[发明专利]取向电工钢板及其制造方法

说明书

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：1.0％至7.0％、Mn：大于0％且小于等于0.5％、Al：大于0％且小于等于0.005重量％、S：大于0％且小于等于0.0055％以及Ba和Y中至少一种：0.005％至0.5％，并且包含Sn：0.02％至0.15％、Sb：0.01％至0.08％和Ni：0.02％至0.5％中至少一种，余量包含Fe和不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及一种取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明涉及一种利用Ba和Y的再结晶晶粒生长抑制效果来改善磁性的取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

取向电工钢板是轧制方向上的磁特性优异的软磁材料，由具有钢板晶体取向为{110}001的所谓高斯(Goss)取向的晶粒组成。

通常，可以用磁通密度和铁损来表征磁特性，通过使晶粒精确地排列成{110}001取向，可以获得较高的磁通密度。磁通密度高的电工钢板不仅能减小电气设备的铁芯材料尺寸，还能降低磁滞损耗，从而可以同时实现电气设备的小型化和高效化。铁损是对钢板施加任意交流磁场时消耗成热能的功率损耗，根据钢板的磁通密度和板厚、钢板中的杂质量、电阻率及二次再结晶晶粒尺寸等有很大变化，磁通密度和电阻率越高以及板厚和钢板中的杂质量越小，铁损越降低，从而增加电气设备的效率。

当前，全世界正在减少二氧化碳排放以应对全球变暖，节能和产品高效化已成趋势，随着对推广普及用电量少的高效电气设备的需求增加，社会上对开发低铁损特性更优异的取向电工钢板的需求不断增大。

通常，对于磁特性优异的取向电工钢板，{110}001取向的高斯组织(Gosstexture)应该在钢板轧制方向上高度发达，为了形成这样的织构，需通过晶粒异常生长的二次再结晶来形成高斯取向晶粒。这种非正常的晶体生长不同于常规的晶粒生长是在正常的晶粒生长因析出物、夹杂物或者固溶或晶界偏析的元素而受到正常生长的晶界移动被抑制时发生的。如此抑制晶粒生长的析出物或夹杂物等被称为晶粒生长抑制剂(inhibitor)，对基于{110}001取向的二次再结晶的取向电工钢板制造技术的研究致力于使用强抑制剂来形成相对于{110}001取向的聚集度较高的二次再结晶以确保优异的磁特性。

在现有取向电工钢板技术中，作为晶粒生长抑制剂主要利用AlN、MnS[Se]等析出物。作为一个实例有如下制造方法：一次冷轧后进行脱碳，然后通过利用氨气的独立的氮化工艺向钢板内部供氮，以通过发挥强大的晶粒生长抑制效果的铝系氮化物来引发二次再结晶。

然而，在高温退火过程中，基于炉内环境的脱氮或渗氮导致析出物的不稳定性加剧以及需要在高温下长时间退火30小时或更长时间，从而增加制造工艺上的复杂性和成本负担。

由于上述理由，近年来提出了作为晶粒生长抑制剂不使用AlN、MnS等析出物的取向电工钢板的制造方法。例如，有一种制造方法是使用晶界偏析元素如钡(Ba)和钇(Y)等。

Ba和Y具有优异的晶粒生长抑制效果，足以形成二次再结晶，并且在高温退火过程中不受炉内环境的影响，但是存在制造工艺过程中在钢板内部大量形成二次化合物如Ba和Y的碳化物、氮化物、氧化物或Fe化合物的缺点。这些二次化合物会造成最终产品的铁损特性变差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种取向电工钢板及其制造方法。具体地，本发明提供一种利用Ba和Y的再结晶晶粒生长抑制效果来改善磁性的取向电工钢板及其制造方法。

(二)技术方案