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高硅鋼的開發工藝
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2013-12-31
近年來，地球變暖和大氣污染等環境問題及能源短缺問題受到人們高度關注，鐵芯材料高性能化和高效化的要求越來越嚴格。高硅鋼因其許多優異的磁性能，在電力工業中實現高效化、節能化、輕便化和低噪音化方面，具有廣闊的發展和應用前景。現在面臨的最大問題是其高硅含量帶來的高脆性，給高硅鋼的生產帶來很大的困難，限制了其應用和發展。為此，除了正在積極探索通過改造傳統工藝來生產高硅硅鋼片之外，也在努力開發非傳統的新工藝。
一.?噴射成形法。
中國科學院金屬所利用噴射成形制備出了?Fe-4.5Si%硅鋼板坯，以工業純鐵和工業純硅，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，在氬氣保護下將高硅板坯加熱到1100～1200℃，采用壓力機對其壓實(壓下變形量為?20?%左右)，獲得5mm左右的板坯。然后在1000～1050℃下進行熱軋，壓下率為15%左右。經多道次重復軋制，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，獲得性能優異的高硅高硅鋼片，磁感應強度?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。沉積擴散法。
沉積擴散法是在基板表面沉積高硅層，再通過擴散滲硅使表面的高硅逐漸擴散到基板內部，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，隨后進行中間冷軋，最后在1100℃以上真空爐內進行退火熱處理，使?Al-Si?原子擴散到基片內部。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發并利用化學氣相沉積擴散法(CVD)?，生產出厚0.1～0.5?mm、寬400?mm?的含?6.5%Si?無取向高硅鋼片。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或惰性氣體保護下的無氧氣氛中加熱至1023～1200℃，使鋼表面暴露在SiCl4氣體中，發生化學反應，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部中心擴散，使其成分達到?6.5%Si?的要求，然后控速冷卻。冷卻過程中進行兩種處理:?其一是冷卻至居里溫度以下時進行磁場冷卻，這樣可顯著提高磁性。?其二是在磁場冷卻之前或之后或之中，對鋼帶在200～600℃的溫度下進行溫軋塑性加工以改善表面質量。現在，日本已建成月產100?t的CVD?連續滲硅生產線，可生產?0.05～0.3?mm厚、600?mm?寬的6.5?%Si?高硅鋼片。
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