[发明专利]一种电机用无取向电工钢

说明书

技术领域

本发明涉及电机用材料领域，特别涉及一种电机用无取向电工钢。

背景技术

近年来，随着高速电机的高效化和小型化取得进展，对无取向电工钢磁性能的要求越来越高，国外已在研究开发高磁感、低铁损的高效电机用冷轧无取向电工钢。显著影响无取向电工钢磁感和铁损的因素主要有成分、杂质含量、晶粒尺寸和晶粒取向。目前，对无取向电工钢中杂质含量和晶粒尺寸的控制已达到相当高的水平，想通过这两个因素的控制来提高无取向电工钢磁性能的潜力已不大。要进一步提高无取向电工钢的磁性能，只能通过成分调整和织构改善来实现。由于通过成分调整(即提高电工钢中硅铝的含量)来降低电工钢铁损的措施往往使电工钢的磁感降低，因此近年来人们逐渐把注意力放到了如何通过改善织构来提高无取向电工钢磁性能的研究上来，改善织构不仅可以降低电工钢铁损，而且还可以提高电工钢磁感。

到目前为止改善无取向电工钢织构的方法大体可以分为以下三类：(1)通过促使热轧带中晶粒组织粗化来改善无取向电工钢的织构。(2)通过适量添加Sn、Sb、Cu、Mn等元素来改善无取向电工钢的织构，其原因目前尚不清楚。(3)利用AlN的析出控制织构。

申请号为200910083999.X的中国专利申请公开了一种高效电机用高磁感低铁损冷轧无取向硅钢及制造方法，其在硅钢中添加合金元素铜，并利用热轧带中析出的大量含铜化合物来改善冷轧无取向硅钢织构，最终获得的硅钢的性能为磁感应强度B₅₀＞1.7T，铁损P1.5＜4.0W/kg。但经实践发现，其不能在每次生产中都能稳定的获得上述性能，并且即使能稳定的获得上述性能，随着对电机要求的提高，上述性能已不能满足某些电机的使用需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电机用无取向电工钢，该电工钢通过添加合金化元素来改善织构，进而提高硅钢的磁学性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电机用无取向电工钢，所述电工钢的以重量百分比计由下列组份组成为：Mn：1.0～1.5％，Cr：0.2～0.4％，Al：0.05～0.08％，Si：1.7～1.9％，Cu：0.05～0.08％，Sb：0.05～0.08％，Ce：0.1～0.4％，P：≤0.08％，S：≤0.015％，N：≤0.008％，C：≤0.004％，余量为Fe及不可避免的杂质，并且控制其中Mn+Cr：1.3～1.8％；Al+Si：1.8～1.95％；Cu+Sb+Ce：0.25～0.55％。

各元素在本发明中的作用及机理：

本发明通过调整Si、Al、Cr、Mn元素的含量，通过研究Cr、Mn元素对磁性的贡献及对硅钢组织结构的影响，以(Cr+Mn)替代部分(Si+Al)作用，使得电工钢的冶炼轧制工艺性能好、铁损低、磁感高，并且改善耐蚀性和冲片性。

本发明通过添加Cu、Sb和Ce元素，三者在粗轧和精轧两个加热阶段联合作用，Cu+Sb+Ce主要依靠降低层错能来阻碍位错的交滑移运动、提高位错密度、抑制形变位错胞的形成并抑制向不利于磁性的{111}位向的转动而促进再结晶和再结晶有利织构的形成，因此添加Cu、Sb和Ce元素后无取向硅钢再结晶组织发达和完善、有利织构组分多，改善了电工钢的磁性能。

同时，同众所周知的一样，尽量降低P、S、N、S的含量，以保证合金的磁学性能。

本发明的有益效果为：

如上所述，本发明通过添加两组合金元素，从两个方面改善电工钢的综合性能，使得电工钢的加工性能、使用性能(包括磁学性能)优异。磁感应强度B₅₀为1.8～2.0T，铁损P_1.52.3～2.8W/kg；并且可使抗拉强度达到430～470。

具体实施方式

实施例一

一种电机用无取向电工钢，所述电工钢的以重量百分比计由下列组份组成为：Mn：1.0％，Cr：0.4％，Al：0.05％，Si：1.9％，Cu：0.05％，Sb：0.08％，Ce：0.15％，P：≤0.08％，S：≤0.015％，N：≤0.008％，C：≤0.004％，余量为Fe及不可避免的杂质，并且控制其中Mn+Cr：1.4％；Al+Si：1.95％；Cu+Sb+Ce：0.28％。

实施例二