[go: up one dir, main page]

CN117467904A - 一种无取向电工钢板及其制造方法 - Google Patents

一种无取向电工钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117467904A
CN117467904A CN202210858578.5A CN202210858578A CN117467904A CN 117467904 A CN117467904 A CN 117467904A CN 202210858578 A CN202210858578 A CN 202210858578A CN 117467904 A CN117467904 A CN 117467904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oriented electrical
steel sheet
electrical steel
less
percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210858578.5A
Other languages
English (en)
Inventor
张峰
吕学钧
房现石
郝允卫
王波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baoshan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN202210858578.5A priority Critical patent/CN117467904A/zh
Priority to PCT/CN2023/108440 priority patent/WO2024017345A1/zh
Priority to CA3260913A priority patent/CA3260913A1/en
Priority to JP2025501764A priority patent/JP2025523697A/ja
Priority to EP23842407.1A priority patent/EP4541919A4/en
Priority to KR1020257001870A priority patent/KR20250022868A/ko
Publication of CN117467904A publication Critical patent/CN117467904A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1261—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/04—Making ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
    • C23G1/08—Iron or steel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14783—Fe-Si based alloys in the form of sheets with insulating coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791—Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • H01F1/18—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets with insulating coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：C：0.001～0.004％、Si：2.0～3.8％、Mn：0.05～1.0％、Al≤1.5％、Ca：0.0003～0.01％、Cr：0.005～0.4％。此外本发明还公开了一种制造上述无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)加热和轧制：连铸坯在加热炉内进行加热时，当温度升至1020℃以上时，控制升温速率为0.8～2.0℃/min；控制终轧温度≥880℃，且终轧之后、层流冷却之前的停留时间控制在5～40s；(3)常化退火；(4)酸洗；(5)冷轧；(6)连续退火；(7)绝缘涂层。

Description

一种无取向电工钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种无取向电工钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，随着环保理念的迅速普及，为了改善自然环境，人们普遍希望通过提高用电效率，来进一步节约电能消耗。因此，当前对于薄规格、高磁感和低铁损的无取向电工钢板的要求也变得越来越高。
为了满足市场需求，当前亟需开发一种新的薄规格、高磁感和低铁损且具有优异力学性能的无取向电工钢板，以用作新能源汽车驱动电机用钢、变频空调压缩机用钢以及高速旋转的电动工具用钢。
在当前现有技术中，对于薄规格钢板而言，目前业界常用的成品厚度一般都控制在了0.35mm以下，甚至是0.27mm以下。但是，由于电机铁芯的小型化、轻量化的设计要求，作为转子铁芯的磁路或轭部宽度越来越窄，加之转子铁芯高速工作时的惯性离心力很大等原因，其很导致薄钢板容易出现变形、断裂等问题。因此，当前在制备无取向电工钢板时，市场和用户对于所制备的成品薄钢板的强度要求也越来越高。
此外，在实际制备无取向电工钢板以用作定子铁芯时，其期望在经过消除应力退火之后具有更低的铁损P1.0/400以及优良的磁感B5000。为此，开发一种具有薄规格、高强度、低铁损、高磁感的无取向硅钢及其制造方法，具有十分重要的现实意义。
