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CN105463172A - 通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法 - Google Patents

通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，所述取向硅钢的成分包括C：0.02-0.04％，Si：3.0-3.3％，S≤0.004％，Als：0.015-0.025％，N：0.085-0.014％，Cu：0.45-0.55％，其余为铁和杂质，其特征在于：对取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的步骤包括：炼钢、热轧、酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、激光刻痕、回复退火涂MgO、高温退火、涂层及拉伸平整退火。本发明具有既提高磁感，又降低铁损的有益效果。

Description

通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法
技术领域
本发明涉及取向硅钢处理方法，具体是一种通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法。
背景技术
取向硅钢是一种重要的软磁合金，主要用于电力电子工业，作为变压器、电抗器等设备的铁心材料，在国民经济中发挥着重要作用。随着取向硅钢生产技术进步，很多企业已经实现全HiB化。俄罗斯新力佩斯克钢铁公司采用的提高含铜低温一般取向硅钢磁感的方法(WO2004/040025A1)是：调整成分和热轧工艺，将热轧加热温度提高到1350-1400℃，成分中碳含量根据硅含量进行调整，硅含量在3.15％的基础上每增加0.1％，碳含量则在0.028％的基础上增加0.003％，目的是在а-γ-а相的再结晶温度区进行热轧，在精轧结束阶段，钢中奥氏体的体积百分比不大于3％，其他工艺和成分基本不变，可以使磁感提高到1.90-1.92T。这种方法的最大缺点是需要大幅度提高热轧加热温度，从而失去了低温加热的优势。专利US5653821报道一种含铜低温一般取向硅钢生产方法，该方法成分特点是：Cu为0.4-0.6％，Als为0.018-0.025％，N为0.0080-0.012％，另外还添加了总量为0.06-0.18％的Ni和Cr，工艺路线与维兹钢铁公司相近。中间厚度为0.60-0.65mm，中间退火温度为820-870℃，成品厚度0.27-0.30mm，回复退火温度为500-750℃。磁感B8在1.89-1.92T范围，这种方法缺点是Ni的加入量较大，造成生产成本增加，另外，假如较多的Ni和Cr会造成底层不良。
目前世界上的激光刻痕技术主要用于在取向硅钢成品上刻痕细化磁畴，降低铁损。如专利US2004040629A1提出在钢带表面形成具有一定形貌的熔融重凝固层的方法，这种方法要求熔融重凝固层的深度大于等于15μm，且深度与宽度之比大于等于0.2。专利ZL201010562949.2提出了一种通过激光刻痕在表面形成一定形状的线状沟槽从而实现耐热磁畴细化的方法。这些方法的共同特点是在取向硅钢成品板上刻痕，其目的是为了降低铁损，而磁感会略有恶化，中间工序的冷轧板上刻痕提高磁感的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种既提高磁感，又降低铁损的通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法。
为了实现以上目的，本发明提供的一种通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，所述取向硅钢的成分包括C：0.02-0.04％，Si：3.0-3.3％，S≤0.004％，Als：0.015-0.025％，N：0.085-0.014％，Cu：0.45-0.55％，其余为铁和杂质，其特征在于：对取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的步骤包括：炼钢、热轧、酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、激光刻痕、回复退火涂MgO、高温退火、涂层及拉伸平整退火。
作为本发明的优选方案，所述热轧加热温度为1250-1300℃。
进一步地，所述激光刻痕的具体步骤为通过刻痕方式、激光功率、扫描速率、刻痕线间距的控制，在二次冷轧板上垂直于轧向刻划出若干条平行布置的线状或点线状沟槽，相邻线状或点线状沟槽的线间距为3～5mm，各条线状或点线状沟槽的沟槽深度为10～20μm、沟槽宽度为40～60μm。
采用本发明可以达到既提高磁感，又降低铁损的效果，得到的磁性能为：磁感B8范围为1.892-1.920T，铁损P17/50范围为0.890-1.050W/kg，采用传统工艺磁性能水平为：磁感B8范围为1.853-1.889T，铁损P17/50范围为1.107-1.271W/kg。同时，由于刻痕是在底层和涂层形成之前进行的，不会对绝缘涂层产生不利影响。
附图说明
图1为刻痕线间距与磁性的关系。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：如图1所示的一种通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，其特征在于：对取向硅钢依次进行如下步骤：炼钢、热轧、酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、激光刻痕、回复退火涂MgO、高温退火、涂层及拉伸平整退火。所述激光刻痕的具体步骤为通过刻痕方式、激光功率、扫描速率、刻痕线间距的控制，在二次冷轧板上垂直于轧向刻划出若干条平行布置的线状或点线状沟槽，相邻线状或点线状沟槽的线间距为3～5mm，各条线状或点线状沟槽的沟槽深度为10～20μm、沟槽宽度为40～60μm。
所述取向硅钢的成分包括C：0.02-0.04％，Si：3.0-3.3％，S≤0.004％，Als：0.015-0.025％，N：0.085-0.014％，Cu：0.45-0.55％，其余为铁和杂质。
所述热轧加热温度为1250-1300℃。
表1
如表1所示，二次冷轧法工艺的二次冷轧板、二次冷轧法工艺的一次冷轧板和一次冷轧法工艺(高磁感取向硅钢)的最终冷轧板，在线间距都为4mm，激光有效能量输入不同情况下刻痕并经相应后工序处理后磁性能。激光有效能量是激光功率与扫描速率的比值。一次冷轧法的冷轧板是采用的高磁感取向硅钢，其成品磁感一般在1.90T以上，铁损在1.05W/kg以下，但是经过激光刻痕后，其磁性非但没有改善，而且还有明显的恶化。二次冷轧法工艺的一次冷轧板刻痕后，其磁性能基本与未刻痕水平相当，只有对二次冷轧法的二次冷轧板刻痕，才能产生明显的磁性改善效果。
表2
如表2所示，刻痕沟槽深度和宽度与磁性的对应关系。沟槽深度必须控制在10～20μm范围、宽度控制在40～60μm。按照本发明的范围控制，得到的铁损为0.889-1.049W/kg，磁感为1.899-1.918T；超出本发明的范围，得到的铁损为1.106-1.274W/kg，磁感为1.854-1.887T。
如图1所示，在其他刻痕参数相同的情况下，刻痕线间距与磁性的关系。在获得最佳沟槽形状前提下，线间距对磁性有非常重要的影响。当刻痕线间距为3-5mm时，得到的铁损为0.914-1.006W/kg，磁感为1.899-1.911T；低于3mm或高于5mm时，得到的铁损为1.106-1.132W/kg，磁感为1.868-1.879T。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，所述取向硅钢的成分包括C：0.02-0.04％，Si：3.0-3.3％，S≤0.004％，Als：0.015-0.025％，N：0.085-0.014％，Cu：0.45-0.55％，其余为铁和杂质，其特征在于：对取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的步骤包括：炼钢、热轧、酸洗、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、激光刻痕、回复退火涂MgO、高温退火、涂层及拉伸平整退火。
2.根据权利要求1所述的通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，其特征在于：所述热轧加热温度为1250-1300℃。
3.根据权利要求1所述的通过激光刻痕取向硅钢冷轧板改善硅钢片磁性能的方法，其特征在于：所述激光刻痕的具体步骤为通过刻痕方式、激光功率、扫描速率、刻痕线间距的控制，在二次冷轧板上垂直于轧向刻划出若干条平行布置的线状或点线状沟槽，相邻线状或点线状沟槽的线间距为3～5mm，各条线状或点线状沟槽的沟槽深度为10～20μm、沟槽宽度为40～60μm。
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