[发明专利]一种热拔高硅硅钢丝材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备领域，特别涉及一种热拔高硅硅钢丝材及其制备方法。

背景技术

硅钢是一种优异的软磁材料，广泛用于电机，变压器等。当硅钢中硅含量超过3.5%（重量比，下同）时就称为高硅钢。随着硅含量的增高，Fe-Si合金具有电阻率升高，最大磁导率升高，铁损降低的特点。但同时，随着硅含量的增加，特别是硅含量超过3.5%以后，材料变得又硬又脆，室温下塑性基本为零。因而难以用常规方法获得高硅钢薄板。

随着制备工艺的发展，人们通过研制各种特殊的生产工艺，例如化学气象沉积法和快速凝固法等，以避开其低温脆性，制备合金薄板。化学气象沉积就是通过在普通硅钢薄板上渗硅，然后进行均匀化热处理，得到高硅钢。在应用物理杂志（Journal of Applied Physics）, 64(10): 5367-5369, 1988,中对此方法有报道。但该工艺较复杂，生产周期长，成本高，硅含量不均匀，所用原料SiCl4对环境有污染。除此之外还报道了用快速凝固法制备该合金薄带。其特点是直接由液态合金甩带，避开其脆性区，直接得到薄而窄的合金薄带。缺点就是所得薄带尺寸受限制，宽度和厚度非常小，因此不利于大规模生产和应用。

利用传统的轧制方法制造薄板能克服特殊生产工艺的缺陷，适合连续化、工业化生产。用传统轧制方法制出厚度为0.28-0.30mm厚高硅硅钢薄板。但是目前传统轧制工艺还非常不成熟，在轧制过程中还存在控温，卷曲等问题，而且由于其脆性，最后将薄板冲压成片也非常困难，因此，传统轧制法目前仍没有用于工艺化生产。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种热拔高硅硅钢丝材及其制备方法，其中通过该方法制得的热拨高硅硅钢丝材塑性良好的，具有较好磁性能。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种热拔高硅硅钢丝材，其具有的组成成分按重量比包括Si:4.0%-9.5% ,C: 0%-0.03%,S:0%-0.010%，Mn: 0.01%-0.15%,Al:0.0040%-0.010%,Ti:0%-0.02% ,P:0%-0.007% ,B:0%-0.2%,且其余量为Fe及不可避免的夹杂物。

其中制造热拨高硅硅钢丝材的制备方法，包含以下步骤：

第一步，冶炼：把浓度为99%的硅和纯度为99.5%的工业纯铁一起放入真空感应炉中进行熔化处理，并在1500-1550℃下精炼 3-5分钟，其中放入的硅按重量比占到4.0%-9.5%；然后在低于1500℃的真空条件下把所得到的混合物在陶瓷铸模上进行浇铸，并把其浇铸成重量为10-100kg 的铸锭,且所述铸锭为上大下小带保温帽的铸型；

第二步，模锻：在800～1100℃的温度范围内利用空气锤对铸锭进行自由锻造，并把其锻成小方坯；之后再在模子下进行模锻处理，以锻得直径为12mm- 15mm的棒材，其中模锻温度控制在800～1100℃；

第三步，热旋锻或热轧：在温度850℃-950℃下将棒材进行热旋锻处理，其中旋锻道次为10-20次，且每道次进给量为0.5mm-1mm,并在每个道次后进行一次回火，最终锻得的直径为5mm-10mm尺寸的线材；或者将棒材在温度850℃-950℃进行异型轧制处理，其中每道次压下量为0.5mm-1.5mm,共进行5-10道次，并在其中间回火3-4次，最终轧制得的直径也为5mm- 10mm尺寸的线材；

第四步，热处理:将旋锻或轧制出来的线材进行热处理，其中热处理温度设置在750℃-850℃之间，并用1.5h进行保温，最后用盐水冷却；

第五步，酸洗：将热处理后的线材放入硝酸中进行酸洗，以去除热处理工艺中所产生的氧化皮；

第六步，热拉拔: 在700℃-900℃的温度下，将酸洗后的线材采用卧式拉拔机进行拉拔,其拉拔道次为10-30道次，每道次变形量为3%-10%，总变形量为70%-80%，最后制得直径为1.0mm- 1.6mm的高硅硅钢丝材。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：