一种低温高磁感取向硅钢的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种取向硅钢的生产方法，具体地属于一种低温高磁感取向硅钢的生 产方法。高磁感取向硅钢有两种生产方式：一种在热乳工序采用板坯高温加热热乳法生 产，称为高温高磁感取向硅钢（高温HiB钢）；另一种是采用低温加热热乳，并在后工序 进行渗氮处理的方法生产，称为低温高磁感取向硅钢(低温HiB钢)。
【背景技术】
[0002] 低温HiB钢即低温高磁感取向硅钢的重要特点是后天形成抑制剂，即通过短时渗 氮处理，将N元素渗入钢板；在后续高温退火过程中，渗入的部分N元素与Als (酸溶铝)结 合，形成AlN抑制剂。这种方式形成的抑制剂在钢板厚度方向分布不均匀(表层浓度高，中 心浓度低)，在高温退火过程中较不稳定。随着钢带减薄，抑制剂也更容易熟化，如果钢板厚 度降至0. 20_以下，表面效应也越发突出，此时抑制剂熟化速度更快。
[0003] 现有技术生产低温HiB钢的主要流程： (1) 炼钢； (2) 热乳：热乳加热温度IKKTC~1250°C，之后进行粗乳、精乳，热乳板厚度I. 5_~ 2. 5mm ； (3) 常化退火处理； (4) 冷乳； (5) 脱碳退火后，进行渗氮处理； (6) 高温退火； 经检索：中国专利公开号为CN104018068A的文献，公开了一种厚度为0. 18mm的高磁感 取向硅钢的制备方法，生产流程包括：热乳、常化、酸洗、一次冷乳、时效、二次冷乳、脱碳渗 氮、高温退火、激光刻痕、涂覆涂层等步骤。该专利是通过延长冷乳时效时间，调整固溶碳的 分布状态，改善位错组态的稳定性，促进磁性能的改善。该方法不能解决低温高磁感取向娃 钢高温退火过程中AlN抑制剂不稳定的问题，因而无法使磁性水平得到显著提高。
[0004] 中国专利公开号为CN103882289A的文献，公开了用一般取向硅钢原料制造高磁 感冷乳取向硅钢的生产方法。其特点为在高温退火时，设置两个台阶的低保温和一个台阶 高保温，控制氮气渗氮量多16ppm，以提高取向硅钢的性能。但由于高温退火阶段，利用氮气 渗入钢带基体的N很有限，且渗氮量分布不均匀，因此通过变换队比例或升温速度很难使 广品性能有显者提尚。
[0005] 中国专利公开号为CN103540846A的文献，公开了一种薄规格、超低铁损、低噪 声高磁感取向硅钢片及其制备方法，其组成为C :0. 003~0. 05wt% ;Si :4. 1~9wt% ;Mn : 0. 05 ~0. 5wt% ;A1 :0. 02 ~0. 06wt% ;Sn :0. 01 ~lwt% ;Mo :0. 05 ~0. lwt% ;Cu :0. 2 ~ lwt% ;N :0· 003 ~0· 02wt% ;P :0· 002 ~0· 06wt% ;S :0· 001 ~0· 008wt%，余量为铁和其它不 可避免的杂质。通过热乳、冷乳、退火等工艺制得高磁感取向硅钢片。该硅钢片具有超低铁 损、高磁通密度、低磁致伸缩系数，厚度薄等优异性能。该文献主要是通过调整取向硅钢的 成分实现其优异性能的，但成分设计中Si含量非常高，最高达到9%，其存在在热乳、冷乳时 极容易出现边裂、断带问题，甚至完全不可完成乳制。
[0006] 中国专利公开号为CN103834908A的文献，公开了一种提高取向硅钢电磁性能的 生产方法。其特点为（1)常化后钢板内尺寸在30~100nm的AlN析出物占总AlN析出物 的30~80%体积比；（2)在氮气、氢气、氨气混合气氛中氮化处理，根据前述常化后钢板内 30~100nm的AlN析出物比例对渗入氮含量进行控制：[N] =( 315-2 X AlN (30~100) ) ± 20ppm。 该方法通过加强常化过程中析出物的控制，可以使产品磁性水平更加稳定，有利于大规模 生产的稳定进行。但该文献与目前的低温HiB钢常规的生产工艺基本相同，仍存在高温退 火过程中AlN抑制剂不稳定的问题，产品磁性水平难以得到显著提升。
【发明内容】
[0007] 本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过在两次冷乳间进行脱碳，使 渗氮过程中渗入的氮元素在钢板厚度方向上分布更加均匀，减缓高温退火过程中抑制剂的 熟化速度，从而使Pl. 7/50至少降低0. 054 W/kg，B800至少能提高0.0 lT的低温高磁感取 向硅钢的生产方法 实现上述目的的措施： 一种低温高磁感取向娃钢的生产方法，其步骤： 1) 炼钢、铸还、加热、热乳、常化后酸洗； 2) 进行第一次冷乳； 3) 进行脱碳退火，800~850°C ; 4) 进行第二次冷乳，并控制总压下率在5~40% ; 5) 进行渗氮处理，渗氮气氛为NH3、N2、H2的混合气，渗氮温度为700~1000°C ;并控制 渗入N量在20~349ppm ; 6) 进行常规高温退火。
