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专利号: 2022115747888
申请人: 河北科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2024-04-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

a、高硅钢合金的熔炼:所述高硅钢的化学成分按质量百分比计包括:C:0.0040%~

0.0055%、Si:6.1%~6.9%、Mn:0.16%~0.24%、S:0.02%~0.04%、Ce:0.02%~

0.05%、B:0.04%~0.08%、P:<0.004%、Al:0.029%~0.037%、N:0.012%~0.015%、余量为Fe;其中,合金元素Ce和B在母合金熔炼1‑4次后投加,其中B元素以叠硼铁基配位化合物的形式加入,其后按照Al和N的配比投加AlN陶瓷粒;

b、采用高真空单辊甩带机将所述高硅钢合金制备成高硅钢薄带;

c、非晶化处理:将所述高硅钢薄带球磨进行非晶化处理,并在球磨过程中加入占所述高硅钢薄带3~5wt%的纳米Cu颗粒,制备得到平均粒径为200~300nm的高硅钢粉末;

d、将所述高硅钢粉末经微波热压成型、微波烧结,制得高硅钢棒材,所述高硅钢棒材经大塑性变形热轧、热拔拉丝处理,制得直径为0.8~1.4mm的强磁感纳米晶高硅钢丝材。

2.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:在步骤a中,高硅钢合金的具体熔炼步骤为:a1、按照除合金元素Ce、B、Al和N外的高硅钢化学成分,投料至真空熔炼炉内,其中,真‑4空熔炼炉的真空度控制在6.0×10 Pa以下,随后注入高纯Ar使真空熔炼炉的真空度保持在‑0.07~‑0.04MPa,熔融的母合金在1450~1550℃下反复熔炼1‑4次之后保温4~6分钟;

a2、降温至1400‑1450℃,加入稀土铈和叠硼铁基配位化合物,反复熔炼2‑4次后保温3‑

5分钟;

a3、降温至1350‑1400℃,再加入AlN纳米陶瓷颗粒,反复熔炼2‑3次,制得高硅钢合金。

3.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:步骤b中,高真‑4 ‑4空单辊甩带机的铜辊表面线速度控制在30m/s‑40m/s之间、甩带室保持1×10 ~6×10 Pa的高真空度,制得的高硅钢薄带厚度在20~45um之间。

4.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:步骤c中,采用高能球磨机进行球磨,高能球磨机的转速控制在600~1000r/min,球磨70‑100min。

5.如权利要求4所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:步骤c中,分两阶段高能球磨,其中,第一阶段高能球磨转速控制在800~1000r/min,球磨20‑40min,在第一阶段高能球磨的过程中加入纳米Cu颗粒,第二阶段高能球磨转速控制在600~800r/min,球磨40‑80min。

6.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:步骤d中,所述微波热压成型的温度为800℃‑900℃、压力为40MPa‑50MPa。

7.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:所述微波烧结的烧结温度为950~1150℃,烧结时间为20~25min。

8.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:大塑性变形热轧具体步骤为:在850~1050℃下进行三道次热轧,每道次压下量在35~40%,每道次热轧后在于950~1200℃下进行3~5min的真空退火。

9.如权利要求1所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法,其特征在于:热拔拉丝处理具体步骤为:在850~950℃的温度下,采用卧式拉拔机将所述高硅钢线材进行20~25道次拉拔,每道次变形量为5%~8%。

10.权利要求1‑9任一项所述的强磁感纳米晶高硅钢丝材制备方法制得的强磁感纳米晶高硅钢丝材。