專利名稱：一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法
技術領域：
本發明屬于帶鋼軋制技術領域，特別涉及一種冷軋高硅鋼薄帶的高效制造方法。
背景技術：
硅含量與硅鋼性能密切相關，隨硅含量提高，硅鋼硬脆嚴重，軋制成形困難。高硅鋼一般是指硅含量介于4. 0 7. Iwt%的硅鋼。高硅鋼冷加工方面的問題有(1)高硅鋼的有序結構導致其固有脆性，易于斷裂和邊裂。目前，針對高硅鋼脆性主要有三種解決方案。第一是采用快速凝固直接制取薄帶，省略軋制過程(日本專利 JP5569223)。但該方法存在板厚控制精度低、薄帶表面質量差、幅寬受到限制等缺點，不適合工業化規模生產。第二是采用3. Owt. % Si左右的普通硅鋼，在含SiCl4的氣氛中加熱滲硅，再利用擴散退火消除板厚方向的濃度梯度(日本專利JP63^330)。但該方法需要高溫長時間加熱，制造成本高。第三即采用軋制方式制造高硅鋼，通過限定熱軋前板坯晶粒尺寸(JP62103321)、熱軋板組織形態(JP61166923)、冷軋流程及軋制溫度(日本專利 JP63227717A、JP63069915A)等途徑，有效改善了冷軋成形性。(2)高硅鋼的高硬度特性，使冷軋面向中高頻領域應用的薄規格產品時軋機負荷過大。冷軋負荷雖可通過減小輥徑即減小軋輥與板材的接觸弧長來降低，但輥徑減小會消弱軋機系統的機械穩定性。因此，有必要開發薄規格高硅鋼產品的高效冷軋技術。異步軋制是兩工作輥圓周線速度不同的特殊軋制方式。異步軋制時軋件上下表面金屬流動速度不同，兩個中性點位置不再保持一致，由此在兩中性點之間形成摩擦力方向相反的“搓軋”變形，使異步軋制具有軋制力低、軋薄能力強且無最小厚度限制以及精度高和板形好等特點。因此，異步軋制在解決高硅鋼薄帶軋制成形問題上，擁有獨特優勢。目前關于冷軋方式制造高硅鋼的文獻中，尚未見將異步軋制應用于高硅鋼薄帶制備的報道。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明提供一種高硅鋼薄帶的制造方法。該方法是一種可穩定高效地制造冷軋高硅鋼薄帶的方法。本發明的高硅鋼薄帶的制造工藝包括鑄造、熱粗軋或鍛造、熱精軋和冷軋等工序，其特征在于冷軋工序采用異步軋制方式。(1)鑄造原料熔煉后在1400 1600°C下澆鑄成鑄坯。鑄坯在800 200°C范圍內需以低于100°c /h的速度冷卻，以避免熱應力開裂。(2)鍛造或熱粗軋鑄坯在1200 950°C進行鍛造或熱粗軋，總壓下率高于40%， 以破碎鑄態粗大晶粒。(3)熱精軋在1100 650°C范圍內連續熱軋至厚度為0. 7 4. Omm的熱軋板，總壓下率高于40%。熱軋后可以選用900 1200°C保溫30s Ih的常化退火來調控熱軋板組織。(4)冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實施兩種形式，異步軋制速比為1. 06 1. 50，冷軋溫度為400°C至室溫，總壓下率30%以上。本發明的制造方法適用的高硅鋼化學成分按質量百分比為Si 4. 0 7. Iwt
Mn 0. 05 1. OwtP :0. 005 0. IwtC < 0. 01wt%, S < 0. 01wt%，其余為鐵及不可避免的雜質。成分限定的理由如下Si =Si的質量百分含量范圍為4.0 7. lwt%。Si是提高電阻率進而降低渦流損耗乃至總鐵損的有效元素，故以接近普通硅鋼最高硅含量的4. 0wt%作為下限；另一方面， 如硅含量超過7. lwt%，矯頑力提高、飽和磁感應強度和最大磁導率降低，同時加工性顯著
