專利名稱：一種熱拔高硅硅鋼絲材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種熱拔高硅硅鋼絲材及其制備方法。
背景技術(shù)：
硅鋼是一種優(yōu)異的軟磁材料，廣泛用于電機(jī)，變壓器等。當(dāng)硅鋼中硅含量超過(guò)3.5%(重量比，下同)時(shí)就稱為高硅鋼。隨著硅含量的增高，F(xiàn)e-Si合金具有電阻率升高，最大磁導(dǎo)率升高，鐵損降低的特點(diǎn)。但同時(shí)，隨著硅含量的增加，特別是硅含量超過(guò)3.5%以后，材料變得又硬又脆，室溫下塑性基本為零。因而難以用常規(guī)方法獲得高硅鋼薄板。隨著制備工藝的發(fā)展，人們通過(guò)研制各種特殊的生產(chǎn)工藝，例如化學(xué)氣象沉積法和快速凝固法等，以避開(kāi)其低溫脆性，制備合金薄板?；瘜W(xué)氣象沉積就是通過(guò)在普通硅鋼薄板上滲娃，然后進(jìn)行均勻化熱處理，得到高娃鋼。在應(yīng)用物理雜志(Journal of AppliedPhysics) , 64(10): 5367-5369，1988，中對(duì)此方法有報(bào)道。但該工藝較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高，硅含量不均勻，所用原料SiC14對(duì)環(huán)境有污染。除此之外還報(bào)道了用快速凝固法制備該合金薄帶。其特點(diǎn)是直接由液態(tài)合金甩帶，避開(kāi)其脆性區(qū)，直接得到薄而窄的合金薄帶。缺點(diǎn)就是所得薄帶尺寸受限制，寬度和厚度非常小，因此不利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。利用傳統(tǒng)的軋制方法制造薄板能克服特殊生產(chǎn)工藝的缺陷，適合連續(xù)化、工業(yè)化生產(chǎn)。用傳統(tǒng)軋制方法制出厚度為0.28-0.30_厚高硅硅鋼薄板。但是目前傳統(tǒng)軋制工藝還非常不成熟，在軋制過(guò)程中還存在控溫，卷曲等問(wèn)題，而且由于其脆性，最后將薄板沖壓成片也非常困難，因此，傳統(tǒng)軋制法目前仍沒(méi)有用于工藝化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在 的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是:提出了一種熱拔高硅硅鋼絲材及其制備方法，其中通過(guò)該方法制得的熱撥高硅硅鋼絲材塑性良好的，具有較好磁性能。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種熱拔高硅硅鋼絲材，其具有的組成成分按重量比包括 S1:4.0%-9.5%，C: 0%-0.03%, S:0%-0.010%,Mn: 0.01%-0.15%, Al:0.0040%-0.010%, T1:0%-0.02% , P:0%-0.007%，Β:0%_0.2%,且其余量為Fe及不可避免的夾雜物。其中制造熱撥高硅硅鋼絲材的制備方法，包含以下步驟:
第一步，冶煉:把濃度為99%的硅和純度為99.5%的工業(yè)純鐵一起放入真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔化處理，并在1500-1550°C下精煉3-5分鐘，其中放入的硅按重量比占到4.0%-9.5% ；然后在低于1500°C的真空條件下把所得到的混合物在陶瓷鑄模上進(jìn)行澆鑄，并把其澆鑄成重量為IO-1OOkg的鑄錠，且所述鑄錠為上大下小帶保溫帽的鑄型；
第二步，模鍛:在800 1100°C的溫度范圍內(nèi)利用空氣錘對(duì)鑄錠進(jìn)行自由鍛造，并把其鍛成小方坯；之后再在模子下進(jìn)行模鍛處理，以鍛得直徑為12mm- 15mm的棒材，其中模鍛溫度控制在800 IlOO0C ；
