專利名稱：一種磁感≥1．8t的無取向電工鋼及其生產方法
技術領域：
本發明涉及無取向電工鋼及其生產方法，具體的屬于一種磁感> 1.8T的無取向電工鋼及其生產方法。
背景技術：
隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高電力緊缺、環境污染日趨嚴重，節能環保越來越重要。要求各種電機及其電器設備高效化、小型化。無取向電工鋼是用于制備鐵芯的關鍵材料，改善電工鋼的磁性能是滿足電機高效化、小型化最有效的方法之一。磁感應強度高，能夠提高設計Bm，減小鐵芯橫截面積，從而減小鐵芯體積和重量，實現電機的小型，輕量和高效化。目前，為提高無取向電工鋼板的磁感一般采取以下幾種措施1)降低鋼中Si和Al 的含量，以提聞鋼質的純凈度，減少有害兀素如C、N、O和S的影響，在提聞磁感的同時獲得低鐵損；2)通過在鋼中加入偏析元素Sn、Sb、Cu等元素中的一種以改善成品板織構，增強有利織構如(100)面織構的比例；3)經對熱軋板進行常化或者長時間預退火處理，以在冷軋前獲得粗大的晶粒組織。經檢索，中國專利申請號為200710159089.6的專利文獻，其公開了一種高磁感無取向電工鋼及其生產方法。該文獻的成分c彡O. 010%、Si :0. 8% 2. 0%、Mn :0. 2%
I.2%, P彡O. 03%, S彡O. 01%, Als彡O. 002%, N彡O. 003%，其余為鐵。其生產方法
I.冶煉，將碳控制在< O. 010%，采用硅脫氧；2.連鑄并緩冷至< 900°C;3.熱軋，加熱溫度1200 127CTC，均熱< 1200°C，鋼坯溫度1100 1150°C，保溫減少20 50分鐘，開軋溫度彡1000°C，> 820°C完成軋制，卷取溫度控制> 700°C ；4.冷軋。該文獻雖然不經熱軋板常化工序，成品板沖片退火后鐵損降低，但磁感較低，即B5tl在I. 73左右；并且Si含量高于O. 8%。日本專利特開2008-156741，其公開了一種高磁感無取向電工鋼板的制造方法。該文獻公開的成分為0· 1%彡Si彡2. 0%、Al ( I. 0%其中成分滿足O. 1% ( S1+2A1 ( 2. 0%、C < O. 004%、S彡O. 003%、N彡O. 003%,其余為鐵和其他不可避免的雜質。經過熱軋、酸洗、一次冷軋和再結晶退火。熱軋加熱溫度ST為850°C彡ST ( 1150°C，開軋溫度FOT為850°C彡R)T彡1150°C，終軋溫度FT為750°C彡FT彡850°C，同時要求在α相區的熱軋壓下率> 15%，一次冷軋壓下率85%以上97%以下。此文獻主要通過控制熱軋條件獲得特定的熱軋組織，然后經過大壓下率的冷軋來獲得高磁感。此專利文獻對熱軋工藝要求嚴格，而且需要獲得較厚的熱軋板厚度> 2. 5mm，才能保證大的冷軋壓下率，導致冷軋工作量大。與本專利相比鐵損較高P15/5(l均大于5. 5ff/kg,性能較差。中國專利申請號200510027404.0的文獻，公開了一種低鐵損高磁感冷軋無取向電工鋼的生產方法。該文獻的成分Si O. 1%-2. 5%，Al ( I. 0%，且Si+2A1 ( 2. 5%，MnO. 10-1. 50%, P彡O. 20%,同時添加Sn、Sb中的一種或兩種，總量不超過O. 2%, S、N均^ O. 0025%，其余為鐵和其它不可避免雜質，然后經過冶煉、連鑄、熱軋、常化、冷軋和退火處理制成。此專利常化工藝要求以5-15°C /s的加熱速度升高到Acl以上、1100°C以下進行IOs到90s之間的均熱，然后采用兩段工藝冷卻，高溫階段以< 15°C /s的冷卻速度將鋼帶冷卻到650°C以下，然后以保證板型的前提下冷卻到80°C以下。該文獻須經高溫常化，升溫速度和降溫速度不易控制操作難度大。
