一種高硅電工鋼薄帶的軋制制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要屬于金屬材料制備加工領域，具體涉及一種高硅電工鋼薄帶的乳制制備方法。
【背景技術】
[0002]Fe-Si合金又稱電工鋼，被廣泛用于制造發(fā)電機、電動機、變壓器和儀器儀表的鐵芯或轉(zhuǎn)子，是電力、電訊、軍工和車輛工程等領域的重要軟磁材料。
[0003]隨著Si含量的增加，電工鋼的軟磁性能提高，Si含量為6.5wt%的高硅電工鋼具有飽和磁致伸縮系數(shù)幾乎為零、最大磁導率達到最高、磁損耗大幅度降低等優(yōu)異的軟磁性能。然而，隨著硅含量的增加，電工鋼的室溫脆性增加，當Si含量大于4.5^%時，難以采用常規(guī)的鑄造-乳制工藝生產(chǎn)滿足使用要求的薄帶，從而制約了高硅電工鋼的應用和發(fā)展。
[0004]長期以來，國內(nèi)外研究者致力于開發(fā)各種特殊的高硅電工鋼帶材制備加工技術，如化學氣相沉積法(CVD法)、快速凝固法和粉末壓延法等，其中，但僅有CVD法實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，但CVD法仍存在工藝復雜、生產(chǎn)周期長、環(huán)境負擔重等不足。
[0005]與上述方法相比，乳制法生產(chǎn)帶材具有工藝簡單、成本低和能耗小等優(yōu)點，開發(fā)高硅電工鋼帶材乳制生產(chǎn)工藝仍然是該研究的重點發(fā)展方向。
[0006]以往的研究表明，溫乳是高硅電工鋼乳制成形的關鍵工序之一，大變形溫乳可有效破壞合金的B2和DO3等有序結(jié)構(gòu)，起到韌化增塑的效果，有利于后續(xù)冷乳成形或進行其他塑性加工。溫乳溫度越低、乳制變形量越大，韌化增塑效果越顯著。但隨著溫乳溫度降低，往往導致變形抗力增大，累積最大乳制變形量下降，乳制邊裂程度增加等問題。另一方面，大變形量溫乳導致高硅電工鋼帶材邊部產(chǎn)生較大的殘余拉應力，是導致后續(xù)冷乳邊裂的重要因素。
[0007]退火是消除或降低乳制帶材殘余應力有效方法之一。但是，如果退火的條件不合適，很可能導致通過溫乳變形而獲得的低有序度帶材發(fā)生有序結(jié)構(gòu)的恢復，從而降低高硅電工鋼的后續(xù)冷乳加工性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種高娃電工鋼薄帶的乳制制備方法，所述方法采用逐步降溫溫乳，所述逐步降溫溫乳可實現(xiàn)在不影響累積最大溫乳變形量的同時，降低乳制溫度，獲得更好的韌化增塑效果;溫乳之后，將溫乳獲得的帶材在合適的條件下進行退火，有效降低高硅電工鋼溫乳帶材邊部殘余拉應力，同時盡量避免了有序結(jié)構(gòu)恢復，大幅度改善后續(xù)冷乳加工性能，提高冷乳成材率。
[0009]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種高硅電工鋼薄帶的乳制制備方法，所述方法首先以隨爐加熱后的高硅電工鋼鑄坯為原料，制備獲得高硅電工鋼板坯，然后將所述高硅電工鋼板坯進行逐步降溫溫乳，獲得高硅電工鋼溫乳帶材，對所述高硅電工鋼溫乳帶材進行低溫退火及冷乳，制備獲得高硅電工鋼薄帶。
[0010]進一步地，將所述高硅電工鋼板坯進行逐步降溫溫乳具體為將所述高硅電工鋼板坯在2-7個不同的溫度水平下進行溫乳，并所述2-7個不同的溫度水平的溫度值逐步降低。
[0011]進一步地，所述方法包括高硅電工鋼板坯的制備、逐步降溫溫乳、低溫退火以及冷乳步驟。