第三步，熱旋鍛或熱軋:在溫度850°C _950°C下將棒材進(jìn)行熱旋鍛處理，其中旋鍛道次為10-20次，且每道次進(jìn)給量為0.并在每個(gè)道次后進(jìn)行一次回火，最終鍛得的直徑為5mm-10mm尺寸的線材；或者將棒材在溫度850°C _950°C進(jìn)行異型軋制處理，其中每道次壓下量為0.5mm-1.5mm,共進(jìn)行5_10道次，并在其中間回火3_4次，最終軋制得的直徑也為5mm_ IOmm尺寸的線材；
第四步，熱處理:將旋鍛或軋制出來(lái)的線材進(jìn)行熱處理，其中熱處理溫度設(shè)置在7500C _850°C之間，并用1.5h進(jìn)行保溫，最后用鹽水冷卻；
第五步，酸洗:將熱處理后的線材放入硝酸中進(jìn)行酸洗，以去除熱處理工藝中所產(chǎn)生的氧化皮；
第六步，熱拉拔:在700°C _900°C的溫度下，將酸洗后的線材采用臥式拉拔機(jī)進(jìn)行拉拔，其拉拔道次為10-30道次，每道次變形量為3%-10%，總變形量為70%-80%，最后制得直徑為1.0mm- 1.6mm的高娃娃鋼絲材。
由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
采用本發(fā)明方案所述的制備方法制得的熱拔高硅硅鋼絲材其為一種新型的高硅硅鋼絲材，不僅克服了高硅硅鋼加工性能差的缺點(diǎn)，成功采用傳統(tǒng)拉絲工藝制備高硅硅鋼絲材，大幅度降低了制造成本，使其批量生產(chǎn)成為可能；而且突破了傳統(tǒng)的硅鋼加工成板狀的限制，將高硅硅鋼加工成絲狀，制成一種新型軟磁材料；同時(shí)所制備得到的熱拔高硅硅鋼絲塑性良好，室溫拉伸延伸率可達(dá)1.4%-4.5%，具有良好的磁性，其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為
1.3T-1.437T，矯頑力 He 為 16 A/m _20A/m。
具體實(shí)施例方式以下，針對(duì)本發(fā)明所述的熱拔高硅硅鋼絲材中的組成成分的量，分別進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明。實(shí)施方式I
本發(fā)明所述的熱拔高硅硅鋼絲材中含有按重量比分配的，S1:5.33%，C:0.023%，S:0.0043% ,T1: 0.018 ,Mn:0.01%, P:0.064%，Cr:0.10%，Β:0.0008%，其余為鐵及不可避免的夾雜物。按重量比5%稱取純度為99%的娃，余量為純度為99.5%的工業(yè)純鐵，放入真空感應(yīng)爐中熔化，1550°C精煉5分鐘，真空澆鑄成25kg的鑄錠，再將鑄錠進(jìn)行模鍛，模鍛溫度為1050°C，得到直徑13mm的棒材。然后在900°C下將棒材進(jìn)行旋鍛，旋鍛道次為10-20次，每道次進(jìn)給量為0.每個(gè)道次后進(jìn)行一次回火，鍛得最終尺寸為直徑6mm的線
材；然后將直徑6mm的線材進(jìn)行熱處理，在850°C保溫lh，鹽水冷。然后再進(jìn)行酸洗處理去除氧化皮。最后在臥式拉拔機(jī)下進(jìn)行熱拉拔。拉拔道次為15道次，每道次變形量為5%，總變量為73%，最后制得直徑為1.61mm的高硅硅鋼絲.測(cè)得室溫延伸率為4.1%，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.35T，矯頑力He為18A/m。實(shí)施方式2
本發(fā)明所述的熱拔高硅硅鋼絲材中含有按重量比分配的:S1:5.33%，C:0.023%，S:
