專利名稱：：采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種工業(yè)化生產(chǎn)髙硅硅鋼薄板的工藝，更特別地說(shuō)，是指一種采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝、在低硅硅鋼的上、下同時(shí)濺射上硅材料并擴(kuò)散使之成為髙硅硅鋼薄板的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：磁控濺射原理帶電離子和電子在陰陽(yáng)極兩極間電場(chǎng)的作用下加速運(yùn)動(dòng)獲得足夠高的能量并與氬氣分子發(fā)生碰撞，電離出大量的氬離子和電子。氬離子在電場(chǎng)的作用下加速轟擊陰極靶材，濺射出大量的靶材原子沉積在基片上成膜。二次電子在飛向基片的過(guò)程中受到磁場(chǎng)洛侖磁力的影響，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高，二次電子在磁場(chǎng)的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長(zhǎng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷的與氬原子發(fā)生碰撞電離出大量的氬離子轟擊耙材，經(jīng)過(guò)多次碰撞后電子的能量逐漸降低，擺脫磁力線的束縛，遠(yuǎn)離靶材，最終沉積在基片上。磁控濺射就是以磁場(chǎng)束縛和延長(zhǎng)電子的運(yùn)動(dòng)路徑，改變電子的運(yùn)動(dòng)方向，提高工作氣體的電離率和有效利用電子的能量。Fe-6.5wt。/。Si硅鋼具有優(yōu)異的軟磁性能，如中髙頻鐵損低、磁滯伸縮幾乎為零、矯頑力小、磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高等，同時(shí)它還具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)秀的軟磁材料。目前，F(xiàn)e-6.5wt。/。Si硅鋼薄板基本上采用化學(xué)氣相沉積方法與熱軋法制備?；瘜W(xué)氣相沉積方法是在真空室中引入硅烷氣體，通過(guò)加熱使硅垸氣體分解后，在進(jìn)行了適當(dāng)前處理的硅鋼板上沉積一定量的硅，然后再通過(guò)熱處理，獲得均勻的Fe-6.5wt。/。Si硅鋼薄板。軋制法則是直接對(duì)Fe-6.5wt。/。Si的鑄錠進(jìn)行熱、冷多次軋制，獲得希望厚度的薄板。由于Fe-6.5wt。/。Si自身的脆性以及軋制工藝上的限制，軋制法制備的Fe-6.5wtc/。Si硅鋼薄板厚度一般很難低于0.35mm，且成本很高。目前商品化的Fe-6.5wt。/。Si硅鋼薄板基本上采用化學(xué)氣相沉積方法制備。但是由于化學(xué)氣相沉積方法存在著表面質(zhì)量差、易引入雜質(zhì)而降低磁性能、設(shè)備壽命低、污染環(huán)境等不能妥善處理的問(wèn)題，使其在工業(yè)生產(chǎn)中不能被廣泛應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種釆用磁控濺射方法、在低硅硅鋼薄板的上、下連續(xù)雙面共沉積制備硅材料，從而制得高硅硅鋼薄板的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)；該工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)低硅硅鋼薄板進(jìn)行預(yù)熱去雜、磁控濺射雙面沉積硅材料、硅擴(kuò)散、冷卻定型后制得高硅硅鋼薄板。本發(fā)明的連續(xù)雙面共沉積制硅材料的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)在磁控濺射室中對(duì)稱布置多個(gè)陰極靶的方式，在收巻機(jī)的帶動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)沉積硅材料的目的，且能耗低，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明提出的連續(xù)雙面共沉積制硅材料的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)解決了現(xiàn)有商品化Fe-6.5wt。