[发明专利]高速电机用0.2mm厚无取向硅钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无取向硅钢及生产方法，具体地属于一种高速电机用0.2mm厚无取向硅钢及生产方法。

背景技术

随着世界经济发展及资源消耗、节能和环保意识的觉醒，要求机电设备高效化和小型化。而实现高效化的前提就是要提高设备运转的速度，因而大于1万r/min的高转速电机出现了较大发展。因为使用频率的提高，对无取向硅钢提出了迫切需求：制作铁芯的电工钢片要尽可能的薄，以获得优异的电磁性能，降低固有损耗。但是，目前的工艺手段，很难在降低厚度的过程中获得磁性合乎要求的产品，主要表现就是制作难度大、成材率低、磁性差。

高速电机要求无取向电工钢具有：1、薄规格，以满足低损耗要求；2、低铁损，以保证高速旋转时温度不超过规定值；3、高磁感，以减轻其重量和体积。4、机械性能适中，既要满足高速冲片时强度不能太高、又要满足电机高速旋转时强度不能太低的要求。

《无取向电磁钢板薄带的制造方法》(JP1996060252)，其化学组分及wt%为：Si：0.5~4%，Al：≤1%， Si + Al：4.5%以下，Mn：0.17~0.25%，C≤0.005%，N≤0.005%，其余为Fe及残余，经过常规工艺得到板厚0.1~0.25mm的无取向电磁钢板薄带。该专利的硅铝元素含量范围较大，硅含量Si：≥3.3%，通过调节退火温度和气氛得到中频性能较好的无取向电磁钢板薄带，主要针对的是退火气氛的调整，但磁性仍不是很理想，实施例中仅有2~3例满足P_1.0/400≤13w/kg，B₅₀₀₀≥1.68T。没有考虑机械性能。

《低铁损无取向电磁钢板薄带的制造方法》(JP1996060311)，其化学组分及wt%为：Si：1~4%，Al：≤0.004%， Mn：0.17~0.20%，C≤0.005%，N≤0.005%，其余为Fe及残余，经过常规工艺得到板厚0.1~0.25mm的无取向电磁钢板薄带。该专利的硅元素含量范围较大，退火温度较高。通过控制晶粒大小来控制磁性能，但铁损仅测试中频400Hz下的损耗，其值依然较高，实施例中P_1.0/400均值为12.38w/kg，且磁感没有提及，磁性能难以满足高速电机的要求。没有涉及机械性能。

《各向异性小表面优异的高频用无取向电磁钢板及其制造方法》（JP2001295003），其化学组分及wt%为：C≤0.010%，Mn≤1.5%，Si≤4.0%，Al≤3.0%，且满足条件3.0%≤Si+Mn+Al≤6.0%和条件2.0%≤Si-Mn+2·Al，轧制成0.10~0.25mm左右的带钢。该专利成分范围较为宽泛，通过控制二次冷轧中间压下率、成品表面粗糙度与退火温度来控制晶粒大小和磁性能，其中，二次冷轧中间厚度从0.95~1.8mm不等，中间退火温度在1000℃以上，获得了较好的中频铁损和各向异性，但磁感仍然较低，B₅₀₀₀最大值仅为1.62T。也没有考虑机械性能。

《一种冷轧无取向硅钢薄带的制造方法》（CN101269384），其化学成分及wt%为：C：0.001~0.005%，Si：2.4~3.5%，Mn：0.4~0.6%，Sn：0.07~0.2%，S：0.001~0.005%，P：0.001~0.005%，Al：0.4~1.0%，其余为Fe和不可避免的杂质，经过酸洗、常化和两次冷轧后退火处理，得到2.0~3.0mm的钢板。该专利添加合金元素Sn，利用Sn的晶界偏聚改善钢的最终退火织构，增加了生产成本和生产难度，所得到的磁感也较低，成分范围还需要进一步的优化。中间厚度及退火工艺没有具体说明，成品板的机械性能也没有考虑在内。

《磁性能和机械性能优良的无取向电工钢及生产方法》（CN103667879A），其化学成分及wt%为：C≤0.003%，Si：0.5～1.5%，Als：0.1～0.85%，Mn：0.1～0.9%，S≤0.003%，N≤0.003%，加入量≤0.15%的Sn或Nb或其两者的混合，其余为Fe及不可避免的杂质；并限定Si+Als+Mn在1.5～2.2%，（Als+Mn）/Si在0.8～1.4%范围内要同时满足，经过低温热轧和常化后获得晶粒粗大、均匀的热轧板组织、酸洗、冷轧、再结晶退火得到硬度为110～140HV5的冷轧板，经过最终的去应力退火，铁损P_1.5/50≤2.50 w /kg，磁感B₅₀≥1.75T，加工性能好。该文献性能水平较低，且仅用于低频电机；仅仅使用硬度表征加工性能，没有对电机高速旋转的强度等机械性能指标做出说明。