针对这一需求，当前已有部分研究人员进行了大量的研究，并取得了一定的研究成果，但这些专利技术文献的实际应用效果并不是很理想：
例如：公开号为CN107974620A，公开日2018年5月1日，名称为“一种屈服强度≥600Mpa高速电机转子用无取向硅钢及生产方法”的中国专利文献公开了一种高屈服强度的无取向硅钢及其制造方法，其化学成分按wt％计为：C：0.001-0.003％，Si：2.6-3.4％，Mn：0.20-0.60％，P≤0.005％，S≤0.005％，Als：0.75-0.95％，N：0.002-0.006％，Nb：0.053-0.20％。该技术方案所采用的生产步骤包括：经转炉冶炼并浇铸成坯；对连铸坯加热；常规的粗轧及精轧；常化；酸洗后进行冷轧；连续退火。该技术方案所制备的厚度不超过0.35mm的成品钢板的屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，其P1.0/400≤35W/kg，B5000≥1.60T。该专利文献中，成品钢板的抗拉强度、屈服强度均十分优良，分别达到700MPa、600MPa或以上，但铁损P1.0/400高达35W/kg且磁感B5000低至1.60T，其性能仍然不佳。
再例如：公开号为特开2012-136764，公开日为2012年7月19日，名称为“高强度电磁钢板的制造方法”的日本专利文献公开了一种高强度电磁钢板的制造方法，其化学成分按wt％计为：Si：3.5～5.0％、S：0.0005～0.0030％、Ca：0.0015％以上、Sn和(或)Sb：0.01～0.1％。该技术方案采用弧形连铸机浇铸成坯，再依次进行热轧、常化、一次冷轧和连续退火，得到了一种高强度电磁钢板。其中，连铸坯表面中心温度不低于700℃，常化温度为850～1000℃，均热时间为10s～10min，并且热轧钢板经过常化之后，要求100％实现再结晶，晶粒尺寸为80～300μm；连续退火时，退火温度为670～800℃，均热时间为2s～1min且要求30～95％实现再结晶，以及轧制方向上的再结晶粒群长在2.5mm以下。在该专利文献的实施例中，给出了近700MPa的抗拉强度，铁损P10/400高达20W/kg或以上，但没有提及成品钢板的屈服强度。
基于此，不同于上述现有的技术方案，发明人设计并期望获得一种新的薄规格、高强度、低铁损、高磁感的无取向电工钢板及其制造方法，以满足市场和用户的需求。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种无取向电工钢板，该无取向电工钢板通过合理的化学成分设计并配合优化的制造工艺，可以获得优良的屈服强度、抗拉强度和电磁性能，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，铁损P10/400≤18.0W/kg，磁感B5000≥1.62T，且能够满足低成本、低损耗的要求，并具有低成本、适用范围广、稳定性好等特点。
为了实现上述目的，本发明提出了一种无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
C：0.001～0.004％、Si：2.0～3.8％、Mn：0.05～1.0％、Al≤1.5％、Ca：0.0003～0.01％、Cr：0.005～0.4％。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其各化学元素质量百分含量为：
C：0.001～0.004％、Si：2.0～3.8％、Mn：0.05～1.0％、Al≤1.5％、Ca：0.0003～0.01％、Cr：0.005～0.4％；余量为Fe和不可避免的杂质。
在本发明所述的无取向电工钢板中，各化学元素的设计原理如下所述：
C：在本发明所述的无取向电工钢板中，C元素能够强烈阻碍成品带钢晶粒长大，其容易与Nb、V、Ti等结合形成细小析出物，从而引起损耗增加并产生磁时效，因此必须将钢中C元素含量严格控制在0.004％或以下。但需要注意的是，钢中C元素含量也不宜过低，当钢中C元素含量低于0.001％时，则不利于提高成品钢板的机械强度。基于此，为了充分发挥C元素的有益效果，在本发明所述的无取向电工钢板中，将C元素的质量百分含量控制在0.001～0.004％之间。
Si：在本发明所述的无取向电工钢板中，钢中添加适量的Si元素不仅能够提高钢材的电阻率，还可以有效降低钢材的铁损。当钢中Si元素含量高于3.8％时，则会显著降低钢材的磁感，并容易导致冷轧断带；而当钢中Si元素含量低于2.5％时，则又起不到大幅降低钢的铁损作用。基于此，为了发挥Si元素的有益效果，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Si元素的质量百分含量控制在2.0～3.8％之间。
Mn：在本发明所述的无取向电工钢板中，Mn元素能够与S元素结合生成MnS，其可以有效降低对钢材的磁性危害。当钢中Mn元素含量低于0.05％时，则Mn元素所起到的固S效果较差；而当钢中Mn元素含量高于1.0％以上时，则会大幅增加钢材的制造成本。因此，为了发挥Mn元素的有益效果，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Mn元素的质量百分含量控制在0.05～1.0％之间。
Al：在本发明所述的无取向电工钢板中，Al元素能够起到提高材料的电阻率，从而促进晶粒尺寸长大、降低材料的铁损等效果。当钢中加入的Al含量过高，高于1.5％时，会造成连铸浇铸困难，导致制造成本大幅增加，并显著劣化冷轧轧制稳定性。基于此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Al元素的质量百分含量控制为Al≤1.5％。
