本发明属于轧钢工艺技术领域，尤其涉及一种基板主体合金成分梯度分布、含Si3.3～5.5％、Al0.5～2.0％的高硅高铝无取向电工钢带的生产方法。
背景技术：
电工钢是重要的软磁功能材料，随着硅含量的提高，制造的电磁转换载体具有较高的导磁特性和较低的损耗，并且磁致伸缩系数降低，有利于稳定安全运行。电工钢基体中，硅含量达到6.5％可获得最佳综合性能，但工业生产中，因硅铝合金造成的脆性，理论上硅铝含量达到4％左右便无法进行冷加工，无法实现工业化大生产。对于特殊用途无方向性高等级电工钢材料往往根据需求进行高铝合金化、气相渗硅或采用非晶快冷铸轧等技术进行小规模生产。
技术实现要素：
本发明提供一种固体粉末硅铝共渗法生产高硅高铝无取向电工钢带的生产方法，其目的在于便于操作，易于控制，降低成本，提高作业效率，实现工业化生产，获得高性能高硅钢软磁材料。
为此，本发明采取了如下技术解决方案：
一种高硅高铝无取向电工钢带的生产方法，其特征在于，对基板主体合金成分梯度分布、含Si3.3～5.5％、Al0.5～2.0％的冷轧高硅高铝无取向电工钢带的生产方法为：
工艺流程
高牌号无取向热轧钢带→开卷→粉末双面喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→钢带为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将钢带与导电极板分离→钢带表面清理→常规冷轧及热处理→涂层→剪切→包装；
主要设备及工艺参数
原料：热轧卷硅铝含量为2.5～4.0％,表面光整、清洁，进行化学抛光；
渗剂：硅铁、铝铁两种粉末占比为80～94wt％，硅铁粉末硅含量≥15％，铝铁粉末铝含量≥5％，渗剂粒度＞60目；
填料为铁粉，占比2～10wt％；粘合剂采用石腊、氯化氨，占比均为2～10wt％，50～200℃烘干；
导电极板：导电极板为耐热合金板带，喷涂厚度在2N/mm2压力下为2～5mm；
电源：可调压直流电源；
热处理炉：入炉温度100～250℃，升温速度50～150℃/h，电源电压≥10V，电源电 流≥1A，热处理保温温度≥650℃，保温时间2～6h。
本发明的技术原理为：
1、针对高牌号冷轧无取向电工钢热轧卷在冷轧过程中的裂纹、断带等难于冷加工的特性，采取对相对低合金成分的热轧卷进行硅铝合金共渗，钢带断面成分呈现梯度分布，既提升了主体合金含量，又提高了冷加工性能，改善了成材率指标，并获得了优异的电磁性能。
2、硅铝合金共渗工艺取代常规生产中热轧钢带的常化工序(或预退火工艺)，工艺控制要点关键在于渗硅渗铝技术的掌握及渗层的控制。主要采取在钢带热处理过程中，在提前完成设置的导电极板、含硅含铝粉末渗剂、热轧板带间施加一定电压的直流电场后，产生的活性硅、铝原子带电荷，并促进向基板表面定向扩散，在基板断面形成硅铝成分梯度；度同时改进热轧板组织结构。
3、经过渗硅渗铝的热轧钢带完成常规冷轧及成品热处理工艺，获得优异的电磁特性及优异的加工性能。
本发明的有益效果为：
本发明可以实现工业化生产无方向性高硅高铝电工钢产品(3.3～5.5％硅含量，0.5～2.0％铝含量)，冷轧成材率达82.93％，操作简单，成本低，工艺易于控制，作业效率高，可替代热轧卷常化处理工艺，生产无方向性高等级电工钢材料，加工性能优异，通过100×100mm磁导率测试，其饱和磁极化强度达1.87T，P10/50为0.79W/kg，P15/50为1.56W/kg，适用于各种高效精密电机及电器、仪表等的电磁铁芯制造。
具体实施方式
本发明生产工艺流程为：高牌号无取向热轧钢带→开卷→粉末双面喷涂→导电极板同步开卷覆盖→平整压合→卷取→钢带为阴极接入直流电源→热处理炉加热保温→出炉→开卷将钢带与导电极板分离→钢带表面清理→常规冷轧及热处理→涂层→剪切→包装。本发明所涉及化学成分含量均为质量百分比含量。
实施例1：
热轧钢带化学成分wt％：C：0.003％，Si：2.15％，Al：0.40％，Mn:0.32％，P：0.012％，S：0.0020％，N：0.0025％，其余为Fe和不可避免的残余元素。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm。
硅铁粉末粒度100目，硅含量50％，硅铁粉末占渗剂比例55wt％；铝铁粉末粒度80目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例25wt％；纯铁粉粒度100目占10wt％；石腊粉7wt％； 氯化氨3wt％；80℃烘干混合均匀。
导电极板为耐热合金板带，喷涂厚度在2N/mm2压力下为3mm。
入炉温度120℃，升温速度90/h，保温温度750℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制60V，电流控制3A，通电保温时间2.1h。
冷轧成材率83.55％；成品连续退火均热温度950℃，运行速度75m/min，涂层。
渗硅铝后基板硅含量为3.4％，铝含量为0.8％，通过100×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.93T，P10/50为0.94W/kg，P15/50为1.65W/kg。
实施例2：
热轧钢带化学成分wt％：C：0.002％，Si：3.25％，Al：0.72％，Mn:0.18％，P：0.010％，S：0.0021％，N：0.0023％，其余为Fe和不可避免的残余元素。钢带厚度为2.2mm。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm；
硅铁粉末粒度100目，硅含量75％，硅铁粉末占渗剂比例60wt％；铝铁粉末粒度100目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例30wt％；纯铁粉粒度100目占5wt％；石腊粉3wt％；氯化氨2wt％；110℃烘干混合均匀。
导电极板为耐热合金板带，喷涂厚度在2N/mm2压力下为4mm。
入炉温度150℃，升温速度100℃/h，保温温度900℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制50V，电流控制5A，保温及通电时间5h。
冷轧成材率82.31％；成品连续退火均热温度950℃，运行速度75m/min，涂层。
渗硅铝后基板硅含量为3.8％，铝含量为1.1％，通过100×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.91T，P10/50为0.83W/kg，P15/50为1.59W/kg。
实施例3：
热轧基板钢带化学成分wt％：C：0.0025％，Si：4.0％，Al：0.90％，Mn:0.33％，P：0.015％，S：0.0030％，N：0.0019％，其余为Fe和不可避免的残余元素。
基板尺寸：0.35mm×120mm×300mm；
硅铁粉末粒度160目，硅含量60％，硅铁粉末占渗剂比例65wt％；铝铁粉末粒度150目，铝含量25％，铝铁粉末占渗剂比例24wt％；纯铁粉粒度100目占6wt％；石腊粉3wt％；氯化氨2wt％；190℃烘干混合均匀。
导电极板为耐热合金板带，喷涂厚度在2N/mm2压力下为5mm。
入炉温度210℃，升温速度130/h，保温温度680℃，保护气氛100％干氢，保温时接通电源，电压控制45V，电流控制2A，通电保温时间3.5h。
渗硅铝后基板硅含量为4.8％，铝含量为1.3％，通过100×100mm磁导率测试：饱和磁极化强度1.78T，P10/50为0.60W/kg，P15/50为1.45W/kg。