/。Si硅鋼薄板基本上采用化學(xué)氣相沉積方法制得的缺陷。本發(fā)明是一種采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，該高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)從低硅硅鋼薄板被開(kāi)巻機(jī)(2)送入生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)始至制得高硅硅鋼薄板結(jié)束止，生產(chǎn)流水線上設(shè)備的順序?yàn)楹附訖C(jī)(3)、預(yù)熱室(4)、磁控濺射室(1)、擴(kuò)散室(5)、冷卻室(6)、巻取機(jī)(7);預(yù)熱室(4)用于對(duì)低硅硅鋼薄板(la)進(jìn)行加熱，使低硅硅鋼薄板(la)獲得均勻的20030(TC攜帶溫度；預(yù)熱室(4)提供的加熱溫度為200~300°C，有效加熱長(zhǎng)度210m;磁控濺射室(1)用于在第一階段薄板(1A)的上、下同時(shí)連續(xù)共沉積硅材料；磁控濺射室(1)的加工工藝條件(A)設(shè)置磁控濺射室(1)中的陰極靶的個(gè)數(shù)、布局方式；所述布局方式為陰極靶相對(duì)放置或者是陰極靶交叉放置；(B)對(duì)磁控濺射室(1)抽真空度至1.0X10_3~8.0X10_4/^;(C)充入氬氣，保持磁控濺射室(1)的濺射氣壓在0.52.0尸a;(D)調(diào)節(jié)磁控濺射室(1)中單個(gè)陰極靶的放電電壓300~600r、電流密度560mJ、沉積速率為0.21.2//m/min;磁控濺射室(1)中上下兩組陰極靶的靶面間距A-60180附m，同一側(cè)中相鄰兩個(gè)陰極靶的間距"。=300500mm，磁控濺射室(1)的整體長(zhǎng)度丄=530m;擴(kuò)散室(5)用于對(duì)第二階段薄板(IB)在1000125(TC高溫環(huán)境下進(jìn)行熱處理，擴(kuò)散室(5)提供的熱處理溫度為10001250°C，有效加熱長(zhǎng)度520m;冷卻室(6)用于對(duì)第三階段薄板(1C)進(jìn)行冷卻；冷卻室(5)提供的冷卻溫度為200500。C，制冷區(qū)域長(zhǎng)度210m;開(kāi)巻機(jī)(2)提供的連續(xù)生產(chǎn)速度v-l50m/;z;收巻機(jī)(7)用于對(duì)冷卻后的高硅硅鋼薄板(lb)進(jìn)行巻裝成盤(pán)。所述磁控濺射室(1)中陰極靶包括有蓋板(101)、永磁體(102)、磁靴(103)、陰極套(104)、陰極帽(106)、外罩(105)，永磁體(102)位于磁靴(103)的中心位置，磁靴(103)套裝在陰極套(104)內(nèi)，陰極套(104)外部套裝有外罩(105)，外罩(105)的底端連接有陰極帽(106)，陰極帽(106)的內(nèi)部設(shè)有凸臺(tái)(161)，凸臺(tái)(161)上放置有靶材(110);蓋板(101)與陰極套(l(M)的上端之間有密封墊(107)，蓋板(101)上設(shè)有進(jìn)水孔(111)、出水孔(112)，進(jìn)水孔(111)、出水孔(112)通過(guò)管道分別與外部的冷卻水連通。本發(fā)明提出的采用磁控濺射方法、在低硅硅鋼薄板上、下連續(xù)雙面共沉積制硅材料，獲得高硅硅鋼薄板的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，可以改進(jìn)及解決現(xiàn)有的制造硅鋼片工藝復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。