Ca：在本发明所述的无取向电工钢板中，Ca是强脱氧、脱硫元素，其易形成容易上浮、去除的大颗粒夹杂物，并可以有效降低对钢的磁性危害。因此，为发挥Ca元素的有益效果，需要向钢中加入0.0003％或以上的Ca。但需要注意的是，钢中Ca元素含量同样也不宜过高，当向钢中加入超过0.01％的Ca元素之后，会导致成品钢板的晶粒异常细化和有利晶体织构比例降低，进而劣化钢的磁性。由此，为了发挥Ca元素的有益效果，在本发明所述的无取向电工钢板中，将Ca元素的质量百分含量控制在0.0003～0.01％之间。
当然，在一些优选的实施方式中，为了获得更优的实施效果，可以进一步优选地将Ca元素的质量百分含量控制在0.0005～0.004％之间。
Cr：在本发明所述的无取向电工钢板中，Cr元素能够与N元素结合生成Cr2N，其可以有效降低对钢材的磁性危害。当钢中Cr元素的含量低于0.005％时，则Cr元素所起到的固N效果差，因此要向钢中加入0.005％或以上的Cr。但需要注意的是，钢中Cr元素含量也不宜过高，当向钢中加入超过0.4％的Cr之后，会导致成品钢板晶粒异常细化和有利晶体织构比例降低，进而劣化钢的磁性。基于此，考虑到Cr元素含量对钢材性能的影响，在本发明所述的无取向电工钢板中，将N元素的质量百分含量控制在0.005～0.4％之间。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其中在不可避免的杂质中，P≤0.2％、S≤0.002％，N≤0.004％、O≤0.005％。
在本发明所述的无取向电工钢板中，P元素、S元素、N元素和O元素均为无取向电工钢板中的杂质元素，其是钢铁原辅料或生产过程中所引入的杂质元素，在技术条件允许情况下，为了获得性能更好且质量更优的钢材，应尽可能降低钢中杂质元素的含量。
P：在本发明中，当钢中P元素的质量百分含量超过0.2％时，其容易导致冷脆现象发生，并会降低冷轧加工过程的可制造性。为此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将P元素的质量百分含量控制为：P≤0.2％。
S：在本发明中，当钢中S元素含量超过0.002％时，将会使MnS、Cu2S等有害夹杂物数量大大增加，从而导致钢的铁损出现劣化。为此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将S元素的质量百分含量控制为：S≤0.002％。
N：在本发明中，当钢中N元素的质量百分含量超过0.004％时，将会使N的Nb、V、Ti、Al、Cr等析出物数量急剧增加、尺寸粗化，不利于提高成品钢板的机械强度和降低成品钢板的铁损。为此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将N元素的质量百分含量控制为：N≤0.004％。
O：在本发明中，当钢中O元素的质量百分含量超过0.005％时，将会使O化物夹杂物数量大大增加，其不利于调整有利于夹杂物的比例，并会恶化钢的磁性能。为此，在本发明所述的无取向电工钢板中，将O元素的质量百分含量控制为：O≤0.005％。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，Ca元素含量为0.0005～0.004％。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，钢中的氮化物夹杂物包括单个的Cr2N、AlN、TiN，以及AlN、Cr2N、TiN至少其中两种形成的复合夹杂物。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，钢中的氮化物夹杂物[N]I占钢中所有的氧化物夹杂物[O]I、硫化物夹杂物[S]I、氮化物夹杂物的体积比满足：0.42≤[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)≤0.85。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的体积比为：0.7-1.0。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其厚度为0.15～0.35mm。
进一步地，在本发明所述的无取向电工钢板中，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，铁损P10/400≤18.0W/kg，磁感B5000≥1.62T。
相应地，本发明的另一目的还在于提供一种用于制造上所述的无取向电工钢板的制造方法，该制造方法简单可行，通过该制造方法可以获得具有优异力学性能、电磁性能的无取向电工钢板，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，铁损P10/400≤18.0W/kg，磁感B5000≥1.62T。
为了达到上述发明目的，本发明提出了一种无取向电工钢板的制造方法，其包括步骤：
(1)冶炼和铸造；
(2)加热和轧制：连铸坯在加热炉内进行加热时，当温度升至1020℃以上时，控制升温速率为0.8～2.0℃/min；控制终轧温度≥880℃，且终轧之后、层流冷却之前的停留时间控制在5～40s；
(3)常化退火；
(4)酸洗；
(5)冷轧；
(6)连续退火；
(7)绝缘涂层。
在本发明中，发明人优化了钢材的化学成分设计，同时限定了合理的制造工艺，其在冶炼和铸造获得连铸坯后，通过优化连铸坯的加热升温工艺以及热轧轧制过程，并配合后续的常化退火、酸洗、冷轧、连续退火以及涂层工艺可以有效制备屈服强度、抗拉强度和电磁性能优良的无取向电工钢板。所制备的这种无取向电工钢板能够有效满足低成本、低损耗的要求，且其具有低成本、适用范围广、稳定性好等特点。
