专利名称：：一种高效电机用无取向电工钢的制造方法
技术领域：
：本发明属于电工钢
技术领域：
，特别是提供了一种高效电机用无取向电工钢的制造方法，且该电工钢具有高磁感的显著特点。
背景技术：
：高效电机用无取向电工钢是从低碳低硅钢基础上发展起来的，与传统产品相比，因其同时具备优势明显的高磁感和较低的铁损等综合性能而被市场广泛认可，尤其是使用量大使用频率高的中小型电机、冰箱或空调的压縮机等市场的青睐。随着各类微小电机、压縮机等向高效、小型化发展，电机、压缩机用户大型退火设备的完善，低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢成为近年来的开发热点。为此，各钢铁企业和科研院校都做了大量的科研工作来开发高磁感的低铁损无取向电工钢。各企业或研究机构在进行成分设计时，除了进一步提高钢质洁净度外，一般考虑通过复合添加Sn、Cu、Sb、Se、P、B等晶界偏析元素中的一种或多种来实现高磁感低铁损的产品性能，并通过控制热轧、巻曲及热轧板退火工艺来提高最终产品磁性能。1、NSC中国专利95194275.1,授权公告号CN1047207C，公开了一种高磁感冷轧无取向电工钢的成分及其生产工艺，其主要特征是提高钢中Mn元素到1.0wtn/。，C、S、N含量均不超过30ppm，热轧终轧在Ar3+50相区，Ar,-50°C(Ar,+Ar3)/2巻曲并自退火，可得到B5000为1.791.80T的高磁感性能，但同时铁损值Pl.5>5.Ow/kg，不能同时获得高磁感和低铁损的特性。2、浦项中国专利97120376.8，授权号CN1131532C，公开了一种具有优良磁性能的无取向电工钢生产方法，其化学成分为1.(m以下Si，0.5%Mn，0.005M以下A1，0.030.30%Sn，加较高的P和微量B,控制B/N比0.10.5，典型工艺为板坯加热110(TC125(TC，750。C以下巻曲，热轧板退火800°C1100°C，冷轧板退火750°C1050°C。该专利采用的是加较高的Sn和B、控制B/N比例来防止细小BN等夹杂物的析出，但加热温度及后续的热处理温度较高，制造工艺较复杂，获得优良的产品磁性能的成本也较高。3、武钢中国专利01138224.4，授权号CN1131333C，公开了一种生产低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分特征是《2.(^Si、0.7-0.8%Mn、0.23%(P+Sn/Sb)，限制B的含量，极低的S、N，其工艺特征是11001150'C板坯加热，酸洗、冷轧，退火时加湿脱碳，虽然所得磁性能优良但P+Sn/Sb添加含量较高，制造工艺复杂，生产成本较高。4、武钢中国专利00115993.3授权号CN1100157C，公开了一种生产低铁损高磁感的冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分特征是0.22.5%Si、0.15-0.8%Mn、P+Sn/Sb<0.45%，B〈0.0035%，极低的S、N含量，其中P+Sn/Sb必须为复合添加，其工艺特点为铸坯经《1150'C均热轧制，酸洗、冷轧，在82(TC105(TC成品再结晶或脱碳再结晶退火。在低Si高Mn含量成分条件下也能达到B5000^1.791.81T高磁感性能，但铁损值也较高，PI.5^4.25.5w/kg。5、宝钢专利200510027404.0，授权号CN1887512A和宝钢专利200610023208.0，CN100999050A，均公开了一种0.13.5%Si、0.101.5%Mn、0.0020.20%P，加Al、Sn、Sb的一种或多种，极低的C、S、N，其工艺特征为采用高温常化或纯氢预退火处理，采用一段式或两段式最终退火工艺，再以保证板型前提下冷却到8(TC，冷轧退火后可采用临界变形工艺，临界变形工艺为冷轧后70075(TCX30s退火，再25%临界压下，再750780"Olh消除应力退火。6、宝钢专利200510027313.7，授权公告号CN100372964C，公开了一种0.81.3%Si、0.701.3%Mn、0.51.0%A1、添加B、Sb以及Ca或Rem的一种或多种，极低的S、N，其Si、Al含量高于本专利水平，故制造成本较高，且其工艺特点与本专利也不相同。7、浦项中国专利200680049327.1公开了一种专利，1.03.5%Si、0.22.5%A1，其特点在于控制Mn/S比例，使Mn含量满足公式0.10+100XS(wt.%)《Mn(wt.%)《0.21+200XS(wt.%)，通过控制MnS等细小沉淀物形成来改善磁性能。