以金屬硅(或硅鐵合金)為陰極靶，以連續(xù)傳輸?shù)暮穸仍?.10.35mm范圍內(nèi)的低硅硅鋼板(陽(yáng)極)，并且兩組或多組陰極靶在低硅硅鋼板上下對(duì)稱分布，陰極靶后均設(shè)置控制磁場(chǎng)。在工作系統(tǒng)預(yù)先抽真空到真空度達(dá)10_210-3Pa后，系統(tǒng)通入氬氣，壓力升到0.52P"時(shí)陰陽(yáng)極接通電源，在電場(chǎng)作用下使Ar原子電離，由Ar離子轟擊靶材、使靶表面原子同時(shí)(或分別)濺射沉積在低硅硅鋼板上下表面上，形成1030;/m硅單質(zhì)薄膜(或高硅含量硅鐵薄膜)。鍍膜純鐵薄帶傳輸出濺射區(qū)立即進(jìn)入1000125CTC高溫?cái)U(kuò)散區(qū)，使表層硅原子向內(nèi)擴(kuò)散直至鋼帶中的含硅量達(dá)到額定工藝要求，并呈均勻分布，獲得較高硅硅鋼板。本發(fā)明的方法能通過(guò)控制極放電電流密度和低硅硅鋼板傳輸速度調(diào)整鍍膜層厚度及致密度，通過(guò)控制擴(kuò)散溫度和低硅硅鋼板傳輸速度、加熱區(qū)間長(zhǎng)度確定擴(kuò)散時(shí)間以調(diào)整低硅硅鋼板中的含硅量保證在預(yù)定指標(biāo)，并且硅原子在低硅硅鋼板中呈均勻分布。由于本發(fā)明的方法工作效率高，制備過(guò)程的工藝參數(shù)容易控制，產(chǎn)品的質(zhì)量容易得到保證，因此極其適合工業(yè)化應(yīng)用。圖1是本發(fā)明在低硅硅鋼薄板的上、下采用磁控濺射方法，連續(xù)雙面共沉積制硅材料，獲得高硅硅鋼薄板的工業(yè)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)示圖。圖2是本發(fā)明磁控濺射室內(nèi)陰極靶對(duì)稱放置的布局示圖。圖3是本發(fā)明相對(duì)放置的兩個(gè)陰極靶與低硅鋼帶的布局示圖c圖4是本發(fā)明A陰極靶的爆炸示圖。圖4A是本發(fā)明A陰極靶的剖視圖。圖中l(wèi).磁控濺射室2.開(kāi)巻機(jī)3.焊接機(jī)7.收巻機(jī)la.低硅硅鋼帶1B.第二階段薄板llb.第B上陰極靶12b.第B下陰極靶112.出水孔102.永磁體4.預(yù)熱室lb.高硅硅鋼帶1C.第三階段薄板11.第N上陰極靶12.第N下陰極靶103.磁靴106.陰極帽161.凸臺(tái)107.密封墊110.靶材5.擴(kuò)散室6.冷卻室IA.第一階段薄板lla.第A上陰極靶12&.第八下陰極靶101.蓋板lll.進(jìn)水孔104.陰極套105.屏蔽套具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明是一種釆用磁控濺射方法、在低硅硅鋼薄板上、下連續(xù)雙面共沉積制硅材料，獲得髙硅硅鋼薄板的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，(參見(jiàn)圖1所示)該高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)從低硅硅鋼薄板被開(kāi)巻機(jī)2送入生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)始至制得高硅硅鋼薄板結(jié)束止，生產(chǎn)流水線上設(shè)備的順序?yàn)楹附訖C(jī)3、預(yù)熱室4、磁控濺射室l、擴(kuò)散室5、冷卻室6、巻取機(jī)7。所述焊接機(jī)3是用于將上一次的低硅硅鋼薄板與本次的低硅硅鋼薄板首尾相焊接，實(shí)現(xiàn)工藝的連續(xù)生產(chǎn)，同時(shí)也解決了現(xiàn)有將首尾低硅硅鋼薄板作為廢料造成的加工成本增大。在本發(fā)明的高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，也可以在巻取機(jī)7之前設(shè)置一切割機(jī)，所述切割機(jī)有助于根據(jù)客戶提出的所需硅鋼長(zhǎng)度要求進(jìn)行定量制備高硅硅鋼薄板。本發(fā)明中所述的低硅硅鋼薄板是指硅含量等于小于3wt%的硅鋼板，所述的高硅硅鋼薄板是指經(jīng)本發(fā)明的生產(chǎn)線后制得的硅鋼板，一般硅含量為58wt%。