CN85100667A

CN85100667A - 低铁损高磁感冷轧取向硅钢及其制造方法

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Publication number: CN85100667A
Application number: CN 85100667
Authority: CN
Inventors: 吕其春; 张文润; 张百成; 李军; 刘治赋; 李俊义; 马黛
Original assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Current assignee: Central Iron and Steel Research Institute
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-08-27
Also published as: CN85100667B

Abstract

本发明在含4％Si的基础上，通过调整钢中的Mn、Al、N和C含量，以MnS和AlN为强抑制剂，并控制热轧板坯加热温度，终轧温度和卷取温度，以及热轧后退火处理和冷轧工艺，能保证4％Si硅钢在60～100℃下冷轧成带，并根据钢中Al含量，可确定采用一次强冷轧或两次冷轧工艺和相应的压下量，轧制成0.30～0.35mm的成品厚度，经高温退火后，可获得优异的磁性能，B₁₀＝18600-19400高斯，W_15/50＝0.67～0.90瓦/公斤W_17/50＝0.90～1.25瓦/公斤。

Description

本发明属于硅钢及其制造工艺。

从电力和电子工业节能和应用发展的需要，力求冷轧硅钢片材料能具有磁感和铁损兼优的特性。

众所周知，增加硅钢中的硅含量不仅能降低矫顽力，磁晶各向异性、磁致伸缩和合金时效，更重要的是能提高电阻率，降低硅钢的铁损。但是高硅可能导致短程原子有序，提高了钢的脆性，致使冷轧困难。传统的看法是当硅钢中Si≥3.5%时，不能采用冷轧方法，而且Si在3.5%以上也很难实现充分的二次再结晶，不能获得满意的磁性。

1983年日本公布的公开特许公报昭58-84923，虽然能将含4%Si的硅钢在200～400℃下实现冷轧成带，但是只在300℃下冷轧的产品于高温度退火后才获得铁损W_17/50＝1.06瓦/公斤较满意的性能。

本发明的目的在于在Si≥4.0%的基础上，通过高速其它成分范围，选择适宜的热轧，轧后热处理和冷轧工艺，能保证4%Si硅钢在60～80℃（最佳条件下可在≤室温下）下冷轧成带，并获得优异的磁性能。

根据上述宗旨，本发明设定的适宜成分范围是：3.0～4.5%Si 0.060～0.087%C、0.05～0.18%Mn、0.013～0.07%Al、0.0085～0.013%N、0.015～0.035%S、Ti＜0.01%、〔O〕＜0.005%。钢中Mn、Al、N和C含量的选定不仅应考虑到高硅钢二次再结晶的发展，而且要兼顾它的冷加工性能，其中Al的含量又决定了冷轧工艺方法。钢中对Ti、〔O〕含量仍有一定的要求，钢中低的Ti含量有利于二次再结晶的发展和完善，低的氧含量对加工塑性和磁性都有益处。

高硅钢钢锭可以采用开坯或锻造成热轧坯，热轧坯先加热到1300～1350℃均热后进行热轧，根据终轧温度应大于880℃的要求来设计热轧工艺制度，要求卷取温度低于700℃，热轧板在冷轧前应分别进行＜800℃的退火和950～1150℃退火处理，＜800℃退火的目的是使热轧板能发生再结晶，消除或减弱热轧板沿厚度方向组织的不均匀性，进而能改善热轧板的弯曲性能和冷轧性能。当钢中Al≤0.035%时，冷轧前，热轧板在＜800℃下退火不一定是必须的，但必须要经过氮气保护下950～1150℃退火处理，以便使Al重新固溶，然后空冷至850～1000℃，最后淬火于60～100℃水中，即必须经过AlN的重新固溶和析出处理。当钢中Al≥0.035%时，热轧板勿须进行950～1150℃的高温退火处理，只进行＜800℃退火处理。但是所有热轧板在冷轧前经酸洗去除氧化铁皮之后都应在100～200℃下进行充分排氢处理，因为高硅钢塑性储备低，对氢脆敏感，酸洗后这种处理是必要的。冷轧时，进入冷轧机的热轧板温度需处于60～100℃范围，即冷轧前需予热，予热方法或利用去氢处理的余热，或进行予加热均可。经过第一道冷轧后钢板不需再予热或退火，一直冷轧到最终产品厚度0.3～0.35mm。

本发明视Al的含量决定采用一次强冷轧或两次冷轧的工艺方法。当Al≥0.035%时，钢板要求两次冷轧工艺，第一次冷轧压下量不低于30%，然后进行840～900℃中间退火，在中间退火时可部分脱炭，以保证最后脱炭退火将碳脱至0.005%以下，第二次第二次冷轧时钢板不予热轧制，第二次冷轧压下量应保证大于80%以上。当Al≤0.035%时，只采用一次强冷轧工艺，从热轧板厚度一直冷轧到成品厚度，压下率应在80～96%范围。成品厚度的冷轧板先在800～850℃于湿H₂和N₂混合气氛下脱碳退火，然后在1200℃进行20小时高温退火。

