专利名称：：一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法
技术领域：
：本发明属于电工钢
技术领域：
，特别是提供了一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，且该电工钢具有成本低廉、制造工艺适用性强的显著特点。背荣技术高效电机用无取向电工钢是从低碳低硅钢基础上发展起来的，与传统产品相比，因其同时具备优势明显的髙磁感和较低的铁损等综合性能而被市场广泛认可，尤其是使用量大使用频率髙的中小型电机、冰箱或空调的压縮机等市场的青睐。随着各类微小电机、压縮机等向高效、小型化发展，电机、压縮机用户大型退火设备的完善，低铁损高磁感的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髙磁感的低铁损无取向电工钢。各企业或研究机构在进行成分设计时，除了进一步提髙钢质洁净度外，一般考虑通过复合添加Sn、Cu、Sb、Se、P、B等晶界偏析元素中的一种或多种来实现高磁感低铁损的产品性能，例如1、NSC中国专利95194275.1，授权公告号CN1047207C，公开了一种冷轧半工艺无取向电工钢的成分及其生产工艺，其主要特征是提髙钢中的至1.0。/。Mn元素，加A10.15o/o以上，加PO.05-0.06%,C、S、N含量均不超过30ppm,热轧终轧在Y相区，A1-501C(A1+A3)/2巻曲，预退火或常化，加或不加临界变形工艺，760"820"退火+750"X2h消除应力退火，故虽然可得到了优异的磁性能，但其生产制造的成本较高。2、浦项中国专利97120376.8，授权号CN1131532C,公开了一种全工艺无取向电工钢的生产方法,其化学成分为1.0%以下Si，0.5%Mn，0.005%以下Al，0.030.30%Sn,加较髙的P和微量B，B/N比0.10.5，典型工艺为板坯加热110(TC1250"C,750"以下巻曲，热轧板退火800"C1100iC,冷轧板退火75(TC1050"C。该专利采用的是加较髙的Sn和B、但限制A1的成分方案，加热温度及后续的热处理温度较髙，制造工艺较复杂，获得优良的产品磁性能的成本也较髙。3、武钢中国专利01138224.4，授权号CN1131333C，公开了一种生产低铁损髙磁感的冷轧无取向电工钢的制造方法，其成分特征是《2.0%幼、0.7-0.8%Mn、0.23%(P+Sn/Sb),限制B的含量，极低的S、N，其工艺特征是11001150"板坯加热，酸洗、冷轧，退火时加湿脱碳。4、武钢中国专利00115993.3授权号CN1100157C,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，其成分特征是0.22.5%Si、0.15-0.8%Mn、P+Sn/Sb<0.45°/。，B<0.0035%，极低的S、N,其中成分设计中含较高Mn且同时添加B的钢种，与本专利相似，但它无Al且含0.18%<+811/81)<0.45%的特征与本专利成分设计明显不同，且H2/N2比为1.0明显髙于本专利，虽然如此，其与本专利中相近Si量的含硼高锰钢产品的磁性能相比，磁感值较髙，但铁损值也较髙。5、宝钢专利200510027404.0，授权号CN1887512A和宝钢专利200610023208.0，CN1009诉050A,均公开了一种0.13,5。/oSi、0.101.5%Mn、0.0020.20%P,加A1、Sn、Sb的一种或多种，极低的C、S、N,没有加B,其工艺特征为采用高温常化或纯氨预退火处理，采用一段式或两段式最终退火工艺，再以保证板型前提下冷却到8010,冷轧退火后可采用临界变形工艺，临界变形工艺为冷轧后700750"CX30s退火，再25%临界压下，再750780lC*lh消除应力退火。6、宝钢专利200510027313.7,授权公告号CN100372964C,公开了一种0.81.3%Si、0.701.3%Mn、0.51.0°/oAl、添力卩B、Sb以及Ca或Rem的一种或多种，极低的S、N,其实例中的设计成分均与本专利不同。发明内審本发明的目的在于提供一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，且该电工钢具有成本低廉、制造工艺适用性强的显著特点。本发明在普通低碳低硅电工钢铸坯的基础上，通过采用提锰、加硼、加少量AI,可采用半工艺方法或全工艺方法来实现良好的磁性能。其中，半工艺方法是通过优化中间退火和去应力退火工艺的匹配，实现了降低退火温度并縮短处理时间，同时制造出磁性性能满足50WB3卯牌号的半工艺无取向电工钢。其具体工艺歩骤为采用上述低碳低硅髙锰加硼的电工钢铸坯为热轧原料，然后进行热轧(未巻取)、常化或不常化、酸洗、冷轧、中间退火、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。其中，全工艺方法是通过实践常化和退火的多种工艺匹配，均能实现良好的磁性能。其具体工艺步骤为采用上述低碳低硅高锰加硼的电工钢铸坯为热轧原料，然后进行热轧(未巻取)、常化、酸洗、冷轧、成品消除应力退火，得到最终磁性优良的全工艺无取向电工钢。