本發(fā)明的生產(chǎn)線能夠?qū)穸刃∮?.35附m的硅鋼板進(jìn)行硅含量的沉積制備。在本發(fā)明中，低硅硅鋼薄板的一端固定在開(kāi)巻機(jī)2上，低硅硅鋼薄板的另一端順次穿過(guò)焊接機(jī)3、預(yù)熱室4、磁控濺射室l、擴(kuò)散室5、冷卻室6后被巻取機(jī)7收巻成盤(pán)。為了敘述方便，將低硅硅鋼薄板進(jìn)入磁控濺射室1之前稱之為第一階段薄板1A(即經(jīng)預(yù)熱室4處理后的低硅硅鋼薄板)；第一階段薄板1A經(jīng)磁控濺射室1后，第一階段薄板1A的上下表面沉積了一定量的硅材料，此時(shí)稱之為第二階段薄板IB;第二階段薄板IB經(jīng)擴(kuò)散室5后，使第二階段薄板IB上沉積的硅材料被熱處理，此時(shí)稱之為第三階段薄板ic。在本發(fā)明中，工業(yè)化磁控濺射雙面共沉積生產(chǎn)高硅硅鋼板的生產(chǎn)線上的各個(gè)部分實(shí)現(xiàn)的功能作如下說(shuō)明一、加熱低硅硅鋼薄板預(yù)熱室4用于對(duì)低硅硅鋼薄板la進(jìn)行加熱，使低硅硅鋼薄板la獲得均勻的2003(XTC攜帶溫度，成為第一階段薄板1A;預(yù)熱室4提供的加熱溫度為200300°C，有效加熱長(zhǎng)度210m。在本發(fā)明中，對(duì)低硅硅鋼薄板la進(jìn)行加熱一定溫度有利于在磁控濺射室1中沉積硅材料，以及提高硅材料與第一階段薄板1A的結(jié)合質(zhì)量。二、磁控濺射雙面連續(xù)共沉積硅材料磁控濺射室1用于在第一階段薄板1A的上、下同時(shí)連續(xù)共沉積硅材料；磁控濺射室1的加工工藝條件(A)設(shè)置磁控濺射室1中的陰極靶的個(gè)數(shù)、布局方式；所述布局方式為陰極靶相對(duì)放置或者是陰極靶交叉放置；(B)對(duì)磁控濺射室1抽真空度至l.OX10_38.0X10—4尸"；(C)充入氬氣，保持磁控濺射室l的濺射氣壓在0.52.0Pa;(D)調(diào)節(jié)磁控濺射室1中單個(gè)陰極靶的放電電壓300600F、電流密度560附^、沉積速率為0.21.2//w/min;磁控濺射室1提供的沉積速率隨濺射氣壓、濺射功率及靶基距控制，膜層厚度由單側(cè)陰極靶分布個(gè)數(shù)及薄板傳輸速度控制。磁控濺射室1中上下兩組陰極靶的靶面間距/^=60180mm，同一側(cè)中相鄰兩個(gè)陰極靶的間距"。=300~500附附。每一側(cè)陰極靶的個(gè)數(shù)可以是3~30個(gè)進(jìn)行排列。上下兩組陰極靶的布局方式可以是以第一階段薄板1A對(duì)稱，且上陰極靶與下陰極靶相對(duì)放置，稱為陰極靶相對(duì)放置(參見(jiàn)圖2所示)；也可以是上下兩組陰極耙以第一階段薄板1A對(duì)稱，但上陰極靶與下陰極靶交叉放置，稱為陰極靶交叉放置(參見(jiàn)圖2A所示)。三、硅材料的擴(kuò)散擴(kuò)散室5用于對(duì)第二階段薄板IB在1000125CrC高溫環(huán)境下進(jìn)行熱處理，有利于將沉積在第二階段薄板1B上、下的硅材料充分地?cái)U(kuò)散至低硅硅鋼薄板中，使低硅硅鋼薄板的硅含量的質(zhì)量百分比數(shù)得到提高；擴(kuò)散室5提供的熱處理溫度為1000~1250°C，有效加熱長(zhǎng)度520m;四、冷卻冷卻室6用于對(duì)第三階段薄板1C進(jìn)行冷卻；冷卻室5提供的冷卻溫度為2005CXTC，制冷區(qū)域長(zhǎng)度210m。五、可控的連續(xù)生產(chǎn)速度開(kāi)巻機(jī)2提供的連續(xù)生產(chǎn)速度v=l~50W//2。在本發(fā)明中，開(kāi)巻機(jī)2—方面用于安裝低硅硅鋼薄板，另一方面為連續(xù)生產(chǎn)提供連續(xù)生產(chǎn)速度v-l50m/Zz，該連續(xù)生產(chǎn)速度v與沉積的硅含量Gs,、磁控濺射室1的橫向長(zhǎng)度丄、磁控濺射室1內(nèi)設(shè)置陰極靶的個(gè)數(shù)7V相關(guān)。