非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板、由其所制成的部件和非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種由鋼制成的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，該鋼除了包含有鐵和不可避免的雜質(zhì)以外，還包括（以重量%示出的）Si：1.0-4.5%、Al：不高于2.0%、Mn：不高于1.0%、C：不高于0.01%、N：不高于0.01%、S：不高于0.012%、Ti：0.1-0.5%、P：0.1-0.3%，其中對(duì)于Ti含量%Ti和P含量%P的比例%Ti/%P下式成立：1.0≤%Ti/%P≤2.0。根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板以及由這種鋼板或鋼帶制成的、電工用途的部件具有提高的強(qiáng)度以及同時(shí)具有良好的磁性能的特點(diǎn)?？梢杂纱藖碇圃旄鶕?jù)本發(fā)明的NO鋼板或NO鋼帶，即，通過將由具有前述組成成份的鋼構(gòu)成的熱軋鋼帶冷軋成冷軋鋼帶并且對(duì)該冷軋鋼帶進(jìn)行最終退火處理。為了特別形成NO鋼帶或NO鋼板的特定性能，本發(fā)明提供了不同的最終退火方案。
【專利說明】非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板、由其所制成的部件和非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電工用途的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板、由這種磁性鋼帶或磁性鋼板制成的電工部件以及磁性鋼帶或磁性鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板在專業(yè)術(shù)語也稱為“無取向電工鋼”或者在英語中也稱為 “NGO-Electrical Steel” (“NG0，，=Non Grain Oriented),非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板用于加強(qiáng)在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的鐵心中的磁通量。這種板材典型地用于電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。
[0003]為了提高這種機(jī)器的效率，使在工作中各個(gè)旋轉(zhuǎn)的部件努力達(dá)到盡可能高的轉(zhuǎn)速或大的直徑。這種發(fā)展趨勢(shì)的結(jié)果是使由這里所述類型的磁性鋼帶或磁性鋼板制成的電氣相關(guān)部件承受高的機(jī)械負(fù)荷，當(dāng)前所提供的NO磁性鋼帶類型通常不能滿足這種機(jī)械負(fù)荷。
[0004]一種NO磁性鋼帶或磁性鋼板已由文獻(xiàn)US 5,084,112已知，這種磁性鋼帶或磁性鋼板具有至少60kg-f/mm2 (約589MPa)的屈服極限并且由這種鋼制成，即，該鋼除了包含有鐵和不可避免的雜質(zhì)以外，還包括(以重量％示出的)不高于0.04%的C、2.0-少于4.0%的S1、不高于2.0%的Al、不高于0.2%的P和“Mn、Ni”組分中的至少一種元素，其中Mn和Ni的總含量至少為0.3%和最高為10%。
[0005]為了通過形成氮化碳而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的提高，由文獻(xiàn)US 5，084，112已知的鋼包含“!^、^^! ”組分中的至少一種元素’其中’在存在有打或丫的情況下’打含量冗打和乂含量％V關(guān)于鋼的C含量％C和各個(gè)不可避免的N含量%N應(yīng)該滿足條件[0.4X (%Ti+%V)] / [4X(%C+%N) ] <4.0。對(duì)此在鋼中有磷的存在對(duì)提高強(qiáng)度起了作用。然而，不得存在更高的磷含量，因?yàn)榱缀靠梢砸鹁Ы绱嗷?。為了?duì)抗這個(gè)嚴(yán)重的問題，提供額外的0.001-0.007%的B含量。
[0006]根據(jù)文獻(xiàn)US 5，084，112將具有這種組分的鋼鑄造成鋼錠，然后將該鋼錠熱軋成熱軋鋼帶，可選擇地對(duì)該熱軋鋼帶進(jìn)行退火，然后進(jìn)行酸洗然后冷軋成具有一定最終厚度的冷軋鋼帶。最后，對(duì)所得到的冷軋鋼帶進(jìn)行再結(jié)晶退火，其中，在至少650°C、但是低于900 0C的退火溫度下進(jìn)行退火。