發明內容
本發明的目的在于提供一種生產的無取向電工鋼的B5tl大于I. 8T，鐵損P15/5Q小于5. Ow/kg，且熱軋板不經過常化的一種磁感> I. 8T的無取向電工鋼及其生產方法
實現上述目的的措施
一種磁感彡1.8T的無取向電工鋼，其組分及重量百分比含量為C< O. 003%, Si O. 1% I. 0%，Als ( O. 0060%,Mn 0. 1% I. 0%, P 0. 05% O. 5%, S 彡 O. 005%, N^O. 0030%,Sn及Sb均不為零并同時添加，l/2Sn與Sb之和不超過O. 05%,其余為鐵和不可避免的雜質；并滿足l/2Sn=Sb。 生產一種磁感彡I. 8T的無取向電工鋼的方法，其步驟
1)冶煉并鑄還;
2)對鑄坯加熱，控制加熱溫度在950 1150°C;
3)進行熱軋，控制精軋開軋溫度在850 950°C，控制最后一道次熱軋溫度為800 900°C且在α相區內進行軋制；
4)進行卷取，控制卷取溫度在680 750°C；
5)依次進行酸洗、冷軋，并軋至產品厚度；
6)進行再結晶退火。本發明各元素及主要工藝控制參數的作用
C，為有害元素，含量超過O. 0030%時會產生磁時效導致使用中的鐵損惡化，因此必須控制在< O. 0030% ；
Si，無取向電工鋼中加入Si能夠增加電阻率，降低鐵損；但是Si含量增加會惡化磁感應強度，因此，為保證超高磁感需控制Si的含量，Si含量在O. 10%-1. 0%之間；
Al，本發明中會造成磁感下降，但是是不可避免的夾雜物，為實現高磁感，需降低鋁的含量要求< O. 0060% ；
Mn，改善熱軋板組織和織構，促使(100 )和(110 )組分加強，(111)組分減弱，改善磁性；與S形成MnS，粗大的MnS有利于晶粒長大降低鐵損，錳是、相區形成元素，當超過I. 0%會減少鐵素體區域，降低成品退火溫度不利于晶粒的長大，因此Mn含量在O. 1%-1. 0% ；
P，提高電阻率、縮小Y相區，促使晶粒長大，提高磁感，降低鐵損。磷為晶界偏聚元素。磷沿晶界偏聚可提高(100)組分和減少(111)組分，所以B5tl也提高。此外P明顯提高硬度和改善沖片加工性。但當合金中P>0. 2%時在冷軋時易引起開裂，斷帶，因此本發明中P含量控制在O. 05%-0· 2% ；
Sn與Sb同時添加，控制其和不超過O. 05%。Sn或Sb在原晶界處偏聚，可使(100) [uvw]組分加強和晶粒粗化并阻礙(111)再結晶晶核的形成，從而改善磁性，但含量超過O. 05%產品質量缺陷增多，而且會增加成本。Sn > O. 05%在退火時會造成爐底輥結瘤，劃傷鋼帶導致鋼帶表面質量差；Sb > O. 05%時，Sb偏聚在鋼板表面容易引起底層脫落，絕緣效果變差，已引起電機鐵芯疊片間短路而增大渦流損耗。只有l/2Sn+Sb ( O. 05%,且l/2Sn=Sb才能使得保證Sn和Sb具有最大的添加量改善磁性的同時保證產品表面質量。本發明通過S和N的減少達到高磁感和低鐵損同時并存。S、N在熱軋過程中板坯加熱時有一部分再次固溶，熱軋時MnS、AlN的細微析出物會抑制最終退火時晶粒的生長，從而惡化鐵損，因此，其含量均必須在O. 0060%以下。其次對制造工藝進行說明。前述成分的鋼坯通過熔煉、開坯熱軋來制造。熱軋，鋼坯的加熱溫度控制在950°C彡ST ( 1150°C，因為加熱溫度如低于950°C，在熱軋時會使反彈增大，使壓下困難；加熱溫度大于1150°C會使得板坯中的MnS、AlN等析出物固溶，熱軋時會析出細小的夾雜物抑制退火晶粒的生長導致鐵損增加，磁感降低。