工艺特点是热轧后68(TC以下巻曲，控制热轧板退火温度为771+165000XS(wtJ)《热轧板退火温度《851+195000XS(wt.《).所得铁损很低，PI.5为2.02.5w/kg，但磁感较低，B5000只有1.651.67T。8、浦项中国专利200580044009.1公开了一种通过控制Si、Mn、Al合金成分含量和优化热轧条件，使不经过热轧板常化处理的电工钢板也具有很低的铁损和较高的磁通密度。1.03.0wt%Si，0.12.0wt%Mn，0.11.5wt%Al，其中Mn和Al满足-0.2<m(=Mn-Al)〈1.0，热轧控制70%以上在两相区，650'C80(TC巻曲，热轧板不经过常化处理，P1.5为2.83.2w/kg，但B5000只有1.731.75T。
发明内容本发明的目的在于提供一种高效电机用无取向电工钢的制造方法，且该电工钢具有高磁感的显著特点。本发明在普通低碳低硅电工钢铸坯的基础上，通过采用提高锰含量、加少量A1、复合添加Sn和P，主要通过严格控制热轧制度和巻取工艺的方法来保障获得较高磁感强度的电工钢产品，其具体工艺步骤为热轧原料成分设计要求其铸坯化学成分满足C《0.005%，Si0.11.0%，Al《0.3%，Mn0.41.2%，0.10%《Sn+P《0.3%，S《0.01%，N《0.008%，其余为Fe和不可避免的杂质，均为质量百分比；采用上述成分的电工钢铸坯为热轧原料，将铸坯热装、热轧后钢板进行巻取工艺处理，常化，然后经酸洗、冷轧成0.50mm薄钢带，进行成品退火工艺处理后可得到典型磁性为P15/5o《4.1W/Kg、B5oW>1.78T。本发明所述的铸坯热装温度为9501150°C。所述的热轧终轧温度为82(TC870'C,热轧后钢板厚度为2.3mrn。所述巻取工艺处理的温度为700'C760'C，并保温lh5h。所述的常化温度为850950'C，保护气氛为N2气。所述的成品退火工艺处理是冷轧冲片叠片后进行800950°CX10300s的退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为540X，产品冷却方式为断电并随炉缓冷至500400。C,然后取出空冷至室温；得到具有上述磁性能的产品。本发明与现有技术相比，钢中不含Sb、Se、Cu、Cr、Ni、Ca、Ce等合金元素，采用严格控制热轧制度和巻取工艺，经去应力退火工艺处理后即可制造出磁性性能优异的高效电机用无取向电工钢产品，该设计成分及其制造工艺简单，最终产品的典型产品性能为P15/50《4.1W/Kg、B5ooo》1.78T。具体实施例方式实施例1:钢A铸坯的化学成分(％)如表l。表l钢A铸坯的化学成分(X)试样号Eii~Xi~~~i"~~i^TA0.0025.0.300.260.620.0040.1620.0039Fe和不可避免的杂质"~经上述热轧制度和巻取工艺后，常化处理后经过酸轧至0.50mm，然后800950°C去应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，112的比例为540%，随炉冷却至500400'C范围后空冷至室温，最后进行磁性测量，其典型磁性能见表2。表2钢A的实验磁性能试样号常化rc)P膽(W/Kg)B5000(T)A-l8803.9751.8025A-28803.9421.7995A國39003.741.802A-49004.021.799A-59004.01.801A-6900楊1.799实施例2:钢B铸坯的化学成分(％)如表3。表3钢B铸坯的化学成分(％)试样号Eil~~Xi~~^ii^i~S其余.B0.00180.520.270.640.00380.1670.0041Fe和不可避免的杂质~经上述热轧制度和巻取工艺后，常化处理后经过酸轧至0.50mm,然后800950'C去应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，112的比例为540%，随炉冷却至500400'C范围后空冷至室温，最后进行磁性测量，其典型磁性能见表4。表4钢B的实验磁性能试样号常化rc)P腦(W/Kg)B5000(T)B-l9003.871.797.B-29003.731.798B-39203.731.797B-49203.751.799B-59203.781.799B-69203.871.799实施例3:钢C铸坯的化学成分(％)如表5。表5钢C铸坯的化学成分(％)试样号5ii~~Xi~~i^iii^ij其余C0.00130.280.280.620.00330.210.0034Fe和不可避免的杂质经上述热轧制度和巻取工艺后，常化处理后经过酸轧至0.50mm，然后800950°C去应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，112的比例为540%，随炉冷却至50040(TC范围后空冷至室温，最后进行磁性测量，其典型磁性能见表6。