[发明专利]一种强磁性取向高硅钢极薄带及其制备方法

说明书

本发明提供了一种强磁性取向高硅钢极薄带及其制备方法，属于电工钢制造领域，所述强磁性取向高硅钢极薄带包括以下质量百分比的元素：C：0.0045％～0.0060％、Si：4.5％～5.0％、Mn：0.23％～0.32％、S：0.02％～0.03％、Bi：0.03％～0.08％、Als：0.027％～0.035％、Cu：0.02％～0.03％，N：0.008％～0.010％，P＜0.005％，其余为铁，其中所述Cu、S、N元素在熔炼时以含硫氮和铜的多核配位化合物的方式加入所述高硅钢；本发明通过对取向高硅钢的原料组分进行设计，采用含硫氮和铜的多核配位化合物和Bi元素作为合金抑制剂，所制得的强磁性取向高硅钢极薄带晶粒细小，组织均匀，具有高磁感应强度，低铁损的优良磁性能。

技术领域

本发明属于电工钢制造领域，更具体地说，涉及一种强磁性取向高硅钢极薄带及其制备方法。

背景技术

取向硅钢是一种重要的软磁材料，是变压器铁芯的重要制备原料，也是电力行业发展不可或缺的材料之一。高硅钢低铁损和低磁致伸缩系数特性在高速高频电机、音频和高频变压器、扼流线圈和高频下的磁屏蔽等高频率设备中显示出突出的优越性。此外，采用高硅钢替代普通的冷轧取向硅钢，不仅能提高电子和电器元件的工作频率和灵敏度，同时可以大幅度减轻电器设备的重量和体积，清净无噪音，节约能耗，有效解决了高效化、节能化、轻便化及清净无噪音化之间的矛盾。

薄带连铸法可以利用液态合金直接生产薄带材，是一种极具潜力的短流程金属薄带材制备工艺，浇铸过程以浇铸辊作为结晶器，合金液与浇铸辊直接接触，所制得的取向硅钢的凝固组织、织构显著不同于传统连铸坯，其亚快速凝固的特性可充分抑制第二相粒子的粗化过程，从根本上解决取向硅钢铸坯高温加热的弊端，为制备取向硅钢所需的抑制剂细小、均匀、弥散分布提供有利条件，该技术已成功应用于低碳钢、高速钢等工艺的生产，但是在取向高硅钢的生产中，对凝固组织的控制，抑制剂的析出，冷加工塑性等方面的要求更高，这些问题难以克服，导致现有技术中的取向高硅钢仍存在纯净度低、稳定性差、磁感应强度低和铁损高的缺陷。

发明内容

针对现有技术中强磁性取向高硅钢存在的纯净度低、稳定性差、磁性能差的缺陷，本发明提供一种强磁性取向高硅钢极薄带及其制备方法。该高硅钢极薄带晶粒细小，组织均匀，磁感应强度高，铁损低，具有优良的磁性能。

为实现上述目的，本发明实施例采用了如下技术方案：

一种强磁性取向高硅钢极薄带，包含以下质量百分比的元素：

C：0.0045％～0.0060％，Si：4.5％～5.0％，Mn：0.23％～0.32％，S：0.02％～0.03％，Bi：0.03％～0.08％，Als：0.027％～0.035％，Cu：0.02％～0.03％，N：0.008％～0.010％，P＜0.005％，其余为铁，其中所述Cu元素在熔炼时以含硫氮和铜的多核配位化合物的方式加入所述强磁性取向硅钢极薄带。

相对于现有技术，本发明通过对取向高硅钢极薄带的原料组分进行设计，采用含硫氮和铜的多核配位化合物和Bi元素作为合金抑制剂，其中含硫氮和铜的多核配位化合物的在向合金中引入Cu、S和N元素的同时，保证了较高的元素吸收率，还能与合金中的其他金属反应生成CuS，AlN，MnS等物质，该类物质可以在浇注初期固液凝固过程析出，与分布在晶界处的Bi元素共同抑制初次再结晶晶粒的长大，从而促进Goss晶粒发生二次结晶，使所制得的强磁性取向高硅钢极薄带晶粒细小，织构均匀，具有高磁感应强度高、低铁损的优良磁性能。

以及，本发明实施例还提供上述强磁性取向高硅钢极薄带的制备方法，具体包括以下步骤：

S1：按照所述强磁性取向高硅钢极薄带中各元素的质量百分比准备原料，将除Bi元素及含硫氮和铜的多核配位化合物以外的原料混合熔炼，待合金完全熔化后得到合金溶液，向所述合金溶液表面通入高纯氮气，同时加入含硫氮和铜的多核配位化合物，然后再加入Bi元素，制得所述硅铁母合金溶液，其中Bi元素可通过Bi粉的方式加入所述合金溶液；