一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢及生产方法

摘要

一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢，其化学成分及wt%：C：≤0.0030%，Si：0.8~1.7%，Mn：0.2~0.8%，S：≤0.0050%，P：0.01~0.15%，Al：≤0.030%，N：≤0.0050%，Sn或Sb其中的一种或两种，总含量不超过0.05%。生产方法：经炼钢、热轧、酸洗及冷轧至成品厚度；在经成品退火后进行发蓝处理；进行取样、卷取、包装及检验。本发明在保持层间电阻的同时提高了产品的焊接性，减少了焊接气孔、断焊等缺陷；本发明通过对无取向电工钢薄板氧化发蓝的气氛、温度、露点及机组速度与发蓝温度的控制，在提高层间电阻的同时，还能最小程度的减少因表面氧化对磁性的恶化，保证成品磁性：0.50mm板B50≥1.75T，P1.5/50≤5.0 W/kg。

权利要求

1.生产一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢的方法，其步骤：

1）经炼钢、热轧、酸洗及冷轧至成品厚度；

2）在经成品退火后进行发蓝处理：在连续退火完成后直接进行发蓝处理，控制发蓝的气氛为N2和水蒸气H2O的混合气，露点为20～75℃，发蓝温度为580～700℃，通板速度为50~

100m/min，且要求炉内温度与通板速度之比在5.0 10；

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3）进行取样、卷取、包装及检验；

一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢的化学成分及重量百分比含量为：C：≤

0.0030%，Si：1.02 1.7%，Mn：0.2 0.8%，S：≤0.0050%，P：0.01 0.15%，Al：≤0.030%，N：≤~ ~ ~

0.0050%，Sn或Sb 其中的一种或两种，总含量不超过0.05%，其余为铁和不可避免的杂质。

说明书

一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢及生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种无取向电工钢及生产方法，具体属于一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢及生产方法。

背景技术

[0002] 无取向电工的性能的好坏不仅体现在各项磁性指标（铁损、磁感、磁导率等）上其加工性能（冲片性、焊接性）也极大的影响产品的适用性。磁性性能影响电机的使用性能，加工性能影响电机制造的稳定性和生产效率。大部分电机的定子铁芯都是把硅钢片冲片压装或铆接制成，但也一些定子铁芯是焊接制成。由于目前全工艺的无取向硅钢表面都涂有涂层，其中一些涂层为半有机涂层或有机涂层。这些涂层含有大量的碳和氢元素在焊接过程中氧化产生气体易于形成气孔，严重的使得焊缝开裂，需要多次补焊极大的制约生产效率，而且由于多次补焊焊接热影响区加大，恶化电机性能。解决焊接气孔的主要方法之一改变半有机涂层中无机物的成分由重铬酸锌改为重铬酸镁提高焊接性，但涂层中仍含有有机物对焊接性有改善不能完全消除；另一种方法采用无机涂层，然而无机涂层加工型较差，主要表现为冲片性和粘结性较差，在冲剪叠片时会对冲模造成过分磨损，而且涂层容易脱落影响绝缘效果。

[0003] 经检索，中国专利公开号为CN103882193A的文献，公布了一种外层氧化的冷轧无取向退火方法。其目的是使冷轧无取向电工钢板在循环冷却器内发蓝。其主要技术为设定连续退火炉的冷却器内为氮气循环，氧含量为600 1000ppm，露点为-40 40℃，并且钢板离~ ~开循环冷却器的板温为200 450℃，同时要求均热炉的露点为-60 60℃。该文献主要在连续~ ~
退火炉循环冷却器内进行，由于无取向电工钢再结晶温度较高，通常大于750℃，而冷却器较短，冷却到200 450℃较低的氧化温度很困难要求较低的通板速度才能达到，影响生产效~
率。

[0004] 中国专利公开号为CN105567917A的文献，公布了一种用无取向硅钢退火生产线生产退篮板的方法。该文献利用无取向硅钢退火线的生产设备，生产蓝退板无取向硅钢。其中钢带在干燥炉和烧结炉中进行分区氧化，干燥炉的炉温在350 460℃，烧结炉炉温280 350~ ~℃，控制蓝退板的氧化层厚度为8 23μm。这种方法生产的产品氧化层较厚对无取向电工钢~
的磁性恶化严重，仅适用于普通的蓝退板的生产。

发明内容

[0005] 本发明在于克服现有技术存在的由于涂层中含有有机物，这类产品在焊接过程中易于产生气泡而影响生产效率和产品稳定性的不足，提供一种经成品退火后直接对钢带表面进行氧化发蓝处理，获得绝缘效果好，磁性恶化小且焊接性和磁性优良的无取向电工钢生产方法。

[0006] 实现上述目的的措施：

[0007] 一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢，其化学成分及重量百分比含量为：C：≤0.0030%，Si：0.8 1.7%，Mn：0.2 0.8%，S：≤0.0050%，P：0.01 0.15%，Al：≤0.030%，N：≤~ ~ ~
0.0050%，Sn或Sb 其中的一种或两种，总含量不超过0.05%，其余为铁和不可避免的杂质；成品磁性：B50≥1.75T，P1.5/50≤5.0 W/kg；层间电阻50 300Ω·mm2/片。
~

