一种家电用无取向硅钢板制造方法与流程

文档序号:15234324发布日期:2018-08-21 20:13阅读:197来源:国知局

本发明涉及金属加工领域,具体的说,是一种家电用无取向硅钢板制造方法。



背景技术:

随着中国经济由以往的高速增长进入中高速增长的“新常态”,近年来中国家电业产品销售量增速放缓。但是,家电消费升级态势仍保持良好,产品结构持续优化,环境健康类产品快速增长,,面对平淡的国内外经济形势,亮点突出,如整体效益继续稳步提升,家电企业积极采取各项应对措施,企业持续创新、产业深化结构调整、制造业进一步升级以及渠道变革等几大亮点。我国家用电器行业通常使用中低牌号的无取向电工钢,多为50w1300、50w800系列和50w600系列,高效机使用50w600、50w400系列,以上牌号为主流。

改进无取向电工钢性能的主要手段包括添加合金元素、减少钢中夹杂、改善微观结构,夹杂物变性以及优化热处理工艺等。目前,如何生产出质量优越且低成本的产品,是各钢铁公司研发的重点和难点



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种家电用无取向硅钢板制造方法,该方法可以提高硅钢产品的磁感应强度,降低铁损,改善硅钢晶体织构,成本低,能够满足应用所需要的性能。

一种家电用无取向硅钢板制造方法,包括以下步骤:

1)将冷轧后的钢板放入热处理炉中,抽真空达到30~50pa,高压电450~500v,温度为770~850℃,采用氮气和氢气按10:1的比例作为渗氮气体,以高纯度氩气作为载体气体,渗氮气体占总气体量的1.5%,渗氮保温时间为15~20分钟,并进行二次再结晶。

2)激光处理:将再结晶后的钢板在惰性气体环境下,使用激光器进行表面处理,激光功率为5~10kw,光斑宽度2~3mm,扫描速度6~10mm/s。

3)成品退火:将表面处理后的钢板在75%h2和25%n2气氛下,以50℃/h的升温速度加热到1150~1250℃,然后在100%高纯h2下保温20~24小时,随后在0℃~-30℃环境下快速冷却,获得无取向硅钢成品。

所述制造方法的钢锭组成成分包括:c:0.015%~0.035%,si:1.25%~2.50%,mn:0.2%~0.5%,sn:0.01%~0.20%,als:0.15%~0.65%,ti<0.005%;o<20ppm,s<20ppm,n<15ppm,余量由fe和不可避免杂质。

所述制造方法在步骤1)中间退火之前,还包括步骤a)热轧:将钢锭加热到1000~1200℃进行热轧,热轧后的钢板厚度为2.5~3.5mm,热轧卷曲温度为550℃以上,然后加热到650~850℃进行退火,退火保温时间为10~60秒。

还包括步骤b)冷轧:将热轧退火后的钢板进行冷轧,冷轧压下率为80~85%,制成0.35~0.65mm的冷轧板。

控制所述无取向硅钢成品的晶粒尺寸在100~150μm左右。

所述无取向硅钢成品的磁感b2500=1.60~1.62t,铁损p17/50=2.20~2.40w/kg。

与现有技术相比,本发明的优点是:通过特定气氛下的渗氮处理+激光表面处理+特定气氛和冷却方式的成品退火,改进无取向硅钢的热处理工艺,针对硅钢成分匹配最适当的工艺步骤和参数范围,使得最终的无取向硅钢成品,不仅磁性能优异,工艺成本可控,并且使用性能完全能够满足家电行业的电工钢商品应用需求。

具体实施方式

目前,家用电器产品均使用无取向电工钢,主要牌号有:50w600、50w800、50w1300和中高牌号无取向电工钢,如50w400、50w470、50w350(或0.35mm);又如定频空调和冰箱压缩机等电机大多数选用0.5mm规格的无取向电工钢,随着变频技术的普遍应用,0.35~0.30mm厚的无取向电工钢薄带用量会有较大幅度增加。

在再结晶阶段,发生晶粒择优取向织构,在晶粒接界处形成{111}表面织构,不利于磁性形成;随着退火时间增长,晶粒尺寸在转运中长大,一部分{111}表面织构向更为有利的{110}面织构转化,而{100}面强构呈现出弱化的趋势.在持续高温作用之下,使晶粒不断变大,随着晶粒变大到表面形成晶界沟槽对晶粒长大有阻碍作用,再延长退火时间,也难以影响晶粒尺寸的变化。

退火温度对晶粒尺寸有影响,织构的分布与形成也有较大的影响,以无取向硅钢为例,最佳的织构为{100}[uvw],在其退火生产过程中,确保晶粒的{110}和{100}与轧面要平行,保证{100}易磁化因子增多,即在与轧面平行的前提下,{110}、{100}尽可能多的取代{112}、{111}织构,达到提高磁性能的目标。本发明的技术方案中,通过依据硅钢成分而配合选择特定的热处理工艺步骤和参数,有利于最终无取向硅钢产品的提高磁感应强度。并且,本发明之所以采取特定气氛下的渗氮处理+激光表面处理+特定气氛和冷却方式的成品退火的热处理方式,就是为了改善硅钢微观结构,降低硅钢铁损,提高磁感应强度。

下面结合实施例和对比例对本专利进一步详细说明。

实施例1:

