶完成后，进一步将超薄取向硅钢在氢气或真空条件下进行退火处理，通过表面能的优势使高斯取向晶粒发生异常长大。但退火过程中超薄取向硅钢的组织、织构演化规律极为复杂，升温速度、退火温度、薄带厚度等都会对其性能产生极大影响。有学者利用高斯取向单晶轧制、退火过程中织构的转变原理，将常规厚度取向硅钢成品板经过冷轧和850℃初次再结晶退火制备超薄取向硅钢，该方法也被称为一次再结晶法，工艺流程简短，易于控制，是工业生产超薄取向硅钢的首选技术手段。然而，目前常规取向硅钢表面均涂覆有绝缘涂层，用其制造超薄硅钢时首先需要采用表面修磨、酸洗等方式去除绝缘涂层才能进行后续轧制，因此经济性、环保性差，不利于批量工业生产。
近年来，无底层取向硅钢的生产技术发展很快，可保证在获得良好磁性能和表面质量的前提下批量生产，这为超薄取向硅钢带材制造工艺的简化提供了重要前提。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄取向硅钢带材制造方法，克服了制造超薄硅钢时首先需要采用表面修磨、酸洗等方式去除绝缘涂层才能进行后续轧制等造成的经济性、环保性差，不利于批量工业生产等缺陷；实现了流程短、成本低、经济环保的超薄取向硅钢带材制造。
本发明的主要流程：以厚度为0.20～0.30mm的无底层取向硅钢为原料，经一次轧制和一次再结晶退火后，涂覆绝缘涂层，制备厚度为0.05～0.10mm的超薄取向硅钢带材。具体制作工艺及控制的技术参数如下：
(1)冷轧：在室温下，以厚度0.20～0.30mm的无底层取向硅钢为原料进行轧制，最终厚度为0.05～0.10mm；
(2)退火：清洗表面后，在纯氢或纯氮或氮氢混合气氛下进行连续退火形成再结晶组织，退火温度850～980℃，保温时间0.5～5min；
(3)涂覆：连续涂覆绝缘涂层，涂层烘干烧结温度500～750℃。
本发明所用原料为无底层取向硅钢钢带表面无绝缘涂层。
本发明与现有技术相比所具有的优点为：
(1)本发明涉及的超薄取向硅钢带材制造以0.20～0.30mm厚无底层取向硅钢为原材料而不是常规取向硅钢，因此不涉及酸洗去除表面绝缘涂层，环保性极好；
(2)本发明涉及的超薄取向硅钢带材制造仅采用一次轧制、一次退火，工艺流程短，能耗低，经济性极高。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1：以0.20mm无底层取向硅钢为原料轧制出0.05mm超薄取向硅钢带材，清洗钢带表面后在纯氢气氛下进行再结晶退火，退火工艺850℃×5min，然后连续涂覆表面绝缘层，在500℃进行烘干和烧结。得到的超薄取向硅钢，经去应力退火后的性能为：P1.5/400＝12.1W/kg，B800＝1.75T。
实施例2：以0.27mm无底层取向硅钢为原料轧制出0.08mm超薄取向硅钢带材，清洗钢带表面后在纯氮气氛下进行再结晶退火，退火工艺910℃×2.5min，然后连续涂覆表面绝缘层，在650℃进行烘干和烧结。得到的超薄取向硅钢，经去应力退火后的性能为：P1.5/400＝13.2W/kg，B800＝1.81T。
实施例3：以0.30mm无底层取向硅钢为原料轧制出0.10mm超薄取向硅钢带材，清洗钢带表面后在氮氢混合气氛下进行再结晶退火，退火工艺950℃×0.5min，然后连续涂覆表面绝缘层，在750℃进行烘干和烧结。得到的超薄取向硅钢，经去应力退火后的性能为：P1.5/400＝14.4W/kg，B800＝1.83T。

Claims (2)

1.一种超薄取向硅钢带材制造方法，其特征在于，具体制作工艺及控制的技术参数如下：
(1)冷轧：在室温下，以厚度0.20～0.30mm的无底层取向硅钢为原料进行轧制，最终厚度为0.05～0.10mm；
(2)退火：清洗表面后，在纯氢或纯氮或氮氢混合气氛下进行连续退火形成再结晶组织，退火温度850～980℃，保温时间0.5～5min；
(3)涂覆：连续涂覆绝缘涂层，涂层烘干烧结温度500～750℃。
2.根据权利要求1所述的超薄取向硅钢带材制造方法，其特征在于，所用原料为无底层取向硅钢钢带表面无绝缘涂层。
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