[其他]低铁损高磁感冷轧取向硅钢的制造方法

说明书

本发明属于低铁损高磁感冷轧取向硅钢的制造工艺。

从电力和电子工业节能和应用发展的需要，力求冷轧硅钢片材料能具有磁感和铁损兼优的特性。

众所周知，增加硅钢中的硅含量不仅能降低顽矫力、磁晶各向异性、磁致伸缩和合金时效，更重要的是能提高电阻率，降低硅钢的铁损。但是高硅可能导致短程原子有序，提高了钢的脆性，致使冷轧困难。传统的看法是当硅钢中Si≥3.5（重量）%时，不能采用冷轧方法。而且Si在3.5%以上也很难实现充分的二次再结晶，不能获得满意的磁性。

1983年日本公布的公开特许公报昭5884923，虽然能将含4（重量）%Si的硅钢在200～400℃下实现冷轧成带，但是只在300℃下冷轧的产品于高温退火后才获得铁损W17/50＝1.06瓦/公斤较满意的性能。

本发明的目的在于在3.0～4.5（重量）%Si的基础上，通过调整成分范围，选择适宜的热轧、轧后热处理和冷轧工艺，能保证3.0～4.5（重量）%Si硅钢在60～100℃（最佳条件下可在≤室温下）下冷轧成带，并获得优异的磁性能。

根据上述意旨，本发明设定的适宜化学成分（重量%）范围是：3.0～4.5%Si，0.060～0.087%C，0.05～0.18%Mn，0.013～0.07%Al，0.0085～0.013%N，0.015～0.035%S，Ti＜0.01%、〔0〕＜0.005%。钢中Mn、AlN和C含量的选定不仅应考虑到高硅钢二次再结晶的发展，而且要兼顾它的冷加工性能，其中Al的含量又决定了冷轧工艺方法。钢中对Ti、〔0〕含量仍有一定的要求，钢中低的Ti含量有利于二次再结晶的发展和完善，低的氧含量对加工塑性和磁性都有益处。

高硅钢钢锭可以采用开坯或锻造成热轧坯，热轧坯先加热到1300～1350℃均热后进行热轧，根据终轧温度应大于880℃的要求来设计热轧工艺制度，要求卷取温度低于700℃，热轧板在冷轧前应分别进行＜800℃的退火和950～1150℃退火处理，＜800℃退火的目的是使热轧板能发生再结晶，消除或减弱热轧板沿厚度方向组织的不均匀性，进而能改善热轧板的弯曲性能和冷轧性能。当钢中Al≤0.035（重量）%时，冷轧前，热轧板在＜800℃下退火不一定是必要的，但必须要经过氮气保护下950～1150℃退火处理，以便使Al重新固溶，然后空冷至850～1000℃，最后淬火于60～100℃水中，即必须经过AlN的重新固溶和析出处理。当钢中Al≥0.035（重量）%时，热轧板勿须进行950～1150℃的高温退火处理，只进行＜800℃退火处理。但是所有热轧板在冷轧前经酸洗去除氧化铁皮之后都应在100～200℃下进行充分排氢处理，因为高硅钢塑性储备低，对氢脆敏感，酸洗后这种处理是必要的。冷轧时，进入冷轧机的热轧板温度需处于60～100℃范围，即冷轧前需预热，预热方法或利用去氢处理的余热，或进行预加热均可。经过第一道冷轧后钢板不需再预热或退火，一直冷轧到最终产品厚度0.3～0.35mm。

本发明视Al的含量决定采用一次强冷轧或两次冷轧的工艺方法。当Al≥0.035（重量）%时，钢板要求两次冷轧工艺，第一次冷轧压下率不低于30%，然后进行840～900℃中间退火，在中间退火时可部分脱碳，以保证最后脱碳退火将碳脱至0.005（重量%）以下，第二次冷轧时钢板不预热轧制，第二次冷轧压下率应保证大于80%以上，当Al≤0.035（重量）%时，只采用一次强冷轧工艺，从热轧板厚度一直冷轧到成品厚度，压下率应在80～96%范围。成品厚度的冷轧板先在800～850℃于湿H₂和N₂混合气氛下脱碳退火，然后在1200℃进行20小时高温退火。

为了冷轧时不产生脆性解理断裂，要求减少热轧板中的｛100｝＜110＞织构的热轧带状组织。本发明因为采用了MnS+AlN复合抑制剂，具有很强的抑制初次再结晶的能力，脱碳退火后初次再结晶，经X-射线衍射证实，存在很强的（111）〔112〕成分和极少量位向准确的（110）〔001〕二次再结晶核心。高温退火时通过二次再结晶晶粒合并，长大和吞食（111）〔112〕组构的基体最后发展成如图1、2所示的完善的（110）〔001〕的二次再结晶组织。在B10＝18800高斯实测样品上（0.35mm厚度）测得全部晶粒的〔001〕方向同轧向的偏离均在10°以内，平均为5.3°，随着（110）〔001〕织构的完善（B10的提高）高硅硅钢具有比普通硅钢更为优异的磁化特性（图3）。