在本发明上述步骤(1)的冶炼和铸造工艺中，冶炼和铸造可以具体包括：铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼以及连续浇铸四个步骤。在实际实施时，操作人员可以在炼钢过程中控制高炉铁水经过铁水预处理之后和适量优质废钢一道装入转炉进行粗炼，然后再进行RH精炼脱碳、脱氧、脱硫，调整钢的化学成分和进行钙处理。期间，根据本发明设计要求，操作人员可以调整钢的化学成分设计，尤其是要确保Ca、Cr、S、N满足设计条件，以获得满足化学成分设计要求的钢液，而后按照规定尺寸连铸浇铸成120～250mm厚、800～1400mm宽的连铸坯。
利用上述冶炼和铸造工艺可以严格控制钢中Ca元素含量，将钢中的钙含量限制在0.0003～0.01％之间，优选范围为0.0005～0.004％。这样，在经过钢液脱氧、脱硫和钙处理之后，钢中的氧化物、硫化物数量将会大幅度减少，钢中残存的氧化物、硫化物尺寸得以粗化，危害性明显降低。同时，为了获得良好的氮化物控制效果，既要确保其数量合适，又要确保其尺寸合适，即不能降低成品钢板的机械强度，也不能导致晶粒细化，而劣化电磁性能。因此，在本发明上述步骤(2)的加热和轧制中，在连铸坯在加热炉内进行加热时，当温度升至1020℃以上时，控制连铸坯升温速率为0.8～2.0℃/min。
需要注意的是，在这一温度区间内，当连铸坯的升温速率低于0.8℃/min时，则AlN夹杂物尤其是Cr2N夹杂物固溶量会显著增多；相应地，在后续的精轧、卷取过程中，随着钢板温度的降低，AlN、Cr2N夹杂物会再次析出，此时析出尺寸小、析出数量大幅增多，钢质洁净度会显著降低。同时，在该温度区间内，升温速率也不宜过高，当升温速率高于2.0℃/min时，则AlN夹杂物、尤其是Cr2N夹杂物固溶量会显著减少，这时钢液浇铸凝固末期析出的细小AlN夹杂物、尤其是Cr2N夹杂物，由于无法充分固溶，仍旧以单个的、细小尺寸存在，其会对热轧显微组织的再结晶和有利织构的形成产生危害。
并且，考虑到连铸坯从较高的均热温度下，经过粗轧、精轧之后的温降过程中，越是轧制末期，热轧钢板温度就越低，析出的氮化物尺寸就越小，危害也就越大的实际情况，发明人在设计时还要求在热轧的轧制过程中，控制终轧温度≥880℃，以确保氮化物尽可能地在高温阶段充分析出；同时，要求在终轧之后、层流冷却之前的停留时间控制在5～40s，以促进之前析出的氮化物能够均匀长大、尺寸受控。
基于这种加热和轧制工艺，钢中的氮化物会以单个的Cr2N、AlN、TiN为主，且还有少量的AlN、Cr2N、TiN至少其中两种形成的复合夹杂物。其中，钢中的氮化物夹杂物[N]I占钢中所有的氧化物夹杂物[O]I、硫化物夹杂物[S]I、氮化物夹杂物的体积比满足：0.42≤[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)≤0.85。
与此同时，将0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的体积比可以满足：0.7-1.0之间。
需要说明的是，上述TiN夹杂物中的Ti来自钢中不可避免的含量极低的Ti，由于Ti在本案中属于含量极低的杂质元素，因此本案元素成分设计部分并未对其进行特别描述或限定。
此外，还需要说明的是，在本发明上述制造工艺中，在某些实施方式中，经由步骤(2)所获得的热轧钢板可以在100％氮气气氛下，经过830～1000℃×10～300s的常化退火，然后经一次冷轧轧制成目标厚度0.15～0.35mm，或者经过一次冷轧+中间退火+二次冷轧轧制成目标厚度0.15～0.35mm。最后，上述冷轧钢板可以进一步控制在H2含量为30％或以上的氮、氢混合气氛下，经过800～1000℃×(10～120)s连续退火以及后续的绝缘涂层之后，即可获得所需的薄规格、高强度、低铁损、高磁感的无取向电工钢板。
相较于现有技术，本发明所述的无取向电工钢板及其制造方法具有如下所述的优点以及有益效果：
在本发明所述的无取向电工钢板中，发明人对化学元素成分配比和相关制造工艺进行了优化设计，采用该法生产的无取向电工钢板具有薄规格、高强度、低铁损、高磁感的特点，其在经过连续退火之后，具有优良的屈服强度和抗拉强度，可以很好的应用于20000rpm及以下的高频、高速电机。
在本发明中，所设计的无取向电工钢板还具有低成本、适用广、稳定性好等特点，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，铁损P10/400≤18.0W/kg，磁感B5000≥1.62T，并具有良好的推广前景和应用价值。
附图说明
图1示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)与成品钢板屈服强度之间的关系。
图2示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中0.2～0.5μm的氮化物/0.2～2.0μm的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物与成品钢板磁感B5000之间的关系。
图3示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中热轧升温速率与夹杂物数量之间的关系。
图4为对比例1的对比钢材的显微组织照片。
图5为实施例10的成品无取向电工钢板的显微组织照片。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的无取向电工钢板及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-12以及对比例1-5
表1列出了实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板的各化学元素的质量百分配比。
表1.(wt％，余量为Fe及除了P、S、O、N以外的不可避免的杂质)
