[发明专利]一种粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法

权利要求书

1.一种粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)原材料粉末准备

采用-100目水雾化铁粉，水雾化铁粉中Fe≥99.0％，其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质，采用精炼的Si含量为50～70％的高纯硅铁粉，粒径≤6μm，高纯硅铁粉的主要杂质为～0.24％Al、～0.07％Ca和～0.02％C，其余为Fe；

(2)粉末混合

按照Fe-4.5～6.7％Si的比例，称取水雾化Fe粉和Fe-50～70％Si高纯硅铁粉；在惰性保护气氛下采用低能量混合机混合；

(3)粉末热压烧结：

采用模压成型方法制备出方形压坯，压坯密度为6.32～6.49g/cm3，将压坯于920～980℃下热压烧结0.5～2h，使压坯的密度达到6.68～7.00g/cm3；

(4)冷轧-烧结致密化

将上述烧结板坯逐步冷轧-烧结减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～50％后，再在烧结炉中于1050～1150℃保温烧结0.5～2h，多次冷轧-烧结后，板料的厚度达到0.1～0.5mm，密度达到7.27～7.37g/cm3；

(5)全合金化高温烧结

在1250～1300℃温度范围内真空或还原性保护气氛烧结1～4h，在热扩散的作用下，实现Si全合金化，形成单相合金，获得均质高硅钢，致密化烧结后板料的厚度为0.1～0.5mm，密度达到7.28～7.38g/cm3。

2.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：粒径≤6μm的高纯硅铁粉由高能球磨或冲旋法获取。

3.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：所述的低能量混合机是锥形混料机、V形混料机或滚筒式混料机。

4.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：步骤(2)混合时添纤维素、石蜡微粉或硬酯酸锌非水溶性成形剂，成形剂的添加量总量不超过混合粉末总质量的0.8％，同时添加油脂和无水乙醇做钝化剂，起钝化Si粉、粘接Fe-Si粉、增强粉末流动性和压坯强度的作用，钝化剂的添加量总量不超过混合粉末总质量的2％。

5.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：步骤(3)采用模压成型方法制备出方形压坯，采用液压机在400～600MPa的表面压力下，获得方形压坯，压坯长、宽分别为100～300mm，高度为40～60mm；放入同样尺寸的氧化铝压制模具，采用热压烧结炉，100～160MPa的单轴加压方式，在氢气保护作用下，于920～980℃下热压烧结0.5～2h，热压烧结后板坯三点弯曲试验表现为塑性，弯曲强度为113～227MPa。

6.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：步骤(4)所述的支撑板采用钼板、W板、耐热钢、刚玉或氧化锆陶瓷板。

7.如权利要求1所述的粉末热压烧结与高温扩散烧结制备高硅钢带材的方法，其特征在于：步骤(5)所述的高温烧结时，叠合放置烧结板料，层间铺设MgO粉，板料平铺放置，在板料上放置平板重物，防止烧结过程中变形。