最后一道次熱軋要求在α相區進行。終軋溫度滿足800°C彡FT彡900°C且在α相區。如果在兩相區終軋，相變會引起晶粒組織不均勻，不利于磁性的改善；在鐵素體區域進行終軋能夠獲得大量的儲存能，在進行高溫卷取時能夠獲得粗大的熱軋板組織，提高有利織構的比例，從而獲得超高磁感無取向硅鋼。卷取溫度CT要求680°C彡CT ( 750°C。卷取溫度低于680°C再結晶和晶粒長大不明顯，超過750°C氧化鐵皮較厚，造成酸洗困難。同時能夠發揮Sn、Sb等偏析元素對織構的有利作用從而改善磁性。本發明與現有技術相比，具有低成本，添加合金種類少，流程短，因不經過常化工藝，有利于節省能源和提高成材率；無取向電工鋼的B5tl > I. 8T，鐵損P15/5(l< 5. Ow/kg，其特另IJ有利于小型電機的節能降耗。
具體實施例方式下面對本發明予以詳細描述
表I為本發明各實施例及對比例的組分取值列表；
表2為本發明各實施例及對比例的主要工藝參數列表；
表3為本發明各實施例及對比例性能檢測情況列表。本發明各實施例按照以下步驟生產
1)冶煉并鑄還;
2)對鑄坯加熱，控制加熱溫度在950 1150°C;
3)進行熱軋，控制精軋開軋溫度在850 950°C，控制最后一道次熱軋溫度為800 900°C且在α相區內進行軋制；
4)進行卷取，控制卷取溫度在680 750°C；
5)依次進行酸洗、冷軋，并軋至產品厚度；
6)進行再結晶退火。表I 本發明各實施例及對比例的組分取值列表(wt %)
權利要求
1.一種磁感彡1.8T的無取向電工鋼，其組分及重量百分比含量為C< 0.003%，Si O. 1% I. 0%，Als ( O. 0060%, Mn 0. 1% I. 0%, P 0. 05% O. 5%, S 彡 O. 005%, N^O. 0030%, Sn及Sb均不為零并同時添加，l/2Sn與Sb之和不超過O. 05%,其余為鐵及不可避免的雜質； 并滿足l/2Sn=Sb。
2.生產權利要求I所述的一種磁感>I. 8T的無取向電工鋼的方法，其步驟1)冶煉并鑄還;2)對鑄坯加熱，控制加熱溫度在950 1150°C;3)進行熱軋，控制精軋開軋溫度在850 950°C，控制最后一道次熱軋溫度為800 900°C且在α相區內進行軋制；4)進行卷取，控制卷取溫度在680 750°C；5)依次進行酸洗、冷軋，并軋至產品厚度；6)進行再結晶退火。
全文摘要
一種磁感≥1.8T的無取向電工鋼及其生產方法，其組分及重量百分比含量為C≤0.003%，Si0.1%～1.0%，Als≤0.0060%，Mn0.1%～1.0%,P0.05%～0.5%,S≤0.005%,N≤0.0030%,Sn及Sb均不為零并同時添加，1/2Sn與Sb之和不超過0.05%；生產步驟冶煉并鑄坯；對鑄坯加熱，控制加熱溫度在950～1150℃；熱軋，最后一道次熱軋溫度為800～900℃且在α相區內進行軋制；卷取；酸洗并冷軋；再結晶退火。本發明具有低成本，添加合金種類少，因不經過常化工藝，有利于節省能源和提高成材率；無取向電工鋼的B50＞1.8T，鐵損P15/50＜5.0w/kg，其特別有利于小型電機的節能降耗。
文檔編號C22C38/04GK102925793SQ20121048688
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月27日 優先權日2012年11月27日
發明者鄭澤林, 黎世德, 李準, 楊佳欣, 張文輝, 駱忠漢, 龔海菊, 趙啟博 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司