实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板均采用以下步骤制得：
(1)按照表1所示的化学成分配比进行冶炼和铸造：在炼钢过程中，高炉铁水经过铁水预处理之后，和适量优质废钢一道装入转炉进行粗炼，然后再进行RH精炼脱碳、脱氧、脱硫，调整钢的化学成分和进行钙处理。期间，根据发明设计要求，调整钢的化学成分设计，尤其是要确保Ca、Cr、S、N满足设计条件，以获得满足化学成分设计要求的钢液，而后按照规定尺寸连铸浇铸成120～250mm厚、800～1400mm宽的连铸坯。
(2)加热和轧制：将获得的连铸坯输入到加热炉中进行加热和升温，在连铸坯在加热炉内进行加热时，当温度升至1020℃以上时，严格控制连铸坯的升温速率为0.8～2.0℃/min；并控制终轧温度≥880℃，且终轧之后、层流冷却之前的停留时间控制在5～40s之间。
(3)常化退火：在100％氮气氛下，控制常化退火温度为830～1000℃，并控制常化退火时间为10～300s。
(4)酸洗。
(5)冷轧：经一次冷轧轧制成目标厚度0.15～0.35mm，或者经过一次冷轧+中间退火+二次冷轧轧制成目标厚度0.15～0.35mm。
(6)连续退火：在H2含量为30％或以上的氮、氢混合气氛下，进行连续退火，控制连续退火温度为800～1000℃，控制连续退火时间为10～120s。
(7)绝缘涂层。
需要说明的是，在本发明中，实施例1-12的化学成分和相关工艺参数均满足本发明设计规范控制要求；而在对比例1-5中，对比例1-5的对比钢材虽然也采用上述工艺步骤制得，但其化学元素成分和/或相关工艺参数存在不符合本发明设计的参数。
表2列出了实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板在上述制造工艺流程中的具体工艺参数以及最终的成品厚度。
表2.
将最终制得的成品实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板分别取样，并针对实施例1-12和对比例1-5的钢板样品进行观察和分析，观察发现各实施例和对比例的钢中均具有夹杂物，如氧化物夹杂物、硫化物夹杂物和氮化物夹杂物。
通过进一步地分析测试，可以分别获得各实施例和对比例钢板中的氮化物夹杂物[N]I占钢中所有的氧化物夹杂物[O]I、硫化物夹杂物[S]I、氮化物夹杂物的比例、钢中0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的比例，相关观察分析结果列于下述表3之中。
表3列出了各实施例和对比例钢板的夹杂物观察分析结果。
表3.
编号 A B
实施例1 0.61 0.72
实施例2 0.52 0.99
实施例3 0.79 0.81
实施例4 0.58 0.90
实施例5 0.42 0.76
实施例6 0.81 0.71
实施例7 0.44 0.82
实施例8 0.83 0.88
实施例9 0.85 0.91
实施例10 0.49 0.73
实施例11 0.65 0.94
实施例12 0.70 0.83
对比例1 0.37 0.83
对比例2 0.48 0.64
对比例3 0.73 0.92
对比例4 0.92 0.71
对比例5 0.81 0.59
注：在上述表3之中，“A”表示[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)；“B”表示，0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的比值。
观察发现，在实施例1-12所制备的无取向电工钢板中，其中的氮化物夹杂物以单个的Cr2N、AlN、TiN为主，还有少量的AlN、Cr2N、TiN至少其中两种所形成的复合夹杂物。
针对各实施例和对比例样品钢板的夹杂物进行检测后发现，从上述表3之中可以看出，在实施例1-12中，钢中的氮化物夹杂物[N]I占钢中所有的氧化物夹杂物[O]I、硫化物夹杂物[S]I、氮化物夹杂物的体积百分含量比例[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)具体在0.42-0.85之间；并且，钢中的0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的比例在0.71-0.99之间。
相应地，完成上述夹杂物的观察分析后，可以将最终制得的实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板再次取样，并对实施例1-12和对比例1-5的样品钢板进行力学性能、磁感B5000和铁损P10/400的测试，所得的测试结果列于下述表4中。
相关性能测试手段，如下所述：
拉伸试验：基于国家标准GB/T 228.1-2010，金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法，控制测试温度为20℃，进行恒温测试，单片测试，并控制试样尺寸为35mm×390mm，以测得各实施例和对比例钢板的屈服强度YS、抗拉强度TS。
磁感性能测试：基于国家标准GB/T 3655-2008，采用爱波斯坦方圈法进行铁损性能测试，控制测试温度为20℃进行恒温测试，并控制试样尺寸为30mm×300mm，目标质量为0.5kg，由此测得各实施例和对比例钢板的磁感B5000。
铁损性能测试：基于国家标准GB/T 3655-2008，采用爱波斯坦方圈法进行铁损性能测试，控制测试温度为20℃进行恒温测试，并控制试样尺寸为30mm×300mm，目标质量为0.5kg，由此测得各实施例和对比例的铁损P10/400。
表4列出了实施例1-12的无取向电工钢板以及对比例1-5的对比钢板的屈服强度YS、抗拉强度TS、磁感B5000和铁损P10/400测试结果。
表4.