即當(dāng)橫向長(zhǎng)度丄、陰極靶個(gè)數(shù)^一定時(shí)，硅沉積含量《,少，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就快。即當(dāng)橫向長(zhǎng)度丄、陰極靶個(gè)數(shù)W—定時(shí)，硅沉積含量C^,多，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就慢。即當(dāng)橫向長(zhǎng)度丄、硅沉積含量^,一定時(shí)，陰極靶個(gè)數(shù)W少，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就慢。即當(dāng)橫向長(zhǎng)度丄、硅沉積含量Gs,—定時(shí)，陰極靶個(gè)數(shù)7V多，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就快。即當(dāng)陰極靶個(gè)數(shù)W、硅沉積含量(^一定時(shí)，橫向長(zhǎng)度丄短，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就慢。即當(dāng)陰極靶個(gè)數(shù)W、硅沉積含量Gs,—定時(shí)，橫向長(zhǎng)度丄長(zhǎng)，則連續(xù)生產(chǎn)速度v就快。六、巻裝成盤(pán)收巻機(jī)7用于對(duì)冷卻后的高硅硅鋼薄板lb進(jìn)行巻裝成盤(pán)。本發(fā)明的高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠生產(chǎn)出0.100.35w附厚度的髙硅硅鋼薄板lb，且高硅硅鋼薄板lb中硅含量可達(dá)58wt。/。，硅含量分布均勻。在本發(fā)明中，磁控濺射室1內(nèi)布置有多個(gè)陰極靶，陰極靶分布在第一階段薄板1A的上、下。上下陰極靶可以相對(duì)放置，即陰極帽相對(duì)放置(使得耙材正對(duì)于第一階段薄板1A的上下帶面)；上下陰極靶也可以交叉錯(cuò)位放置，即上下陰極靶互相錯(cuò)開(kāi)，但陰極帽仍正對(duì)第一階段薄板1A的上下帶面。陰極靶在磁控濺射室1的每一側(cè)陰極靶的個(gè)數(shù)可以是330個(gè)進(jìn)行排列(上下總個(gè)數(shù)為660個(gè))。參見(jiàn)圖2、圖3所示，第一階段薄板IA位于上陰極靶與下陰極靶之間，且上陰極靶與下陰極靶以第一階段薄板1A為中心對(duì)稱布置，上陰極靶與下陰極靶的陰極帽相對(duì)放置；上陰極靶與下陰極靶的結(jié)構(gòu)相同。上陰極靶可以是指第A上陰極靶l(wèi)la、第B上陰極靶l(wèi)lb、第N上陰極靶l(wèi)l，下陰極靶可以是指第A下陰極靶12a、第B下陰極耙12b、第N下陰極靶12。因?yàn)榘胁氖欠胖迷谶@對(duì)陰極靶(一個(gè)上陰極靶與一個(gè)下陰極靶稱為一對(duì)陰極靶)的陰極帽的凸臺(tái)上，濺射時(shí)便可實(shí)現(xiàn)在第一階段薄板1A上下帶面同時(shí)連續(xù)制備靶材的目的。磁控濺射室1的整體長(zhǎng)度Z==530m，縱向兩個(gè)陰極耙之間間距^=300500^7，上下對(duì)稱放置的陰極靶靶面間距為&=60180mm。在本發(fā)明中，陰極靶中的勵(lì)磁場(chǎng)采用電磁線圈或永磁體勵(lì)磁方式且同極相對(duì)，即第N上陰極靶l(wèi)l(位于第一階段薄板1A上方)、第N下陰極靶12(位于第一階段薄板1A下方)中的永磁體的極化方向是相對(duì)的，即N極對(duì)N極，或者S極對(duì)S極。各陰極靶并聯(lián)在一臺(tái)或各自獨(dú)立連接在多臺(tái)直流或射頻電源上，以工件(如低硅鋼帶)為陽(yáng)極，硅靶為陰極。