0.0043% ,T1: 0.018 ,Mn:0.01%, P:0.064%，Cr:0.10%，Β:0.0008%，其余為鐵及不可避免的夾雜物。按重量比5%稱取純度為99%的硅，余 量為純度為99.5%的工業(yè)純鐵，放入真空感應(yīng)爐中熔化，1550°C精煉5分鐘，真空澆鑄成25kg的鑄錠，再將鑄錠進(jìn)行模鍛，模鍛溫度為1050°C，得到直徑13mm的棒材。再將棒材在溫度900°C進(jìn)行異型軋制，每道次壓下量為1mm，共進(jìn)行7道次，中間回火3次，鍛得最終尺寸為直徑6mm線材；然后將直徑6mm的線材進(jìn)行熱處理，在850°C保溫lh，鹽水冷。然后再進(jìn)行酸洗處理去除氧化皮。最后在臥式拉拔機(jī)下進(jìn)行熱拉拔，拉拔道次為15道次，每道次變形量為5%，總變形量為73%，最后制得直徑為1.60mm的高硅硅鋼絲。測(cè)得室溫延伸率為4.5%，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.35T，矯頑力 He 為 17A/m。實(shí)施方式3
本發(fā)明所述的熱拔高硅硅鋼絲材中含有按重量比分配的:S1:6.47%，C:0.013%，S:
0.0053% , T1: 0.015 , Mn:0.02%, P:0.054%，Cr:0.014%，Β:0.0008%，其余為鐵及不可避免的夾雜物。按重量比6.5%稱取純度為99%的硅，余量為純度為99.5%的工業(yè)純鐵，放入真空感應(yīng)爐中熔化，1550°C精煉5分鐘，真空澆鑄成25kg的鑄錠，再將鑄錠進(jìn)行模鍛，模鍛溫度為1050°C，得到直徑13mm的棒材。然后在900°C下將棒材進(jìn)行旋鍛，旋鍛道次為10-20次，每道次進(jìn)給量為0.每個(gè)道次后進(jìn)行一次回火，鍛得最終尺寸為直徑6mm的線
材；然后將直徑6mm的線材進(jìn)行熱處理，在850°C保溫lh，鹽水冷。然后再進(jìn)行酸洗處理去除氧化皮。最后在臥式拉拔機(jī)下進(jìn)行熱拉拔，拉拔道次為15道次，每道次變形量為5%，總變形量為73%，最后制得直徑為1.62mm的高硅硅鋼絲。測(cè)得室溫延伸率為1.4%，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.437T，矯頑力He為16A/m
實(shí)施方式4
本發(fā)明所述的熱拔高硅硅鋼絲材中含有按重量比分配的:S1:6.47%，C:0.013%，S:
0.0053% , T1: 0.015 , Mn:0.02%, P:0.054%，Cr:0.014%，Β:0.0008%，其余為鐵及不可避免的夾雜物。按重量比6.5%稱取純度為99%的硅，余量為純度為99.5%的工業(yè)純鐵，放入真空感應(yīng)爐中熔化，1550°C精煉5分鐘，真空澆鑄成25kg的鑄錠，再將鑄錠進(jìn)行模鍛，模鍛溫度為1050°C，得到直徑13mm的棒材。再將棒材在溫度900°C進(jìn)行異型軋制，每道次壓下量為1mm，共進(jìn)行7道次，中間回火3次，鍛得最終尺寸為直徑6mm線材；然后將直徑6mm的線材進(jìn)行熱處理，在850°C保溫lh，鹽水冷。然后再進(jìn)行酸洗處理去除氧化皮。最后在臥式拉拔機(jī)下進(jìn)行熱拉拔，拉拔道次為15道次，每道次變形量為5%，總變形量為73%，最后制得直徑為1.61mm的高硅硅鋼絲，最后測(cè)得室溫延伸率為1.8%，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.400T,矯頑力He為15A/m。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思 及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱拔高硅硅鋼絲材，其特征在于:其具有的組成成分按重量比包括S1: 4.0%-9.5%，C: 0%-0.03%，S:0%-0.010%, Mn: 0.01%-0.15%, Al: 0.0040%-0.010%, T1:0%-0.02% ,P:0%-0.007% ,B:0%-0.2%,且其余量為Fe及不可避免的夾雜物。