为了冷轧时不产生脆性解理断裂，要求减少热轧板中的｛100｝〈110〉织构的热轧带状组织。本发明因为采用了MnS+AlN复合抑制剂，具有很强的抑制初次再结晶的能力，脱碳退火后初次再结晶，经X-射线衍射证实，存在很强的（111）〔112〕成分和极少量位向准确的（110）〔001〕二次再结晶核心。高温退火时通过二次再结晶晶粒合并，长大和吞食（111）〔112〕织构的基体最后发展成如图1、2所示的完善的（110）〔001〕的二次再结晶组织。在B₁₀＝18800高斯实测样品上（0.35mm厚度）测得全部晶粒的〔001〕方向同轧向的偏离均在10°以内，平均为5.3°，随着（110）〔001〕织构的完善（B₁₀的提高）高硅硅钢具有比普通硅钢更为优异的磁化特性（图3）。

本专利提供的成分和制造工艺能够制造出磁感和铁损兼优的高硅冷轧单取向硅钢片（0.35mm厚的钢板的磁性为B₁₀＝18600～19400高斯，W15/50＝0.67～0.90瓦/公斤），是本专利的目的。含硅量高和取向度好是本发明钢种磁感高和铁损低的主要原因。

实施例一

用25～200公斤真空感应炉冶炼了10炉本发明钢（No.1～10），其成分如表1所示。钢锭经锻造在氮气保护下加热到1330-1340℃，均热30分钟后，热轧到2.2mm厚度，终轧温度为900～1000℃，由终轧温度到650～700℃的空冷速度6～9℃/秒。部分炉号成分先经700℃退火（1），然后进行N₂下加热至1060℃～1100℃的退火处理（Ⅱ），其余只经高温退火（Ⅱ）处理，酸洗去氧化皮后，在150℃进行去除H₂处理，然后将热轧板再予热至100～80℃，进行冷轧，轧至0.35mm厚度，压下量为80～90%。冷轧板先经850℃脱碳退火，最后在1200℃下退火24小时，最终磁性列如表1中No.1～10。

实施例二

按表1中No.11-13的成分冶炼了3炉钢，钢锭经锻造成热轧板坯，然后于1330℃加热，均热后热轧成2.4mm厚度热轧板。热轧板在冷轧前经过650℃一小时退火和酸洗后，在150℃进行去H₂处理。经过在80℃予热的冷轧板第一次冷轧到1.65mm的中间厚度，在870℃退火后第二次冷轧到0.335mm厚度，并在850℃脱碳6分钟，最后在1200℃在氢气保护下进行24小时退火，所获得的磁性能列入表1中。

Claims

1、含4%Si的、C＜0.087%和含Al的低铁损高磁感晶粒取向硅钢片，其特征在于调整了钢中的Mn、N、S、Al含量，以MnS+AlN为强抑制剂。

2、根据权利要求1所述的硅钢片，其特征在于钢的具体成分如下：3.0～4.5%Si、0.060～0.087%C、0.05～0.18%Mn、0.013～0.07%Al、0.0085～0.013%N和0.015～0.035%S。

3、含4%Si的低铁损高磁感硅钢片通过开坯、热轧、高温退火和冷轧的制造方法，其特征在于控制热轧板坯加热温度。终轧温度和卷取温度，热轧板退火处理和酸洗后的去氢处理，低温下冷轧。

4、根据权利要求3所述的制造方法，其特征加于热轧板坯的加热温度1300～1350℃。终轧温度大于880℃，卷取温度≤700℃。

5、根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于热轧板在冷轧前的退火处理工艺为：当Al≥0.035%时，冷轧前必须在＜800℃下进行退火处理，当Al＜0.035%时，上述退火处理不是必须的，但冷轧前必须在氮气保护下在950～1150℃进行退火处理，然后空冷至900℃，并从900℃淬于60～100℃的水中。

6、根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于当Si≥3.5%时，冷轧前热轧板经酸洗后应在100～200℃下进行退火。

7、根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于当Si≥3.5%时，冷轧时应先予热到60～100℃或利用权利要求6中去氢处理后的余热，以确保第一道次热轧带在60～100℃下轧制，以后不需要再予热，可连续冷轧到中间厚度或成品厚度。

8、根据权利要求3和7所述的制造方法，其特征在于当Al≥0.035%时，热轧板采用两次冷轧工艺，第一次冷轧压下量不小于30%，其后进行部分脱碳的中间退火，第二次冷轧压下量应大于80%;当Al＜0.035%时，热轧板采用一次强冷轧，压下量应在80～96%范围内。