非晶粒取向磁钢带或磁钢薄板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及非晶粒取向磁钢薄板，所述薄板可以作为最终退火态和作为非最终退火态制备而成，这样，磁钢薄板具有比现有水平更高的磁极化强度和更低的反磁化损耗。其实现途径在于：具有合适组成的钢在始自１３００℃的最大初始温度冷却期间，通过一个基本上完全没有纯奥氏体结构（γ相）的温度区间，在该温度区间，所述钢具有奥氏体／铁素体双相多元结构（α，γ多相），结果，在对热轧之后所获热轧带材进行热轧、腐蚀、冷轧和退火处理之后，所述磁钢薄板在２５００Ａ／ｍ的磁场强度中，沿带材或薄板纵向测得的磁极化强度Ｊ↓［２５００］≥１．７４Ｔ，在Ｊ＝１．５Ｔ和频率ｆ＝５０ＨＺ的条件下，沿带材纵向测得的磁损耗Ｐ↓［１．５］（５０）＜４．５Ｗ／ｋｇ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明非晶粒取向磁钢带或 磁钢薄板及其制备方法 本专利技术涉及非晶粒取向磁钢带或磁钢薄板，以及这类产品的制备方法。 术语“非晶粒取向磁钢薄板”此处指的是包括在DIN EN 10106(“最后退火的磁钢薄板”)和DIN EN 10165(“未最终退火的磁钢薄板”)中的磁钢薄板。更强烈的各向异性磁钢薄板只要不是晶粒取向磁钢薄板，也包括在内。在这个意义上，此处使用的术语“磁钢薄板”和“磁钢带”同义。 “J2500”和“J5000”此后指的是在2500A/m或5000A/m的磁场强度下的磁极化强度。“P1.5”指的是在极化强度为1.5T和频率为50Hz时的反磁化损耗。 加工工业已要求提供与传统薄板相比，具有更高磁极化强度值的非晶粒取向磁钢薄板。这尤其适合于电力机械受到电励磁的场合。提高磁极化强度会降低磁化要求。这与铜损耗的减小有关，在大量的电力机械中铜损耗构成电力机械工作期间出现的损耗的主要部分。 具有提高的磁导率的非晶粒取向磁钢薄板的经济价值相当高。采用电励磁的电力机械，特别是输出总计1-100kW并且更高的工业驱动器构成非晶粒取向磁钢薄板的主要应用领域。 对磁导率较高的非晶粒取向磁钢薄板的需求不仅涉及损耗高(P1.5≥5-6W/kg)的非晶粒取向磁钢薄板，而且还涉及中等损耗(3.5W/kg≤P1.5≤5.5W/kg)以及损耗较低(P1.5≤3.5W/kg)的薄板。因此，其目标是改善包括低、中、高硅含量的所有电工钢的磁极化强度。就市场潜力而言，Si含量最高达2.5重量％的磁钢薄板尤其重要。 具有高的磁极化强度J2500和J5000值，但50Hz下的反磁化损耗P1.5低，优选P1.5＜4W/kg的磁钢板类型特别有价值，因为当用于电励磁的机械中时，与50Hz时的P1.5＞4W/kg的传统磁钢薄板相比，能够减小励磁电流和降低铁损。 提高Si含量可以降低反磁化损耗。如果用于制备所述磁钢薄板的钢中Si含量与Al含量的二倍之和，即％Si+2％Al高于1.4％，则损耗会显著降低。 已知存在各种使具有这样的高的Si和Al含量的磁钢薄板具有高的J2500或J5000的方法。为此目的，EP 0 651 061 A1提出在冷轧期间进行大的变形，其中，冷轧可以采用带有中间退火的两个步骤进行。也已经知道通过对热轧带材进行中间退火能够制备磁导率较高的磁钢薄板(EP 0 469 980 B1，DE 40 05 807 C2)。采用EP 0 431 502 A2中所述的方法，能够最终制备出一种非晶粒取向磁钢薄板，其中，将含有≤0.025％C，＜0.1％Mn，0.1-4.4％Si和0.1-4.4％Al(含量重量％)的输入钢坯初始热轧至不小于3.5mm厚。然后，对所获得的热轧带材进行冷轧(未进行再结晶中间退火)，压下量至少86％，并且进行退火处理。采用该已知方法制备的带材在2500A/m的磁场强度J2500下，具有高于1.7T的特别高的磁极化强度，并且还具有较低的反磁化损耗。 然而，实际上，已发现采用已知方法，不能够在大规模生产的情况下，可靠地制备磁极化强度J2500≥1.7T的Si和Al的总含量高于1.4重量％的磁钢带材或薄板，所述磁极化强度沿带材的纵向测量。(沿带材的横向确定的J2500值以及其他方向的多个J2500值总是小于在带材方向上测得的J2500值) 当使用纯度极高的，特别是Si和Ti含量极低，而同时C含量又低的高硅合金时，可以获得更高的J2500值。但是，这种方法与实际使用的传统FeSi钢的生产相比，要求钢的生产成本更高。 因此，本专利技术的目的是依据上述技术现状，制备高质量的非晶粒取向磁钢薄板，所述薄板可以无需额外增加制造成本，就可加工成最终退火型和非最终退火型，结果，具有比以前所获结果更高的磁极化强度和更低的反磁化损耗。 