表6钢C的实验磁性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4:钢D铸坯的化学成分(％)如表7。表7钢D铸坯的化学成分(X)试样号Eii"""Xi"""^i~~~SD0.00130.280.270.640.00520.260.0042Fe和不可避免的杂质经上述热轧制度和巻取工艺后，常化处理后经过酸轧至0.50mm,然后800950°C去应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，&的比例为540%，随炉冷却至50040(TC范围后空冷至室温，最后进行磁性测量，其典型磁性能见表8。表8钢D的实验磁性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例5:钢E铸坯的化学成分(％)如表9。表9钢E铸坯的化学成分(％)试样号E"""XI~~iiilT"~~J55E0.00410.490.301.120.00370.1610.0040Fe和不可避免的杂质经上述热轧制度和巻取工艺后，常化处理后经过酸轧至0.50mm，然后800950°C去应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为540X,随炉冷却至50040(TC范围后空冷至室温，最后进行磁性测量，其典型磁性能见表IO。表10钢E的实验磁性能6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1、一种高效电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于，工艺步骤为热轧原料成分设计要求其铸坯化学成分满足C≤0.005％，Si0.1～1.0％，Al≤0.3％，Mn0.4～1.2％，0.10％≤Sn+P≤0.3％，S≤0.01％，N≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质，均为质量百分比；采用上述成分的电工钢铸坯为热轧原料，将铸坯热装、热轧后钢板进行卷取工艺处理，常化，然后经酸洗、冷轧成0.50mm薄钢带，进行成品退火工艺处理后可得到典型磁性为P15/50≤4.1W/Kg、B5000≥1.78T。2、根据权利要求l的方法，其特征在于，所述的铸坯热装温度为950115(TC。3、根据权利要求l的方法，其特征在于，热轧终轧温度为820'C87(TC，热轧后钢板厚度为2.3mm。4、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述巻取工艺处理的温度为70(TC760。C，并保温lh5h。5、根据权利要求l的方法，其特征在于，所述的常化温度为850950°C，保护气氛为N2气。6、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的成品退火工艺处理是冷轧冲片叠片后进行80095(TCX10300s的退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为540%，产品冷却方式为断电并随炉缓冷至500400'C，然后取出空冷至室温。全文摘要一种高效电机用无取向电工钢的制造方法，属于电工钢
技术领域：
。热轧原料成分设计要求其铸坯化学成分满足C≤0.005％，Si0.1～1.0％，Al≤0.3％，Mn0.4～1.2％，0.10％≤Sn+P≤0.3％，S≤0.01％，N≤0.008％，其余为Fe和不可避免的杂质，均为质量百分比；铸坯热装、热轧后钢板进行卷取、常化，然后经酸洗、冷轧成薄钢带，进行成品退火工艺处理后可得到磁性优良的无取向电工钢。优点在于，上述产品的成分应经过重点控制热轧、卷取和常化工艺后，最终退火后成品综合磁性能优异，其典型磁性为P<sub>15/50</sub>≤4.1W/Kg、B<sub>5000</sub>≥1.78T。铸坯中不含Sb、Se、Cu、Cr、Ni、Ca、Ce等其它合金元素，故生产成本较低。文档编号C22C38/06GK101603145SQ20091008967公开日2009年12月16日申请日期2009年7月28日优先权日2009年7月28日发明者杰刘,刘东旭,姚志强,凯彭,杜守志,王全礼,王崇学,罗文彬,立耿,解清阁申请人:首钢总公司