[发明专利]一种低铁损中频用取向硅钢超薄带的制备方法

说明书

技术领域

本发明属钢铁冶金领域，尤其涉及一种低铁损中频用取向硅钢超薄带的制备方法。

背景技术

中频用取向硅钢薄带是工业中的一种重要原材料，主要用于中高频变压器、脉冲变压器、脉冲发电机、大功率放大器、通讯用的扼流线圈、电感线圈、储存和记忆元件、开关和控制元件、磁屏蔽以及在振动和辐射条件下工作的变压器。

对于0.15-0.20mm薄带，主要采用传统取向硅钢生产方法，通过二次再结晶获得强高斯织构。有研究表明，当带钢厚度减薄至0.15mm以下时，二次再结晶变得极不稳定。因此该方法主要用于生产0.15-0.20mm薄带。

对于0.1mm及以下厚度中频用取向硅钢超薄带，则存在多种制备方法：

（1）以0.23mm-0.35mm厚度的取向硅钢为原料，经酸洗、冷轧、连续退火和涂绝缘膜等工序制备而成。该方法的基本原理为：初始原料中的{110}<001>织构冷轧后转变为{111}<112>织构，再经退火后，{111}<112>织构绕<001>轴转动约35°，又转变为{110}<001>织构。该方法为目前制备取向硅钢超薄带的主要方法。采用该方法制备中频用取向硅钢薄带存在铁损和磁感难以兼顾的问题：薄带初次再结晶刚完成时，带钢中主要为高斯织构，此时磁感高，但由于晶粒尺寸细小，矫顽力和铁损也较高；适当提高退火温度和延长保温时间后，可使晶粒粗化，减少晶界对磁畴移动的钉扎效应，降低矫顽力和铁损，但其他位向晶粒开始吞并高斯位向晶粒并迅速长大，高斯取向所占比例下降，磁感降低，并给铁损带来负面影响，当晶粒粗化和高斯织构减少对铁损的作用相平衡时，铁损达到最低值。正是由于在降低铁损过程中带来了磁感的降低，使得中频用取向硅钢薄带的铁损难以进一步降低。

如能在退火过程中，在增大Goss织构晶粒尺寸的同时，抑制非Goss织构晶粒的长大，即可在维持高磁感的前提下，大幅降低铁损和矫顽力，提高中频用取向硅钢薄带磁性。

（2）以成品取向硅钢为原料，冷轧后通过三次再结晶退火，利用表面能诱发的三次再结晶，制成强高斯织构的取向硅钢超薄带。该方法以表面能做为高斯取向晶粒异常长大的驱动能，对退火工艺和带钢表面质量要求较高，尚未实现产业化。

（3）以3%Si热轧板为原料，经三次冷轧至0.10mm后（每两次冷轧间进行中间退火），在纯H₂气氛或真空下，于1050～1200℃退火1～6h，利用表面能使高斯晶粒发生异常长大，形成高斯织构二次再结晶组织。但同样由于退火条件严苛，尚未实现批量生产。

发明内容

本发明提供一种0.1mm及以下厚度的中频用取向硅钢超薄带制备方法，实现中频用取向硅钢薄带的低铁损，避免了退火过程中非高斯织构的引入对磁性能的负面影响，同时粗化高斯位向晶粒尺寸以降低铁损，并且采用罩式退火来取代连续退火，通过慢加热和长时间保温的退火工艺来进一步优化磁性能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种低铁损中频用取向硅钢超薄带的制备方法，其特征在于：以0.15～0.35mm厚成品取向硅钢为原料，制备工艺路线为：酸洗→冷轧→脱脂清洗及涂覆退火隔离剂→罩式退火→热拉伸平整退火及涂覆绝缘膜。各工序工艺如下：

（1）酸洗。原料首先经酸洗去除绝缘膜和硅酸镁底层，以保证冷轧的顺利进行。

（2）冷轧。将酸洗后的原料冷轧至0.03～0.10mm，总压下率应不小60%，以保证形成足够的{111}<112>织构。当原始晶粒尺寸较大时，需适当提高冷轧压下率。

（3）脱脂清洗及涂覆退火隔离剂。冷轧完毕后脱脂清洗去除带钢表面油污，然后在带钢表面涂覆退火隔离剂并烘干，以避免在后续罩式退火过程中带钢之间发生粘连。

（4）罩式退火。罩式退火工艺为：纯N₂气氛中用1～3小时升温至600-700℃；在H₂体积百分比为50%以上的氮氢混合气的保护气氛中保温排出隔离涂层中的水分，保温直至露点降至0℃以下后，继续升温；后续升温阶段，采用纯氢气氛，升温速率为10～200℃/h；升温至850～1120℃后，在纯H₂气氛中保温2～30h。保温结束后，以不超过-20℃/h的降温速率将钢卷温度降至300℃以下出炉。

（4）热拉伸平整退火及涂覆绝缘膜。罩式退火后，酸洗去除带钢表面残余的退火隔离剂及其他污物，涂覆绝缘膜并热拉伸平整退火，即可形成最终成品，厚度0.1mm及以下。