无取向硅钢极薄带织构及磁性能研究

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无取向硅钢是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁材料,主要用作各种电动机、发电机和变压器的铁芯及其它电器部件。无取向硅钢极薄带产品传统上主要用于军工及科研领域,随着变频技术的进步及新能源动力的开发,原属小众品种的无取向硅钢极薄带产品应用越来越广泛。提高磁感应强度,降低铁损对于节能降耗具有重要的意义。本文主要分析和探讨冷轧变形量、异速比和退火工艺对无取向硅钢极薄带组织、织构、取向及磁性能的影响,研究工作与结果如下:(1)探究冷轧变形量对无取向硅钢极薄带织构与磁性能的影响,将0.35mm厚薄带轧至不同厚度(0.06mm~0.26mm),在850℃×7min退火后观察不同冷轧变形量条件下显微组织及磁性能的变化。实验结果发现:冷轧变形量越大,晶粒尺寸越小且更均匀;磁感随着厚度的减薄先增加后降低,厚度为0.15mm时,λ织构强度最高,γ织构强度较低,磁感最高,磁感为1.745T。中高频铁损随着厚度减薄明显降低,在中高频条件下,厚度减薄,涡流损耗降低的幅度大于磁滞损耗增加的幅度,故总铁损值降低。(2)将0.35mm厚薄带分别采用不同异速比(1.07~1.30)将原始薄带轧至目标厚度0.08mm,对其再结晶织构和磁性能进行测定,分析异速比对无取向硅钢极薄带织构及磁性能的影响。实验结果表明:随着异速比增加,冷轧组织中剪切带增加,再结晶退火后试样的γ织构强度明显降低,对磁感有利的Cube织构及Goss织构强度增加,磁感逐渐增强,异速比为1.30时磁感为1.728T。(3)探究退火工艺对硅钢极薄带组织、织构、磁性能的影响,将0.35mm厚薄带轧至0.08mm,分别采用不同工艺进行再结晶退火,观察分析组织、析出物和晶粒取向,测试织构与磁性能。发现随着退火温度升高和保温时间延长,晶粒开始逐渐长大;当晶粒尺寸增加至70~80μm时,继续升高温度,晶粒尺寸变化不大,基本上都为等轴晶,并且出现了许多单层晶,磁感和铁损逐渐下降,磁感最高为1.747T,铁损P1.5/50最低为2.59W/kg,中高频铁损P1.0/400和P1.0/1000最低为10.58W/kg和33.17W/kg;随着退火时间延长,铁损先降低,到10min后变化不大,P1.5/50最低为2.60W/kg,中高频铁损P1.0/400和P1.0/1000最低分别为11.03W/kg和33.82W/kg。上述研究结果表明:经异步轧制获得的硅钢极薄带,磁性能良好,具有应用前景。
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