參見(jiàn)圖4、圖4A所示，第N上陰極靶l(wèi)l包括有蓋板lOl、永磁體102、磁靴103、陰極套104、陰極帽106、外罩105，永磁體102位于磁靴103的中心位置，磁靴103套裝在陰極套104內(nèi)，陰極套104外部套裝有外罩105,外罩105的底端連接有陰極帽106，陰極帽106的內(nèi)部設(shè)有凸臺(tái)161(凸臺(tái)161用于放置靶材110);蓋板101與陰極套104的上端之間有密封墊107,蓋板101上設(shè)有進(jìn)水孔111、出水孔112，進(jìn)水孔lll、出水孔112通過(guò)管道分別與外部的冷卻水連通，通過(guò)螺釘與螺孔(設(shè)在陰極套104的上端面上)配合實(shí)現(xiàn)將蓋板101安裝在陰極套104的上端。靶材IIO放置于陰極帽106內(nèi)的凸臺(tái)161上。實(shí)施例1:在厚0.20mm的Fe-3.0wt%Si低硅鋼帶上制得Fe-6.5wt%Si高硅鋼帶在厚0.20mm的Fe-3.0wt%Si低硅鋼帶的上、下雙面沉積純度99.9%硅材料，沉積硅材料厚度為15//m。磁控濺射雙面共沉積工業(yè)化生產(chǎn)髙硅鋼帶的條件如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>磁控濺射雙面共沉積工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼帶的加工步驟包括有第一步準(zhǔn)備硅靶材靶材為多晶硅，厚度6mmX長(zhǎng)度300ranX寬度300mw，靶材尺寸與陰極帽106內(nèi)設(shè)置的凸臺(tái)161尺寸相適配；第二步安裝硅鋼帶將厚0.20mm的Fe-3.0wt%Si低硅鋼帶的一端安裝在開(kāi)巻機(jī)2上，另一端順次經(jīng)焊接機(jī)3、預(yù)熱室4、磁控濺射室l、擴(kuò)散室5、冷卻室6后安裝在巻取機(jī)7;第三步調(diào)整磁控濺射室在磁控濺射室1中以厚0.20mm的Fe-3.0wt%Si硅鋼帶為中心對(duì)稱，上下各放十二個(gè)陰極靶；以上表給定的條件進(jìn)行控制；第四步依據(jù)上表調(diào)整預(yù)熱室4、擴(kuò)散室5、冷卻室6的加工條件；第五步調(diào)整開(kāi)巻機(jī)2以勻速速度10附//2進(jìn)行傳輸制高硅鋼帶；第六步經(jīng)巻取機(jī)7巻裝成盤(pán)。將第五步驟制得的高硅鋼帶經(jīng)EDS能譜儀及電子探針微區(qū)分析檢測(cè)，高硅鋼帶斷面在表面層的Si含量達(dá)6.55wt%，高硅鋼帶中心Si含量達(dá)6.48wt%，Si含量在帶面內(nèi)基本呈現(xiàn)均勻分布。經(jīng)檢測(cè)其軟磁性能B,1.78r，PW5。=0.50^7^，P誦o-7.86瞎g。實(shí)施例2:在35WW270低硅鋼帶上制得Fe-6.5wt%Si高硅鋼帶在35WW270低硅鋼帶的上、下雙面沉積純度99.9%硅材料，沉積硅材料厚度為20戶。磁控濺射雙面共沉積工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼帶的條件如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>磁控濺射雙面共沉積工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼帶的加工步驟包括有第一步準(zhǔn)備硅靶材靶材為多晶硅，厚度6mmX長(zhǎng)度300附mX寬度300mm，靶材尺寸與陰極帽106內(nèi)設(shè)置的凸臺(tái)161尺寸相適配；第二步安裝硅鋼帶將35WW270低硅鋼帶的一端安裝在開(kāi)巻機(jī)2上，另一端順次經(jīng)焊接機(jī)3、預(yù)熱室4、磁控濺射室l、擴(kuò)散室5、冷卻室6后安裝在巻取機(jī)7;第三步調(diào)整磁控濺射室在磁控濺射室1中以35WW270硅鋼帶為中心對(duì)稱，上下各放十八個(gè)陰極靶；以上表給定的條件進(jìn)行控制；第四步依據(jù)上表調(diào)整預(yù)熱室4、擴(kuò)散室5、冷卻室6的加工條件；第五步調(diào)整開(kāi)巻機(jī)2以勻速速度8mM進(jìn)行傳輸制高硅鋼帶；第六步經(jīng)巻取機(jī)7巻裝成盤(pán)。將第五步驟制得的高硅鋼帶經(jīng)EDS能譜儀及電子探針微區(qū)分析檢測(cè)，高硅鋼帶斷面在表面層的Si含量達(dá)6.65wt%，高硅鋼帶中心Si含量達(dá)6.42wt%，Si含量在帶面內(nèi)基本呈現(xiàn)均勻分布。