[0007]在鋼中同時(shí)存在有Ti和P以及B、N、C、Mn和Ni的有效含量的情況下，根據(jù)文獻(xiàn)US 5，084，112制成的NO磁性鋼帶或磁性鋼板雖然達(dá)到至少70.4kg-f/mm2 (688MPa)的屈服極限。但是同時(shí)在板材厚度為0.5mm、極化率為1.5特斯拉和頻率為50Hz時(shí)，磁滯損耗P,5至少為6.94W/kg。對(duì)于現(xiàn)代化的電工用途不再能夠接受這樣高的磁滯損耗。此外，在許多這種用途中磁滯損耗在較高頻率時(shí)是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的目的在于，給出一種NO磁性鋼帶或磁性鋼板以及由這種板材或帶材制成的、電工用途的部件，該部件具有提高的強(qiáng)度，特別是較高的屈服極限同時(shí)具有良好的磁性能，特別是在高的頻率下具有低的磁滯損耗。此外，還應(yīng)該給出這種NO磁性鋼帶或磁性鋼板的制造方法。
[0009]關(guān)于NO磁性鋼帶或磁性鋼板，根據(jù)本發(fā)明通過使NO磁性鋼帶或磁性鋼板具有權(quán)利要求I所給出的成份，由此實(shí)現(xiàn)該目的。
[0010]關(guān)于電工用途的部件方面，根據(jù)本發(fā)明的、以上所述目的的實(shí)現(xiàn)方案相應(yīng)地在于，由根據(jù)本發(fā)明電工鋼板或電工鋼帶制造這種部件。
[0011]最后，關(guān)于該方法，通過在制造根據(jù)本發(fā)明的磁性鋼帶或磁性鋼板時(shí)至少進(jìn)行在權(quán)利要求9中所給出的操作步驟來實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0012]本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)在從屬權(quán)利要求中給出并且在下面詳細(xì)闡述例如本發(fā)明的一般思想。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所提供的、電工用途的、非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板由這樣的鋼制成，即，該鋼由(以重量%示出的)1.0-4.5%的S1、特別是2.4-3.4%的S1、不高于2.0%的Al、特別是不高于1.5%的Al、不高于1.0%的Mn、不高于0.01%的C、特別是不高于0.006%的C、特別有利的是不高于0.005%的C、不高于0.01%的N、特別是不高于0.006%的N、不高于0.012%的S、特別是不高于0.006%的S、0.1-0.5%的T1、0.1-0.3%的P和由鐵和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的余量構(gòu)成，其中，對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比％Ti/%P下式成立
[0014]1.0 ≤％Ti/%P ≤2.0。
[0015]本發(fā)明使用FeTi磷化物(FeTiP)來提高強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明使用鈦和磷將具有
1.0-4.5重量％ (在實(shí)際實(shí)施時(shí)具有2.4-3.4重量％)的Si含量的硅鋼制成合金，以形成精細(xì)的FeTiP析出物以及通過顆粒硬化提高NO磁性鋼帶或磁性鋼板的強(qiáng)度。
[0016]如果將鋼中的S1、C、N、S、Ti和P的含量分別有選擇地限制在(以重量％示出的)
2.4-3.4%的S1、不高于0.005%的C、不高于0.006%的N、不高于0.006%的S、不高于0.5%的Ti或不高于0.3%的P，那么對(duì)此得到根據(jù)本發(fā)明的磁性鋼帶合金或磁性鋼板合金的特別實(shí)用的設(shè)計(jì)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的鋼中可以存在有不高于2.0%的Al和不高于1.0%的Mn。
