一种取向高硅钢的制备方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行：（1）按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比含C0.001~0.003%，Si5.0~6.6%，Mn0.2~0.3%，Al0.05~0.12%，V0.01~0.04%，Nb0.03~0.06%，S0.02~0.03%，N0.009~0.020%，O≤0.0020%，余量为Fe及不可避免杂质；（2）薄带连铸过程后形成铸带；（3）在惰性气氛条件下进行热轧；（4）冷却至550~600℃卷取，在氮气气氛条件下进行低温热轧/温轧；（5）酸洗去除氧化皮，然后进行多道次冷轧；（6）再结晶退火，涂覆MgO涂层，最后卷取；（7）在氢气流通的条件下，进行净化退火；（8）去除氧化铁皮，涂覆绝缘层，平整拉伸退火，空冷卷取。本发明专利技术的方法省去高温退火前的脱碳流程，简化初次再结晶工艺难度，提高了高硅钢铸带的低温成型性能成品的磁性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金
，特别涉及。
技术介绍
高硅钢一般指硅含量在4.5飞.5%的S1-Fe合金，但是6.5%Si_Fe合金由于其磁致伸缩λ s近似为0，而且具有高导磁率，低矫顽力，低铁损尤其是高频铁损较低的特点，使其成为非常理想的软磁合金材料；但是当Si含量提高到4.5%以上时，合金延伸率急剧下降， 6.5%的S1-Fe合金的室温延伸率几乎为0。 高硅钢成为近年来磁性材料研究的热点，研究的方向多集中在无取向高硅钢有序相形成规律和解释其室温脆性的原因以及改善措施这一方向上；欧洲、俄罗斯和日本都有通过调整合金成分，优化设计热轧-温轧-冷轧流程实现轧制6.5%Si无取向硅钢的报道；北京科技大学利用B等元素细化铸态组织，阻止D03长程有序相形成从而提高板带低温塑性(CN 1560309A)。在高硅钢的深入研究及工业化方向，日本也走在前列:他们综合研究了合金元素N1、A1、Μη等对6.5%Si成型性能的改善；以及调控轧制过程对成型性的影响，提出低温热轧获得纤维织构以便于更低温度变形的思想(Takada Y, Journal of AppliedPhysics, 1988，64，5367?5369);更有学者提出薄带快淬的办法获得0.55mm甚至更薄的高娃微晶带解决脆性问题(Arai Κ.1, Journal of Applied Physics, 1988, 64,5373?5375)。 综合来看，这些通过成分和轧制变形得到6.5%Si电工钢的办法可以一定程度上解决无取向高硅钢轧制成型的难题，而薄带快淬法制备的微晶薄带宽度和厚度有限，几乎很难实现工业规模的生产；真正把6.5%Si无取向产品推向实用化的是日本钢管公司，他们采用化学气相沉积快速渗硅法(CVD)法和轧制法制成0.Γ0.5mm规格6.5%Si_Fe合金(Haiji H.Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1996, 160, 109?114),称为“Super Ecore”，利用3%Si无取向电工钢成品进行渗硅处理，渗硅后采用高温热处理均匀化并促进晶粒长大，获得磁性能良好的6.5%Si无取向电工钢。 取向硅钢通过二次再结晶获得单一 Goss织构，具有沿轧制方向具有极高的磁感和低铁损的优良磁性能，主要用于各种变压器的铁芯；常规取向硅钢Si含量2.8^3.4%，这个Si含量的Goss单晶理论饱和磁感Bs?2.03T，B8值可以直观反映取向硅钢片的饱和磁感强度，H1-B (高磁感)取向硅钢&在1.9(Γ?.96Τ之间，0.936 <B8/Bs < 0.966，是取向娃钢中最闻等级的广品。 取向闻娃钢具有更闻的最大磁导率，更闻的电阻率，更低的闻频铁损值，能够显著降低电器元件的质量和体积，提高电器效率，特别是6.5%S1-Fe合金(饱和磁感强度Bml.80T)磁致伸缩几乎为0，能够显著降低高频变压器的噪音，具有极高的应用价值；但是取向高硅钢的制备也需要解决大量工艺难点，一方面，取向和无取向高硅钢都需要解决基体塑性问题。