CN101306434B - 一种低碳低硅无铝半工艺无取向电工钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种低碳低硅无铝半工艺无取向电工钢的制备方法，属于电工钢技术领域，该电工钢具有优良的磁性能。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％，Mn≤0.35％，P≤0.08％，S≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质；铸坯热装、热轧，热轧后的钢板经酸洗、冷轧后钢带进行中间退火，临界变形冷轧，用户消除应力退火后得到磁性优良的半工艺无取向电工钢。优点在于，最终产品磁性优良P15/50＝3.45～5.05W/Kg、B5000＝1.69～1.76T。铸坯中不含Al、Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B、稀土等合金元素，生产成本大幅度降低。采用较大的临界压下量，且优化了退火工艺，生产出的成品磁性能更优。
Description
技术领域
本发明属于电工钢技术领域，特别是提供了一种低碳低硅无铝的半工艺无取向电工钢的制备方法，该电工钢具有优良的磁性能。
背景技术
半工艺是一种可以充分发挥低碳低硅电工钢最佳性能的制造方法，以其改善产品的硬度和冲片性、提高产品磁性能、降低生产成本、产品防锈耐蚀等一系列优点，越来越受到电工钢生产企业和用户的青睐。随着各类微小电机、压缩机等向高效、小型化发展，电机、压缩机用户大型退火设备的完善，低铁损高磁感的半工艺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低铁损高磁感的无取向电工钢。例如：
1、中国专利CN94107147.2公开了一种冷轧无取向半工艺电工钢的生产方法，其特征是利用钢中的Cu元素得到了好的磁性，但生产出的产品铁损较高，且增加了冶炼成本。
2、中国专利200610098391.0和200610031808.1均公开了一种半工艺电工钢的生产方法，其特征是采用薄板坯连铸连轧板为热轧原料，且都加入了0.15～0.8的Al，利用Al的提高ρ值，缩小γ区和促使晶粒长大，从而降低铁损的特点来达到磁性优良的目的。而且均加入了0.015～0.12的Sn、Sb合金元素，提高了生产成本。本专利采用传统冶炼方法生产的铸坯作为热轧原料，且成分中不含Sn、Sb、Cu、Cr、Ni等元素，Al要求≤0.005％，属不含Al范围，生产成本大幅度降低。
3、中国专利200310108197.2和200510027404.0均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，其特征是成分中均添加了其他合金元素，增加了生产成本。详细为：专利200310108197.2中的元素包含Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B、稀土中的一种或者多种，实施例1中对于低Si的电工钢，其特征是成分中0.25％Si加入了0.25％Al，区别于本专利中的无Al要求。专利200510027404.0其特征是添加Sn、Sb中的一种或两种合金元素，采用常化工艺和控制退火工艺。添加合金元素和采用常化工艺均大大增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低碳低硅无铝的半工艺无取向电工钢的制备方法，具有优良的磁性能。
本发明采用不含Al的低碳低硅的电工钢铸坯，采用半工艺方法，通过调整优化中间退火和临界变形冷轧工艺，生产出磁性优良的半工艺无取向电工钢。具体工艺步骤为：
采用不含Al的低碳低硅的电工钢铸坯为热轧原料，然后进行热轧(未卷取)、酸洗、冷轧、中间退火、临界变形冷轧、用户消除应力退火，得到最终磁性优良的半工艺无取向电工钢。
所述的热轧原料成分设计方案如下：
组成元素的质量分数为C≤0.005％，Si0.1～1.0％，Mn≤0.35％，P≤0.08％，S≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.015％，不含Al(检测要求Al≤0.005％)，其余为Fe和不可避免的杂质。
铸坯热装、热轧，热轧后的钢带的厚度为2.0～2.5mm；要求钢带的加热温度900～1150℃；热轧终轧温度低于Ar3相变点10～50℃。
酸洗后冷轧至0.52～0.60mm，钢带中间退火温度为650～800℃，时间：1～2min，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为10～40％，且不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％。中间退火后的钢带进行压下率为0.5～15％的临界变形冷轧至0.5mm，临界变形冷轧后钢带硬度为130～180HV。钢带冲片叠片后进行700～850℃，1～2h的用户消除应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为10～40％，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却至室温后进行磁性测量，获得磁性能优良的半工艺电工钢板。
本发明与现有技术相比，钢中不含Al、Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B、稀土等合金元素，采用0.5～15％的压下率临界变形冷轧，优化退火工艺，生产出磁性优良且成本很低的半工艺无取向电工钢。
最终产品磁性优良P15/50＝3.45～5.05W/Kg、B5000＝1.69～1.76T。铸坯中不含Al、Sn、Sb、Cu、Cr、Ni、B、稀土等合金元素，生产成本大幅度降低。采用较大的临界压下量，且优化了退火工艺，生产出的成品磁性能更优。
具体实施方式：