[0017]代替通常對(duì)此所使用的氮化碳，本發(fā)明使用FeTi磷化物來提高強(qiáng)度。以這種方式，一方面可以避免可能由于高的C含量和/或N含量而出現(xiàn)的磁老化現(xiàn)象。除了同時(shí)分別存在有Ti和P的充足的絕對(duì)量以外，使Ti含量％Ti比P含量％P的比例滿足權(quán)利要求1給出的條件對(duì)此也是非常重要的，根據(jù)該條件，根據(jù)本發(fā)明的磁性鋼帶或磁性鋼板的鈦含量比磷含量的比例總是大于或等于1.0以及同時(shí)小于或等于2.0。通過保持根據(jù)本發(fā)明所規(guī)定的、Ti和P含量的小的范圍以及其含量比例才可以確保，以根據(jù)本發(fā)明的方式所構(gòu)成的電工鋼板或電工鋼帶具有足夠數(shù)量的FeTiP顆粒及其滿意的分布，以除了確保足夠高的強(qiáng)度以外還確保良好的電磁性能。由于根據(jù)本發(fā)明的％Ti K%P的比例設(shè)置，一方面避免磷過量帶來的損害，過量的磷在根據(jù)本發(fā)明的磁性鋼帶或磁性鋼板中導(dǎo)致脆化。一方面由于根據(jù)本發(fā)明所規(guī)定的比例也避免鈦的過量。這種鈦過量可能導(dǎo)致形成氮化鈦，氮化鈦對(duì)磁性鋼帶或磁性鋼板的磁性能產(chǎn)生不利的影響。
[0018]對(duì)此，本發(fā)明基于這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，當(dāng)磁性鋼板或磁性鋼帶中的Ti和P的含量以盡可能小的偏差對(duì)應(yīng)于1.55的化學(xué)計(jì)量比例時(shí)，在根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶中實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的、Ti和P同時(shí)存在的最大效用。因此，考慮到該知識(shí)點(diǎn)并且同時(shí)本發(fā)明對(duì)實(shí)際應(yīng)用特別重要的設(shè)計(jì)在于，對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/%P下式成立
[0019]1.43 ≤ %Ti/%P ≤ 1.67。
[0020]通過根據(jù)本發(fā)明的鋼組成成份而實(shí)現(xiàn)的FeTiP顆粒通常具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.1 y m的直徑。這要考慮到材料的強(qiáng)度雖然隨著晶格缺陷(例如雜質(zhì)原子、位錯(cuò)、晶界或者另一相顆粒)的數(shù)量而增加，但是晶格缺陷對(duì)材料的磁特征值具有不利的影響的效果。對(duì)此，當(dāng)顆粒尺寸處于的布洛赫壁厚的范圍中(具有各種不同的磁化的磁疇之間的過渡區(qū)域)、即，約0.1ym時(shí)，這種不利的影響正如已知的那樣是最大的。通過根據(jù)本發(fā)明使用明顯較小的顆粒來提高強(qiáng)度，從而在根據(jù)本發(fā)明的電工鋼板中最多以明顯最小化的形式產(chǎn)生這種不利的影響。對(duì)此在根據(jù)本發(fā)明的材料中也可能個(gè)別地存在有明顯大于0.1ym的FeTiP顆粒。然而，這些顆粒最多在能夠忽略的范圍里影響根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的性能。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的合金中不再需要為了增加強(qiáng)度而通過形成氮化碳通常所加入的、與高含量的碳或氮相結(jié)合的微晶合金元素(如，Nb、Zr或V)。較高的C和N含量對(duì)相應(yīng)構(gòu)成的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板的磁性能有不利的影響，因?yàn)檩^高的含量在實(shí)際使用過程中導(dǎo)致不希望的、材料的磁老化。因此根據(jù)本發(fā)明通過顆粒硬化實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度提高，即，通過FeTiP析出物的存在，然而沒有借助引起老化作用的碳和/或氮。
[0022]與此相應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的磁性鋼帶或磁性鋼板通常在極化率為1.0特斯拉和頻率為400Hz時(shí)，在0.5mm厚度的磁性鋼帶或磁性鋼板上具有最高為65W/kg的磁滯損耗Plo74OO以及在0.35mm厚度的磁性鋼帶或磁性鋼板上具有最高為45W/kg的磁滯損耗P1^4,同時(shí)，相對(duì)于雖然不具有有效的Ti和P含量、但是另外具有與根據(jù)本發(fā)明的合金相一致的其他合金元素含量的以傳統(tǒng)方式構(gòu)成的合金，根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的磁性鋼帶或磁性鋼板通常提高至少60MPa的屈服極限。
[0023]這樣實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，即，能夠操作可靠地制造根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板。