如上述表4所示，在本发明中，实施例1-12的无取向电工钢板的屈服强度在611-656MPa之间，抗拉强度在706-785MPa之间，其磁感B5000在1.63-1.66T之间，铁损P10/400在13.9-17.2W/kg之间，其综合性能明显优于对比例1-5的对比钢板。对比例1-5由于没有满足本技术方案所限定的条件，因此其实施效果也劣于本案的实施效果。
结合上述表1、表2、表3和表4所列出的数据，可以进一步对本发明所制备的五个对比例进行分析和说明。
在对比例1中，钢中所添加的Mn、S元素分别为1.22％和0.0025％，均已超出本发明设计要求上限1.0％和0.002％。并且，连铸坯经过热轧终轧之后、层冷之前，停留时间只有4s，低于发明设计要求下限5s。相应的，钢中[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)只有0.37，低于本发明设计要求下限0.42。因此，对比例1所对应制备的成品钢板的屈服强度、抗拉强度均合格，但磁感B5000偏低、铁损P10/400偏高，分别为1.59T、24.7W/kg，没有达到发明设计要求。
在对比例2中，钢中所添加的Si元素含量为3.90％，已超出发明设计要求上限3.8％。并且，连铸坯在热轧轧制过程中，在1020℃及以上温度区间的连铸坯升温速率为2.5℃/min，高于本发明设计要求上限2.0℃/min。相应的，钢中0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的比值只有0.64，其低于本发明设计要求下限0.70。因此，对比例2所对应制备的成品钢板的屈服强度、抗拉强度、铁损P10/400均合格，但磁感B5000偏低，为1.58T，没有达到本发明设计要求。
在对比例3中，其钢中化学成分设计均合格，但连铸坯在热轧轧制过程中，终轧温度只有820℃，低于本发明设计要求下限880℃。并且，成品钢板目标厚度为0.50mm，高于本发明设计要求上限0.35mm。因此，对比例3所对应制备的成品钢板的屈服强度YS、抗拉强度TS、磁感B5000和铁损P10/400不合格，分别为547MPa、679MPa、1.58T、18.9W/kg，均没有达到本发明设计要求。
在对比例4中，钢中所添加的Cr、N元素含量分别为0.71％和0.0051％，已超出本发明设计要求上限的0.4％和0.004％。并且，在制造工艺中，其在1020℃及以上温度区间的连铸坯升温速率为0.49℃/min，低于本发明设计要求上限的0.8℃/min。相应的，钢中[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)高达0.92，高于本发明设计要求上限的0.85。因此，对比例4所对应制备的成品钢板的服强度YS、磁感B5000和铁损P10/400均不合格，其分别为582MPa、1.60T、22.1W/kg，并没有达到本发明的设计要求。
在对比例5中，钢中所添加的C、Si、Al元素含量分别为0.0044％、2.23％和1.82％，已超出本发明设计要求上限0.0035％、下限2.5％和上限1.5％。并且，在制造工艺中，连铸坯经过热轧终轧之后、层冷之前，停留时间只有55s，其高于发明设计要求上限的40s。相应的，钢中0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的比值0.59，低于发明设计要求下限0.70。因此，对比例5所对应制备的成品钢板的屈服强度YS、抗拉强度TS和铁损P10/400均不合格，分别为559MPa、658MPa、19.4W/kg，并没有达到本发明的设计要求。
图1示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)与成品钢板屈服强度之间的关系。
如图1所示，观察发现，随着[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)的增加，成品钢板的屈服强度快速增加，而在[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)达到0.42时，成品钢板的屈服强度可以达到600MPa。之后，随着[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)的增加，成品钢板的屈服强度继续同比增加，并于[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)达到0.85时，成品钢板的屈服强度达到最大，之后，随着[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)的再增加，成品钢板的屈服强度快速降低，从而达不到本发明设计要求。
图2示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中0.2～0.5μm的氮化物/0.2～2.0μm的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物与成品钢板磁感B5000之间的关系。
如图2所示，观察发现，对于0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的体积百分含量比例而言，随着该参数数值的增加，成品钢板的磁感先是快速增加，并在0.7-1.0区间时达到或者超出本发明设计要求1.62T或以上；而后则开始快速降低，从而达不到本发明设计对成品钢板的磁感控制要求。
图3示意性地显示了在本发明所述的无取向电工钢板中热轧升温速率与夹杂物数量之间的关系。
如图3所示，观察发现，在热轧过程中，随着连铸坯升温速率的提高，钢中的夹杂物数量先是快速降低，并在升温速率为0.8℃/min时，夹杂物数量达到3.5×107个/mm3或以下，并在2.0℃/min之前基本保持稳定，而后夹杂物数量开始快速升高，逐渐远高于3.5×107个/mm3。。
图4为对比例1的对比钢材的显微组织照片。
如图4所示，在对比例1的对比钢材的微观组织进行观察发现，对比例1的这种钢材的夹杂物形状不规则，尺寸细小，数量众多，且呈团簇状分布，会严重阻碍热处理退火过程中的晶粒尺寸长大，劣化成品钢板的有利晶体织构，从而劣化电磁性能。
图5为实施例10的成品无取向电工钢板的显微组织照片。
如图5所示，在该实施方式中，实施例10的成品无取向电工钢板的夹杂物尺寸相对较大，且比较均一，其整体形状规则，且数量很少，对热处理退火过程中的晶粒尺寸长大影响较小，有利于成品钢板的电磁性能改善。
需要说明的是，本发明的保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种无取向电工钢板，其含有Fe和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：
C：0.001～0.004％、Si：2.0～3.8％、Mn：0.05～1.0％、Al≤1.5％、Ca：0.0003～0.01％、Cr：0.005～0.4％。
2.如权利要求1所述的无取向电工钢板，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：
C：0.001～0.004％、Si：2.0～3.8％、Mn：0.05～1.0％、Al≤1.5％、Ca：0.0003～0.01％、Cr：0.005～0.4％；余量为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，其中在不可避免的杂质中，P≤0.2％、S≤0.002％，N≤0.004％、O≤0.005％。
4.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，Ca元素含量为0.0005～0.004％。