T^ οMn :Μη的質量百分含量范圍為0. 05 1. Owt %。Mn是提高熱軋性能的必要元素， 含量低于0. 05wt%改善效果不足，含量超過1. Owt %，影響冷加工性。P :P的質量百分含量范圍為0. 005 0. Iwt %。P是提高沖片加工性的必要元素， 低于0. 005wt%達不到效果，超過0. 導致冷加工性惡化。(:(的質量百分含量范圍為(<0.01襯(％。C是對磁性能有害的元素，超過 0.01wt% C，需進行脫碳退火且脫碳時間過長，降低生產效率。S =S的質量百分含量范圍為S < 0. 01wt%。S是對磁性有害的MnS等非金屬相的形成元素，含量應低于0.0 Iwt %。熱軋及冷軋工藝說明如下熱軋工藝根據冷軋薄帶的目標厚度選擇熱軋板厚度，一般冷軋薄帶越薄則相應的熱軋板厚度越小。熱軋板厚度超過4. 0mm，冷軋負擔大；熱軋板厚度低于0. 7mm，熱軋難度大且冷軋可調控的壓下率空間小。冷軋工藝(1)薄帶厚度。薄帶厚度顯著影響高硅鋼的頻率特性，根據高硅鋼工頻至中高頻的使用范圍，高硅鋼產品厚度規格處于0.02 0.50mm范圍。(2)軋制溫度。選擇400°C作為冷軋上限溫度，一方面是低于400°C可滿足成形性需要，另一方面可避免氧化和潤滑方面的問題。為確保高硅鋼的冷軋成形性，溫度隨冷軋過程的進行逐漸降低。(3)異步速比。速比低于1. 05時異步軋制效果不顯著，速比高于1. 50時異步軋制效果提高已不明顯且軋機振動加重。本發明的高硅鋼薄帶制造方法，以普通硅鋼的制造流程與裝備為基礎，僅在冷軋工序或冷軋工序的后段采用異步軋制。軋制同樣厚度規格的薄帶，異步軋制的道次壓下率顯著提高，同時異步軋制的適用輥徑遠大于同步軋制。因此，冷軋工序引入異步軋制方式， 可實現高硅鋼薄帶穩定高效的軋制法制備，具有廣闊的工業化應用前景。本發明制備的高硅鋼作為電力電子工業中廣泛應用的軟磁合金，適用于制作發電機、電動機、變壓器及其它儀器的鐵芯。能滿足電力電子設備的高效、節能以及小型化、高頻化的要求。具有低鐵損、高磁導率、低噪音的極佳軟磁性能。
圖1本發明高硅鋼薄帶制備流程示意圖。圖2本發明制造方法制備的0. 50mm、0. 35mm、0. 20mm、0. 10mm、0. 02mm厚度的高硅
鋼薄帶照片。
具體實施例方式實施例1成分如表1所示的高硅鋼，利用中頻感應爐熔煉并澆鑄成錠。鑄錠經1200°C保溫 Ih均勻化后，鍛造成60mm厚的板坯。板坯在1100 800°C范圍內連續熱軋至4. Omm厚。 熱軋板經1050°C保溫IOmin常化退火并酸洗后進行冷軋。冷軋先采用同步軋制方式在400 至200°C之間經道次軋到0. 70mm，其后采用1. 05速比的異步軋制在200°C至室溫之間經道次軋到0. 50mm。表1實驗鋼化學成分(重量百分比)
權利要求
1.一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)鑄造原料熔煉后在140(Tl60(rC下澆鑄成錠或鑄坯，在80(T20(TC范圍內以低于 IOO0C /h的速度冷卻；(2)鍛造或熱粗軋鑄錠(坯)在120(T95(TC進行鍛造或熱粗軋，總壓下率高于40%，制成板坯；(3)熱精軋在110(T65(TC范圍內連續熱軋至厚度為0.7 4. Omm的熱軋板，熱軋后可進行90(Tl20(rC下保溫30s lh的常化退火；(4)冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實施兩種形式，異步軋制工作輥圓周速度比為1. 05^1. 50，冷軋溫度為400°C至室溫，總壓下率30%以上。
2.如權利要求1所述的冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，其特征在于高硅鋼化學成分為按質量百分比為:Si 4. 0 7· lwt%、P :0. 005 0. lwt%、Mn :0. 05 1. 0wt%、C :<0· 01wt%、S <0. 01wt%，其余為鐵及不可避免的雜質；高硅鋼薄帶厚度為0. 02、. 50mm。
全文摘要
一種冷軋高硅鋼薄帶的制造方法，屬于帶鋼軋制技術領域。制造工藝為原料冶煉澆鑄成錠或鑄坯，鍛造或熱粗軋成板坯，經熱軋形成0.7~4.0mm的鋼板，再冷軋。冷軋采用全部道次異步軋制或同步軋制與異步軋制先后實施兩種形式，異步軋制速比為1.05~1.50，冷軋溫度為400℃至室溫，總壓下率30%以上。本發明實現了冷軋高硅鋼薄帶特別是超薄帶的穩定高效軋制成形，在高硅鋼薄帶工業化生產上應用前景廣闊。
文檔編號B23P17/00GK102172824SQ201110020170
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月18日 優先權日2011年1月18日
發明者和正華, 左良, 張芳, 柳金龍, 沙玉輝 申請人:東北大學