[发明专利]一种双取向硅钢薄带及其制备方法

说明书

本发明属于双取向硅钢技术领域，公开了一种双取向硅钢薄带及其制备方法，包括：选取具有Si、Al、Mn、C和Fe，且具有一定取向的硅钢薄带；将其进行冷轧；将冷轧板在N₂、H₂保护气氛中进行退火处理。本发明通过合理的轧制和退火工艺搭配，使具有Goss取向的硅钢薄带转变为具有旋转立方取向的硅钢薄带，将单取向硅钢转变为双取向硅钢。本发明具有工艺简单和便于利用钢铁企业现有设备的特点，所制备的双取向硅钢薄带具有双向铁损低和磁感高的性能。本发明制备的双取向硅钢薄带在与轧向成45°的两个方向上具有优异的双向磁性能，解决了现有双取向硅钢薄带的制备工艺复杂、设备要求高、不利于工业生产的问题。

技术领域

本发明属于双取向硅钢技术领域，尤其涉及一种双取向硅钢薄带及其制备方法。

背景技术

用作变压器类电器制品的铁心服役于定向磁场，其磁路呈相互垂直的封闭回路。因此需要开发两个垂直方向上磁性能均优良的双取向硅钢并探索工业化生产方式。

双取向硅钢最理想的状态是合金中的晶粒均具有{100}001立方织构，轧向和横向上均为易磁化的001方向，进而具有双向优异的磁性能。早期的研究将Fe-3％Si热轧40％后再沿其横向冷轧40％，随后经脱碳退火和二次再结晶退火即可得到强{100}001织构，相应的轧制工艺称为交叉轧制。相关工艺对轧制变形量的限制使其发展前景受到局限。另有研究显示，将纯铁在铁素体区作八道次热轧，且每次热轧中间作中间退火，然后作冷轧和退火处理即可获得一定量的{100}001立方织构。上述成果虽然在实验室取得了一定的成功，但交叉轧制或反复热轧和中间退火等工艺流程会大大降低工业生产的效率，明显提供工业化生产的成本，因此尚不能形成有广泛价值和意义的工业生产能力。另一种双取向硅钢的理想状态是晶粒具有{100}011旋转立方织构，在与轧向成45°的两个方向上为易磁化的001方向，进而经恰当裁剪也能满足双取向电工钢铁心的基本要求。前期研究中，选用Fe-2.84％Si-1.33％Mn-0.054％C的实验钢进行热锻、热轧、退火、冷轧、真空脱碳等工艺流程获得具有{100}011旋转立方织构的成品，但织构密度分布漫散，尚需进一步控制。

现有专利如下：专利1，“一种基于薄带连铸制备旋转立方双取向硅钢的方法”(CN107217198B)专利技术，是基于利用双辊薄带连铸技术和流程经冷轧退火后获得旋转立方双取向硅钢的方法。该方法工艺简单，产品磁性能高，但是所用设备为双辊薄带连铸，目前尚不能在各大钢厂普及，产量受到限制。专利2，“一种基于薄带连铸制备立方双取向硅钢的方法”(CN107164691B)专利技术，是基于双辊薄带设备采用轧制-两阶段热处理工艺，获得具有立方织构双取向硅钢的方法。工艺流程简单，但设备要求高。专利3，“双取向电工钢板及其制造方法”(CN113166872A)专利技术，通过适当控制合金中的Mg、Ca的含量来提高具有立方取向的晶粒分数，从而得到优异的双向磁性能。最终成品中立方取向的晶粒占比大于60％，磁性能可以达到1.63T以上。技术的重点在于控制合金的成分。专利4，“双取向电工钢板及其制造方法”(CN111566245A)专利技术，通过适当控制合金中的Mg、Ca的含量来提高具有立方取向的晶粒分数，从而得到优异的双向磁性能。最终成品中立方取向的晶粒占比大于60％，磁性能可以达到1.63T以上。与专利技术CN113166872A类似，技术的重点在于控制合金的成分。专利5“在薄膜粘附性方面极优越的晶粒取向性电工钢片及其制造方法”(CN100374601C)专利技术，主要是一种基于二次再结晶方法生产具有高斯取向{110}001的取向硅钢和采用双向轧制生产立方取向{100}001硅钢的方法，其中二次再结晶法生产具有Goss取向硅钢的方法已经应用于大生产，而双向轧制生产立方取向{100}001硅钢的方法不适用于批量生产。专利6，“双取向硅钢的真空退火工艺”(CN1401793A)专利技术，是一种为了改善硅钢双向软磁性能开发的真空退火工艺，在钢板表面形成了旋转立方织构，并最终或得优异的双向磁性能。此专利仅涉及退火阶段的工艺，且真空退火在实际生产中实现困难。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有双取向硅钢薄带的制备工艺复杂、设备要求高、不利于工业化量产。