实施例1：
钢A连铸坯的化学成分(％)如表1。
表1钢A连铸坯的化学成分(％)
| 试样号 | C | Si | Mn | P | S | N | O | 其余 |
| A | 0.002 | 1.03 | 0.26 | ＜0.005 | 0.006 | 0.0046 | 0.01 | Fe和不可避免的杂质 |
热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧，经过650～800℃×1～2min的中间退火，要求退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％。然后经压下率为4.4～13.2％的临界变形冷轧，临界变形冷轧后钢板硬度为130～180HV。冷轧带冲片叠片后进行790℃×1～2h的用户消除应力退火，退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却至室温后进行磁性检测。具体见表2。
表2临界压下率为4.4～13.2％的成品磁性能
实施例2：
钢B连铸坯的化学成分(％)如表3。
表3钢B连铸坯的化学成分(％)
| 试样号 | C | Si | Mn | P | S | N | O | 其余 |
| B | 0.002 | 0.45 | 0.29 | 0.062 | 0.005 | 0.0039 | 0.012 | Fe和不可避免的杂质 |
热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧，经过650～800℃×1～2min的中间退火，要求退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％。然后经压下率为3.1～8.4％的临界变形冷轧，临界变形冷轧后钢板硬度为130～180HV。冷轧带冲片叠片后进行790℃×1～2h的用户消除应力退火，退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却至室温后进行磁性检测。具体见表4。
表4临界压下率为3.1～8.4％的成品磁性能
实施例3：
钢C连铸坯的化学成分(％)如表5。
表5钢C连铸坯的化学成分(％)
| 试样号 | C | Si | Mn | P | S | N | O | 其余 |
| C | 0.002 | 0.74 | 0.28 | 0.065 | 0.006 | 0.0033 | 0.012 | Fe和不可避免的杂质 |
热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧，经过650～800℃×1～2min的中间退火，要求退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％。然后经压下率为3.7～10.7％的临界变形冷轧，临界变形冷轧后钢板硬度为130～180HV。冷轧带冲片叠片后进行790℃×1～2h的用户消除应力退火，退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却至室温后进行磁性检测。具体见表6。
表6临界压下率为3.7～10.7％的成品磁性能
实施例4：
钢D连铸坯的化学成分(％)如表7。
表7钢D连铸坯的化学成分(％)
| 试样号 | C | Si | Mn | P | S | N | O | 其余 |
| D | 0.001 | 0.25 | 0.27 | 0.078 | 0.006 | 0.0033 | 0.0095 | Fe和不可避免的杂质 |
热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧，经过650～800℃×1～2min的中间退火，要求退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％。然后经压下率为3.7～11.5％的临界变形冷轧，临界变形冷轧后钢板硬度为130～180HV。冷轧带冲片叠片后进行790℃×1～2h的用户消除应力退火，退火气氛为30％H2+70％N2混和气体，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却至室温后进行磁性检测。具体见表8。
表8临界压下率为3.7～11.5％的成品磁性能
Claims (1)
1.一种低碳低硅无铝的半工艺无取向电工钢的制备方法，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％，Mn≤0.35％，P≤0.08％，S≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质；铸坯热装、热轧，热轧后的钢带经酸洗、冷轧后进行中间退火、临界变形冷轧、 用户消除应力退火后得到半工艺无取向电工钢；
所述的铸坯加热温度900～1150℃；
要求热轧终轧温度低于Ar3相变点10～50℃，热轧板厚度为2.0～2.5mm；
所述的中间退火温度为600～850℃，时间为：1～2min，中间退火气氛为H2、N2混合气体，H2的比例为10～40％，且不需要加湿脱碳，并需保证中间退火后再结晶率≥40％；
所述的临界变形冷轧是指：中间退火后的钢带经过压下率为0.5～15％的临界变形冷轧至0.5mm，临界变形冷轧后钢带硬度为130～180HV；
所述的用户消除应力退火是指：临界变形后的冷轧钢带冲片叠片后，再经温度为700～850℃、时间为1～2h的用户消除应力退火，要求退火气氛为H2、N2混合气体，H2的比例为10～40％，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10～100℃/h冷却至450℃，然后随炉冷却，得到最终需要的产品。
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