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高硅鋼(含硅6.5wt%)具有優(yōu)異的軟磁性能,如高磁導率、高電阻率、低鐵損、幾乎為零的磁致伸縮系數(shù)等,這些特點有助于電器提高效率、降低噪音,實現(xiàn)小型化和節(jié)能降耗。然而,高硅鋼中有序相的出現(xiàn),使得高硅鋼與低硅鋼相比,硬度和脆性急劇升高,難以采用常規(guī)軋制方法加工成型,從而阻礙了其廣泛應用。雖然日本已利用化學氣相沉積(CVD)工業(yè)化生產(chǎn)高硅鋼帶材,但因CVD法能耗高、設損耗大、成本高,并且中間產(chǎn)物氯化亞鐵(FeCl2)廢氣嚴重污染環(huán)境,高硅鋼的制備工藝仍需要進一步優(yōu)化,以適應工業(yè)生產(chǎn)的要求。本文介紹國內(nèi)外一些具有代表性的高硅鋼制備工藝。
Kawasaki Steel Co在專利JP58053694B中提供了一種磁性能優(yōu)良的無取向高硅鋼帶的制造方法。在含硅量為2%-8%的鋼水中含有抑制晶粒一次生長的元素,例如S、Se、Te、As、Sb、Bi、B等,鋼水從噴嘴連續(xù)噴出到移動的冷卻面上,快速冷卻凝固成薄鋼帶。通過不抽真空的普通退火或快速升溫退火,使薄鋼帶快速凝固,從而得到優(yōu)良的硅鋼薄鋼帶。
Tsuya Noboru在專利JP60032705B中公開了一種含有5.0%~8.0%硅且矯頑力Hc為0.10e以下的(100)面內(nèi)無取向高硅鋼帶及其制造方法。該發(fā)明將鋼水噴灑到高速旋轉的冷卻裝置中,以超高冷卻速度冷卻成薄帶后,在不軋制鋼帶的情況下,在特定溫度下對鋼帶進行退火,從而制造出具有極低矯頑力的高硅鋼薄帶。
Matsushita Electric Ind Co Ltd申請公開的專利JP59016925A揭示了一種高硅鐵薄帶的制造方法。該方法是在超快速冷卻條件下軋制高硅鐵薄帶的表面,然后對其進行熱處理。在實施例中,采用單輥法生產(chǎn)含硅6.5%的高硅鐵薄帶,旋轉速度為2000rpm;該樣品被冷軋至0.1mm的厚度,然后對其進行熱處理。該方法易于使用,適合大規(guī)模生產(chǎn),還具備將鐵損降至最低的優(yōu)點。
北京科技大學王帥在其博士學位論文中報道,通過研究快速凝固工藝,成功制備出質量良好的Fe-6.5wt.%Si高硅鋼薄帶,并對甩態(tài)組織與性能、熱處理組織演變及磁性能調控、防粘連薄膜等進行研究,還將高硅鋼薄帶應用于高頻電抗器與高速電機。
東北大學在專利CN103060701B中公開了一種無取向高硅電工鋼薄帶及其制備方法。所述無取向高硅電工鋼薄帶的化學成分,按重量百分比為:Si 4.5%~7.0%,Cr 2.0%-5.0%,Al 0.06%~1.0%,Mn 0.3%~0.8%,N≤0.005%,S≤0.004%,P≤0.02%,O≤0.003%,C≤0.005%,余量為Fe;薄帶厚度0.35mm-0.5mm。制備方法包括以下步驟:首先無取向高硅鋼在真空冶煉爐中進行冶煉;然后進行雙輥薄帶鑄軋;澆鑄溫度1420℃~1460℃,鑄帶厚度1.0~1.5mm;鑄帶在800℃~1100℃進行熱軋,熱軋帶厚度為0.8-1.0mm;然后進行酸洗,酸洗后薄帶預熱400℃~700℃進行溫軋;最后進行退火。該發(fā)明通過添加Cr元素使高硅鋼鑄帶加工性能明顯提高,其鐵損值與現(xiàn)有高硅鋼產(chǎn)品的鐵損水平相當,磁感應強度則高于現(xiàn)有產(chǎn)品0.03T以上。