本發(fā)明涉及一種冷軋取向硅鋼及生產方法，確切地屬于一種利用激光工藝去除硅酸鎂底層的高耐溫涂層取向硅鋼生產方法。

背景技術：

1、取向硅鋼主要用作變壓器鐵芯，是各類輸變電變壓器的“心臟”材料，是電力、電子工業(yè)中不可或缺的重要軟磁合金。取向硅鋼由于制造工藝最復雜、技術含量高、附加值高，被看作是鋼鐵制造技術水平的重要標志。取向硅鋼按制造工藝和磁感大小可分為普通取向硅鋼和(cgo)和高磁鋼取向硅鋼(hib)。普通取向硅鋼典型的是以上依謝特及新利佩茨克廠等開發(fā)的以cu2s作為主要抑制劑的取向硅鋼。高磁感取向硅鋼典型的是新日鐵采用一次大壓下率冷軋法，以aln為主，mns為輔助抑制劑，首次生產出更高磁感和更低鐵損的高磁感取向硅鋼(hib)。后新日鐵八幡廠又首先提出，不利用脫碳退火前析出aln作抑制劑，即不采用“固有抑制劑”，而在脫碳退火后進行滲氮處理，使n與鋼中als形成的抑制劑，即依靠后工序獲得的抑制劑，這可使鑄坯加熱溫度降到1150～1200℃。

2、國內外風電電機及火電、核電電機大部分采用高牌號無取向硅鋼，但近年隨著電機行業(yè)的高速發(fā)展，為進一步提高電機的效率，部分用戶已改進設計，選用高磁極化強度的取向硅鋼用作鐵芯主材或其它部件。同時，除滿足優(yōu)異的電磁性能外，為滿足沖片加工的要求，要求用作大型電機的取向硅鋼鋼板表面無硅酸鎂底層，但用作鐵芯主材時仍需涂敷絕緣隔離涂層來滿足絕緣性、附著性、低表面硬度等，而用作其它部件則需鋼板表面完全無硅酸鎂底層，以保證優(yōu)良的焊接性能。同時，不涂敷絕緣涂層的無硅酸鎂底層取向硅鋼成品可以用作制備0.03～0.10mm厚度取向硅鋼極薄帶的母材。

3、經檢索：

4、中國專利申請?zhí)枮閏n201310686022.3的文獻，公開了一種底層質量優(yōu)良的取向硅鋼的生產方法，對連鑄坯加熱，熱軋，采用一次冷軋法或含中間完全脫碳退火的兩次冷軋法軋制，涂布退火隔離劑并使其水含量在2～4％，高溫退火并在第一次升溫溫度達到800℃前，采用純氮或以任意比例混合的氮氬氣氛進行氧化退火處理，拉伸平整退火并涂絕緣涂層。該文獻通過控制脫碳退火后鋼板的氧含量及隔離劑中的水含量，并在高溫退火階段進行氧化退火處理或/和在脫碳滲氮處理后或在脫碳滲氮處理中的冷卻階段、或/和在中間完全脫碳退火后或在中間完全脫碳退火的冷卻階段，及或/和在回復退火中進行氧化退火處理，雖達到減少或消除取向硅鋼點狀露金缺陷、提高成品底層質量的目的，但其表面為傳統(tǒng)取向硅鋼硅酸鎂底層+t2張力涂層的模式，不利于沖壓加工。

5、中國專利申請?zhí)枮閏n202210337201.5的文獻，公開了一種可耐800℃去應力退火的無硅酸鎂底涂層取向硅鋼及生產方法，其主要化學成分重量百分比為c0.020～0.095％，si2.80～3.60％，als0.020％～0.035％，n0.0050％～0.0100％，mn0.010％～1.00％，s0.0030％～0.0300％，通過1100℃～1400℃低溫或高溫熱軋和熱軋板1000℃～1150℃常化處理，經一次冷軋、脫碳退火、滲氮處理(熱軋板坯≥1260℃加熱時不滲氮)、涂氧化鎂隔離涂層和高溫退火后，獲得0.15mm～0.50mm厚度的無硅酸鎂底層取向硅鋼，并涂敷無機水溶性絕緣涂層后，獲得b800≥1.80t，p17/50≤1.60w/kg性能的取向硅鋼成品。該發(fā)明通過改進高溫退火隔離劑等工藝可獲得不形成硅酸鎂底層的取向硅鋼，但高溫退火過程中抑制劑不穩(wěn)定，容易分解，二次再結晶不能穩(wěn)定完成，從而導致磁性能不穩(wěn)定，且難以獲得全板面光潔的無底層取向硅鋼，從而影響涂層后成品的附著性和耐溫性。

6、由此可見，上述專利或表面為傳統(tǒng)取向硅鋼硅酸鎂底層+t2張力涂層，不利于沖片加工，或高溫退火過程中抑制劑不穩(wěn)定、導致磁性能不穩(wěn)定，且難以獲得全板面光潔的無硅酸鎂底層取向硅鋼，從而影響涂層后成品的沖片性和耐溫性。

