[发明专利]高韧性高强度无取向高硅钢的制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性高强度无取向高硅钢的制备方法，工艺流程为：真空冶炼，十辊热轧，常化，高温热处理，降温及水淬，低温退火，酸洗及涂层。本发明在原料中加入微量合金元素Cu和稀土元素后使成分改进，采用十辊热轧制取薄带，并经过独特的后续热处理工艺，制造出韧性和强度明显改善的高硅钢，此工艺整体相对简单稳定，成品板型整体良好，满足使用需求，合推广使用。

技术领域

本发明涉及一种硅钢的制备方法，特别是涉及一种高硅钢的制备方法，应用于电工钢制造技术领域。

背景技术

电工钢在电力、电子和军事工业中占有非常重要地位，含碳量很低的硅铁软磁合金，加硅的目的是提高电工钢的电阻率，使铁损降低，减小磁晶各向异性。它主要用于制造各种电机和变压器的铁芯，在磁性材料中所占比例最大。在人类日常生活中扮演着磁能和电能相互转换的媒介角色。它是电力、电子、通讯、航空和军事工业用以节能的最重要的金属功能材料，起着电磁转换的介质作用。

据统计，各国每年由于硅钢芯片发热造成的能量损失占电力总能量的2.5—6％。硅钢片在制造电机和变压器方面，按重量计算占软磁材料的90％～95％，是用量最大的软磁合金。因此在节约能源方面，研究和开发性能更加优良的硅钢代替普通硅钢具有重要的意义。当硅含量为6.5％时，与普通硅钢相比，磁性能更加优异，具体表现在磁滞伸缩系数接近零、铁损低、磁导率和电阻率高等方面；特别是在高频区域条件下，高硅钢在提高能量转换、减少噪音污染等方面具有显著优势。但随着硅含量升高，室温组织出现有序相，其硬度和脆性急剧升高，常规轧制方式难以加工，限制高硅钢广泛应用。

我国目前使用的6.5wt％Si高硅钢大部分依赖进口。因此，研究开发一种流程短、效率高的高硅钢制备加工方法，是扩大该合金应用的关键，以及如何提高高硅钢力学性能，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种高韧性高强度无取向高硅钢的制备方法，应用加入微合金元素Cu和微量稀土元素，通过十辊热轧制取薄带，并结合独特的后续多阶段热处理工艺，制造出韧性和强度明显改善的高硅钢，此工艺整体相对简单稳定，成品板型整体良好，满足使用需求。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种高韧性高强度无取向高硅钢的制备方法，包括以下步骤：

a.真空冶炼工艺：

采用纯度均为99.99％及以上的原料，各种原料成分按重量配比为：Si：6～7％，Cu：0.5～1％，稀土元素镧(La)或铈(Ce)：0.2～0.5％，其余为Fe和不可避免的杂质；以中频真空感应炉对混合原料进行冶炼，冶炼温度为1400～1600℃，其中精炼过程的时间至少30min，得到高硅钢钢水；

b.十辊热轧加工：

将在所述步骤a中冶炼得到的高硅钢进行浇铸，得到高硅钢；然后将高硅钢在950～1050℃进行多道次的热轧，控制总压下量为75～95％，得到厚度为0.2～0.5mm厚的热轧高硅钢板；

c.常化热处理：

将在所述步骤b中制备的热轧高硅钢板在900～950℃进行常化热处理，并控制常化热处理时间为10～15min；

d.高温热处理：

将所述步骤c常化处热理后的高硅钢板进行高温热处理，热处理的气氛为氢气，升温速率不高于10℃/min，保温温度不低于850℃，保温时间为1～2h；

e.降温及水淬热处理：

将在所述步骤d中保温完毕后的高硅钢板先进行随炉冷却至670～690℃，然后进行水淬处理，降至室温；

f.低温回火热处理：