一种家电用无取向硅钢板制造方法,包括以下步骤:

1)将冷轧后的钢板放入热处理炉中,抽真空达到30pa,高压电450vv,温度为770℃,采用氮气和氢气按10:1的比例作为渗氮气体,以高纯度氩气作为载体气体,渗氮气体占总气体量的1.5%,渗氮保温时间为15分钟,并进行二次再结晶。

2)激光处理:将再结晶后的钢板在惰性气体环境下,使用激光器进行表面处理,激光功率为5kw,光斑宽度2mm,扫描速度6mm/s。

3)成品退火:将表面处理后的钢板在75%h2和25%n2气氛下,以50℃/h的升温速度加热到1150℃,然后在100%高纯h2下保温24小时,随后在0℃环境下快速冷却,获得无取向硅钢成品。

所述制造方法的钢锭组成成分包括:c:0.035%,si:2.50%,mn:0.2%,sn:0.20%,als:0.65%,ti:0.003%;o<20ppm,s<20ppm,n<15ppm,余量由fe和不可避免杂质。

控制所述无取向硅钢成品的晶粒尺寸在100μm左右。

所述无取向硅钢成品的磁感b2500=1.60t,铁损p17/50=2.20w/kg。

实施例2:

一种家电用无取向硅钢板制造方法,包括以下步骤:

1)将冷轧后的钢板放入热处理炉中,抽真空达到50pa,高压电500v,温度为850℃,采用氮气和氢气按10:1的比例作为渗氮气体,以高纯度氩气作为载体气体,渗氮气体占总气体量的1.5%,渗氮保温时间为20分钟,并进行二次再结晶。

2)激光处理:将再结晶后的钢板在惰性气体环境下,使用激光器进行表面处理,激光功率为10kw,光斑宽度3mm,扫描速度10mm/s。

3)成品退火:将表面处理后的钢板在75%h2和25%n2气氛下,以50℃/h的升温速度加热到1250℃,然后在100%高纯h2下保温20小时,随后在-10℃环境下快速冷却,获得无取向硅钢成品。

所述制造方法的钢锭组成成分包括:c:0.035%,si:2.50%,mn:0.5%,sn:0.20%,als:0.45%,ti:0.002%;o<20ppm,s<20ppm,n<15ppm,余量由fe和不可避免杂质。

所述制造方法在步骤1)中间退火之前,还包括步骤a)热轧:将钢锭加热到1200℃进行热轧,热轧后的钢板厚度为2.5mm,热轧卷曲温度为550℃,然后加热到850℃进行退火,退火保温时间为10秒。

控制所述无取向硅钢成品的晶粒尺寸在150μm左右。

所述无取向硅钢成品的磁感b2500=1.62t,铁损p17/50=2.20w/kg。

实施例3:

一种家电用无取向硅钢板制造方法,包括以下步骤:

1)将冷轧后的钢板放入热处理炉中,抽真空达到40pa,高压电480v,温度为820℃,采用氮气和氢气按10:1的比例作为渗氮气体,以高纯度氩气作为载体气体,渗氮气体占总气体量的1.5%,渗氮保温时间为16分钟,并进行二次再结晶。

2)激光处理:将再结晶后的钢板在惰性气体环境下,使用激光器进行表面处理,激光功率为8kw,光斑宽度2mm,扫描速度8mm/s。

3)成品退火:将表面处理后的钢板在75%h2和25%n2气氛下,以50℃/h的升温速度加热到1250℃,然后在100%高纯h2下保温22小时,随后在-15℃环境下快速冷却,获得无取向硅钢成品。

所述制造方法的钢锭组成成分包括:c:0.018%,si:2.10%,mn:0.4%,sn:0.06%,als:0.35%,ti:0.001%;o<20ppm,s<20ppm,n<15ppm,余量由fe和不可避免杂质。

所述制造方法在步骤1)中间退火之前,还包括步骤a)热轧:将钢锭加热到1100℃进行热轧,热轧后的钢板厚度为3.5mm,热轧卷曲温度为560℃,然后加热到750℃进行退火,退火保温时间为30秒。

还包括步骤b)冷轧:将热轧退火后的钢板进行冷轧,冷轧压下率为83%,制成0.55mm的冷轧板。

控制所述无取向硅钢成品的晶粒尺寸在120μm左右。

所述无取向硅钢成品的磁感b2500=1.60t,铁损p17/50=2.20w/kg。

对比例1:

本发明的制造方法中,当改变硅钢钢锭元素的选择时,热处理工艺的步骤和参数范围维持不变,则将影响最终产品的磁性能,导致铁损增大,或磁通量降低。

对比例2:

当退火工艺和表面处理工艺的参数发生改变时,将导致硅钢微观结构变化,晶粒尺寸及织构组织不理想,增加磁滞损耗,综合磁性能降低,使用寿命下降。

由实施例1-3和对比例1和2可以看出,实验结果表明:通过特定气氛下的渗氮处理+激光表面处理+特定气氛和冷却方式的成品退火,改进无取向硅钢的热处理工艺,针对硅钢成分匹配最适当的工艺步骤和参数范围,使得最终的无取向硅钢成品,不仅磁性能优异,工艺成本可控,并且使用性能完全能够满足家电行业的电工钢商品应用需求。

尽管已经示出和描述了本专利的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本专利的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本专利的范围由权利要求及其等同物限定。

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