技術實現思路

1、本發(fā)明在于克服現有技術存在的不足，提供一種磁性能b800≥1.83t，p17/50≤1.45w/kg，沖片加工后可耐810℃去應力退火，并使取向硅鋼沖片性能即刃模一次的沖片數量比現有品種提高8～15倍，沖壓加工性優(yōu)良、涂層具有高耐溫性的無硅酸鎂底層取向硅鋼生產方法。

2、實現上述目的的措施：

3、一種利用激光去除硅酸鎂底層的高耐溫涂層取向硅鋼生產方法，其步驟如下：

4、1)經冶煉、真空處理、并澆鑄成坯；

5、2)對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1100～1400℃；

6、3)進行熱軋，控制終軋溫度在850～1100℃，并熱軋板厚度在2.0～2.8mm；

7、4)進行卷取，控制卷取溫度不超過600℃；

8、5)進行?；?，?；瘻囟瓤刂圃?000～1150℃，并在此溫度下保溫30～180s；

9、6)進行一次冷軋，在冷軋中至少進行一道次的時效軋制，控制時效溫度在160～250℃，成品厚度在0.15～0.35mm；

10、7)在濕式保護氣氛下進行脫碳退火，控制脫碳退火溫度在750～900℃，并在此溫度下保溫60～180s，露點為25℃；保護氣氛為濕的h2和n2的混合氣體，其中h2體積含量為15～80％；

11、8)進行滲氮處理：

12、當鑄坯加熱溫度不低于1260℃時無需進行滲氮；

13、當鑄坯加熱溫度低于1260℃時需進行滲氮；其滲氮氣氛為濕的h2、n2和nh3混合氣體，其中h2體積含量為15～80％；并控制滲入氮量在50～350ppm；

14、9)涂布以mgo為主要成分的常規(guī)高溫退火隔離劑；

15、10)進行常規(guī)高溫退火；

16、11)開卷并在保護氣氛下激光處理：

17、激光處理參數：連續(xù)激光的平均功率在20～3500w；激光脈沖重復頻率在1～

18、160khz；激光脈沖寬度在1～10ms；填充線間距在0.01～0.06mm；掃描速率在

19、10～8000mm/s；光束的焦點聚焦在鋼板表面；保護氣體為氮氣或氬氣，保護氣體流量在1～50l/min；

20、12)對鋼帶進行常規(guī)拉伸平整退火處理；

21、13)涂布無機水溶性絕緣涂料，控制單面涂布厚度在1～10μm。

22、優(yōu)選地：連續(xù)激光的平均功率在45～3420w。

23、優(yōu)選地：激光脈沖重復頻率在8～145khz。

24、優(yōu)選地：填充線間距在0.02～0.05mm。

25、優(yōu)選地：掃描速率在20～7750mm/s。

26、優(yōu)選地：激光脈沖寬度激光脈沖寬度在1.5～9.2ms。

27、其在于：所述高耐溫涂層取向硅鋼的組分及重量百分比含量為：c：0.015～0.095％，si：2.50～4.50％，als：0.010～0.040％，n：0.0050～0.0100％，mn：0.010～1.00％，s：0.003～0.030％，p、cu、sn、bi、sb、cr和as中的任意至少兩種且滿足(p+cu+sn+bi+sb+cr+

28、as)≤1.80％，其余為鐵和不可避免的雜質。

29、其在于：所述無機水溶性絕緣涂料的組成及重量百分比含量為：含磷酸二氫鋁或磷酸二氫鎂0.50～50％，sio2含量10～50％的硅溶膠0.50～40％，鉻酐0.50～6％，助劑0.50～4％，其余為水，并滿足涂層經常規(guī)烘干后不揮發(fā)分含量在20～80％。

30、本發(fā)明中主要工藝的機理及作用

31、本發(fā)明之所以控制鋼坯的加熱溫度在1100～1400℃，是由于須保證鑄坯中的aln部分固溶或完全充分固溶，在后工序中形成尺寸適宜的aln第二相質點。

32、本發(fā)明之所以限定終軋溫度在850～1100℃范圍內，保證在較高的溫區(qū)范圍內進行熱軋，是由于須保證在較高的溫區(qū)范圍內進行熱軋，以及較高的終軋溫度，在熱軋過程中不析出大顆粒的aln等第二相質點。

33、本發(fā)明之所以控制?；瘻囟仍?000～1150℃，并在此溫度下保溫30～180s，是由于為了保證尺寸適宜的aln第二相質點完成固溶，形成(或滲氮處理時形成)有利的第二相。在低于1000℃的溫度下進行?；?，由于溫度低，aln難以固溶；高于1150℃鋼帶晶粒粗化，導致初次再結晶退火后晶粒長大，同時增加成本。

34、本發(fā)明之所以在冷軋時控制至少進行一道次160～250℃的時效軋制，是由于冷軋時效可使鋼中固溶的碳和氮含量增多，冷軋時固溶的碳和氮聚集在位錯處，阻礙位錯運動，改變正常滑移系統(tǒng)，促使形成更多的過渡帶，冷軋并退火后形成更多有利的初次再結晶織構組分。