5.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，钢中的氮化物夹杂物包括单个的Cr2N、AlN、TiN，以及AlN、Cr2N、TiN至少其中两种形成的复合夹杂物。
6.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，钢中的氮化物夹杂物[N]I占钢中所有的氧化物夹杂物[O]I、硫化物夹杂物[S]I、氮化物夹杂物的体积比满足：0.42≤[N]I/([O]I+[S]I+[N]I)≤0.85。
7.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，0.2～0.5μm尺寸范围内的氮化物夹杂物与0.2～2.0μm尺寸范围内的氧化物夹杂物、硫化物夹杂物、氮化物夹杂物的体积比例为：0.7-1.0。
8.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，其厚度为0.15～0.35mm。
9.如权利要求1或2所述的无取向电工钢板，其特征在于，其屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥700MPa，铁损P10/400≤18.0W/kg，磁感B5000≥1.62T。
10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的无取向电工钢板的制造方法，其特征在于，包括步骤：
(1)冶炼和铸造；
(2)加热和轧制：连铸坯在加热炉内进行加热时，当温度升至1020℃以上时，控制升温速率为0.8～2.0℃/min；控制终轧温度≥880℃，且终轧之后、层流冷却之前的停留时间控制在5～40s；
(3)常化退火；
(4)酸洗；
(5)冷轧；
(6)连续退火；
(7)绝缘涂层。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制常化退火温度为830～1000℃，常化退火时间为10～300s。
12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在步骤(6)中，控制连续退火温度为800～1000℃，连续退火时间为10～120s。
CN202210858578.5A 2022-07-20 2022-07-20 一种无取向电工钢板及其制造方法 Pending CN117467904A (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210858578.5A CN117467904A (zh) 2022-07-20 2022-07-20 一种无取向电工钢板及其制造方法
PCT/CN2023/108440 WO2024017345A1 (zh) 2022-07-20 2023-07-20 一种无取向电工钢板及其制造方法
CA3260913A CA3260913A1 (en) 2022-07-20 2023-07-20 NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND ITS MANUFACTURING PROCESS
JP2025501764A JP2025523697A (ja) 2022-07-20 2023-07-20 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
EP23842407.1A EP4541919A4 (en) 2022-07-20 2023-07-20 NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND PROCESS FOR MANUFACTURING SAME
KR1020257001870A KR20250022868A (ko) 2022-07-20 2023-07-20 무배향 전기 강판 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210858578.5A CN117467904A (zh) 2022-07-20 2022-07-20 一种无取向电工钢板及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117467904A true CN117467904A (zh) 2024-01-30

Family

ID=89617200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210858578.5A Pending CN117467904A (zh) 2022-07-20 2022-07-20 一种无取向电工钢板及其制造方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4541919A4 (zh)
JP (1) JP2025523697A (zh)
KR (1) KR20250022868A (zh)
CN (1) CN117467904A (zh)
CA (1) CA3260913A1 (zh)
WO (1) WO2024017345A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120989521A (zh) * 2024-05-20 2025-11-21 宝山钢铁股份有限公司 一种具有优良冲裁加工性的无取向电工钢板及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008156737A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Jfe Steel Kk 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN106957994A (zh) * 2012-08-08 2017-07-18 杰富意钢铁株式会社 高强度电磁钢板及其制造方法
CN108463569A (zh) * 2016-01-15 2018-08-28 杰富意钢铁株式会社 无取向性电磁钢板及其制造方法
CN112030076A (zh) * 2020-08-10 2020-12-04 武汉科技大学 一种高速电机用高强度电工钢及其制备方法
WO2021124780A1 (ja) * 2019-12-16 2021-06-24 Ｊｆｅスチール株式会社 モータコアおよびその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102409252A (zh) * 2010-09-21 2012-04-11 鞍钢股份有限公司 一种超高强度冷轧钢板及其制造方法
JP5817115B2 (ja) 2010-12-28 2015-11-18 Ｊｆｅスチール株式会社 高強度電磁鋼板の製造方法
CN103305748A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 宝山钢铁股份有限公司 一种无取向电工钢板及其制造方法
MX2019011566A (es) * 2017-03-30 2019-11-18 Jfe Steel Corp Metodo para producir una lamina de acero electrico no orientado, metodo para producir un nucleo de motor, y nucleo de motor.
