基于薄帶鑄軋和did制造無取向高硅鋼冷軋薄板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于薄帶鑄乳和DID制造無取向高娃鋼冷乳薄板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無取向高硅鋼(Si?6.5wt.%)具有優(yōu)良的軟磁性能，例如在高頻時(shí)的高電阻、高磁導(dǎo)率、高磁化強(qiáng)度、趨近于零的磁致伸縮、很低的渦流和磁滯損耗等；因此在制造高頻的電機(jī)和變壓器時(shí)，它是一種非常理想的磁性材料；然而，隨著Si含量的增加，其內(nèi)部將出現(xiàn)有序相B2 (FeSi)及DO3 (Fe3Si);因此，無取向高硅鋼的冷加工性能被大大降低，使其在傳統(tǒng)工藝流程下很難被生產(chǎn)，尤其是在冷乳工序。
[0003]20世紀(jì)80年代左右，日本鋼管公司(NKK)采用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法成功生產(chǎn)出了無取向高硅鋼薄板，但是最終產(chǎn)品的磁感值卻不盡人意；此外，由于滲硅物質(zhì)SiClJ9強(qiáng)烈毒性和腐蝕性，導(dǎo)致該生產(chǎn)工藝具有很大的危險(xiǎn)性，且生產(chǎn)效率低下；鋼鐵研究人員在最近幾年相繼研發(fā)了新的6.5wt.%Si娃鋼薄板的生產(chǎn)方法，例如異步乳制法(中國專利號(hào)CN201110020170.2)、快速凝固法(中國專利號(hào)CN201410276483.8)、多次冷乳法(中國專利號(hào) CN201410314987.4)以及合金化法(中國專利號(hào) CN201310212112.9、CN201310212248.X)等生產(chǎn)方法，然而上述方法操作繁瑣、對(duì)設(shè)備要求高，且由于添加了其它化學(xué)元素，降低了鋼水的純凈度，這將在一定程度上惡化最終產(chǎn)品的磁性能。
[0004]薄帶鑄乳是近年興起的新興工藝技術(shù)，其特點(diǎn)是可以將熔融的鋼水直接鑄乳到接近成品厚度的薄帶，該方法具有節(jié)能減排、提高生產(chǎn)率等優(yōu)點(diǎn)；利用該工藝生產(chǎn)無取向6.5wt.%Si硅鋼，可以省掉大壓下量熱乳，從而避免熱乳時(shí)裂紋的產(chǎn)生；此外，薄帶鑄乳工藝可以通過控制鋼水過熱度來優(yōu)化織構(gòu)，使其內(nèi)部產(chǎn)生大量的〈001〉// ND晶粒，從而可以優(yōu)化最終成品的電磁性能；另一方面，采用薄帶鑄乳工藝可以生產(chǎn)出具有細(xì)小等軸晶組織的薄帶，使無取向高硅鋼薄帶具有一定量的初始室溫韌性，這將大大增加后續(xù)冷乳工藝的成功率；中國專利(CN201010297551.0)已經(jīng)使用薄帶鑄乳法成功地生產(chǎn)出0.35mm厚的無取向6.5wt.%Si硅鋼溫乳板，且產(chǎn)品的最終磁性能優(yōu)良。
[0005]應(yīng)變誘導(dǎo)無序(deformat1ninduced disordering-DID)是一種在較低溫度下，通過塑性變形的方式破壞材料內(nèi)部有序相組織，從而降低有序合金內(nèi)部有序度的方法，采用該方法可以使塑性變形后的有序合金獲得一定量的室溫韌性，使后續(xù)的室溫冷乳工序成為可能；然而，過低的變形量不足以充分地降低材料內(nèi)部有序度，過高的變形量將使材料內(nèi)部加工硬化程度劇烈升高，這兩種結(jié)果都不會(huì)使有序合金的室溫韌性得到提升；因此，合適的溫乳壓下率將會(huì)是決定“應(yīng)變誘導(dǎo)無序提升室溫塑性”方法成功與否的核心技術(shù)。
目前將薄帶鑄乳和應(yīng)變誘導(dǎo)無序工藝結(jié)合制備無取向高硅鋼的技術(shù)還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種基于薄帶鑄乳和DID制造無取向高硅鋼冷乳薄板的方法，通過將薄帶鑄乳工藝與應(yīng)變誘導(dǎo)無序工藝相結(jié)合，調(diào)整溫乳壓下率，提高室溫韌性，最后可以進(jìn)行室溫冷乳；在不需中間退火的情況下，產(chǎn)出純凈度高、板型良好、磁性能優(yōu)良的無取向高硅鋼冷乳薄板，且達(dá)到節(jié)能減排的效果。
[0007]本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
1、冶煉鋼液，其成分按重量百分比為C彡0.005%，Si 6.4-6.6%，N彡0.003%，O 彡 0.003%，S 彡 0.005%，余量為 Fe ；
2、將熔融態(tài)的鋼液采用薄帶鑄乳設(shè)備進(jìn)行鑄乳，并空冷至室溫獲得鑄帶；其中鑄乳時(shí)的澆注溫度為1565~1580°C ；
3、將鑄帶熱乳制成熱乳板，開乳溫度為1050±10°C，熱乳總壓下率為52~67%；
