[发明专利]一种粉末温轧与扩散烧结制备Fe-6.5%Si带材的方法

权利要求书

1.一种粉末温轧与扩散烧结制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于包括以下步骤：

(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70～80％的高纯硅铁粉，粒径≤10μm，主要杂质为～0.25％Al、～0.08％Ca和～0.02％C,其余为Fe；

(2)粉末混合：

按照Fe-4.5～6.7％Si的比例，称取预混好的Fe粉和Fe-70～80％Si高纯硅铁粉；在惰性保护气氛下采用低能量混合机混合，混合时添加总量为0.4～0.6％的复合润滑剂；

(3)粉末温轧

采用二辊水平轧机和倾斜喂料槽，利用粉末自重、轧辊与粉末之间的摩擦力喂料，轧制出厚度为0.9～1.9mm，宽度为100～200mm，密度为6.2～6.65g/cm3的粉末温轧板坯。轧制前采用粉末加热装置将混合粉末加热到125～150℃，并将轧辊预热到同样温度；

(4)脱脂、烧结

将粉末轧坯放置在表面涂覆了MgO微粉的支撑板上，放置到真空脱脂、烧结炉中，采用2～5℃/min的升温速度，并在200℃、400℃分别保温2h～4h，然后将升温至1070～1170℃保温烧结2～4h，烧结坯密度为6.25～6.7g/cm3；

(5)冷轧-烧结致密化：

将上述烧结板坯冷轧减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～45％后，在烧结炉中，于1070～1170℃再烧结0.5～2h，多次冷轧-烧结后，板料的厚度达到0.1～0.5mm，密度达到7.34～7.48g/cm3。

(6)均匀化高温烧结

在1260～1330℃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的均匀化，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，密度达到7.35～7.49g/cm3。

2.如权利要求1所述的粉末温轧与扩散烧结制备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所述的粉末温轧与高温扩散烧结制备Fe-6.5％Si薄带材的方法，其特征在于：所述的粒径≤10μm的高纯硅铁粉用高能球磨或冲旋法获取。

4.如权利要求1所述的粉末温轧与扩散烧结制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(2)所述的低能量混料机为锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机。

5.如权利要求1所述的粉末温轧与扩散烧结制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(2)混合时添加粉末总质量0.4～0.6％的润滑剂，再添加粉末总质量0.1％的甘油，所述的润滑剂为复合润滑剂，由硬脂酸锌和乙烯基双硬脂酰胺组成，硬脂酸锌:EBS为4:6～2:8，采用无水乙醇作为溶剂，按照每吨粉末400～600ml添加。

6.如权利要求1所述的粉末温轧与扩散烧结制备Fe-6.5％Si带材的方法，其特征在于：步骤(5)冷轧后在1070～1170℃再烧结时，采用在真空烧结或还原性保护气氛下烧结，升温速度在5～10℃/min，连续升温，保温时间视板厚确定，板厚≥1mm时，保温时间为1～2h；板厚在0.1～1mm，保温时间减少到0.5～1h，每次烧结后的累积压下量达到30～45％后，需要重新烧结1次，从0.9～1.9mm的粉坯轧制到0.1～0.5mm，需要重新烧结4～8次。