[发明专利]一种扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5%Si带材的方法

权利要求书

1.一种粉末热锻与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)原材料粉末准备

采用-100目还原铁粉，还原Fe粉中Fe≥98.5％，其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质，采用-100目水雾化铁粉，水雾化Fe粉中Fe≥99.0％，其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质，将还原Fe粉和水雾化Fe粉按照4:6～6:4的比例配制，采用锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机混合形成工业纯Fe粉基础原料，混合时间为2～6h；

采用Si含量为50～70％的高纯硅铁粉，粒径≤6μm，主要杂质为～0.24％Al、～0.07％Ca、～0.02％C,其余为Fe；

(2)粉末混合

按照Fe-4.5～6.7％Si的比例，称取Fe粉和Fe-50～70％Si高纯硅铁粉；在惰性保护气氛下采用低能量混合机混合；

(3)粉末热锻

采用模压成型方法制备出方形压坯，压坯密度为6.59～6.76g/cm3；热锻前将模压方坯在氮气保护作用下加热到940～1010℃，保温2～4h，多次锻造后终锻温度为840～910℃，压坯接近全致密，密度达到6.91～7.23g/cm3；

(4)冷轧-烧结

将上述热锻板冷轧-烧结，逐步减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～50％后，再在烧结炉中于1020～1120℃保温烧结0.5～2h，多次冷轧-烧结后，板料的厚度达到0.1～0.5mm，Si合金化完成后，带材密度提高到7.39～7.53g/cm3；

(5)全合金化高温烧结

在1200～1300℃温度范围内真空或还原性保护气氛烧结1～4h，在热扩散的作用下，实现Si全合金化，形成单相合金，获得均质高硅钢，致密化烧结后板料的厚度为0.1～0.5mm，密度提高到7.40～7.54g/cm3。

2.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(1)混合过程中每吨混合铁粉加入200～500ml无水乙醇。

3.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：粒径≤6μm的硅铁粉由高能球磨或冲旋法获取。

4.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于所述的低能量混合机是锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机。

5.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(3)中制备出的方形压坯，长、宽分别为100～300mm，高度为40～60mm，采用表面压力为400～600MPa的压力压制；热锻后坯料的厚度为36～54mm，三点弯曲试验表现出塑性，弯曲强度达到142～248MPa。

6.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：混合时添纤维素、石蜡微粉或硬酯酸锌非水溶性成形剂，成形剂的添加量总量不超过混合粉末总质量的0.8％，同时添加油脂和无水乙醇做钝化剂，起钝化Si粉、粘接Fe-Si粉、增强粉末流动性和压坯强度的作用，钝化剂的添加量总量不超过混合粉末总质量的2％。

7.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(4)所述的支撑板采用钼板、W板、耐热钢、刚玉或氧化锆陶瓷板。

8.如权利要求1所述的扩散烧结与粉末热锻制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(6)所述的高温烧结时，叠合放置烧结板料，层间铺设MgO粉，板料平铺放置，在板料上放置平板重物，防止烧结过程中变形。