經(jīng)檢測(cè)其軟磁性能B,1.80r，P1(V5。=0.48『/ii:g，P,0=9.85『/^。實(shí)施例3:在35WW440低硅鋼帶上制得高硅鋼帶在35WW440低硅鋼帶的上、下雙面沉積純度99.9。/。硅材料，沉積硅材料厚度為20，。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>磁控濺射雙面共沉積工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼帶的加工步驟包括有第一步準(zhǔn)備硅靶材靶材為多晶硅，厚度6mmX長(zhǎng)度300/wwX寬度300w7附，靶材尺寸與陰極帽106內(nèi)設(shè)置的凸臺(tái)161尺寸相適配；第二步安裝硅鋼帶將35WW440低硅鋼帶的一端安裝在開(kāi)巻機(jī)2上，另一端順次經(jīng)焊接機(jī)3、預(yù)熱室4、磁控濺射室l、擴(kuò)散室5、冷卻室6后安裝在巻取機(jī)7;第三步調(diào)整磁控濺射室在磁控濺射室1中以35WW440硅鋼帶為中心對(duì)稱，上下各放十八個(gè)陰極靶；以上表給定的條件進(jìn)行控制；第四步依據(jù)上表調(diào)整預(yù)熱室4、擴(kuò)散室5、冷卻室6的加工條件；第五步調(diào)整開(kāi)巻機(jī)2以勻速速度8mM進(jìn)行傳輸制高硅鋼帶；第六步經(jīng)巻取機(jī)7巻裝成盤(pán)。將第五步驟制得的高硅鋼帶經(jīng)EDS能譜儀及電子探針微區(qū)分析檢測(cè)，高硅鋼帶斷面在表面層的Si含量達(dá)5.2wt%，高硅鋼帶中心Si含量達(dá)5.15wt%，Si含量在帶面內(nèi)基本呈現(xiàn)均勻分布。經(jīng)檢測(cè)其軟磁性能Bs-1.88r，P1Q/5。=0.80『/A:g，P翻。-13.05『/尺g。權(quán)利要求1、一種采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于該高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)從低硅硅鋼薄板被開(kāi)卷機(jī)(2)送入生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)始至制得高硅硅鋼薄板結(jié)束止，生產(chǎn)流水線上設(shè)備的順序?yàn)楹附訖C(jī)(3)、預(yù)熱室(4)、磁控濺射室(1)、擴(kuò)散室(5)、冷卻室(6)、卷取機(jī)(7)；預(yù)熱室(4)用于對(duì)低硅硅鋼薄板(1a)進(jìn)行加熱，使低硅硅鋼薄板(1a)獲得均勻的200～300℃攜帶溫度；預(yù)熱室(4)提供的加熱溫度為200～300℃，有效加熱長(zhǎng)度2～10m；磁控濺射室(1)用于在第一階段薄板(1A)的上、下同時(shí)連續(xù)共沉積硅材料；磁控濺射室(1)的加工工藝條件(A)設(shè)置磁控濺射室(1)中的陰極靶的個(gè)數(shù)、布局方式；所述布局方式為陰極靶相對(duì)放置或者是陰極靶交叉放置；(B)對(duì)磁控濺射室(1)抽真空度至1.0×10-3～8.0×10-4Pa；(C)充入氬氣，保持磁控濺射室(1)的濺射氣壓在0.5～2.0Pa；(D)調(diào)節(jié)磁控濺射室(1)中單個(gè)陰極靶的放電電壓300～600V、電流密度5～60mA、沉積速率為0.2～1.2μm/min；磁控濺射室(1)中上下兩組陰極靶的靶面間距h0＝60～180mm，同一側(cè)中相鄰兩個(gè)陰極靶的間距d0＝300～500mm，磁控濺射室(1)的整體長(zhǎng)度L＝5～30m；擴(kuò)散室(5)用于對(duì)第二階段薄板(1B)在1000～1250℃高溫環(huán)境下進(jìn)行熱處理，擴(kuò)散室(5)提供的熱處理溫度為1000～1250℃，有效加熱長(zhǎng)度5～20m；冷卻室(6)用于對(duì)第三階段薄板(1C)進(jìn)行冷卻