高硅钢的轧制工艺

高硅钢的轧制工艺高硅硅钢片(6.5wt%Si)由于具有十分优异的软磁性能，被广泛用于制作变压器和电机等机电设备铁芯。高硅钢具有低的中高频铁损，故易于实现高效节能；其磁致伸缩系数近似为零，故可实现清净无噪音；其磁导率很高，故可提高灵敏度。因此，高硅硅钢片特别适合在中高频、低铁损、低噪音条件下应用，是一类有利于环保节能且性能优异的软磁材料。但是，6.5%Si高硅钢室温脆性大，热加工性能差，难以用通常的热轧、冷轧和退火传统工艺进行生产，这严重影响了其在工业领域的应用。为此，现在正在积极研发针对高硅钢特点的特殊轧制工艺。有研究表明，含4%～7%Si的高硅钢坯，在900℃以上温度范围内有很好的加工性能，在900℃以下时加工性能下降，到600℃左右就难以轧制。可见高硅钢带轧制时，存在不可轧制的极限温度。日本NKK公司提出一项采用包套轧制法制造高硅钢板的专利，其方法是将一块或数块叠层高硅钢板作为芯材，周围由包覆材料如低碳钢(～0.1%C)包覆并加以焊封，然后在芯材温度低于900℃时热轧。为便于轧制钢板的剥离，在钢板包覆前需涂上剥离剂，能与钢板表面形成一层绝缘膜，并在轧制温度下不发生分解。常用无机剥离剂如MgO、Al2O3、SiO2、TiO2和MgPO5当中的一种或数种。包套轧制成品钢带表面形状好，宽度和厚度范围宽，但整个生产过程中工艺控制因素非常复杂和严格，工艺范围窄，因而很难掌握，成本较高，未能实现工业化。我国北京科技大学通过微合金化并结合适当热处理方式利用传统轧制法制备出了0.03mm厚6.5%Si高硅钢。通过添加微量Al、Ti、Ni、B缩小高硅钢的B2+DO3有序相区，改善晶界间的结合，避免高脆相的形成，提高塑性和机械加工性能。通过铸锭退火、自由锻造、控温热轧(1050～850℃)、热轧退火、控温温轧(350～650℃)、温轧热处理、反复冷轧制备出了0.03～0.05mm厚的6.5%Si高硅钢薄板，在H2+N2保护气氛中退火得到P0.07/40k为26.1W/kg的高频铁损。除了改进传统轧制之外，人们也在积极研发新的制备方法。粉末压延法就是其中之一。粉末压延工艺的要点为:将颗粒尺寸为150μm的高纯铁粉和纯度为99.9%、颗粒尺寸为60μm的硅粉，按m(Fe)∶m(Si)=93.5∶6.5(重量百分比)称取一定量的粉末，混粉3h，将具有塑性的混合原料粉末在两辊轧机上进行轧制，轧制出粉末带材，将粉末带材切割为65mm的片材，在5%H2、95%Ar气氛下初次烧结，烧结后的片材经过多道次轧制减薄至0.30mm厚，涂MgO，在1200℃下均匀化3h，带材的致密度可达98%．线切割加工成环形样品，在Ar保护下经800℃退火1h，消除内应力检测其磁性能。此方法制备的0.30mm厚6.5%Si硅钢片试样的饱和磁感应强度达到1.8T，其高频铁损P2/10k为69W/kg。