非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板、由其所制成的部件和非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种由钢制成的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，该钢除了包含有铁和不可避免的杂质以外，还包括（以重量%示出的）Si：1.0-4.5%、Al：不高于2.0%、Mn：不高于1.0%、C：不高于0.01%、N：不高于0.01%、S：不高于0.012%、Ti：0.1-0.5%、P：0.1-0.3%，其中对于Ti含量%Ti和P含量%P的比例%Ti/%P下式成立：1.0≤%Ti/%P≤2.0。根据本发明专利技术的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板以及由这种钢板或钢带制成的、电工用途的部件具有提高的强度以及同时具有良好的磁性能的特点。可以由此来制造根据本发明专利技术的NO钢板或NO钢带，即，通过将由具有前述组成成份的钢构成的热轧钢带冷轧成冷轧钢带并且对该冷轧钢带进行最终退火处理。为了特别形成NO钢带或NO钢板的特定性能，本发明专利技术提供了不同的最终退火方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板、由其所制成的部件和非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板的制造方法
本专利技术涉及一种电工用途的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板、由这种磁性钢带或磁性钢板制成的电工部件以及磁性钢带或磁性钢板的制造方法。
技术介绍
非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板在专业术语也称为“无取向电工钢”或者在英语中也称为“NGO-ElectricalSteel”（“NGO”=NonGrainOriented），非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板用于加强在旋转的电机的铁心中的磁通量。这种板材典型地用于电动机和发电机。为了提高这种机器的效率，使在工作中各个旋转的部件努力达到尽可能高的转速或大的直径。这种发展趋势的结果是使由这里所述类型的磁性钢带或磁性钢板制成的电气相关部件承受高的机械负荷，当前所提供的NO磁性钢带类型通常不能满足这种机械负荷。一种NO磁性钢带或磁性钢板已由文献US5，084，112已知，这种磁性钢带或磁性钢板具有至少60kg-f/mm2（约589MPa）的屈服极限并且由这种钢制成，即，该钢除了包含有铁和不可避免的杂质以外，还包括（以重量%示出的）不高于0.04%的C、2.0-少于4.0%的Si、不高于2.0%的Al、不高于0.2%的P和“Mn、Ni”组分中的至少一种元素，其中Mn和Ni的总含量至少为0.3%和最高为10%。为了通过形成氮化碳而实现强度的提高，由文献US5，084，112已知的钢包含“Ti、V、Nb、Zr”组分中的至少一种元素，其中，在存在有Ti或V的情况下，Ti含量%Ti和V含量%V关于钢的C含量%C和各个不可避免的N含量%N应该满足条件[0.4×（%Ti+%V）]/[4×（%C+%N）]＜4.0。对此在钢中有磷的存在对提高强度起了作用。然而，不得存在更高的磷含量，因为磷含量可以引起晶界脆化。为了对抗这个严重的问题，提供额外的0.001-0.007%的B含量。根据文献US5，084，112将具有这种组分的钢铸造成钢锭，然后将该钢锭热轧成热轧钢带，可选择地对该热轧钢带进行退火，然后进行酸洗然后冷轧成具有一定最终厚度的冷轧钢带。最后，对所得到的冷轧钢带进行再结晶退火，其中，在至少650℃、但是低于900℃的退火温度下进行退火。在钢中同时存在有Ti和P以及B、N、C、Mn和Ni的有效含量的情况下，根据文献US5，084，112制成的NO磁性钢带或磁性钢板虽然达到至少70.4kg-f/mm2（688MPa）的屈服极限。但是同时在板材厚度为0.5mm、极化率为1.5特斯拉和频率为50Hz时，磁滞损耗P1.5至少为6.94W/kg。对于现代化的电工用途不再能够接受这样高的磁滞损耗。此外，在许多这种用途中磁滞损耗在较高频率时是非常重要的。
