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高硅鋼的開(kāi)發(fā)工藝
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2013-12-31
近年來(lái)，地球變暖和大氣污染等環(huán)境問(wèn)題及能源短缺問(wèn)題受到人們高度關(guān)注，鐵芯材料高性能化和高效化的要求越來(lái)越嚴(yán)格。高硅鋼因其許多優(yōu)異的磁性能，在電力工業(yè)中實(shí)現(xiàn)高效化、節(jié)能化、輕便化和低噪音化方面，具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景?，F(xiàn)在面臨的最大問(wèn)題是其高硅含量帶來(lái)的高脆性，給高硅鋼的生產(chǎn)帶來(lái)很大的困難，限制了其應(yīng)用和發(fā)展。為此，除了正在積極探索通過(guò)改造傳統(tǒng)工藝來(lái)生產(chǎn)高硅硅鋼片之外，也在努力開(kāi)發(fā)非傳統(tǒng)的新工藝。
一.?噴射成形法。
中國(guó)科學(xué)院金屬所利用噴射成形制備出了?Fe-4.5Si%硅鋼板坯，以工業(yè)純鐵和工業(yè)純硅，按照Fe-4.5Si%的成分制備母合金，在霧化壓力?0.6～1.2MPa、沉積距離為?300～600?mm?的條件下，形成沉積板坯。然后，在氬氣保護(hù)下將高硅板坯加熱到1100～1200℃，采用壓力機(jī)對(duì)其壓實(shí)(壓下變形量為?20?%左右)，獲得5mm左右的板坯。然后在1000～1050℃下進(jìn)行熱軋，壓下率為15%左右。經(jīng)多道次重復(fù)軋制，最后軋成約3?mm的粗軋板坯；將粗軋板坯表面清理后，將其加熱到950～1000℃，進(jìn)行熱軋，每次軋制壓下率為15%～20%，獲得1?mm厚的板坯，酸洗后，將板坯加熱到900℃，在軋制壓下率約為10%的條件下進(jìn)行多道次熱軋，最終獲得厚度為?0.5?mm的高硅鋼片。最后在720℃，真空度為?10-3Pa?條件下保溫8小時(shí)，獲得性能優(yōu)異的高硅高硅鋼片，磁感應(yīng)強(qiáng)度?B25為?1.544?T、B50為?1.641?T；鐵損?P10/50為?1.437?W/kg，P15?/50為?3.43?W/kg。
二。沉積擴(kuò)散法。
沉積擴(kuò)散法是在基板表面沉積高硅層，再通過(guò)擴(kuò)散滲硅使表面的高硅逐漸擴(kuò)散到基板內(nèi)部，從而制成高硅鋼板。例如，將已軋制好的?0.35?mm?厚的基板(無(wú)取向硅鋼片)?在?800～850℃浸入熔融的?Al-Si?浴中，從而在表面形成一定梯度的?Al-Si?分布，隨后進(jìn)行中間冷軋，最后在1100℃以上真空爐內(nèi)進(jìn)行退火熱處理，使?Al-Si?原子擴(kuò)散到基片內(nèi)部。此方法可獲得鐵損?P10/50為?0.81W/kg，P10/400為?13.5W/kg?的高硅硅鋼片。
日本鋼管公司成功開(kāi)發(fā)并利用化學(xué)氣相沉積擴(kuò)散法(CVD)?，生產(chǎn)出厚0.1～0.5?mm、寬400?mm?的含?6.5%Si?無(wú)取向高硅鋼片。他們將硅含量為?2.5%～3.0%Si?的普通冷軋硅鋼帶作基材，在N2或惰性氣體保護(hù)下的無(wú)氧氣氛中加熱至1023～1200℃，使鋼表面暴露在SiCl4氣體中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的?Fe3Si?沉積在鋼板表面再熱分解成活性硅原子［Si］，然后在惰性氣氛中高溫保溫，使得表面富硅層中的硅原子向板材內(nèi)部中心擴(kuò)散，使其成分達(dá)到?6.5%Si?的要求，然后控速冷卻。冷卻過(guò)程中進(jìn)行兩種處理:?其一是冷卻至居里溫度以下時(shí)進(jìn)行磁場(chǎng)冷卻，這樣可顯著提高磁性。?其二是在磁場(chǎng)冷卻之前或之后或之中，對(duì)鋼帶在200～600℃的溫度下進(jìn)行溫軋塑性加工以改善表面質(zhì)量?，F(xiàn)在，日本已建成月產(chǎn)100?t的CVD?連續(xù)滲硅生產(chǎn)線，可生產(chǎn)?0.05～0.3?mm厚、600?mm?寬的6.5?%Si?高硅鋼片。
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