35、本發(fā)明之所以控制脫碳退火溫度在750～900℃，并在此溫度下保溫60～180s，爐內露點為在15～55℃，保護氣氛為濕的h2和n2混合氣體，h2體積含量：15～80％，目的是：完成初次再結晶，使基體中有足夠數量的[110](001)晶粒(二次晶核)以及有利于它們長大的初次再結晶組織和織構；將鋼中碳脫到0.0030％以下，保證以后高溫退火處于單一的α相；在鋼帶表面形成致密均勻的sio2薄膜。

36、本發(fā)明之所以控制鑄坯加熱溫度在1100～1260℃時，在后工序中須進行滲氮處理，加熱溫度在1260～1400℃時后工序不需進行滲氮處理，是由于鑄坯加熱溫度在1100～1260℃時，鑄坯中的aln只能部分固溶，須在退火工序中進行滲氮處理以增加aln第二相質點的含量，保證足夠的抑制力以獲得完善的二次再結晶組織和織構；加熱溫度在1260～1400℃時，鑄坯中的aln可完全充分固溶，在熱軋板?；屯嘶鸸ば蛑屑纯色@得足夠量的aln第二相質點，保證足夠的抑制力以獲得完善的二次再結晶組織和織構，因此不需進行滲氮處理。

37、滲氮處理的目的是：保證鋼中有足夠的氮含量以生成aln和(si,al)n，形成有利的第二相，高溫退火中抑制初次晶粒的正常長大，促進二次再結晶的完善。

38、本發(fā)明涂布以mgo為主要成分的高溫退火隔離劑，起高溫退火中鋼卷層與層之間隔離的作用。

39、本發(fā)明之所以控制激光處理參數：連續(xù)激光的平均功率在20～3500w；激光脈沖重復頻率在1～160khz；激光脈沖寬度在1～10ms；填充線間距在0.01～0.06mm；掃描速率在10～8000mm/s；光束的焦點聚焦在鋼板表面；保護氣體為氮氣或氬氣，保護氣體流量在1～50l/min；是基于硅酸鎂底層與基體損傷閾值的差異，通過高能脈沖激光對硅酸鎂底層的精確燒蝕、振鏡快速掃描、保護氣體吹掃和吸煙器過濾等過程實現取向硅鋼表面低損傷、全板面光潔的硅酸鎂底層去除。其特點是可以縱向調整振鏡的位置，使光束的焦點聚焦在鋼板表面，實現硅酸鎂底層去除效率高，易于自動化控制，全板面光潔的效果。在通過對鋼帶進行拉伸平整退火處理，獲得全板面光潔的無硅酸鎂底層高磁感取向硅鋼。

40、但是當激光的平均功率低于20w，則會產生最終成品硅酸鎂底層去除不完全，不能實現全板面光潔(鋼板沖壓加工性差，涂層附著性降低導致耐溫性下降)；當激光的平均功率高于3500w，則會產生鋼帶局部發(fā)熱產生塑性變形，導致板型不良；當激光脈沖重復頻率低于1khz，則會產生最終成品硅酸鎂底層去除不完全，不能實現全板面光潔(鋼板沖壓加工性差，涂層附著性降低導致耐溫性下降)；當激光的平均功率高于160khz，則會產生鋼帶局部發(fā)熱產生塑性變形，導致板型不良；當激光脈沖重脈沖寬度低于1ms，則會產生最終成品硅酸鎂底層去除不完全，不能實現全板面光潔(鋼板沖壓加工性差，涂層附著性降低導致耐溫性下降)；當激光的脈沖寬度高于10ms，則會產生鋼帶局部發(fā)熱產生塑性變形，導致板型不良；當激光脈沖填充線間距低于0.01mm，則會產生鋼帶局部發(fā)熱產生塑性變形，導致板型不良；當激光填充線間距高于0.06mm，則會產生最終成品硅酸鎂底層去除不完全，不能實現全板面光潔(鋼板沖壓加工性差，涂層附著性降低導致耐溫性下降)；當激光掃描速率低于10mm/s，則會產生最終成品硅酸鎂底層去除不完全，不能實現全板面光潔(鋼板沖壓加工性差，涂層附著性降低導致耐溫性下降)；當激光掃描速率高于8000mm/s，則會產生鋼帶局部發(fā)熱產生塑性變形，導致板型不良。

41、本發(fā)明涂布含磷酸二氫鋁或磷酸二氫鎂的無機水溶性絕緣涂層，獲得涂層具有高耐溫性(沖片加工后可耐810℃去應力退火)的取向硅鋼薄板。

42、本發(fā)明與現有技術相比，磁性能b800≥1.83t，p17/50≤1.45w/kg，沖片加工后可耐810℃去應力退火，并使取向硅鋼沖片性能即刃模一次的沖片數量比現有品種提高8～15倍，成品沖壓加工性優(yōu)良。