[0024]對(duì)此，首先提供有以上面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板所述的方式構(gòu)成的熱軋鋼帶，然后冷軋?jiān)摕彳堜搸Р⑶易鳛榻?jīng)冷軋的帶體進(jìn)行最終退火。然后，最終退火之后所得到的經(jīng)最終退火的冷軋鋼帶就是根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的和獲得的磁性鋼帶或磁性鋼板。
[0025]可以盡量以傳統(tǒng)方式制造根據(jù)本發(fā)明所提供的熱軋鋼帶。對(duì)此可以首先熔化具有與根據(jù)本發(fā)明規(guī)定相符的組成成份(S1:1.0-4.5%、A1:不高于2.0%、Mn:不高于1.0%、C:不高于 0.01%、N:不高于 0.01%、S:不高于 0.012%、T1:0.1-0.5%、P:0.1-0.3%、余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)，以重量％規(guī)定，其中對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/%P滿足1.0≤ %Ti/%P ≤2.0)的鋼水并且鑄造成初加工材料，對(duì)于該初加工材料在傳統(tǒng)的制造工藝中可以是鋼錠或薄板坯。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的析出物形成過程在凝固之后才進(jìn)行，但是原則上將鋼水澆鑄成鑄造鋼帶也是可能的，接下來將該鋼帶熱軋成熱軋鋼帶。
[0026]然后可以使這樣制成的初加工材料達(dá)到1020-1300°C的初加工材料溫度。必要時(shí)對(duì)此再次加熱初加工材料或者通過使用澆鑄熱保持在各個(gè)目標(biāo)溫度。
[0027]然后可以將經(jīng)這樣加熱的初加工材料熱軋成典型地具有1.5-4mm (特別是2_3mm)厚度的熱軋鋼帶。對(duì)此熱軋過程以已知的方式在1000-1150°C的熱軋起始溫度下開始并且以700-920°C (特別是780-850°C)的熱軋最終溫度結(jié)束。
[0028]然后可以將所得到的熱軋鋼帶冷卻到纏卷溫度并且纏卷成卷材。對(duì)此這樣理想地選擇纏卷溫度，即，避免析出Fe-Ti磷化物，以防止在接下來進(jìn)行的冷軋過程中出現(xiàn)問題。在實(shí)踐中，纏卷溫度對(duì)此例如最高為700°C。
[0029]可以選擇地對(duì)熱軋鋼帶進(jìn)行熱軋帶鋼退火處理。
[0030]將所提供的熱軋鋼帶冷軋成典型地具有在0.15-1.1mm (特別是0.2-0.65mm)范圍中的厚度的冷軋鋼帶。
[0031]最后的最終退火操作十分有助于根據(jù)本發(fā)明為了提高強(qiáng)度而使用的FeTiP顆粒的形成。同時(shí)可以通過變化最終退火的退火條件有選擇地有利于較高的強(qiáng)度或者較低的磁滯損耗地優(yōu)化材料特性。
[0032]依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的第一個(gè)方案可以通過使冷軋鋼帶在最終退火的過程中經(jīng)歷在連續(xù)退火爐中完成的、具有兩個(gè)階段的瞬時(shí)退火，在瞬時(shí)退火過程中首先將冷軋鋼帶在第一退火階段d.1)中在至少900°C和最高1150°C的退火溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為1-1OOs的退火處理然后在第二退火階段d.2)中在500-850°C的退火溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為30-120S的退火處理，從而特別可靠地獲得根據(jù)本發(fā)明的具有在390-550MPa范圍中的屈服極限以及在鋼帶厚度為0.35mm時(shí)具有小于27W/kg的磁滯損耗和在鋼帶厚度為0.5mm時(shí)具有小于47W/kg的磁滯損耗Pu/-的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶。在該方案中，必要時(shí)已經(jīng)存在的FeTiP析出物在第一退火階段d.1)中得到溶解并且實(shí)現(xiàn)了組織的完全再結(jié)晶。然后在第二退火階段d.2)中有針對(duì)性地析出FeTiP顆粒。
