一种短流程高效高硅钢薄带的冷轧制备方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种短流程高效高硅钢薄带的冷轧制备方法。其内容就是通过快速凝固方法制备高硅钢薄带，通过冷轧方法降低其厚度，并改善表面质量，提高其高频磁性能。快速凝固可以改善高硅钢的塑性，得到具有一定塑性的薄带，薄带可以卷绕成卷。之后进行冷轧，进一步降低高硅钢的有序度，改善其塑性，得到高硅钢薄带卷。快速凝固得到的薄带，晶粒尺寸明显减小，有序度明显降低，而显微硬度变化不大，这将有利于下一步的冷轧。冷轧过程中，控制轧制第一道次的压下量，使其塑性进一步改善，从而可以得到最薄为0.02mm厚度的薄带。因本方法制备高硅钢薄带生产效率高，产品质量好，可在工业上广泛实现，因而具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的在于提供。其内容就是通过快速凝固方法制备高硅钢薄带，通过冷轧方法降低其厚度，并改善表面质量，提高其高频磁性能。快速凝固可以改善高硅钢的塑性，得到具有一定塑性的薄带，薄带可以卷绕成卷。之后进行冷轧，进一步降低高硅钢的有序度，改善其塑性，得到高硅钢薄带卷。快速凝固得到的薄带，晶粒尺寸明显减小，有序度明显降低，而显微硬度变化不大，这将有利于下一步的冷轧。冷轧过程中，控制轧制第一道次的压下量，使其塑性进一步改善，从而可以得到最薄为0.02mm厚度的薄带。因本方法制备高硅钢薄带生产效率高，产品质量好，可在工业上广泛实现，因而具有广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术基于金属材料制备
，涉及高硅钢的快速高效短流程制备方法。 技术背景 高硅钢一般指含硅量超过3.5% (重量比，下同）的硅钢。与普通硅钢（含硅量 < 3. 5% )相比，高硅钢，特别是含硅6. 5%的高硅钢具有较高的电阻率和磁导率、较低的矫 顽力、接近于零的磁致伸缩系数等特点，因而具有较低的铁损和磁致伸缩，对降低能耗、减 小噪音具有重要意义。 但正是由于硅含量的提高，高硅钢的室温塑性非常差，难以采用传统的热冷、冷轧 方法大规模生产该合金薄板。因此人们通过采用特殊的制备方法，避开其室温脆性来制备 该合金薄板，快速凝固方法就是其中的一种。其特点就是采用特殊的冷却介质，使其在液 态下快速凝固。G. E. Fish 等在 Journal of Applied Physics, 64(10) :5370, 1988, Freque ncy dependence of core loss in rapidly quenched Fe_6. 5wt. % Si 中报道用快速凝固法 制备该合金薄带。即直接由液态合金单棍甩带，得到薄而窄的合金薄带。A. H. Kasama等 在 Materials Science and Engineering A, 449-451:375-377, 2007,Magnetic properties evaluation of spray formed and rolled Fe_6. 5wt. % Si_l. Owt. % A1 alloy 中报道利用 喷射成形方法制备合金板坯，而后采用热轧、冷轧的方法制备该合金薄板。喷射成形得到的 板材在热处理之后热轧、冷轧，可以得到0. 6mm厚的薄板。其中冷轧是在500°C下进行的， 并非严格的室温轧制。由于喷射成形产生的孔洞比较多，得到的该合金薄板磁性能不太理 想。另外 Υ· 〇no 等在 Journal of Alloys and Compounds, 289:277-284, 1999, Production process of grain orientation-controlled Fe-6. 5mass% Si alloy fiber using spinning in gas atmosphere followed by winding in rotating liquid 中手艮道利用水纺的方法制备 该合金细丝，可以制备得到直径在100微米以下，长度超过10米的高硅钢丝材。利用这种 方法只能制得丝状样品，不能得到板状样品。 利用快速凝固方法制备的高硅钢薄带，结合后续冷轧的方法得到厚度可控的高硅 钢薄带是本专利的特点。快速凝固制备的薄带由于从无序相区快冷，最大程度抑制了高娃 钢有序相的生成和长大，薄带具有一定的弯折能力，可以进行缠绕。同时薄带还具有塑性加 工能力，可利用冷轧方法对薄带进行后续加工。后续加工不仅可以提高其表面质量，还可以 进一步减小厚度，进一步提1--频磁性能。随着电器应用频率的升1?，铁芯铁损严重。本发 明制备的高硅钢薄带适合在高频使用，特别是在10kHz以上的高频。