[0008] 生产一种焊接性和磁性优良的无取向电工钢的方法，其步骤：

[0009] 1）经炼钢、热轧、酸洗及冷轧至成品厚度；

[0010] 2）在经成品退火后进行发蓝处理：在连续退火完成后直接进行发蓝处理，控制发蓝的气氛为N2和水蒸气H2O的混合气，露点为20～75℃，发蓝温度为450～700℃，通板速度为50 100m/min，且要求炉内温度与通板速度之比在5.0 10；
~ ~

[0011] 3）进行取样、卷取、包装及检验。

[0012] 本发明中各元素的作用及机理：

[0013] C，≤0.0030%。炼钢中将C降低至≤0.0030%，可免去后工序脱碳，同时成品不发生磁时效；

[0014] Si，0.8 1.7%。Si是增加电阻但又会降低饱和磁感（Bs）的元素。Si<0.8%，则铁损会~增高，但Si>1.7%，则磁感（B50）降低，为兼顾铁损和磁感，Si应控制在0.8~1.7%范围内；

[0015] Mn，0.2 0.8%。Mn可以控制S的有害作用，增加有利于取得粗大的MnS。但Mn>0.8%，~该作用已饱和，且增加成本，因此，Mn控制在0.2 0.8%；
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[0016] P，0.01 0.15%。P可提高电阻及硬度，因而在低Si（<1.0%）钢中，有利于降低铁损及~提高冲片形，因此，P应>0.01%，但P>0.15%会导致退火过程中的脆性。所以，控制在0.01~
0.15%；

[0017] Al，≤0.03%。Al能够增加电阻及促进晶粒长大，一般的加入量为0.25 0.50%但会~形成对磁性不利的AlN及内氧化层，经研究，Al≤0.03%时，会显著减少形成AlN和内氧化层量从而提高磁性亦有利于降低成本。所以，Al≤0.03%；

[0018] Sn及Sb，其中的一种或多种，其含量不超过0.05%。Sn、Sb均为易在原晶界偏聚元素，有利于抑制在晶界形成对磁性不利的（111）面织构，大于0.05%则成本升高，同时影响表面质量；

[0019] S、N，≤0.005%。S、N均为对磁性不利的元素，应尽量减少，因而，控制0.005%以下。

[0020] 本发明采取在成品退火后进不需要涂敷绝缘涂料层，而是直接进行发蓝处理，并在气氛为N2和水蒸气H2O的混合气，露点为20～75℃，温度为450～700℃，通板速度为50~100m/min，且要求炉内温度与通板速度之比在5.0 10的条件下进行发蓝。
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[0021] 气氛采用为N2和水蒸气H2O的混合气，以保证干燥炉和烧结炉处于弱氧化气氛，有利于无取向电工钢板的氧化；通过设定合理的气体流量和压力确保薄板氧化均匀。如果炉温太高则电工钢氧化厉害，磁性恶化严重；温度太低则绝缘效果不佳影响电机性能。露点对氧化的影响也比较大，露点太高氧化性气氛强，薄板氧化严重，太低氧化效果不好。

[0022] 要求氧化发蓝的炉温与通板速度之比为5.0 10。如果小于5.0获得的氧化发蓝层~较薄不致密，层间电阻低；如果大于10则无取向电工钢薄板氧化厉害，磁性恶化严重。

[0023] 经过检测，通过这种方法获得的氧化层比较致密，绝缘效果好，对磁性恶化小而且耐蚀性和抗氧化性比较好。成品磁性：0.50mm板B50≥1.75T，P1.5/50≤5.0 W/kg；层间电阻50~300Ω·mm2/片，焊接性良好，无气泡和开焊。

[0024] 本发明与现有技术相比，在保持层间电阻的同时提高了产品的焊接性，减少了焊接气孔、断焊等缺陷；本发明通过对无取向电工钢薄板氧化发蓝的气氛、温度、露点及机组速度与发蓝温度的控制，在提高层间电阻的同时，还能最小程度的减少因表面氧化对磁性的恶化，保证成品磁性：0.50mm板B50≥1.75T，P1.5/50≤5.0 W/kg。

具体实施方式

[0025] 下面对本发明予以详细描述：

[0026] 表1为本发明各实施案例的化学成分列表；

[0027] 表2为本发明各实施案例的主要工艺参数及性能情况列表。

[0028] 本发明各实施案例均按照以下步骤进行生产：

[0029] 1）经炼钢、热轧、酸洗及冷轧至成品厚度；

[0030] 2）在经成品退火后进行发蓝处理：在连续退火完成后直接进行发蓝处理，控制发蓝的气氛为N2和水蒸气H2O的混合气，露点为20～75℃，发蓝温度为450～700℃，通板速度为50 100m/min，且要求炉内温度与通板速度之比在5.0 10；
~ ~

[0031] 3）进行取样、卷取、包装及检验。

[0032] 表1 本发明各实施案例的化学成分列表（wt%）

[0033]

[0034] 表2 本发明各实施案例的主要工艺参数列表及效果列表

[0035]

[0036] 由表2可以看出：在满足本专利要求的成分和工艺下产品的磁性和绝缘效果较好，满足中小和微型电机的对无取向电工钢性能的要求，焊接性好无气泡和断焊缺陷。对比例1和2的无取向电工钢薄板面涂有半有机涂层，焊接性差有气孔和断焊缺陷；对比例3和4则由于氧化发蓝工艺没达到要求，钢板氧化严重磁性恶化严重。

[0037] 本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。