[发明专利]一种取向高硅钢薄带及其高效退火模式的制备方法

说明书

一种取向高硅钢薄带及其高效退火模式的制备方法，属于冶金技术领域；成分：Si：4.5～7.0％，C：≤0.1％，Als：0.005～0.05％，N：0.003～0.01％，Mn：0.03～0.3％，Cu：≤0.5％，S：0.003～0.035％，Nb：0.02～0.4％，V：0.005～0.1％，余量为Fe和杂质；方法：按照成分设计浇铸成板坯，进行热轧，酸洗后对其进行冷轧，然后将薄板进行脱碳退火，并对其进行渗氮处理，最后进行二次再结晶退火；本发明通过对抑制剂体系、轧制工艺及退火工艺的控制，实现短流程退火模式制备取向高硅钢，提高了生产效率、降低了生产成本，产品综合性能优异、厚度更薄。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种取向高硅钢薄带及其高效退火模式的制备方法。

背景技术

取向硅钢主要用于变压器、镇流器等电力电子器件的铁芯，其特点是沿钢板轧向的磁感高。高硅钢一般指Si含量大于4.5wt％的铁硅合金，随着Si含量增大，取向高硅钢磁导率增加、电导率和磁致伸缩系数下降，尤其当Si含量为6.5wt％时，磁滞伸缩系数趋于零，所以取向高硅钢高频下具有显著的低铁损和低噪音优势。因此取向高硅钢成为硅钢发展的趋势之一，其在相应高频软磁材料领域具有良好的应用前景。

高硅钢因固溶强化和有序相的存在导致其塑性较差，近年来高硅钢的研究主要集中在解决轧制成形问题(CN 103276174 A，CN101049669A，CN1560309A)。而二次再结晶织构控制是决定取向高硅钢优良软磁性能的关键。

日本专利(昭63-069917，63-089622)利用热轧-温轧-冷轧的方式获得了0.2～0.3mm厚度的取向高硅钢薄带，以MnS、AIN、TiC或者VC作为抑制剂，B₈＝1.65T，P_10/50≈0.15W/kg；日本专利(平4-080321，224625，362134)采用低温加热的AlN方案和后期渗氮处理的方法，磁性能B₈＝1.62～1.67T；中国专利(CN104911322 A)同样利用渗氮处理追加抑制剂的方法增强抑制力，磁性能B₈＝1.55～1.61T；中国专利(CN104372238 A)采用特殊的薄带连铸工艺优化组织-织构-抑制剂，但是存在铸带质量不稳定、铸带表面氧化严重、以及设备维护复杂等问题。

以上针对取向高硅钢二次再结晶退火工艺都是采用传统慢速升温成卷处理，存在以下问题：①成卷退火钢圈内外温差大，二次再结晶不均匀；②退火周期长达几十个小时，能耗大、制备成本高；③不能在二次再结晶过程中动态监测产品性能等。

随着绿色环保、节能减排等国家发展战略的提出，需要高效率、低成本制备取向高硅钢，更新原有冗长退火工艺，因此利用高效退火模式制备取向高硅钢具有重大的意义。目前针对取向高硅钢的短流程退火工艺研究较少，而主要集中在普通取向硅钢。斯洛伐克科学院(Kovac F，Material Characteristics，2010，61，1066)报道了以纳米尺寸的VC为抑制剂(Si含量为3.2wt.％)，通过连续退火制备普通取向硅钢。中国专利(CN104846177A)报道了连续退火模式制备普通取向硅钢(Si含量介于2.8wt.％～3.2wt.％之间)，该方法固有抑制(AlN+MnS)含量较少，二次再结晶锋锐度较低，磁性能B₈＝1.76T，产品厚度为0.20～0.23mm。Terni公司(US.6488784B1)虽然将硅含量提高到5.5wt.％，但还是主要针对Si含量为～3.2wt.％的普通取向硅钢，其存在以下问题：①抑制力主要依靠渗氮处理来加强，初次再结晶晶粒尺寸对温度很敏感且短时间的渗氮处理和连续退火导致N原子扩散不均匀，因此最终磁性能对于渗氮工艺很敏感；②其制备工艺仅限于0.23mm以上厚度规格的产品。

相比于普通取向硅钢，取向高硅钢存在传统固有抑制剂(MnS、MnSe、AlN等)析出不足、晶界偏析元素(如Sn和Sb等)添加量有限等问题，导致高温退火过程中组织-织构-抑制剂的匹配难度增加，目前尚无采用短流程退火工艺制备取向高硅钢的相关报道。