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。其内容就是 通过快速凝固方法制备高硅钢薄带，通过冷轧方法降低其厚度，并改善表面质量，提高其高 频磁性能。快速凝固可以改善高硅钢的塑性，得到具有一定塑性的薄带，薄带可以卷绕成 卷。之后进行冷轧，进一步降低高硅钢的有序度，改善其塑性，得到高硅钢薄带卷。快速凝 固得到的薄带，晶粒尺寸明显减小，有序度明显降低，而显微硬度变化不大，这将有利于下 一步的冷轧。冷轧过程中，控制轧制第一道次的压下量，使其塑性进一步改善，从而可以得 到最薄为0. 02mm厚度的薄带。 具体的工艺流程为： (1)原料准备：以工业纯铁（工业纯铁DT0,铁含量99.5% )、晶体硅（纯度为 99. 9% )为原料，按硅含量6. 5wt. %的比例进行配比。 (2)快速凝固甩带：对原料进行加热熔炼，在熔融液态下，利用甩带法将其快速凝 固，得到厚度在〇. 03-0. 06mm的高硅钢薄带。 (3)冷轧：将快速凝固得到的合金薄带进行冷轧，控制压下量，得到厚度在 0. 02-0. 05mm的薄板。本专利技术的冷轧第一道次压下量为15?25%，之后反复冷轧，直至厚 度达到 0. 02-0. 05mm。 ⑷最终热处理：将冷轧得到的薄带卷绕成卷，表面涂上绝缘层，在1100°C、2?5h 保温退火后炉冷，得到磁性能优异的高硅钢薄带。 本专利技术的优点在于： 将快速凝固甩带法与冷轧法相结合，突破了传统高硅钢难以冷轧的特点。通过快 速凝固方法得到晶粒尺寸细小，有序度较小的高硅钢薄带，提高了高硅钢的塑性，从而可以 成卷并进行冷加工。 在薄带快速凝固的过程中，贴辊一侧的金属液受到冷却铜辊的激冷作用而快速凝 固为固态。凝固过程中由于体积变化，在贴辊一侧的薄带会形成微小的凹坑。在远离铜辊的 一侧，金属液的凝固较为自由，整体表面粗糙度大，影响后续缠绕的装配系数。而冷轧加工， 不仅可以提高薄带的表面质量，提高装配系数，并且由于厚度的降低，使其高频下铁损进一 步降低。 冷轧时第一道次采用较大的压下量，阻止中间裂纹的产生。同时由于较大的变形 量，进一步降低有序合金的有序度，提高塑性，使后面的冷轧顺利进行。 本专利技术利用快速凝固法，提高合金的变形能力，实现合金的冷轧变形。由于快速凝 固甩带法制备流程短，并且甩带高硅钢薄带具有一定的塑性，可以弯曲成卷，并且具有一定 的冷加工塑性变形能力，可以进一步冷轧，得到的薄带厚度可控，表面质量好。因其生产效 率高，产品质量好，可在工业上广泛实现，因而具有广阔的应用前景。 【专利附图】【附图说明】 图1高硅钢快速凝固冷轧制备薄带工艺路线 图2高娃钢快速凝固冷乳制备薄带磁性能对比 【具体实施方式】 对于硅含量6. 5wt. %的高硅钢，利用快速凝固冷轧制备薄带方法得到磁性能优异 的高娃钢薄带，薄带厚度0. 02-0. 05mm，具体实施方案如下： 实施例1 通过快速凝固方法制备高硅钢薄带，利用冷轧方法进一步降低其厚度，并改善表 面质量，提高其高频磁性能。冷轧过程中，控制轧制第一道次的压下量，使其塑性进一步改 善，从而可以得到0.02mm厚度的薄带。其工艺路线如图1所示。 具体的工艺流程为： (1)原料准备：以工业纯铁（工业纯铁DT0,铁含量99.5% )、晶体硅（纯度为 99. 9% )为原料，按硅含量6. 5wt. %的比例进行配比。 (2)快速凝固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短流程高效高硅钢薄带的冷轧制备方法，其特征在于通过快速凝固方法制备高硅钢薄带，随后利用冷轧方法进一步降低其厚度，改善表面质量，提高高频磁性能；冷轧过程中，控制轧制第一道次的压下量，使其塑性进一步改善，从而可以得到厚度可控的范围在0.02‑0.05mm厚度的薄带；具体的工艺流程为：(1)原料准备：以工业纯铁、晶体硅为原料，按硅含量6.5wt.％的比例进行配比；工业纯铁：铁含量99.5％，晶体硅纯度为99.9％；(2)快速凝固甩带：对原料进行加热熔炼，在熔融液态下，利用甩带法将其快速凝固，得到厚度在0.03‑0.06mm的高硅钢薄带；(3)冷轧：将快速凝固得到的合金薄带进行冷轧，控制压下量，得到厚度在0.02‑0.05mm的薄板；本专利技术的冷轧第一道次压下量为15～25％，之后反复冷轧，直至厚度达到0.02‑0.05mm；(4)最终热处理：将冷轧得到的薄带卷绕成卷，表面涂上绝缘层，在1100℃、2～5h保温退火后炉冷，得到磁性能优异的高硅钢薄带。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁永锋，林均品，叶丰，王帅，蒋一鸣，张来启，郝国建，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11