[发明专利]一种薄规格无取向硅钢及其制备方法

说明书

一种薄规格无取向硅钢及其制备方法，属于电工钢及其轧制技术领域，解决传统高牌号无取向硅钢力学偏低、新型超高强硅钢磁性偏差的技术问题，解决方案为：薄规格无取向硅钢的制备方法包括以下步骤：转炉冶炼→RH精炼→连铸→加热炉加热→热轧→常化→酸洗→冷轧→退火→涂层，对RH精炼后钢中的化学成分、连铸过程中二冷区铸坯冷却速度、热轧工序中热轧带材的厚度、常化工序的常化速度和常化温度、冷轧工序中首道次及末道次的压下率、退火工序的退火速度和退火温度分别进行限定。本发明使用细晶强化和Si、Mn的固溶强化，产品具备优异的力学和磁性能，可同时用于定转子，可满足当前绝大部分新能源汽车驱动电机的使用需求。

技术领域

本发明属于电工钢及其轧制技术领域，具体涉及一种薄规格无取向硅钢及其制备方法。

背景技术

电工钢是一种功能材料，一直以来被认为电工钢最重要的性能是磁性能，但随着电机行业的蓬勃发展，对电工钢的力学提出了更高的要求：

一方面，对于大型发电机转子所用的磁轭钢：磁轭作为转子的主体，有悬挂磁极的作用，故转子在旋转过程中对磁轭所用材料的力学有很高的要求，在一些机型上由高强热轧碳钢板替换为了硅钢；

另一方面，对于中大型电机转子：因尺寸较大，旋转过程离心力很大，对转子用的硅钢片也有很高的力学要求。

目前电机发展最火热的当属新能源汽车驱动电机，这类电机虽属于中小型电机，但目前80％以上的驱动电机是内置式永磁驱动电机，这种电机设计转速日趋超高速化，最高转速已大于2万转/分，且转子结构复杂。转子隔磁桥处的应力集中无法避免，必须使用强度较高的硅钢片。

电机的设计不同，则对硅钢片的力学等级要求不同。无取向硅钢的力学强度在平行于轧制方向表现最低，所以从硅钢材料的使用安全性角度出发，以轧制方向力学强度作为评价无取向硅钢的力学强度指标更为科学。传统高牌号无取向硅钢，使用高Si、Al合金、高纯净度成分设计，以及高常化温度、高退火温度热处理工艺设计，具备优良的磁性能，但轧制方向屈服强度Rp0.2仅为380～420MPa，强度不足，所以高强度无取向硅钢是当前无取向硅钢的热门研究方向之一。

中国专利一种“Rm≥600MPa的优良磁性能无取向电工钢及其生产方法”(申请号：201310420802.3)，公开了主要在常规成分基础上添加Ni来增加固溶强化效果。文献《实验室研制含Ni高强度无取向电工钢》，也研究了Ni对硅钢磁性和力学的影响。添加Ni元素对硅钢的力学和磁感有明显的好处，但加Ni导致硅钢合金成本高，不具备市场竞争力。

中国专利“一种大型发电机转子用无取向电工钢及生产方法”(申请号：201510652112.X)，公开了采用的强化方法为VN析出强化，以及成品残留未再结晶组织的位错强化。细小析出物和位错对磁性能有很大的恶化影响，故该方法虽屈服强度高达600MPa，但磁性能很差，只能用于对磁性要求较低的转子。

中国专利一种“电动汽车驱动电机用无取向硅钢及其制备方法”，公开了采用的主要强化方法为未完全再结晶的位错强化。该产品可直接用于电机转子，消应力退火后再应用于电机定子。但实际研究表明，未完全再结晶的产品经消应力退火后磁性能仍然偏差，很难达到电机定子对硅钢磁性的高要求。

中国专利“一种屈服强度≥600MPa高速电机转子用无取向硅钢及生产方法”(申请号：201711245381.X)，公开了采用的强化方法主要为成品残留未再结晶组织的位错强化。且相对于C、N含量添加过量Nb，使Nb主要处于固溶状态，以抑制退火再结晶过程。但同样存在成品磁性能很差的不足。

中国专利一种“高速电机用无取向硅钢生产方法”(申请号：201910578952.4)，公开了采用成品残留未再结晶组织的位错强化，并使用二次冷轧方法，存在磁性能差、生产工序长、生产成本高的不足。

发明内容