[发明专利]一种粉末流延成型制备单相Fe-6.5%Si硅钢的方法

摘要

一种粉末流延成型制备单相Fe‑6.5％Si硅钢的方法，本发明采用还原Fe粉，Si粉为原料，形成Fe‑4.5～6.7％Si混合粉。再在混合粉中加入溶剂、分散剂、粘接剂和增塑剂，制得分散均匀的稳定浆料，再在流延机上制得素坯，将粉末流延成型板坯在1080～1180℃进行真空或还原气氛保护烧结，使Fe粉颗粒实现不完全烧结，而Si与Fe实现部分合金化，形成多孔、具有可压缩性的未完全合金化的高硅钢坯料。经多次冷轧、不完全烧结，最后在1280～1350℃真空或还原气氛保护烧结，实现高硅钢的均质合金化，获得含4.5～6.7％Si的0.1～0.5mm厚，密度≥7.34g/cm³的高硅钢带材。

主权项

1.一种粉末流延成型制备单相Fe-6.5％Si硅钢的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)原材料粉末准备采用-100目还原铁粉，还原铁粉中Fe≥98.5％，其余为Si、Mn、P、S及其他不可避免的杂质，粒径≤3μm的单质Si粉，纯度大于97％，主要含Fe、Al和Ca及其他不可避免的杂质；(2)粉末配料、钝化、浆料准备按照Fe-4.5～6.7％Si的比例，称取还原Fe粉和Si粉，形成金属粉末原料，将磷酸与无水乙醇按0.8～2.0:100的比例混合制得钝化液，将钝化液与称取好的金属粉末原料按照质量比为0.4～0.6:1的比例混合，搅拌0.5～2h后，放入烘箱钝化，烘烤温度为40～42℃，钝化时间为4～6h，得到钝化粉末；采用有机流延体系，将钝化粉末与有机溶体按照体积比1:0.5～1的比例混合，用搅拌机搅拌6～12h，再用超声分散5～15min，经筛网过滤，真空脱气后制的均匀弥散的浆料，浆料的黏度为40～80MPa.s；(3)粉末流延成型流延时环境温度为28～32℃，将弥散浆料注入流延机中，控制流延机速度为0.1～0.5cm/s，刮刀的高度为1.2～2.4mm，宽度为100～300mm；流延素坯干燥温度为30～40℃，相对湿度为30～60％，浆料干燥后素坯的厚度为0.8～1.8mm，在氮气气氛下进行固化处理，固化温度为120～200℃，固化时间为1～5h，随炉冷却至室温，制备的干燥流延板坯密度为5.9～6.3g/cm3；(4)脱脂、烧结将流延板坯放置在表面涂覆了MgO微粉的支撑板上，放置到真空脱脂、烧结炉中，采用2～5℃/min的升温速度，并在200℃、400℃分别保温2h～4h，然后将升温至1080～1180℃保温烧结2～4h，烧结坯密度为6.0～6.5g/cm3；(5)冷轧-烧结致密化将上述烧结板坯冷轧减薄，单道次压下量≤8％，经多道次轧制到总压下率达到30～45％后，在烧结炉中，于1080～1180℃再烧结0.5～2h，多次冷轧-烧结后，板料的厚度达到0.1～0.5mm，密度达到7.33～7.43g/cm3；(6)均匀化高温烧结在1280～1350℃温度范围内真空或还原性保护气氛烧结1～4h，在热扩散的作用下，实现Si的均匀化，形成单相合金，获得均质高硅钢，致密化烧结后板料的厚度几乎不变，为0.1～0.5mm，密度达到7.34～7.44g/cm3。