本發(fā)明涉及一種無(wú)取向電工鋼及生產(chǎn)方法，具體屬于一種焊接性和磁性優(yōu)良的無(wú)取向電工鋼及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

無(wú)取向電工的性能的好壞不僅體現(xiàn)在各項(xiàng)磁性指標(biāo)（鐵損、磁感、磁導(dǎo)率等）上其加工性能（沖片性、焊接性）也極大的影響產(chǎn)品的適用性。磁性性能影響電機(jī)的使用性能，加工性能影響電機(jī)制造的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。大部分電機(jī)的定子鐵芯都是把硅鋼片沖片壓裝或鉚接制成，但也一些定子鐵芯是焊接制成。由于目前全工藝的無(wú)取向硅鋼表面都涂有涂層，其中一些涂層為半有機(jī)涂層或有機(jī)涂層。這些涂層含有大量的碳和氫元素在焊接過程中氧化產(chǎn)生氣體易于形成氣孔，嚴(yán)重的使得焊縫開裂，需要多次補(bǔ)焊極大的制約生產(chǎn)效率，而且由于多次補(bǔ)焊焊接熱影響區(qū)加大，惡化電機(jī)性能。解決焊接氣孔的主要方法之一改變半有機(jī)涂層中無(wú)機(jī)物的成分由重鉻酸鋅改為重鉻酸鎂提高焊接性，但涂層中仍含有有機(jī)物對(duì)焊接性有改善不能完全消除；另一種方法采用無(wú)機(jī)涂層，然而無(wú)機(jī)涂層加工型較差，主要表現(xiàn)為沖片性和粘結(jié)性較差，在沖剪疊片時(shí)會(huì)對(duì)沖模造成過分磨損，而且涂層容易脫落影響絕緣效果。

經(jīng)檢索，中國(guó)專利公開號(hào)為CN103882193A的文獻(xiàn)，公布了一種外層氧化的冷軋無(wú)取向退火方法。其目的是使冷軋無(wú)取向電工鋼板在循環(huán)冷卻器內(nèi)發(fā)藍(lán)。其主要技術(shù)為設(shè)定連續(xù)退火爐的冷卻器內(nèi)為氮?dú)庋h(huán)，氧含量為600~1000ppm，露點(diǎn)為-40~40℃，并且鋼板離開循環(huán)冷卻器的板溫為200~450℃，同時(shí)要求均熱爐的露點(diǎn)為-60~60℃。該文獻(xiàn)主要在連續(xù)退火爐循環(huán)冷卻器內(nèi)進(jìn)行，由于無(wú)取向電工鋼再結(jié)晶溫度較高，通常大于750℃，而冷卻器較短，冷卻到200~450℃較低的氧化溫度很困難要求較低的通板速度才能達(dá)到，影響生產(chǎn)效率。

中國(guó)專利公開號(hào)為CN105567917A的文獻(xiàn)，公布了一種用無(wú)取向硅鋼退火生產(chǎn)線生產(chǎn)退籃板的方法。該文獻(xiàn)利用無(wú)取向硅鋼退火線的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)藍(lán)退板無(wú)取向硅鋼。其中鋼帶在干燥爐和燒結(jié)爐中進(jìn)行分區(qū)氧化，干燥爐的爐溫在350~460℃，燒結(jié)爐爐溫280~350℃，控制藍(lán)退板的氧化層厚度為8~23μm。這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品氧化層較厚對(duì)無(wú)取向電工鋼的磁性惡化嚴(yán)重，僅適用于普通的藍(lán)退板的生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的由于涂層中含有有機(jī)物，這類產(chǎn)品在焊接過程中易于產(chǎn)生氣泡而影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性的不足，提供一種經(jīng)成品退火后直接對(duì)鋼帶表面進(jìn)行氧化發(fā)藍(lán)處理，獲得絕緣效果好，磁性惡化小且焊接性和磁性優(yōu)良的無(wú)取向電工鋼生產(chǎn)方法。

實(shí)現(xiàn)上述目的的措施：

一種焊接性和磁性優(yōu)良的無(wú)取向電工鋼，其化學(xué)成分及重量百分比含量為：C：≤0.0030%，Si：0.8~1.7%，Mn：0.2~0.8%，S：≤0.0050%，P：0.01~0.15%，Al：≤0.030%，N：≤0.0050%，Sn或Sb 其中的一種或兩種，總含量不超過0.05%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；成品磁性：B₅₀≥1.75T，P_1.5/50≤5.0 W/kg；層間電阻50~300Ω·mm²/片。

生產(chǎn)一種焊接性和磁性優(yōu)良的無(wú)取向電工鋼的方法，其步驟：

1）經(jīng)煉鋼、熱軋、酸洗及冷軋至成品厚度；

2）在經(jīng)成品退火后進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理：在連續(xù)退火完成后直接進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，控制發(fā)藍(lán)的氣氛為N₂和水蒸氣H₂O的混合氣，露點(diǎn)為20～75℃，發(fā)藍(lán)溫度為450～700℃，通板速度為50~100m/min，且要求爐內(nèi)溫度與通板速度之比在5.0~10；

3）進(jìn)行取樣、卷取、包裝及檢驗(yàn)。

本發(fā)明中各元素的作用及機(jī)理：

C，≤0.0030%。煉鋼中將C降低至≤0.0030%，可免去后工序脫碳，同時(shí)成品不發(fā)生磁時(shí)效；

Si，0.8~1.7%。Si是增加電阻但又會(huì)降低飽和磁感（Bs）的元素。Si<0.8%，則鐵損會(huì)增高，但Si>1.7%，則磁感（B₅₀）降低，為兼顧鐵損和磁感，Si應(yīng)控制在0.8~1.7%范圍內(nèi)；