2.如權(quán)利要求1所述的熱撥高硅硅鋼絲材的制備方法，包含以下步驟: 第一步，冶煉:把濃度為99%的硅和純度為99.5%的工業(yè)純鐵一起放入真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔化處理，并在1500-1550°C下精煉3-5分鐘，其中放入的硅按重量比占到4.0%-9.5% ；然后在低于1500°C的真空條件下把所得到的混合物在陶瓷鑄模上進(jìn)行澆鑄，并把其澆鑄成重量為IO-1OOkg的鑄錠，且所述鑄錠為上大下小帶保溫帽的鑄型； 第二步，模鍛:在800 1100°C的溫度范圍內(nèi)利用空氣錘對(duì)鑄錠進(jìn)行自由鍛造，并把其鍛成小方坯；之后再在模子下進(jìn)行模鍛處理，以鍛得直徑為12mm- 15mm的棒材，其中模鍛溫度控制在800 1100°C ； 第三步，熱旋鍛或熱軋:在溫度850°C _950°C下將棒材進(jìn)行熱旋鍛處理，其中旋鍛道次為10-20次，且每道次進(jìn)給量為0.并在每個(gè)道次后進(jìn)行一次回火，最終鍛得的直徑為5mm-10mm尺寸的線材； 或者將棒材在溫度850°C _950°C進(jìn)行異型軋制處理，其中每道次壓下量為0.5mm-1.5mm,共進(jìn)行5_10道次，并在其中間回火3_4次，最終軋制得的直徑也為5mm_ IOmm尺寸的線材； 第四步，熱處理:將旋鍛或軋制出來(lái)的線材進(jìn)行熱處理，其中熱處理溫度設(shè)置在7500C _850°C之間，并用1.5h進(jìn)行保溫，最后用鹽水冷卻； 第五步，酸洗:將熱處理后的線材放入硝酸中進(jìn)行酸洗，以去除熱處理工藝中所產(chǎn)生的氧化皮； 第六步，熱拉拔:在700°C -900°C的溫度下，將酸洗后的線材采用臥式拉拔機(jī)進(jìn)行拉拔，其拉拔道次為10-30道次，每道次變形量為3%-10%，總變形量為70%-80%，最后制得直徑為1.0mm- 1.6mm的高娃娃鋼絲材。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱拔高硅硅鋼絲材及其制備方法，所述熱拔高硅硅鋼絲材的組成成分按重量比包括4.0%-9.5%的Si,0%-0.03%的C,0%-0.010%的S，0.01%-0.15%的Mn,0.0040%-0.010%的Al,0%-0.02%的Ti,0%-0.007%的P,0%-0.2%的B,且其余量為Fe及不可避免的夾雜物；且其可通過(guò)冶煉、模鍛、熱旋鍛或熱軋、熱處理、酸洗和熱拉拔六個(gè)步驟制備而得，按其上訴步驟制備而成的熱拔高硅硅鋼絲材不僅克服了高硅硅鋼加工性能差的缺點(diǎn)，成功采用傳統(tǒng)拉絲工藝制備高硅硅鋼絲材，大幅度降低了制造成本，使其批量生產(chǎn)成為可能；而且突破了傳統(tǒng)的硅鋼加工成板狀的限制，將高硅硅鋼加工成絲狀，制成一種新型軟磁材料；同時(shí)所制備得到的熱拔高硅硅鋼絲塑性良好，室溫拉伸延伸率可達(dá)1.4%-4.5%，具有良好的磁性，其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.3T-1.437T，矯頑力Hc為16A/m-20A/m。
文檔編號(hào)C21D8/06GK103160731SQ20131010299
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者葉豐, 楊偉, 梁永鋒, 楊琨, 黃建明, 黃瑋頡, 桑華強(qiáng), 陳榮華 申請(qǐng)人:江蘇神王集團(tuán)有限公司