4、將熱乳板溫乳制成溫乳板，在溫乳過程中產(chǎn)生應(yīng)變誘導(dǎo)無序效應(yīng)，開乳溫度為100 ± 5°C，終乳溫度為80 ± 5°C，溫乳總壓下率為55% ；
5、將溫乳板冷乳制成冷乳板，厚度0.2-0.35mm ;
6、將冷乳板在900~1150°C退火，退火時(shí)間為20~60min，制成無取向硅鋼冷乳薄板。
[0008]上述方法中，步驟2澆注時(shí)熔池上表面的鋼液過熱度為10~25 °C。
[0009]上述方法中，步驟2獲得的鑄帶厚度為2.5~3mm。
[0010]上述方法中，步驟2獲得的鑄帶的組織為等軸晶組織，平均晶粒尺寸為200-270 μπ?ο
[0011]上述的無取向硅鋼冷乳薄板的磁感&為1.431-1.443Τ，磁感B25為1.53-1.541Τ，磁感 B5。為 1.617-1.633Τ，鐵損 W 1(]/5。為 0.641-0.797ff/kg,鐵損 W 1Q/4。。為 10.75-10.98W/kg,鐵損 W 2"_為 2.482-2.519ff/kgo
[0012]由于采用薄帶鑄乳機(jī)生產(chǎn)出來的薄帶內(nèi)部組織為較細(xì)小的等軸晶，鑄帶可以獲得一定量的室溫韌性，因此，可以在較低溫度下(100°c )進(jìn)行溫乳；這在很大程度上優(yōu)化了溫乳板板型，為后續(xù)冷乳的成功進(jìn)行提供了可靠的保障；同時(shí)，根據(jù)研究表明，在100°c條件下進(jìn)行溫乳時(shí)，55%的溫乳壓下率可以使“應(yīng)變誘導(dǎo)無序”效應(yīng)最優(yōu)化，此時(shí)高硅鋼內(nèi)部的有序度極低，且溫乳板宏觀硬度開始下降，出現(xiàn)軟化效應(yīng)，這一進(jìn)步保證了后續(xù)冷乳工藝的成功進(jìn)行；因此，經(jīng)過上述處理后的溫乳板可以進(jìn)行室溫冷乳，且冷乳后可以獲得板型良好的無取向高娃鋼冷乳板。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是:1、無取向硅鋼中不含任何其它人為添加元素，鋼液純凈度高，優(yōu)化了最終產(chǎn)品的磁性能；2、由于借助了薄帶鑄乳工藝，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)節(jié)能減排；3、溫乳溫度低，優(yōu)化了溫乳板板型，且減少耗能；4、在溫乳時(shí)，選用了最適宜的壓下率，使材料的室溫韌性得到了最大提升，保證了后續(xù)冷乳的成功進(jìn)行；5、整個(gè)乳制加工過程無需中間退火工藝，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率，降低了能量消耗；6、采用該方法生產(chǎn)出來的無取向高硅鋼冷乳薄板在退火后獲得的磁性能優(yōu)良，尤其是磁感方面。7、整個(gè)生產(chǎn)工序簡單，無需繁瑣的操作過程，且對(duì)設(shè)備要求較低。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的鑄帶外觀形貌照片圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的鑄帶內(nèi)部金相組織顯微圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的無取向硅鋼冷乳薄板外觀形貌照片圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明實(shí)施例中采用薄帶鑄乳機(jī)進(jìn)行鑄乳過程中，澆注時(shí)熔池的高度為80~220mm,熔池內(nèi)鋼液與結(jié)晶輥輥面的接觸弧長度為100~250mm。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中采用薄帶鑄乳機(jī)進(jìn)行鑄乳時(shí)，結(jié)晶輥的轉(zhuǎn)速為20~40m/min，熔池內(nèi)鋼液與結(jié)晶輥輥面的接觸時(shí)間為0.3-0.4s。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例中觀測(cè)金相組織采用的設(shè)備為ZEISS ULTRA 55掃描電鏡。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)試磁性能采用的設(shè)備為MATS-2010M (湖南省聯(lián)眾科技有限公司)，采用的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3655-2000。
[0019]實(shí)施例1
冶煉鋼液，其成分按重量百分比為C 0.005%，Si 6.5%，N 0.003%，O 0.002%，S 0.004%，
余量為Fe ;
將熔融態(tài)的鋼液采用薄帶鑄乳設(shè)備進(jìn)行鑄乳，并空冷至室溫獲得鑄帶，厚度為2.5mm,組織為等軸晶組織，平均晶粒尺寸為240 μπι ;鑄乳時(shí)的澆注溫度為1565