[0033]為了進(jìn)一步改善在`前述的兩個(gè)階段的瞬時(shí)退火處理之后所得到的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶的強(qiáng)度等級(jí)，可以緊接著兩個(gè)階段的瞬時(shí)退火處理之后可選擇地在罩式退火爐中進(jìn)行長時(shí)間退火，在該長時(shí)間退火處理過程中使冷軋鋼帶在550-660°C的溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為0.5-20h的退火處理。能夠通過該額外的長時(shí)間退火處理得到的、屈服極限的提高通常為至少50MPa。
[0034]依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的第二方案，也可以通過將最終退火作為瞬時(shí)退火來進(jìn)行，在該瞬時(shí)退火中將冷軋鋼帶在連續(xù)退火爐中在750-900°C的退火溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為20-250秒鐘的退火處理，由此制造對(duì)于0.35mm厚的磁性鋼板或磁性鋼帶來說具有500-800MPa的屈服極限和小于45W/kg的磁滯損耗的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶。由于較低的退火溫度，對(duì)此沒有實(shí)現(xiàn)組織的完全再結(jié)晶。然而形成了所需要的提高強(qiáng)度的FeTiP析出物。
[0035]依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的第三方案，也可以通過將最終退火作為長時(shí)間退火在罩式退火爐中進(jìn)行，在該長時(shí)間退火過程中將冷軋鋼帶在600-850°C的退火溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為0.5-20h的退火處理，由此獲得制造對(duì)于0.35mm厚的磁性鋼板或磁性鋼帶來說具有在500-800MPa范圍中的屈服極限和小于45W/kg的磁滯損耗的根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶的替代性可行性方案。在本方案中不會(huì)出現(xiàn)完全再結(jié)晶的組織。然而形成了比在根據(jù)前述第一方案所制造的根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶時(shí)存在的FeTiP析出物更精細(xì)的FeTiP析出物。與前述第二方案相比，對(duì)此可以通過這里闡述的、根據(jù)本發(fā)明的方法的第三方案改善磁滯損耗。[0036]可以有選擇地在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三方案中在長時(shí)間退火處理之后還在連續(xù)退火爐中進(jìn)行瞬時(shí)退火，在該瞬時(shí)退火中將各個(gè)冷軋鋼帶在750°C -900°C下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為20-250秒鐘的退火處理。通過這個(gè)額外的瞬時(shí)退火可以改善組織的再結(jié)晶度。從而可以隨之預(yù)期磁滯損耗的改善。[0037]為了通過提高置換密度而引入關(guān)鍵性的能量，從而在接下來的瞬時(shí)退火中開始進(jìn)行再結(jié)晶，可以將冷軋鋼帶在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三變體的過程中在長時(shí)間退火和瞬時(shí)退火之間可選擇地以至少0.5%和最高12%的變形度進(jìn)行變形。這種通常作為額外的冷軋步驟而進(jìn)行的變形步驟同時(shí)有助于改善在根據(jù)本發(fā)明的不同的工藝方案結(jié)束時(shí)所得到的非晶粒取向的磁性鋼板或磁性鋼帶的平整度。當(dāng)冷成型的變形度為1-8%時(shí)，那么可以特別可靠地實(shí)現(xiàn)以可選擇地、額外地進(jìn)行的冷成型所達(dá)到的效果。
[0038]緊接著最終退火可以以傳統(tǒng)方式進(jìn)行精軋道次。
[0039]此外，最后可以對(duì)得到的、非晶粒取向的磁性鋼帶材料或者磁性鋼板材料進(jìn)行傳統(tǒng)的消除應(yīng)力退火。根據(jù)在最終加工部的加工過程可以在根據(jù)本發(fā)明的NO磁性鋼帶或者磁性鋼板的制造商那里在卷材中進(jìn)行消除應(yīng)力退火，或者可以首先將在最終加工部進(jìn)行加工的下料毛坯從以根據(jù)本發(fā)明的方式制造的磁性鋼帶或者磁性鋼板上分離下來，然后對(duì)磁性鋼帶或者磁性鋼板進(jìn)行消除應(yīng)力退火。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面通過實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。