Mn，0.2~0.8%。Mn可以控制S的有害作用，增加有利于取得粗大的MnS。但Mn>0.8%，該作用已飽和，且增加成本，因此，Mn控制在0.2~0.8%；

P，0.01~0.15%。P可提高電阻及硬度，因而在低Si（<1.0%）鋼中，有利于降低鐵損及提高沖片形，因此，P應(yīng)>0.01%，但P>0.15%會(huì)導(dǎo)致退火過程中的脆性。所以，控制在0.01~0.15%；

Al，≤0.03%。Al能夠增加電阻及促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，一般的加入量為0.25~0.50%但會(huì)形成對(duì)磁性不利的AlN及內(nèi)氧化層，經(jīng)研究，Al≤0.03%時(shí)，會(huì)顯著減少形成AlN和內(nèi)氧化層量從而提高磁性亦有利于降低成本。所以，Al≤0.03%；

Sn及Sb，其中的一種或多種，其含量不超過0.05%。Sn、Sb均為易在原晶界偏聚元素，有利于抑制在晶界形成對(duì)磁性不利的（111）面織構(gòu)，大于0.05%則成本升高，同時(shí)影響表面質(zhì)量；

S、N，≤0.005%。S、N均為對(duì)磁性不利的元素，應(yīng)盡量減少，因而，控制0.005%以下。

本發(fā)明采取在成品退火后進(jìn)不需要涂敷絕緣涂料層，而是直接進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，并在氣氛為N₂和水蒸氣H₂O的混合氣，露點(diǎn)為20～75℃，溫度為450～700℃，通板速度為50~100m/min，且要求爐內(nèi)溫度與通板速度之比在5.0~10的條件下進(jìn)行發(fā)藍(lán)。

氣氛采用為N₂和水蒸氣H₂O的混合氣，以保證干燥爐和燒結(jié)爐處于弱氧化氣氛，有利于無(wú)取向電工鋼板的氧化；通過設(shè)定合理的氣體流量和壓力確保薄板氧化均勻。如果爐溫太高則電工鋼氧化厲害，磁性惡化嚴(yán)重；溫度太低則絕緣效果不佳影響電機(jī)性能。露點(diǎn)對(duì)氧化的影響也比較大，露點(diǎn)太高氧化性氣氛強(qiáng)，薄板氧化嚴(yán)重，太低氧化效果不好。

要求氧化發(fā)藍(lán)的爐溫與通板速度之比為5.0~10。如果小于5.0獲得的氧化發(fā)藍(lán)層較薄不致密，層間電阻低；如果大于10則無(wú)取向電工鋼薄板氧化厲害，磁性惡化嚴(yán)重。

經(jīng)過檢測(cè)，通過這種方法獲得的氧化層比較致密，絕緣效果好，對(duì)磁性惡化小而且耐蝕性和抗氧化性比較好。成品磁性：0.50mm板B₅₀≥1.75T，P_1.5/50≤5.0 W/kg；層間電阻50~300Ω·mm²/片，焊接性良好，無(wú)氣泡和開焊。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保持層間電阻的同時(shí)提高了產(chǎn)品的焊接性，減少了焊接氣孔、斷焊等缺陷；本發(fā)明通過對(duì)無(wú)取向電工鋼薄板氧化發(fā)藍(lán)的氣氛、溫度、露點(diǎn)及機(jī)組速度與發(fā)藍(lán)溫度的控制，在提高層間電阻的同時(shí)，還能最小程度的減少因表面氧化對(duì)磁性的惡化，保證成品磁性：0.50mm板B₅₀≥1.75T，P_1.5/50≤5.0 W/kg。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述：

表1為本發(fā)明各實(shí)施案例的化學(xué)成分列表；

表2為本發(fā)明各實(shí)施案例的主要工藝參數(shù)及性能情況列表。

本發(fā)明各實(shí)施案例均按照以下步驟進(jìn)行生產(chǎn)：

1）經(jīng)煉鋼、熱軋、酸洗及冷軋至成品厚度；

2）在經(jīng)成品退火后進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理：在連續(xù)退火完成后直接進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，控制發(fā)藍(lán)的氣氛為N₂和水蒸氣H₂O的混合氣，露點(diǎn)為20～75℃，發(fā)藍(lán)溫度為450～700℃，通板速度為50~100m/min，且要求爐內(nèi)溫度與通板速度之比在5.0~10；

3）進(jìn)行取樣、卷取、包裝及檢驗(yàn)。

表1 本發(fā)明各實(shí)施案例的化學(xué)成分列表（wt%）

表2 本發(fā)明各實(shí)施案例的主要工藝參數(shù)列表及效果列表

由表2可以看出：在滿足本專利要求的成分和工藝下產(chǎn)品的磁性和絕緣效果較好，滿足中小和微型電機(jī)的對(duì)無(wú)取向電工鋼性能的要求，焊接性好無(wú)氣泡和斷焊缺陷。對(duì)比例1和2的無(wú)取向電工鋼薄板面涂有半有機(jī)涂層，焊接性差有氣孔和斷焊缺陷；對(duì)比例3和4則由于氧化發(fā)藍(lán)工藝沒達(dá)到要求，鋼板氧化嚴(yán)重磁性惡化嚴(yán)重。

本具體實(shí)施方式僅為最佳例舉，并非對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實(shí)施。