[发明专利]一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电工钢技术领域，特别是提供了一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，且该电工钢具有成本低廉、制造工艺适用性强的显著特点。

背景技术

高效电机用无取向电工钢是从低碳低硅钢基础上发展起来的，与传统产品相比，因其同时具备优势明显的高磁感和较低的铁损等综合性能而被市场广泛认可，尤其是使用量大使用频率高的中小型电机、冰箱或空调的压缩机等市场的青睐。随着各类微小电机、压缩机等向高效、小型化发展，电机、压缩机用户大型退火设备的完善，低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢成为近年来的开发热点。为此，各钢铁企业和科研院校都做了大量的科研工作来开发高磁感的低铁损无取向电工钢。各企业或研究机构在进行成分设计时，除了进一步提高钢质洁净度外，一般考虑通过复合添加Sn、Cu、Sb、Se、P、B等晶界偏析元素中的一种或多种来实现高磁感低铁损的产品性能，例如：

1、NSC中国专利95194275.1，授权公告号CN1047207C，公开了一种冷轧半工艺无取向电工钢的成分及其生产工艺，其主要特征是提高钢中的至1.0％Mn元素，加Al0.15％以上，加P0.05-0.06％，C、S、N含量均不超过30ppm，热轧终轧在γ相区，A1-50℃～(A1+A3)/2卷曲，预退火或常化，加或不加临界变形工艺，760℃～820℃退火+750℃×2h消除应力退火，故虽然可得到了优异的磁性能，但其生产制造的成本较高。

2、浦项中国专利：97120376.8，授权号CN1131532C，公开了一种全工艺无取向电工钢的生产方法，其化学成分为：1.0％以下Si，0.5％Mn，0.005％以下Al，0.03～0.30％Sn，加较高的P和微量B，B/N比0.1～0.5，典型工艺为：板坯加热1100℃～1250℃，750℃以下卷曲，热轧板退火800℃～1100℃，冷轧板退火750℃～1050℃。该专利采用的是加较高的Sn和B、但限制Al的成分方案，加热温度及后续的热处理温度较高，制造工艺较复杂，获得优良的产品磁性能的成本也较高。

3、武钢中国专利01138224.4，授权号CN1131333C，公开了一种生产低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分特征是≤2.0％Si、0.7-0.8％Mn、0.23％(P+Sn/Sb)，限制B的含量，极低的S、N，其工艺特征是1100～1150℃板坯加热，酸洗、冷轧，退火时加湿脱碳。

4、武钢中国专利00115993.3授权号CN1100157C，公开了一种生产低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分特征是0.2～2.5％Si、0.15-0.8％Mn、P+Sn/Sb<0.45％，B<0.0035％，极低的S、N，其中成分设计中含较高Mn且同时添加B的钢种，与本专利相似，但它无Al且含0.18％<P+Sn/Sb<0.45％的特征与本专利成分设计明显不同，且H2/N2比为1.0明显高于本专利，虽然如此，其与本专利中相近Si量的含硼高锰钢产品的磁性能相比，磁感值较高，但铁损值也较高。

5、宝钢专利200510027404.0，授权号CN1887512A和宝钢专利200610023208.0，CN 100999050A，均公开了一种0.1～3.5％Si、0.10～1.5％Mn、0.002～0.20％P，加Al、Sn、Sb的一种或多种，极低的C、S、N，没有加B，其工艺特征为采用高温常化或纯氢预退火处理，采用一段式或两段式最终退火工艺，再以保证板型前提下冷却到80℃，冷轧退火后可采用临界变形工艺，临界变形工艺为：冷轧后700～750℃×30s退火，再2～5％临界压下，再750～780℃*1h消除应力退火。

6、宝钢专利200510027313.7，授权公告号CN100372964C，公开了一种0.8～1.3％Si、0.70～1.3％Mn、0.5～1.0％Al、添加B、Sb以及Ca或Rem的一种或多种，极低的S、N，其实例中的设计成分均与本专利不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，且该电工钢具有成本低廉、制造工艺适用性强的显著特点。

本发明在普通低碳低硅电工钢铸坯的基础上，通过采用提锰、加硼、加少量Al，可采用半工艺方法或全工艺方法来实现良好的磁性能。

其中，半工艺方法是通过优化中间退火和去应力退火工艺的匹配，实现了降低退火温度并缩短处理时间，同时制造出磁性性能满足50WB390牌号的半工艺无取向电工钢。其具体工艺步骤为：