在本专利技术中，通过一种名义厚度≤0.75mm的非晶粒取向磁钢带材或磁钢薄板，实现了上述目的，所述磁钢带材或磁钢薄板由一种钢制备而成，该钢中除铁之外，还含有通常不可避免的杂质(例如S，Ti)，和任选存在的Mo，Sb，Sn，Zn，W和/或V，以及(以重量％计)C＜0.005％，Mn≤1.0％，P＜0.8％，Al＜1％和满足关系1.4％＜％Si+2％Al＜2.5％的Si(其中，％Si＝Si含量，％Al＝Al含量)，其中，上述组成的钢在自1300℃的最高初始温度冷却期间，通过一个基本上完全没有纯奥氏体结构(γ相)的温度区间，在该温度区间，所述钢具有一种奥氏体/铁素体双相多元结构(α，γ多相)，因此，在对热轧之后所获热轧带材进行热轧、腐蚀、冷轧和退火处理之后，所述磁钢薄板在2500A/m的磁场强度中，沿带材或薄板纵向测得的磁极化强度J2500≥1.74T，在J＝1.5T和频率f＝50Hz的条件下，沿带材纵向测得的磁损耗P1.5(50)＜4.5W/kg。 通过一种制备根据前述权利要求中之任何一项的非晶粒取向磁钢带材或者磁钢薄板的方法，也可以实现上述目的，所述方法包括如下步骤 -将一种钢铸造成制造的材料，例如板坯、薄板坯或铸造带材，所述钢中除铁之外，还含有通常不可避免的杂质(例如S，Ti)，和任选存在的Mo，Sb，Sn，Zn，W和/或V，以及(以重量％计)C＜0.005％，Mn≤1.0％，P＜0.8％，Al＜1％和满足关系1.4％＜％Si+2％Al＜2.5％的Si(其中，％Si＝Si含量，％Al＝Al含量)， -将所述材料采用热轧方法，加工成热轧带材，所述热轧初始温度≤1300℃，调整热轧温度，使材料通过一个基本上完全没有纯奥氏体结构(γ相)的温度区间，在该温度区间，所加工钢具有奥氏体/铁素体双相多元结构(α，γ多相)和铁素体区， -因此，在对热轧之后所获热轧带材进行包括腐蚀的表面处理、冷轧和退火处理之后，所述磁钢带材或者磁钢薄板在2500A/m的磁场强度中，沿带材或薄板纵向测得的磁极化强度J2500≥1.74T，在J＝1.5T和频率f＝50Hz的条件下，沿带材纵向测得的磁损耗P1.5(50)＜4.5W/kg。 令人惊奇地，已发现通过选择合适组成的钢合金和在对由该钢合金铸造而成的制造材料进行热加工期间实施特殊的温度控制，能够制备出磁损耗和磁导率均比现有水平有很大改善的磁钢薄板。结果，本专利技术的磁钢薄板能够保证至少1.74T，特别是至少1.76T的纵向磁极化强度J2500。也可以保证低于4.5W/kg，特别是4W/kg的磁损耗P1.5。 其先决条件是对本专利技术中使用的钢的组成使得当从1300℃开始冷却时，该钢在任何时间点都尽可能不会存在纯奥氏体结构。而是，通过对组成进行选择，使得冷却期间，必须通过一个钢结构包含γ和α相的混合物的温度区间。本专利技术中仍然容许的对上述条件的偏离是如果出现纯奥氏体结构则出现在最大为50℃的温度区间内。这意味着当形成纯奥氏体时，最迟在温度进一步下降50℃之后，必须出现双相多元结构。 能够证明当偏差超过50℃的温度容许范围时，不能获得按本专利技术提高磁钢薄板质量的效果。因此，在制备本专利技术的磁钢带材期间，优选对温度进行控制，以便避开上述关键温度区间。例如，为此目的，可以在热轧之前，对传统热轧带材制备过程中板坯的重新加热温度，或者对在连铸和轧制或者薄带铸造期间板坯的温度进行选择，使其高本文档来自技高网...

【技术保护点】
名义厚度≤０．７５ｍｍ的非晶粒取向磁钢带材或磁钢薄板，由一种钢制备而成，该钢中除铁之外，还含有通常不可避免的杂质，和任选存在的Ｍｏ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｗ和／或Ｖ，以及（以重量％计）Ｃ：＜０．００５％Ｍｎ：≤１．０％Ｐ ：＜０．８％Ａｌ：＜１％以及满足关系１．４％＜％Ｓｉ＋２％Ａｌ＜２．５％的Ｓｉ（其中，％Ｓｉ＝Ｓｉ含量，％Ａｌ＝Ａｌ含量），其中，上述组成的钢在自１３００℃的最高初始温度冷却期间，通过一个基本上完全没有纯奥氏体结构（γ相）的 温度区间，在该温度区间，所述钢包括奥氏体／铁素体双相多元结构（α，γ多相），因此，在对热轧之后所获热轧带材进行热轧、腐蚀、冷轧和退火处理之后，所述磁钢薄板在２５００Ａ／ｍ的磁场强度中，沿带材或薄板纵向测得的磁极化强度Ｊ↓［２５００］≥１．７４Ｔ，在Ｊ＝１．５Ｔ和频率ｆ＝５０Ｈｚ的条件下，沿带材或薄板纵向测得的磁损耗Ｐ↓［１．５］（５０）＜４．５Ｗ／ｋｇ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B哈默，KE弗里德里希，O菲舍尔，J施耐德，CD武佩曼，
申请(专利权)人：蒂森克鲁伯钢铁股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]