上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%，Si0.51.0%，Mn0.300.7%，B0.00150.0050%，A10.150.40%,P《0.01%，S《0.01%，N《0.0080%,O《0.015%,其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯热装、热轧后钢板进行常化或不常化处理，然后经酸洗、冷轧变形成薄钢带，进行半工艺处理或全工艺处理后得到产品性能为Pis/5o=3，45^UOW/Kg、B5000=L7391.77盯的无取向电工钢。本发明所述的铸坯热装温度为卯01150"C;热轧终轧温度为8701098010，热轧后钢板厚度为1.82.6mm。本发明所述的常化温度为8001000"CX10300s,保护气体为N2。本发明所述的冷轧变形是将钢板轧至厚度为0.470.51mm。本发明所述的半工艺制造是先进行60080(TCX10120s的中间软化退火，冷轧冲片叠片后进行7008501CXl3h的用户消除应力退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为1040%，冷却方式为缓冷，要求以冷却速度101001C/h冷却至500400"C，然后断电并随炉冷却，得到具有上述磁性能的产品。本发明所述的全工艺制造是冷轧冲片叠片后进行7501000"CX10300s的退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为1040%,产品冷却方式为断电并随炉缓冷至5004001C，然后取出，得到具有上述磁性能的产品。本发明与现有技术相比，钢中不含Sn、Sb、Se、Cu、Cr、Ni、Ca、Ce等合金元素，采用优化中间退火和去应力退火的工艺匹配，或采用优化常化与退火的工艺匹配，即可制造出磁性性能优异的压縮机用无取向电工钢产品，该^计成分的制造工艺适用性强，试制的成品综合磁性能优异，最终产品磁性优良，典型产品性能为Pi5/so=3.45~4.10W/Kg、B5ooo-1.7391.77盯；铸坯中不含Sn、Sb、Se、Cu、Cr、Ni、Ca、Ce等合金元素，生产成本较低。具体实舫式,实施例l:钢A铸坯的化学成分(％)如表l。_表l钢A铸坯的化学成分(0/Q_试样号~""S§1"~AlMnS§5A0.00430.750.30.580.00250.00530.00550.00380.01Fe和不可避免的杂质"""热轧带钢厚度2.3111111，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧至0.5001111，经过6008001CX10120s的中间退火，要求退火气氛为30MH2+70MN2混和气体，且不需要加湿脱碳，控制钢板硬度为130180HV。中间退火后的钢板冲片叠片后进行7卯"CX2h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1040%,要求以冷却速度101001C/h冷却至5004001C范围，然后随炉冷却至室温后进行磁性测量，其典型磁性能见表2。_表2钢A的实验磁性能(一)_试样号成品厚度(mm)"~P廳(W/Kg)~P酒(W/Kg)"~B2500(T)B-卿(T)A國l0.501.7513.7941.6511.739A画20.501.7513.7841.6531.740A-30.501.7713.8291.6541.742~实施例2:将钢A铸坯热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧至0.50咖，经过600800"X10120s的中间退火，要求退火气氛为30%112+70%&混和气体，且不需要加湿脱碳，控制钢板硬度为110160HV。中间退火后的钢板冲片叠片后进行7卯CXlh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1040要求以冷却速度10100"/h冷却至50040(TC范围，然后随炉冷却至室温后进行磁性测量，其典型磁性能见表3。表3钢A的实验磁性能(二)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例3:将钢A铸坯热轧带钢厚度2.3mm,空冷后的热轧带钢酸洗后进行冷轧至0.50mm，经过600800"X10120s的中间退火，要求退火气氛为30%112+70%>[2混和气体，且不需要加湿脱碳，控制钢板硬度为130180HV。中间退火后的钢板冲片叠片后进行750"X2h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104。%，要求以冷却速度10100TC/h冷却至50o40or:范围，然后随炉冷却至室温后进行磁性测量，其典型磁性能见表4。_表4钢A的实验磁性能(三)_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例4:将钢A铸坯热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢经800950*CX10300s常化处理，酸洗后进行冷轧至0.50mm，经过6008001CX10120s的中间退火，要求退火气氛为30MH2+70MN2混和气体，且不需要加湿脱碳，控制钢板硬度为110160HV。中间退火后的钢板冲片叠片后进行790oC*h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1040%,要求以冷却速度101001C/h冷却至500400"范围，然后随炉冷却至室温后进行磁性测量，其典型磁性能见表5。