技术实现思路
在此基础上，本专利技术的目的在于，给出一种NO磁性钢带或磁性钢板以及由这种板材或带材制成的、电工用途的部件，该部件具有提高的强度，特别是较高的屈服极限同时具有良好的磁性能，特别是在高的频率下具有低的磁滞损耗。此外，还应该给出这种NO磁性钢带或磁性钢板的制造方法。关于NO磁性钢带或磁性钢板，根据本专利技术通过使NO磁性钢带或磁性钢板具有权利要求1所给出的成份，由此实现该目的。关于电工用途的部件方面，根据本专利技术的、以上所述目的的实现方案相应地在于，由根据本专利技术电工钢板或电工钢带制造这种部件。最后，关于该方法，通过在制造根据本专利技术的磁性钢带或磁性钢板时至少进行在权利要求9中所给出的操作步骤来实现上述目的。本专利技术的有利设计在从属权利要求中给出并且在下面详细阐述例如本专利技术的一般思想。根据本专利技术所提供的、电工用途的、非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板由这样的钢制成，即，该钢由（以重量%示出的）1.0-4.5%的Si、特别是2.4-3.4%的Si、不高于2.0%的Al、特别是不高于1.5%的Al、不高于1.0%的Mn、不高于0.01%的C、特别是不高于0.006%的C、特别有利的是不高于0.005%的C、不高于0.01%的N、特别是不高于0.006%的N、不高于0.012%的S、特别是不高于0.006%的S、0.1-0.5%的Ti、0.1-0.3%的P和由铁和不可避免的杂质构成的余量构成，其中，对于Ti含量%Ti和P含量%P的比%Ti/%P下式成立1.0≤%Ti/%P≤2.0。本专利技术使用FeTi磷化物（FeTiP）来提高强度。根据本专利技术使用钛和磷将具有1.0-4.5重量%（在实际实施时具有2.4-3.4重量%）的Si含量的硅钢制成合金，以形成精细的FeTiP析出物以及通过颗粒硬化提高NO磁性钢带或磁性钢板的强度。如果将钢中的Si、C、N、S、Ti和P的含量分别有选择地限制在（以重量%示出的）2.4-3.4%的Si、不高于0.005%的C、不高于0.006%的N、不高于0.006%的S、不高于0.5%的Ti或不高于0.3%的P，那么对此得到根据本专利技术的磁性钢带合金或磁性钢板合金的特别实用的设计。此外，在根据本专利技术的钢中可以存在有不高于2.0%的Al和不高于1.0%的Mn。代替通常对此所使用的氮化碳，本专利技术使用FeTi磷化物来提高强度。以这种方式，一方面可以避免可能由于高的C含量和/或N含量而出现的磁老化现象。除了同时分别存在有Ti和P的充足的绝对量以外，使Ti含量%Ti比P含量%P的比例满足权利要求1给出的条件对此也是非常重要的，根据该条件，根据本专利技术的磁性钢带或磁性钢板的钛含量比磷含量的比例总是大于或等于1.0以及同时小于或等于2.0。通过保持根据本专利技术所规定的、Ti和P含量的小的范围以及其含量比例才可以确保，以根据本专利技术的方式所构成的电工钢板或电工钢带具有足够数量的FeTiP颗粒及其满意的分布，以除了确保足够高的强度以外还确保良好的电磁性能。由于根据本专利技术的%Ti比%P的比例设置，一方面避免磷过量带来的损害，过量的磷在根据本专利技术的磁性钢带或磁性钢板中导致脆化。一方面由于根据本专利技术所规定的比例也避免钛的过量。这种钛过量可能导致形成氮化钛，氮化钛对磁性钢带或磁性钢板的磁性能产生不利的影响。对此，本专利技术基于这个知识点，当磁性钢板或磁性钢带中的Ti和P的含量以尽可能小的偏差对应于1.55的化学计量比例时，在根据本专利技术的非晶粒取向的磁性钢板或磁性钢带中实现了根据本专利技术所应用的、Ti和P同时存在的最大效用。因此，考虑到该知识点并且同时本专利技术对实际应用特别重要的设计在于，对于Ti含量%Ti和P含量%P的比例%Ti/%P下式成立1.43≤%Ti/%P≤1.67。通过根据本专利技术的钢组成成份而实现的FeTiP颗粒通常具有远远小于0.1μm的直径。这要考虑到材料的强度虽然随着晶格缺陷（例如杂质原子、位错、晶界或者另一相颗粒）的数量而增加，但是晶格缺陷对材料的磁特征值具有不利的影响的效果。对此，当颗粒尺寸处于的布洛赫壁厚的范围中（具有各种不同的磁化的磁畴之间的过渡区域）、即，约0.1μm时，这种不利的影响正如已知的那样是最大的。通过根据本专利技术使用明显较小的颗粒来提高强度，从而在根据本专利技术的电工钢板中最多以明显最小化的形式产生这种不利的影响。对此在根据本专利技术的材料中也可能个别地存在有明显大于0.1μm的FeTiP颗粒。然而，这些颗粒最多在能够忽略的范围里影响根据本专利技术的产品的性能。在根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由钢制成的、电工用途的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，所述钢除了包含有铁和不可避免的杂质以外，还包括（以重量%示出的）Si：1.0‑4.5%、Al：不高于2.0%、Mn：不高于1.0%、C：不高于0.01%、N：不高于0.01%、S：不高于0.012%、Ti：0.1‑0.5%、P：0.1‑0.3%，其中，对于Ti含量%Ti和P含量%P的比例%Ti/%P下式成立：1.0≤%Ti/%P≤2.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.05 EP 12150315.51.一种由钢制成的、电工用途的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，所述钢除了包含有铁和不可避免的杂质以外，由以下组分构成(以重量％示出的)Si：1.0-4.5％、Al：不高于2.0％、Mn：不高于1.0％、C：不高于0.01％、N：不高于0.01％、S：不高于0.012％、Ti：0.1-0.5％、P：0.1-0.3％，其中，对于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/％P下式成立：1.43≤％Ti/％P≤1.67。2.根据权利要求1所述的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，其特征在于，所述磁性钢带或磁性钢板的Si含量为2.4-3.4重量％。3.根据权利要求1所述的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，其特征在于，所述磁性钢带或磁性钢板的C含量最高为0.006重量％。4.根据权利要求1所述的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，其特征在于，所述磁性钢带或磁性钢板的N含量最高为0.006重量％。5.根据权利要求1所述的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，其特征在于，所述磁性钢带或磁性钢板的S含量最高为0.006重量％。6.根据前述权利要求的任意一项所述的非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板，其特征在于，在1.0特斯拉的极化率和400Hz的频率时在所述磁性钢带或磁性钢板的厚度为0.5mm时其磁滞损耗P1.0/400最高为65W/kg，在所述磁性钢带或磁性钢板的厚度为0.35mm时其磁滞损耗P1.0/400最高为45W/kg。7.一种电工用途的部件，所述部件由根据权利要求1至6的任意一项提供的磁性钢带或磁性钢板制成。8.一种非晶粒取向的磁性钢带或磁性钢板的制造方法，在所述方法中进行下面的操作步骤：a)提供一种由钢构成的热轧钢带，所述钢除了包含有铁和不可避免的杂质以外，还由以下组分构成(以重量％示出的)Si：1.0-4.5％、Al：不高于2.0％、Mn：不高于1.0％、C：不高于0.01％、N：不高于0.01％、S：不高于0.012％、Ti：0.1-0.5％、P：0.1-0.3％，其中，对于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/％P下式成立：1.43≤％Ti/％P≤1.67；b)将热轧钢带冷轧成冷轧钢带以及c)对冷轧钢带进行最终退火，在最终退火中对冷轧钢带进行在连续退火炉中完成的两个阶段的瞬时退火，在瞬时退火的过程中，d.1)首先使冷轧钢带在第一退火阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：多萝泰·多尔纳，奥拉夫·菲舍尔，卡尔·泰尔盖尔，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE