[发明专利]一种具有强{100}取向柱状晶的高硅钢薄带的制备方法

说明书

本发明涉及一种具有强{100}取向柱状晶的高硅钢薄带的制备方法，属于材料制备技术领域。一种具有强{100}取向柱状晶的高硅钢薄带的制备方法，包括下述工艺步骤：制备厚度为0.08～0.5mm的低碳低硅冷轧带钢；将带钢进行脱碳退火处理，退火过程在H₂和N₂混合气体保护下进行，退火温度800～960℃，退火时间1～15min，脱碳气氛露点控制在+20～50℃；经退火处理后的带钢进行冷却、渗硅、扩散退火处理，使最终所得薄带表面的硅含量为2.5～7.5％，心部的硅含量为1～5％的梯度高硅钢薄带。本发明所述工艺生产高硅钢薄带不仅可实现硅元素含量提高对磁性能的提升，更加通过控制组织织构对磁性能的提升，对原始原料的成分限定更宽范，实现产品的磁性能更高。

技术领域

本发明涉及一种具有强{100}取向柱状晶的高硅钢薄带的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

硅钢的性能与所含硅含量存在密切关系，随着硅含量的升高电阻率和导磁率逐渐升高，而铁损逐渐降低。特别是高硅钢板的Si浓度为6.5％时，其高的磁导率、低铁损尤其显示出磁滞伸缩接近于零的优异的综合磁性能，广泛的应用于变压器和高频电动车上。但是随着硅含量增高，韧性和延展性急剧下降。传统的制备工艺一直未能解决轧制过程中的脆性问题，导致传统的热轧、冷轧生产技术很难用于制备6.5％Si高硅梯度硅钢。单辊快速凝固法制备高硅钢薄带是将6.5％高硅钢合金高温液体在高速旋转的激冷辊表面铺展成液膜，在急冷状态下实现快速凝固的工艺条件下形成薄带，制备出厚度为40～80μm的高硅钢极薄带。这种方法生产的高硅钢表面质量稳定性差，容易得到粗糙的自由面，上下两表面质量差异较大，也容易出现裂纹，致使内部结构不均匀，产品的宽度只有10～240mm，不能满足使用要求。制约了高硅电工钢的发展。相比这些，连续渗硅法利用低硅钢轧制得到薄带，再从表面向内部中心部位渗硅，得到高硅钢薄带，此方法巧妙地避开了传统工艺通过轧制法难以得到高硅电工钢薄带产品的难题。日本专利公开了一种连续生产线中高硅钢薄带的制作方法(JP昭62-227034A)，提供一种使用渗硅法在连续生产线中短时间内稳定地制造高品质高硅钢带的方法，通过使带钢在非氧化性气氛中通过的同时，向带钢表面吹送mol百分比5～35％SiCl₄非氧化气体，在1023～1200℃的温度条件下进行连续的渗硅处理，接着在不含SiCl₄的非氧化性气氛条件下进行扩散处理，使Si向钢带内部扩散，再后序冷却过程中将薄带钢在磁场中冷却后进行卷取。中国发明专利CN 105296917 A公开的是一种由低硅钢制备高硅钢的方法。主要是低硅钢热轧板为基材，进行冷轧、酸洗后，在450～550℃的温度范围内、在固体渗硅剂中对冷轧薄板进行20～30min的保温后在750～820℃的温度范围内进行固体渗硅，再经过温轧、扩散退火、快速冷却至室温，得到高硅钢薄带。

在上述两篇文献记载的高硅钢薄带的制造方法中，主要是针对如何利用低硅钢薄带通过表面渗硅、扩散的方法获得高硅钢薄带，提高带钢内部Si元素的含量，来提高硅钢的磁性能。但是通过提高硅含量提高磁性能是有限的。如何在渗硅处理过程中，通过调控组织结构及晶粒度，得到提高磁性能的织构，成为利用表面渗硅方法生产高硅电工钢所面临的一个亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种高磁感薄规格高硅梯度硅钢制造方法，目的是以低碳低硅钢薄带为原料，利用脱碳热处理工艺过程得到具有{100}取向织构的单相铁素体柱状晶组织，该晶粒取向织构在后续渗硅过程及冷却过程得以保留，获得有利于提高高硅钢磁性能的{100}和{110}织构组分增强、{111}组分织构减弱，带钢表面Si元素含量达到2.5～7.5％左右、沿厚度方向中心部位在Si元素含量达到1％～5％的梯度高硅钢薄带及其生产方法。为了实现上述目的，本发明提供了一种连续的利用脱碳、渗硅工艺制备高磁感薄规格高硅梯度硅钢制造方法。