[0012]進一步地，所述方法具體包括以下步驟:
(1)高硅電工鋼板坯的制備:首先將真空熔煉的高硅電工鋼鑄坯隨爐加熱至1100-1200°C，然后將所述高硅電工鋼鑄坯鍛造制備獲得厚度為15-40mm的高硅電工鋼板坯或?qū)⑺龈吖桦姽や撹T坯熱乳制備獲得厚度為5-20_的高硅電工鋼板坯；
(2)逐步降溫溫乳:將步驟(I)制備獲得的所述高硅電工鋼板坯依次在2-7個不同的溫度水平下進行溫乳，并所述2-7個不同的溫度水平的溫度逐步降低，溫乳獲得厚度為0.35-1.0mm的高娃電工鋼溫乳帶材；
(3)低溫退火:將(2)制備獲得的所述高硅電工鋼溫乳帶材進行退火處理，退火處理的條件為:退火溫度300-400°C，保溫時間0.5-5小時，然后隨爐冷卻，得到退火后高硅電工鋼溫乳帶材；
(4)冷乳:將步驟(3)得到的所述退火后高硅電工鋼溫乳帶材進行酸洗，獲得去除氧化層的高硅電工鋼溫乳帶材，將所述去除氧化層的高硅電工鋼溫乳帶材在室溫條下進行冷乳，乳制道次變形量為10-40%，得到厚度為0.1-0.5_的高硅電工鋼冷乳薄帶。
[0013]進一步地，步驟(I)中所述高硅電工鋼板坯的制備方法為:將真空熔煉的高硅電工鋼鑄還通過切取獲得厚為9mm、寬為95mm的板還，將所述板還放入內(nèi)腔厚為10mm、寬為10mm的方形高純石英鑄型中，利用高頻感應器加熱，加熱溫度在1460-1500°C，加熱至所述板坯熔化，冷卻方式采用移出鑄型水冷，所述鑄型移出速度為2mm/min，定向凝固過程中采用氬氣保護，制備獲得厚度為5_20mm的高硅電工鋼板坯。
[0014]進一步地，步驟(2)中逐步降溫溫乳的條件為:在每個所述溫度水平下進行溫乳的乳制道次的次數(shù)至少為I次，每個所述乳制道次的道次變形量為10-30%，并在每個所述溫度水平下進行溫乳時，不同乳制道次之間的乳制溫度相同；在第一個溫度水平下進行溫乳的乳制溫度為500-700°C，在最后一個溫度水平下進行溫乳的乳制溫度為200-400°C，任意相鄰的兩個溫度水平之間的乳制溫度差為50-300°C。
[0015]進一步地，所述高硅電工鋼鑄坯包括以下重量百分比的組分:硅4.5-6.8wt%，硼為
0.001-0.05wt%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
[0016]進一步地，制備獲得的所述高娃電工鋼薄帶的厚度為0.1-0.5mm。
[0017]本發(fā)明的有益技術效果:
(1)利用本發(fā)明所提供的方法所生產(chǎn)的高硅電工鋼冷乳薄帶，表面光亮且平整；
(2)本發(fā)明所提供的方法中，逐步降溫溫乳步驟，可使累積變形量增加的同時逐漸降低乳制溫度，相比恒溫溫乳更能有效降低高硅電工鋼的有序度，利于后續(xù)冷乳變形；
(3)溫乳后低溫退火處理在避免溫乳無序化結(jié)構(gòu)發(fā)生有序恢復的基礎上降低或消除帶材殘余應力，有效減輕后續(xù)冷乳邊裂，提高冷乳成材率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種高硅電工鋼薄帶的乳制制備方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0021]實施例1