；冷卻室(5)提供的冷卻溫度為200～500℃，制冷區(qū)域長(zhǎng)度2～10m；開(kāi)卷機(jī)(2)提供的連續(xù)生產(chǎn)速度v＝1～50m/h；收卷機(jī)(7)用于對(duì)冷卻后的高硅硅鋼薄板(1b)進(jìn)行卷裝成盤(pán)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于磁控濺射室(1)中陰極靶包括有蓋板(101)、永磁體(102)、磁靴(103)、陰極套(104)、陰極帽(106)、外罩(105)，永磁體(102)位于磁靴(103)的中心位置，磁靴(103)套裝在陰極套(104)內(nèi)，陰極套(104)外部套裝有外罩(105),外罩(105)的底端連接有陰極帽(106)，陰極帽(106)的內(nèi)部設(shè)有凸臺(tái)(161)，凸臺(tái)(161)上放置有靶材(110);蓋板(101)與陰極套(104)的上端之間有密封墊(107)，蓋板(101)上設(shè)有進(jìn)水孔(111)、出水孔(112)，進(jìn)水孔(111)、出水孔(112)通過(guò)管道分別與外部的冷卻水連通。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于磁控濺射室(1)中陰極靶的布置為相對(duì)放置或者交叉錯(cuò)位放置。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于磁控濺射室(1)中陰極靶的總個(gè)數(shù)是660個(gè)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于生產(chǎn)線能夠?qū)穸刃∮?.35附m的低硅硅鋼板進(jìn)行硅含量的沉積擴(kuò)散，擴(kuò)散后硅含量為58wt。/。。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種采用磁控濺射連續(xù)雙面共沉積工藝制高硅鋼帶的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)，該高硅硅鋼薄板工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)從低硅硅鋼薄板被開(kāi)卷機(jī)(2)送入生產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)始至制得高硅硅鋼薄板結(jié)束止，生產(chǎn)流水線上設(shè)備的順序?yàn)楹附訖C(jī)(3)、預(yù)熱室(4)、磁控濺射室(1)、擴(kuò)散室(5)、冷卻室(6)、卷取機(jī)(7)。本發(fā)明的連續(xù)雙面共沉積制硅材料的工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)在磁控濺射室中對(duì)稱布置多個(gè)陰極靶的方式，在開(kāi)卷機(jī)(2)的帶動(dòng)下，能夠?qū)穸刃∮?.35mm的低硅硅鋼板進(jìn)行硅含量為5～8wt％的沉積，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)沉積硅材料的目的，且能耗低，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明工業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)解決了現(xiàn)有只能采用化學(xué)氣相沉積方法制商品化Fe-6.5wt％Si硅鋼板的缺陷。文檔編號(hào)C23C14/35GK101319306SQ20081011625公開(kāi)日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月8日優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日發(fā)明者畢曉昉,田廣科申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)