[0041]下面所述的試驗(yàn)分別是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行的。對(duì)此，首先熔化根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的鋼水TiP和參照熔液Ref并且鑄造成鋼錠。熔液TiP和Ref的組成成份在表格I中給出。在參照熔液Ref中，除了缺少的Ti和P的有效含量以外，在合金元素以及在標(biāo)準(zhǔn)誤差的范圍中這些元素的含量都和根據(jù)本發(fā)明的熔液TiP相一致。
[0042]使鋼錠達(dá)到1250°C的溫度并且以1020°C的熱軋起始溫度和840°C的熱軋最終溫度熱軋成2mm厚的熱軋鋼帶。將各個(gè)熱軋鋼帶冷卻到纏卷溫度THaspel。然后在卷材中模擬典型的冷卻過程。
[0043]然后將三個(gè)由根據(jù)本發(fā)明的鋼合金TiP構(gòu)成的熱軋鋼帶樣品和一個(gè)由參照鋼Ref構(gòu)成的熱軋鋼帶樣品在740°C的溫度下進(jìn)行持續(xù)時(shí)間為2h的熱軋鋼帶退火處理并且隨后冷軋成具有0.5mm或0.35mm最終厚度的冷軋鋼帶。
[0044]而另外兩個(gè)由根據(jù)本發(fā)明的鋼合金TiP構(gòu)成的熱軋鋼帶樣品和另外一個(gè)由參照鋼Ref構(gòu)成的熱軋鋼帶樣品在沒有進(jìn)行退火處理的情況下分別冷軋成0.5mm厚的冷軋鋼帶。
[0045]然后分別進(jìn)行具有兩個(gè)階段的最終退火。在第一退火階段中，將樣品加熱到1100°C并且保持在這個(gè)溫度15s，從而包含在樣品中的Ti和P大部分都已溶解。緊接著進(jìn)行第二退火階段，在第二退火階段中在T1ot溫度下進(jìn)行退火，該溫度明顯低于FeTiP的析出溫度TAus。以這種方式形成所需要的、精細(xì)的、平均在0.01-0.1 y m大小的FeTi磷化物析出物。
[0046]分別在表格2中為冷軋到0.5mm厚度的樣品以及在表格3中為冷軋到0.35mm厚
度的樣品給出了纏卷溫度Tllaslrel和溫度T1m。此外，在表格2和3中分別給出了為每個(gè)樣品分別所測(cè)得的在樣品的橫向和縱向上的屈服極限上限Rdl、屈服極限下限R&、抗拉強(qiáng)度Rm、分別在50Hz時(shí)計(jì)算出的磁滯損耗Pu (在1.0T極化率時(shí)的磁滯損耗XP1.5 (在1.5T極化率時(shí)的磁滯損耗)以及極化率J25tltl (在2500A/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)的極化率)和J5_ (在5000A/m的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)的極化率)、以及分別在400Hz頻率和IkHz時(shí)計(jì)算出的磁滯損耗Pu(在1.0T極化率時(shí)的磁滯損耗)。
[0047]這表明，和由參照鋼Ref制造的樣品相比，在由根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成且加工而成的樣品中的屈服極限下限R&分別高出60-100MPa。而在以熱軋鋼帶退火處理和沒有進(jìn)行熱軋鋼帶退火處理制造的樣品之間沒有顯著的區(qū)別。纏卷溫度的變化或者溫度Tlw的變化對(duì)機(jī)械性能也沒有顯著影響。
[0048]在50Hz頻率時(shí)，對(duì)于0.5mm厚度的鋼板來說具有3.9-4.8ff/kg的磁滯損耗和對(duì)于
0.35mm厚度的板材來說具有小于3.7ff/kg的磁滯損耗的、由根據(jù)本發(fā)明的鋼制造的樣品比由參照鋼制造的樣品具有更高的磁滯損耗P,5。纏卷溫度在此也沒有顯著的影響。
[0049]相反，在較高的400Hz和IkHz的頻率時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的樣品和參照樣品兩者的磁滯損耗P,o非常相近。具有較高的700°c的溫度T1ot的樣品在鋼板厚度為0.5mm的情況下在400Hz時(shí)以低于39W/kg的磁滯損耗以及在IkHz時(shí)以低于180W/kg的磁滯損耗表現(xiàn)出比參照材料更低的磁滯損耗Pu。對(duì)于0.35mm厚度的鋼板，分別達(dá)到了與在參照材料的情況下相同的磁滯損耗。
[0050]在另一系列試驗(yàn)中溶化鋼TiP2并且鑄造成鋼徒，該鋼徒的組成成份在表格4中給出。Ti含量％Ti和P含量％ P的比例％Ti/%P在鋼TiP2中為％Ti/%P=l.51。