_表5钢A的实验磁性能(四)_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>~实施例5:将钢A铸坯热轧带钢厚度2.3mm，空冷后的热轧带钢经80010001CX10300s常化处理，酸洗后进行冷轧至0.50111111，经过钢板冲片叠片后进行75010001CX10300s的消除应力退火，退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为1040%,冷却时要求先炉口缓冷至500400TC范围，然后空冷却至室温后进行磁性测量，其典型磁性能见表6。_表6钢A的实验磁性能(五)_<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>A-120.50卿卿4.041.772A-130.50卿8804.081.770A-140.50卿卯O3.751.770A-150.50卯O卯O3.881.772A-160.50卯O卯O3.851.778A-170.50邻O卯O3.6821.767A-180.50960卯O3.7271.766A-190.50卿卯O3.711.763A-200.50卯O卯O3.601.765A-210.509609303.4461.776A-220.509609303.8431.764A-230.50卯O9303.761.759A-240.50卯O9303.881.761A-250.50卿9503.831.759A-260.50卿9503.641.759A-270.50960诉O3.7诉1.765A-280.50960诉O3.9921.765A-290.50邻O诉O3.7671.762A-300.50960诉O3.7891.765A-310.50960诉O3.8381.768A-320.50960诉O3.8461.768权利要求1、一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，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％，Mn0.30～1.2％，B0.0010～0.0050％，Al0～0.40％，P≤0.1％，S≤0.01％，N≤0.008％，O≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质，均为质量百分比；铸坯热装、热轧后钢板进行常化或不常化处理，然后经酸洗、冷轧变形成薄钢带，进行半工艺处理或全工艺处理后得到产品性能为P15/50＝3.45～4.10W/Kg、B5000＝1.739～1.778T的无取向电工钢。2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的铸坯热装温度为卯03、根据权利要求1的方法，其特征在于，热轧终轧温度为870"诉0C,热轧后钢板厚度为1.82.6mm。4、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的常化温度为800IOOO"CX10300s,保护气氛为N2气。5、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的冷轧变形是将钢板轧至厚度为0.470.51mm。6、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的半工艺制造是先进行600800CX10120s的中间软化退火，冷轧冲片叠片后进行700850"Xl3h的用户消除应力退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为1040%,冷却方式为缓冷，要求以冷却速度10100C/h冷却至500400*C,然后断电并随炉冷却，得到具有上述磁性能的产品。7、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述的全工艺制造是冷轧冲片叠片后进行7501000"X10300s的退火处理，要求退火气氛为H2、N2混和气体，H2的比例为1040%,产品冷却方式为断电并随炉缓冷至50040or:，然后取出，得到具有上述磁性能的产品。全文摘要一种综合性能好的无取向电工钢的成分设计及制备方法，属于电工钢
技术领域：
。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％，Mn0.30～1.2％，B0.0010～0.0050％，P≤0.1％，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、热轧后钢板进行常化或不常化，然后经酸洗、冷轧成薄钢带，进行半工艺处理或全工艺处理后均可得到磁性优良的无取向电工钢。优点在于，最终产品典型磁性为P<sub>15/50</sub>＝3.45～4.10W/Kg、B<sub>5000</sub>＝1.739～1.778T。铸坯中不含Sn、Sb、Se、Cu、Cr、Ni、Ca、Ce等合金元素，生产成本大幅度降低。该设计成分的制造工艺适用性强，试制的成品综合磁性能优异，且成本较低。文档编号C21D8/12GK101358318SQ20081022200公开日2009年2月4日申请日期2008年9月5日优先权日2008年9月5日发明者杰刘,刘东旭,张莉霞,凯彭,杜守志,王全礼,王崇学,罗文彬,立耿,解清阁,郭亚东申请人:首钢总公司