CN107974620B (zh) 2017-12-01 2019-10-25 武汉钢铁有限公司 一种屈服强度≥600Mpa高速电机转子用无取向硅钢及生产方法
KR102177530B1 (ko) * 2018-11-30 2020-11-12 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN113166823A (zh) * 2018-12-27 2021-07-23 杰富意钢铁株式会社 无方向性电磁钢板
EP3913079B1 (en) * 2019-01-17 2023-09-20 Nippon Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet, segmented stator, and rotating electrical machine
US20220372600A1 (en) * 2019-12-09 2022-11-24 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet, motor core, and production methods thereof
JP7231895B1 (ja) * 2021-07-05 2023-03-02 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とその製造方法
CN114086058B (zh) * 2021-10-25 2023-05-02 马鞍山钢铁股份有限公司 一种切口耐蚀性良好的无取向硅钢及其生产方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008156737A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Jfe Steel Kk 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN106957994A (zh) * 2012-08-08 2017-07-18 杰富意钢铁株式会社 高强度电磁钢板及其制造方法
CN108463569A (zh) * 2016-01-15 2018-08-28 杰富意钢铁株式会社 无取向性电磁钢板及其制造方法
WO2021124780A1 (ja) * 2019-12-16 2021-06-24 Ｊｆｅスチール株式会社 モータコアおよびその製造方法
CN112030076A (zh) * 2020-08-10 2020-12-04 武汉科技大学 一种高速电机用高强度电工钢及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2025523697A (ja) 2025-07-23
EP4541919A1 (en) 2025-04-23
CA3260913A1 (en) 2025-04-07
WO2024017345A1 (zh) 2024-01-25
EP4541919A4 (en) 2025-07-09
KR20250022868A (ko) 2025-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3719160B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetism and manufacturing method therefor
WO2021027797A1 (zh) 一种高磁感取向硅钢及其制造方法
CN120624762A (zh) 马达铁芯的制造方法和马达铁芯
CN101139681A (zh) 中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法
CN115198203B (zh) 一种免常化中间退火的无取向电工钢板及其制造方法
EP4001450A1 (en) 600mpa grade non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
CN114000045B (zh) 一种磁性能优良的高强度无取向电工钢板及其制造方法
CN114737129B (zh) 一种卷绕式电机铁芯用高性能无取向硅钢及其生产方法
CN111690870A (zh) 一种冷连轧生产高磁感薄规格无取向硅钢方法
CN114058953A (zh) 一种适宜缠绕式加工的低铁损无取向硅钢及其生产方法
CN112143962A (zh) 一种高磁感低铁损的无取向电工钢板及其制造方法
CN112143964A (zh) 一种极低铁损的无取向电工钢板及其连续退火工艺
CN104328342B (zh) 一种变频高效压缩机用无取向硅钢及生产方法
CN115704073B (zh) 一种表面状态良好的无取向电工钢板及其制造方法
CN102676913B (zh) 药芯焊丝用冷轧带钢及其制造方法
WO2021037064A1 (zh) 一种含Cu无取向电工钢板及其制造方法
CN117467904A (zh) 一种无取向电工钢板及其制造方法
CN110640104B (zh) 一种磁性能优良的无取向电工钢板及其制造方法
CN118835165A (zh) 一种超薄规格无取向硅钢及其制备方法和应用
CN106086591A (zh) 一种无Si含Mn半工艺冷轧无取向电工钢生产方法
CN117604394A (zh) 一种储能碱性电池壳用冷轧板及其生产方法
JP2025501012A (ja) 磁気性能が良好な無方向性電磁鋼板及びその製造方法
CN116875909B (zh) 一种高碳刃具钢热连轧卷板及其制造方法
CN114058961B (zh) 一种厚度≤0.15mm无取向硅钢带及生产方法
EP4541922A1 (en) Non-oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density, and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination