[发明专利]一种驱动电机用高强度冷轧无取向硅钢及制造方法

说明书

本发明提供一种驱动电机用高强度冷轧无取向硅钢及制造方法，属于钢铁加工技术领域。该硅钢成分为：0.001‑0.0015wt.％C，2.5‑3.0wt.％Si，0.8‑1.0wt.％Al，0.5‑0.8wt.％Mn，1.0‑2.0wt.％Cr，N≤0.002wt.％，0.1‑0.2wt.％Nb，余为Fe及不可避免的不纯物，通过控制二次冷轧压下量和退火工艺，从而使无取向硅钢的磁感强度、铁损以及屈服强度达到平衡。本发明开发的钢种经过上述冷轧、退火工艺处理后，磁感强度B₅₀为1.67‑1.70T，铁损W_1.0/50为2.0‑5.5W/kg，W_1.0/400为18.8‑32.12W/kg，下屈服强度R_eL为460‑510MPa，抗拉强度R_m为560‑640MPa，延伸率为16.08％‑23.3％，已经达到并且超越了普通高强度无取向硅钢对性能方面的要求。

技术领域

本发明涉及钢铁加工技术领域，特别是指一种驱动电机用高强度冷轧无取向硅钢及制造方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车的迅猛发展，对作为驱动电机和微型电机铁芯材料的无取向硅钢的性能要求更高。作为高效率的驱动电机，需要满足高速旋转并获得高的转矩，同时还需要保证较高的磁感应强度以及较低的高频铁损。因此，实际生产与使用中要求驱动电机较传统无取向电工钢强度高200MPa以上，且在提高强度同时还需保证不能损害其优良的磁性能。

到目前为止主要是通过优化无取向硅钢成分以及改善织构达到改善无取向磁感的目的。在成分设计上，电机所用的无取向硅钢成分通常都是超低碳、氮(质量分数均小于50×10^-6)和高硅，有时还需要加入高Al含量来保证其优异的磁性能特别是低的铁损，也有通过添加稀土元素达到改善磁感强度的目的。在改善织构方面，主要通过粗化热轧带晶粒、适量添加Sn、Sb、Cu、Mn等元素、利用AlN的析出、薄带铸轧以及利用初始柱状晶等方法抑制有害织构，增加有利织构来改善无取向硅钢的磁感强度。为了满足无取向硅钢的强度，目前主要是通过固溶强度、沉淀强化及位错强化等方式达到目的。如何通过控制织构改善磁感强度的同时，利用各种强化方式改善无取向硅钢的力学性能使其综合性能达到最佳点，是本发明的特点之一。

传统磁性硅钢通过Si的固溶强化提高强度同时降低铁损，但最多只能提高至550MPa左右，更高Si含量导致不可轧制，此外随着Si含量的提高磁感应强度随之降低。因此，也有通过添加Al以替代Si的相关工作。其中，日本专利特开平10-25554在Si、Al总量不变的前提下，通过增加Al和Si含量以改善材料磁感应强度的目的，但随着Al含量升高、Si含量降低，材料铁损开始出现劣化，材料机械性能也随之降低。此外，随着Al含量的提高对冶炼工艺提出了更加严格的要求。

专利CN102453838A公开了一种“较高磁感的高强度无取向电工钢及其制造方法”，在传统的生产工艺上，通过改进成分添加1％-8％Cr以及0.5％-5％Ni使基体固溶大量的合金元素以提高无取向硅钢的力学性能的同时，也提高了高强度无取向硅钢的生产成本；专利CN106435358A公开了一种“新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的制造方法”，通过添加0.5％-3.0％Cr和0.005％-0.5％Nb以及经过薄带铸轧工艺生产的高强度无取向硅钢性能如下：磁感强度B₅₀为1.65-1.70T，铁损P_1.0/400为28-38.2W/kg，屈服强度R_p0.2为600-780MPa，抗拉强度为695-862MPa。虽然此专利的力学性能和磁感强度较高，但高频铁损较高以及薄板铸轧技术在目前原有工业生产中难以实现。