[发明专利]一种高磁性高硅电工钢及其制备方法

说明书

一种高磁性高硅电工钢及其制备方法。其技术方案是：将冷轧硅钢板浸泡在复合电镀液中，复合电镀液的温度为5~45℃，采用双脉冲电源对所述冷轧硅钢板进行复合电镀，复合电镀时间为10~30分钟，再用蒸馏水和无水乙醇进行清洗，得到含富硅电镀层硅钢板；然后在所述含富硅电镀层硅钢板表面均匀覆盖一层硅粉，硅粉层的厚度为30~50μm，最后置入热处理炉中，在还原性气氛和900~1100℃条件下保温3~6小时，制得高磁性高硅电工钢。所述双脉冲电源是：正脉冲电流密度为8~12A/dm²，负脉冲电流密度为0.8~1.2A/dm²，正占空比为40~80%，负占空比为8~12%。本发明具有磁性能优异和质量高的特点。

技术领域

本发明属于高硅电工钢技术领域。具体涉及一种高磁性高硅电工钢及其制备方法。

背景技术

高性能硅钢片必须具备高初始磁导率、高最大磁导率、铁损小和磁致伸缩系数小等特点，以实现电机和变压器的小型化、高效化和低噪音。已有的研究表明，提高硅钢中的硅含量能满足上述要求，特别是当硅含量在6.5％时呈现最佳的综合性能，磁致伸缩率几乎为零，同时具有高导磁率和高电阻率，而高电阻率将导致涡流损耗大大降低。但是由于硅含量超过3.0wt％，硅钢薄带的脆性突增，延伸率大大降低，生产难度增大，导致长期以来硅钢的含硅量限于4.0wt％以下，很难达到4.0wt％以上。

为生产高硅电工钢，人们发明了很多方法，虽各有优点，但亦存在如下缺陷：轧制法和快速凝固法操作复杂、成本较高、设备要求较高，难以进行大规模工业生产；气相沉积法则易腐蚀设备和污染环境大，违背了可持续发展的原则。而电镀法在工业上拥有广泛的应用，扩散退火也是成熟的工艺，为此采用复合电镀法，在低硅钢带上镀覆Fe-Si复合镀层，再经过热处理扩散制备高硅电工钢的设想近年来受到研究者的广泛关注，提出了不同的方法以及工艺装置，如“电刷复合镀法制备高硅硅钢薄带的方法及硅钢带连续制备装置”(CN103320842 B)和“磁场下连续制备高硅钢薄带的方法及装置”(CN 102925937 B)。然而不佳的复合电镀工艺不能满足生产高性能高硅钢的要求，如在硅钢表面生成的镀层中硅含量不高，扩散退火后，整体硅含量提高不够，难以实现6.5wt％高硅钢的生产(潘应君等.铁与硅粉及硅铁粉复合电镀工艺的研究[J].电镀与精饰.2004.26(6):13-15)，又如复合电镀工艺获得的镀层与基体结合不好，易起皮，表面质量差，镀层表面粗糙(周鹏伟等.垂直稳恒磁场下Fe-纳米Si颗粒复合电沉积[J].北京科技大学学报.2012.36(6)：787-794)，这使得扩散退火后叠片系数低，影响产品质量。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，目的是提供一种磁性能优异和质量高的高磁性高硅电工钢及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将冷轧硅钢板浸泡在复合电镀液中，复合电镀液的温度为5～45℃，采用双脉冲电源对所述冷轧硅钢板进行复合电镀，复合电镀时间为10～30分钟，再用蒸馏水和无水乙醇进行清洗，得到含富硅电镀层硅钢板；然后在所述含富硅电镀层硅钢板表面均匀覆盖一层硅粉，硅粉层的厚度为30～50μm，最后置入热处理炉中，在还原性气氛和900～1100℃条件下保温3～6小时，制得高磁性高硅电工钢。

所述双脉冲电源是：正脉冲电流密度为8～12A/dm²，负脉冲电流密度为0.8～1.2A/dm²，正占空比为40～80％，负占空比为8～12％。

所述复合电镀液的化学成分是：氯化亚铁为150～650g/L，碘化钾为1～4g/L，氯化钠为20g/L，硼酸为2g/L，四水氯化锰为1～20g/L，硅粉为5～100g/L，复合电镀液的pH值为0.5～2.5。

复合电镀液的pH值为0.5～2.5是指，在复合电镀过程中，每2～3min测量一次复合电镀液pH值，用浓度为37.5wt％的浓盐酸将复合电镀液的pH值调整至0.5～2.5。