另一方面，满足发生高硅钢获得完善二次再结晶所需要的抑制剂条件也更加严格，所以下列因素显然影响了取向高硅钢的制备: 1)Si元素能够显著提高Fe-Si合金晶界迁移能力，粗化晶粒，这就造成高Si钢铸坯晶粒尺寸非常粗大，达到几十mm的级别，对于塑性非常不利；2)满足二次再结晶发生的必要条件是带钢初次再结晶晶粒生长受到强烈抑制，而高Si钢冷轧变形后晶界迁移速率提高需要更强的抑制剂；3)抑制剂可以是化合物(如S化物和N化物等)或者单质(如Cu、Sn、B等)，但是前者需要高温固溶和相变析出来控制，高温加热铸坯会造成晶粒过于粗化，而高硅钢是单相铁素体，没有相变窗口来控制N化物的细小析出。而单质化合物往往作为辅助抑制剂使用，单独使用抑制力不足，还容易固溶强化基体，影响塑性。 通过常规流程制备取向高硅钢，仅有少量日本专利做了一定的报道，住友金属昭63-069917、089622专利通过50mm厚的铸坯经过热轧-温轧-冷轧得到0.2?0.3mm板带，通过单一的MnS、AIN、TiC或者VC作为抑制剂，得到了 6.5%Si取向硅钢，但是由于抑制剂的抑制力不足，二次再结晶取向度不高，B8/Bs=1.65T/1.80T=0.916 ;而新日铁公司认识到抑制力不足的问题，通过渗氮的办法提高Α1Ν的量，但是磁感&仅提升到1.67Τ (平4-080321, 224625);显然，这种这两种方法并没有突破常规流程的制约。 另外，渗硅的办法在制备高硅取向硅钢方面也存在问题，前面提到在无取向大量Si深入钢带后的扩散退火过程会促进晶粒长大，在取向硅钢中这种晶界迁移会造成取向度的降低，甚至破坏原本完善的二次再结晶组织，最终无法得到良好的磁性能，目前公布的研究结果中也没有关于磁感的报道。 双辊薄带连铸技术，以转动的两个铸辊为结晶器，将液态钢水直接注入铸辊和侧封板组成的熔池内，由液态钢水直接凝固成形厚度为1?6mm薄带，可不需经过连铸、加热、热轧和常化等生产工序。其工艺特点是液态金属在结晶凝固的同时承受压力加工和塑性变形，在很短的时间内完成从液态金属到固态薄带的全部过程，凝固速度可达102?104°C /s,大大细化高硅钢凝固晶粒尺寸。因此，薄带连铸在生产高硅Fe-Si合金方面具有独特的优势；在这方面，日本住友金属曾有相关专利报道，他们通过广2_薄带连铸-冷轧-高温退火获得强的Goss 二次再结晶组织；但是他们对于薄带连铸的认识存在局限性，铸带直接冷轧成材率不高，而且抑制剂的抑制能力比较弱，没有得到高磁感取向高硅钢。
技术实现思路
针对现有取向高硅钢在制备方法上存在的上述问题，本专利技术提供，基于对高硅钢双辊薄带连铸亚快速凝固过程中组织-织构-析出的系统认识，设计抑制剂方案，通过铸带晶粒凝固-长大行为控制和抑制剂元素固溶析出行为设计，实现组织-织构-析出柔性控制，得到高磁感取向高硅钢。 本专利技术的取向高硅钢的制备方法按以下步骤进行: 1、按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比含C0.00Γ0.003%, Si 5.(Γ6.6%，Μη 0.2?0.3%, Α1 0.05?0.12%, V 0.θΓθ.04%, Nb 0.03?0.06%, S 0.02?0.03%, N 0.009?0.020%, 0^ 0.0020%，余量为Fe及不可避免杂质；2、薄带连铸过程:将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度120(Tl25(rC，控制过热度为2(T50°C，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，厚度在1.8^3.0mm ；3、铸带出辊后在惰性气氛条件下，以5(Tl00°C/s的速率冷却至100(Tl05(TC，然后进行热轧，开轧温度100(Γ1050?，终轧温度90(T980°C，压下量10?15%，制成热轧铸带；4、将热轧铸带以2(T30°C/s的速率冷却至55(T600°C卷取，然后在氮气气氛条件下，进行低温热轧/温轧，开轧温度760±5°C，终轧温度55(T600°C，总压下量70?80%，制成温轧带;5、将温轧带酸洗去除氧化皮，然后在10(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种取向高硅钢的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比含C 0.001~0.003%，Si 5.0~6.6%，Mn 0.2~0.3%，Al 0.05~0.12%，V 0.01~0.04%，Nb 0.03~0.06%，S 0.02~0.03%，N 0.009~0.020%，O≤0.0020%，余量为Fe及不可避免杂质；（2）薄带连铸过程：将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度1200~1250℃，控制过热度为20~50℃，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，厚度在1.8~3.0mm；（3）铸带出辊后在惰性气氛条件下，以50~100℃/s的速率冷却至1000~1050℃，然后进行热轧，开轧温度1000~1050℃，终轧温度900~980℃，压下量10~15%，制成热轧铸带；（4）将热轧铸带以20~30℃/s的速率冷却至550~600℃卷取，然后在氮气气氛条件下，进行低温热轧/温轧，开轧温度760±5℃，终轧温度550~600℃，总压下量70~80%，制成温轧带；（5）将温轧带酸洗去除氧化皮，然后在100~200℃进行多道次冷轧，总压下量为60~80%，冷轧过程中进行2~3次时效处理，时效处理温度为280~320℃，时间为240~300s，每次时效处理是在相邻两道次冷轧之间，获得冷轧带；（6）将冷轧带在850±10℃进行再结晶退火，时间为120~180s，再结晶退火时冷轧带是在氮气氢气混合气氛条件下进行，控制混合气氛的露点在30~60℃，然后涂覆MgO涂层，最后卷取，获得涂层冷轧带； （7）将涂层冷轧带置于400±10℃的环形炉内，在氢气流通的条件下，先以30~40℃/h的速度升温至1000±10℃，然后以10~20℃/h的速度升温至1130±10℃，再以30~40℃/h的速度升温至1220~1240℃，保温20~30h进行净化退火； （8）将净化退火后的涂层冷轧带进行表面清理去除氧化铁皮，再涂覆绝缘层，然后在800±10℃进行平整拉伸退火，最后空冷至650℃以下卷取，获得取向高硅钢。...
【技术特征摘要】
1.一种取向高硅钢的制备方法，其特征在于按以下步骤进行: (1)按设定成分冶炼钢水，其成分按重量百分比含C0.0Ol?0.003%，Si 5.(Γ6.6%，Mn 0.2?0.3%, Al 0.05?0.12%, V 0.θΓθ.04%, Nb 0.03?0.06%, S 0.02?0.03%, N0.009?0.020%, O彡0.0020%，余量为Fe及不可避免杂质； (2)薄带连铸过程:将钢水通过浇口进入中间包，中间包预热温度120(T125(TC，控制过热度为2(T50°C，钢水通过中间包进入薄带连铸机后形成铸带，厚度在1.8^3.0mm ； (3)铸带出辊后在惰性气氛条件下，以5(Tl00°C/s的速率冷却至100(Tl05(TC，然后进行热轧，开轧温度100(Γ1050?，终轧温度90(T980°C，压下量10?15%，制成热轧铸带； (4)将热轧铸带以2(T30°C/s的速率冷却至55(T600°C卷取，然后在氮气气氛条件下，进行低温热轧/温轧，开轧温度760±5°C，终轧温度55(T600°C，总压下量7(Γ80%，制成温轧带; (5)将温轧带酸洗去除氧化皮，然后在10(T20(TC进行多道次冷轧，总压下量为60?80%，冷轧过程中进行2?3次时效处理，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，张元祥，王洋，卢翔，方烽，曹光明，李成刚，许云波，刘振宇，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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