[0051]將鋼錠再次加熱到1250°C然后熱軋成具有2.1mm或2.4mm的熱軋鋼帶厚度的熱軋鋼帶。對(duì)此，熱軋起始溫度分別為1020°C，而熱軋最終溫度分別為840°C。然后在620°C的纏卷溫度下纏卷得到的熱軋鋼帶。
[0052]然后將這樣得到的熱軋鋼帶在沒有進(jìn)行前述的熱軋鋼帶退火處理的情況下冷軋成0.35mm厚的冷軋鋼帶。
[0053]對(duì)這樣得到的冷軋鋼帶以不同方案進(jìn)行最終退火。
[0054]在第一方案中，在連續(xù)退火爐中完成了兩個(gè)階段的瞬時(shí)退火。在瞬時(shí)退火的第一階段中分別遵循在表格5中給出的退火時(shí)間Ttn并且達(dá)到了同樣在表格5中所述的各個(gè)最大的退火溫度Tmaxl，而第二階段分別以表格5給出的退火時(shí)間^同樣在表格5所述的最大退火溫度Tmax2下完成。在這樣得到的、經(jīng)最終退火的NO磁性鋼板樣品上在橫向Q和縱向L上算得的機(jī)械性能和磁性能同樣記錄在表格5中。
[0055]然后在罩式退火爐中對(duì)經(jīng)根據(jù)第一方案進(jìn)行最終退火的其中一個(gè)樣品進(jìn)行額外的長時(shí)間退火處理。對(duì)此所遵循的退火時(shí)間和最大的退火溫度Tniaxll在表格6中給出。在經(jīng)額外地長時(shí)間退火處理的NO磁性鋼板上在橫向Q和縱向L上算得的機(jī)械性能和磁性能同樣記錄在表格6中。這表明，通過附加的長時(shí)間退火處理可以明顯提高屈服極限R6和抗拉強(qiáng)度Rm，而沒有明顯損害磁性能。
[0056]在最終退火的第二方案中使冷軋鋼帶的樣品在不同的溫度Tniaxll下在罩式退火爐中進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間的長時(shí)間退火處理。在表格7中列出了相關(guān)的溫度Tniaxll和各個(gè)退火持續(xù)時(shí)間teH。在得到的、經(jīng)長時(shí)間退火處理的NO磁性鋼板上在橫向Q和縱向L上算得的機(jī)械性能和磁性能同樣記錄在表格7中。[0057]在最終退火的第三方案中使冷軋鋼帶的樣品在不同的溫度Timxd下在連續(xù)退火爐中進(jìn)行^退火持續(xù)時(shí)間的、一個(gè)階段的瞬時(shí)退火處理。在表格8中列出了相關(guān)的溫度Tniaxll和各個(gè)退火持續(xù)時(shí)間U。在這樣得到的、經(jīng)長時(shí)間退火處理的NO磁性鋼板上在橫向Q和縱向L上算得的機(jī)械性能和磁性能同樣記錄在表格8中。
[0058]因此，本發(fā)明涉及一種由鋼制成的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，該鋼除了包含有鐵和不可避免的雜質(zhì)以外，還包括(以重量％示出的)Si:1.0-4.5%、A1:不高于2.0%、Mn:不高于 1.0%、C:不高于 0.01%、N:不高于 0.01%、S:不高于 0.012%、T1:0.1-0.5%、P:0.1-0.3%,其中對(duì)于Ti含量%Ti和P含量%P的比例%Ti/%P下式成立:1.0≤%Ti/%P≤2.0。根據(jù)本發(fā)明的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板以及由這種鋼板或鋼帶制成的、電工用途的部件具有提高的強(qiáng)度以及同時(shí)具有良好的磁性能的特點(diǎn)?？梢杂纱藖碇圃旄鶕?jù)本發(fā)明的NO鋼板或NO鋼帶，即，通過將由具有前述組成成份的鋼構(gòu)成的熱軋鋼帶冷軋成冷軋鋼帶并且對(duì)該冷軋鋼帶進(jìn)行最終退火處理。為了特別形成NO鋼帶或NO鋼板的特定性能，本發(fā)明提供了不同的最終退火方案。[0059]
【權(quán)利要求】
1.一種由鋼制成的、電工用途的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，所述鋼除了包含有鐵和不可避免的雜質(zhì)以外，還包括(以重量％示出的)
S1:1.0-4.5%、 Al:不高于2.0%、 Mn:不高于1.0%、 C:不高于0.01%、 N:不高于0.01%、 S:不高于0.012%、
T1:0.1-0.5%、
P:0.1-0.3%, 其中，對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/%P下式成立:
1.0 ≤ %Ti/%P ≤ 2.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/%P下式成立:
