[发明专利]汽车驱动电机用高效高强度无取向硅钢薄带

说明书

本发明涉及无取向硅钢生产领域。汽车驱动电机用高效高强度无取向硅钢薄带，其化学成分按重量百分比计为：C含量0.001~0.003wt%；S含量≤0.001wt%；Si含量3.0~3.6wt%；Al含量0.6~1.2wt%；Mn含量0.1~1.0wt%；Sb含量0.02~0.12wt%,Cr含量0.15~0.45wt%,P含量≤0.03wt%，其余为Fe和不可避免的杂质，本发明还涉及该汽车驱动电机用高效高强度无取向硅钢薄带的制备方法。本发明在高Si和Al合金成分的前提下，通过二次冷轧改善无取向硅钢织构，解决了现有高强度无取向硅钢薄带的制备工艺难度大、磁性能与力学性能难以兼顾的问题。

技术领域

本发明涉及无取向硅钢生产领域。

背景技术

汽车行业是全球温室气体排放的主要领域之一，随着我国汽车保有量的不断提升，如何减少汽车行业碳排放是实现碳达峰、碳中和目标中十分重要的一环。我国已全面确立了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。在此背景下，交通领域降低碳排放主要依靠汽车的电动化，新能源汽车将迎来广阔的增长空间。

随着经济与社会高速发展，对新能源汽车的性能要求也越来越高。汽车电机的能源是依靠主要依靠车载电池，其所储能量有限，因此需要电机尽可能的小型轻量、高效。汽车启动时需要强大的动力，因此需要电机提供强大的扭矩。汽车要高速行驶并节约能源，电机需要极高的转速才能达成，所以电机应具有较高的高低速综合效率。汽车电机的高转速带来转子所承受的巨大离心力，同时定转子间隙需要严密配合。综上，要求电机用硅钢具有高磁感、低铁损、高强度等特性。此外，一般来说，要求驱动电机的定子有良好的磁性能，转子具有高强度的机械性能。而单独生产转子要求精密加工，会使铁芯生产成本大幅上升。从降低成本的角度看，使用同种硅钢板冲压加工定子和转子铁芯比较合适，这就需要开发出磁性能和机械性能兼顾的无取向硅钢板。因此，为满足新能源汽车行业的发展需求，开发低铁损、高磁感、高强度的高效高强无取向硅钢薄带势在必行。

“一种含铈高强度无取向硅钢薄带的制备方法”(CN110129671A)专利技术，通过添加微量稀土元素Ce，并控制再结晶退火温度、时间的方法制成中频铁损低、磁感高、强度达600兆帕的无取向硅钢薄带。该方法的工艺流程较短，但生产成本因添加稀土元素而较高；性能方面，虽得到的材料磁感和强度较高，但中频铁损一般，且再结晶退火温度周期长，生产效率低，不利于实现工业化连续生产。

“电动汽车驱动电机用无取向硅钢及其制备方法”(CN105950960B)专利技术，通过控制Si、Al、Mn的合理配比，并控制不完全再结晶退火的均热时间、均热温度来调整再结晶，获得屈服强度达500MPa的半工艺无取向硅钢带，用于制作转子，同时将半工艺无取向硅钢带进行去应力退火后用来制作电机定子和转子。该方法的成分体系较简单，未添加其他合金元素，虽得到的转子强度较高和定子的磁性能较佳，但是定子用无取向硅钢还要采用额外的去应力退火，工艺复杂。且用于转子的无取向硅钢为了获得高强度采用不完全再结晶退火，虽然该专利技术中未公开转子用无取向硅钢带的磁性能，但由于其再结晶不完全，可以推测其磁性能不佳。

“磁性优良的电动汽车驱动电机用无取向硅钢及生产方法”(CN107587039A)专利技术，通过冶炼浇铸、连铸坯加热、粗轧，精轧、卷取、常化酸洗、一次冷轧和退火等生产工艺；通过控制析出物总数和总量，且退火时降低残余应力的方法获得磁性能优良的无取向硅钢带，但是并未公开其力学性能。

“一种新能源汽车驱动电机用高强度无取向硅钢的制造方法”(CN106435358B)专利技术以及“一种基于薄带连铸制备高磁感高强度无取向硅钢的方法”通过薄带连铸技术制备高强度无取向硅钢，其成分添加了Ni、Cr、Nb、Sn等非常规元素，成分体系较复杂，对冶炼及各工序的要求也更高；所获得的中频铁损P1.0/400较高。