[0008] 其在于：在脱碳后进行渗氮，渗氮气氛为NH3、N2、H2的混合气，渗氮温度为 700°C ~1000°C，控制渗入N量不超过330ppm。
[0009] 本发明中主要工艺的机理 本发明之所以在脱碳退火后进行第二次冷乳，是由于在第二次冷乳过程中，一次再结 晶晶粒间的晶界发生移动，晶界原子排列更加混乱；同时，钢板中形成大量位错，其能使在 后续渗氮过程中，N原子很容易沿原子排列混乱的晶界、位错部位渗入钢板基体，从而增加 了 N原子的渗入深度，使N原子在钢板中分布更加均匀；并使后续的高温退火工序中，形成 的AlN在钢板厚度方向分布更加均匀，不易发生熟化，从而提高了抑制剂的稳定性，进而改 善产品磁性水平。
[0010] 本发明中之所以控制第二次冷乳总压下率在5~40%，是由于脱碳退火时形成的一 次再结晶晶粒，其尺寸与位向对成品磁性水平有显著影响，须尽量避免一次再结晶晶粒发 生过于严重的变形或者破碎现象。
[0011] 本发明与现有技术相比，通过在脱碳后进行第二次冷乳，再进行渗氮，使渗氮过程 中渗入的氮元素在钢板厚度方向上分布更加均匀，减缓高温退火过程中抑制剂的熟化速 度，从而使Pl. 7/50至少降低0. 054 W/kg，B800至少能提高0. 01T，使钢板磁性能得到显著 提高，满足了需要更高端产品的用户的需求。
【具体实施方式】
[0012] 下面对本发明予以详细描述： 表1至表6为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数及磁性能情况列表； 表7为本发明各实施例相同厚度规格产品磁性能改善情况。
[0013] 本发明各实施例均按照以下步骤生产： 1) 炼钢、铸还、加热、热乳、常化后酸洗； 2) 进行第一次冷乳； 3) 进行脱碳退火，800~850°C ; 4) 进行第二次冷乳，并控制总压下率在5~40% ; 5) 进行渗氮处理，渗氮气氛为NH3、N2、H2的混合气，渗氮温度为700~1000°C ;并控制 渗入N量在20~349ppm ; 6) 进行常规高温退火。
[0014] 注：以下各实施例，如果进行两次渗氮处理，则高温退火前钢板中N含量与第二次 冷乳前钢板中的N含量之差，称为第二次冷乳后渗氮量。
[0015] 实施例1
实施例2
实施例3
实施例4
实施例5
实施例6
表7本发明各实施例相同厚度规格产品磁性能改善情况
从表7可以看出，用本发明工艺生产的低温高磁感取向硅钢，对于相同厚度规格的产 品而言，其磁性能改善情况显著。
[0016] 本【具体实施方式】仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
【主权项】
1. 一种低温高磁感取向娃钢的生产方法，其步骤： 1) 炼钢、铸还、加热、热乳、常化后酸洗； 2) 进行第一次冷乳； 3) 进行脱碳退火，800~850°C; 4) 进行第二次冷乳，并控制总压下率在5~40% ; 5) 进行渗氮处理，渗氮气氛为NH3、N2、H2的混合气，渗氮温度为700~1000°C;并控制 渗入N量在20~349ppm; 6) 进行常规高温退火。2. 如权利要求1所述的一种低温高磁感取向硅钢的生产方法，其特征在于：在脱碳后 进行渗氮，渗氮气氛为NH3、N2、H2的混合气，渗氮温度为700°C~1000°C，控制渗入N量不 超过 330ppm。
【专利摘要】一种低温高磁感取向硅钢的生产方法：炼钢、铸坯、加热、热轧、常化后酸洗；第一次冷轧；脱碳退火；第二次冷轧；渗氮处理；常规高温退火。本发明通过在脱碳后进行第二次冷轧，再进行渗氮，使渗氮过程中渗入的氮元素在钢板厚度方向上分布更加均匀，减缓高温退火过程中抑制剂的熟化速度，从而使P1.7/50至少降低0.054W/kg，B800至少能提高0.01T，使钢板磁性能得到显著提高。
【IPC分类】C21D8/12, C23C8/26
【公开号】CN105400938
【申请号】CN201510824300
【发明人】许光, 郭小龙, 王若平, 毛炯辉, 骆新根, 高洋, 陈文聪, 苏懿, 林勇
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年11月24日