如圖1所示，一種高硅電工鋼薄帶的乳制制備方法，所述方法首先以隨爐加熱后的高硅電工鋼鑄坯為原料，制備獲得高硅電工鋼板坯，然后將所述高硅電工鋼板坯進行逐步降溫溫乳，獲得高硅電工鋼溫乳帶材，對所述高硅電工鋼溫乳帶材進行低溫退火及冷乳，制備獲得高硅電工鋼薄帶;制備獲得的所述高硅電工鋼薄帶的厚度為0.l-0.5_;所述高硅電工鋼鑄坯包括以下重量百分比的組分:硅4.5-6.8wt%，硼為0.001-0.05wt%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)元素。
[0022]將所述高硅電工鋼板坯進行逐步降溫溫乳為將所述高硅電工鋼板坯在2-7個不同的溫度水平下進行溫乳，并所述2-7個不同的溫度水平的溫度值逐步降低。
[0023]所述方法包括高硅電工鋼板坯的制備、逐步降溫溫乳、低溫退火以及冷乳步驟。
[0024]所述方法具體包括以下步驟:
(I)高硅電工鋼板坯的制備:首先將真空熔煉的高硅電工鋼鑄坯隨爐加熱至1100-1200°C，然后將所述高硅電工鋼鑄坯鍛造制備獲得厚度為15-40mm的高硅電工鋼板坯或?qū)⑺龈吖桦姽や撹T坯熱乳制備獲得厚度為5-20mm的高硅電工鋼板坯;本發(fā)明中將真空熔煉的高硅電工鋼鑄坯隨爐加熱至1100-1200°C后再進行鍛造或熱乳，可避免鑄坯因為內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂紋。
[0025](2)逐步降溫溫乳:將步驟(I)制備獲得的所述高硅電工鋼板坯依次在2-7個不同的溫度水平下進行溫乳，并所述2-7個不同的溫度水平的溫度逐步降低，溫乳獲得厚度為
0.35-1.0mm的高硅電工鋼溫乳帶材；
逐步降溫溫乳的條件為:在每個所述溫度水平下進行溫乳的乳制道次的次數(shù)至少為I次，每個所述乳制道次的道次變形量為10-30%，并在每個所述溫度水平下進行溫乳時，不同乳制道次之間的乳制溫度相同；在第一個溫度水平下進行溫乳的乳制溫度為500-700°C，在最后一個溫度水平下進行溫乳的乳制溫度為200-400°C，任意相鄰的兩個溫度水平之間的乳制溫度差為50-300 °C;
上述逐步降溫溫乳步驟中，將制備獲得的所述高硅電工鋼板坯依次在2-7個不同的溫度水平下進行溫乳，并所述2-7個不同的溫度水平的溫度逐步降低;并在第一個溫度水平下采用相對較高的乳制溫度(500-700°C)進行溫乳，前幾個溫度水平的乳制溫度較高，可實現(xiàn)大累積變形量溫乳的同時避免乳制邊裂;在乳制的后幾個溫度水平較低，最后一個溫度水平下進行溫乳的乳制溫度為200-400°C，在較低乳制溫度下乳制有利于增大形變無序化和減小有序恢復的程度，獲得室溫冷乳性能良好的低有序度高硅電工鋼溫乳帶材。
[0026](3)低溫退火:將(2)制備獲得的所述高硅電工鋼溫乳帶材進行退火處理，退火處理的條件為:退火溫度300-400°C，保溫時間0.5-5小時，然后隨爐冷卻，得到退火后高硅電工鋼溫乳帶材；
該退火條件將退火溫度設為300-400°C，保溫時間設為0.5-5小時的目的在于有效降低或消除步驟(2)產(chǎn)生的所述高硅電工鋼溫乳帶材邊部殘余拉應力，同時，盡可能避免溫乳后的無序化結(jié)構(gòu)發(fā)生有序恢復，有效減輕高硅電工鋼帶材冷乳邊裂;如果退火溫度太低，降低殘余應力的作用不大或需要的退火時間延長;而又由于溫度升高加劇有序恢復程度，如果退火溫度大于400°C，溫乳后的無序化結(jié)構(gòu)發(fā)生大量的有序恢復而降低高硅電工鋼的室溫塑性，不利于后續(xù)冷乳成形。
[0027](4)冷乳:將步驟(3)得到的所述退火后高硅電工鋼溫乳帶材進行酸洗，獲得去除氧化層的高硅電工鋼溫乳帶材，將所述去除氧化層的高硅電工鋼溫乳帶材在室溫條下進行冷乳，冷乳條件為:控制每乳制道次的道次變形量為10-40%，多道次乳制得到厚度為0.Ι-