1.43 ( %Ti/%P ≤ 1.67。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，所述磁性鋼帶或磁性鋼板的Si含量為2.4-3.4重量％。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，所述磁性鋼帶或磁性鋼板的C含量最高為0.006重量％。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，所述磁性鋼帶或磁性鋼板的N含量最高為0.006重量％。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，所述磁性鋼帶或磁性鋼板的S含量最高為0.006重量％。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一項(xiàng)所述的非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板，其特征在于，在1.0特斯拉的極化率和400Hz的頻率時(shí)在所述磁性鋼帶或磁性鋼板的厚度為0.5mm時(shí)其磁滯損耗P1-OZ4CICI最高為65W/kg,在所述磁性鋼帶或磁性鋼板的厚度為0.35mm時(shí)其磁滯損耗P 1.0/400 最聞為45W/kg。
8.—種電工用途的部件，所述部件由根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)提供的磁性鋼帶或磁性鋼板制成。
9.一種非晶粒取向的磁性鋼帶或磁性鋼板的制造方法，在所述方法中進(jìn)行下面的操作步驟: a)提供一種由鋼構(gòu)成的熱軋鋼帶，所述鋼除了包含有鐵和不可避免的雜質(zhì)以外，還包括(以重量％示出的)
S1:1.0-4.5%、 Al:不高于2.0%、 Mn:不高于1.0%、 C:不高于0.01%、 N:不高于0.01%、 S:不高于0.012%、Ti:0.1-0.5%、
P:0.1-0.3%, 其中，對(duì)于Ti含量％Ti和P含量％P的比例％Ti/%P下式成立: . 1.0 ≤ %Ti/%P ≤ 2.0 ； b)將熱軋鋼帶冷軋成冷軋鋼帶以及 c)對(duì)冷軋鋼帶進(jìn)行最終退火。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在最終退火中對(duì)冷軋鋼帶進(jìn)行在連續(xù)退火爐中完成的兩個(gè)階段的瞬時(shí)退火，在瞬時(shí)退火的過程中， d.1)首先使冷軋鋼帶在第一退火階段中在至少900°C以及最高1150°C的退火溫度下進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為1-1OOs的退火處理，然后 d.2)在第二退火階段中在500-850°C的退火溫度下對(duì)冷軋鋼帶進(jìn)行退火持續(xù)時(shí)間為30-120s的退火處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在瞬時(shí)退火的第二階段之后使冷軋鋼帶在罩式退火爐中在550-660°C的退火溫度下進(jìn)行退火時(shí)間持續(xù)0.5-20h的長時(shí)間退火。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將冷軋鋼帶的最終退火作為瞬時(shí)退火進(jìn)行，在瞬時(shí)退火過程中使冷軋鋼帶在連續(xù)退火爐中在750-900°C的退火溫度下進(jìn)行20-250秒鐘的退火處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將最終退火作為長時(shí)間退火進(jìn)行，在長時(shí)間退火過程中使冷軋鋼帶在罩式退火爐中在600-850°C的退火溫度下進(jìn)行退火時(shí)間持續(xù)0.5-20h的退火處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述最終退火額外地包括一個(gè)在長時(shí)間退火之后進(jìn)行的瞬時(shí)退火處理步驟，在所述瞬時(shí)退火中使冷軋鋼帶在750-900°C的退火溫度下以20-250S的退火持續(xù)時(shí)間通過連續(xù)退火爐。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，在長時(shí)間退火和瞬時(shí)退火之間以至少0.5%以及最高12%的變形度變形冷軋鋼帶。
【文檔編號(hào)】H01F1/147GK103687974SQ201280019922
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月5日
【發(fā)明者】多蘿泰·多爾納, 奧拉夫·菲舍爾, 卡爾·泰爾蓋爾 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司