無取向電工鋼是電子、電力、軍事和民用工業領域一種重要的軟磁材料,主要作為各種電動機、發電機的鐵芯材料使用,要求具有優異的磁性能即較高的磁導率和較低的鐵芯損耗。
1、6.5%Si電工鋼概述
6.5%Si電工鋼是一種含硅約6.5%的軟磁材料,具有高的電阻率、低的矯頑力、近乎趨于零的磁致伸縮系數以及極低的磁晶各向異性。這使其擁有其他軟磁材料不可比擬的綜合性能:兼具極低的鐵損(特別是高頻鐵損)、高磁導率以及低噪音三大優勢。因而,6.5%Si電工鋼是制作低噪音-低損耗高速高頻電機、低噪音音頻、高頻變壓器、高頻濾波器及變換器等裝置的理想鐵芯材料。如果在上述領域用6.5%Si電工鋼取代常規電工鋼材料,將十分有利于實現設備的小型化、高速化和低噪音化。
在室溫條件下,6.5%Si電工鋼既硬又脆,難以通過常規的厚板坯連鑄-熱軋-冷軋的方式生產。嚴重的室溫脆性,低的熱加工性能及室溫塑性嚴重制約了6.5%Si電工鋼在電子、電力工業領域的應用。6.5%Si電工鋼成為電工鋼領域最難啃的一塊骨頭。因此,國內外許多研究機構對6.5%Si電工鋼的研制十分青睞,已成為當今世界各國材料研究工作者關注的焦點和熱點。各發達國家開展了大量的研究工作,相繼采用快速凝固法、化學氣相沉積擴散法(CVD)、粉末冶金法等制備6.5%Si電工鋼薄板以避開其室溫脆性。但是,目前全世界范圍內只有日本鋼管公司(現為JFE鋼鐵公司的分支)一家企業利用CVD方式實現了6.5%Si電工鋼的工業化批量生產,并且已大規模應用于電氣化列車、混合動力電動汽車等,產品奇貨可居,供不應求。但是,CVD法存在諸多缺點如能耗大、設備腐蝕嚴重、生產效率低、生產成本高、污染環境等。因此,試圖用低成本、高效率、環境友好的軋制法制備6.5%Si電工鋼的努力始終沒有停止,仍然是6.5%Si電工鋼研發的一個重要方向。
2、RAL薄帶連鑄6.5%Si電工鋼下一階段的研究工作重點
6.5%Si電工鋼生產工藝復雜,制造技術嚴格。實驗室前期的研究工作已經表明,利用薄帶連鑄技術制備6.5%Si電工鋼是一個極具前途的發展方向。RAL薄帶連鑄6.5%Si電工鋼課題組初步弄清了全生產流程條件下6.5%Si電工鋼的組織、織構、有序相演變特性,掌握了連鑄、軋制、熱處理工藝制度對微觀組織、織構、有序相及塑性的綜合影響規律,提出了創新的“薄帶連鑄-熱軋-溫軋-冷軋”制備6.5%Si電工鋼的工藝路線并形成了系統的原型工藝技術。寬度為160mm、厚度分別為0.10mm、0.15mm、0.20mm、0.30mm6.5%Si電工鋼薄帶的成功制備標志著RAL的6.5%Si電工鋼研發工作邁上了新臺階。
今后,RAL將繼續加大薄帶連鑄6.5%Si電工鋼基礎研究的力度,深入開展組織-工藝-性能控制機理研究。在現有研究成果的基礎上,繼續為武鋼提供基礎數據和原型技術,爭取早日建成具有自主知識產權的6.5%Si電工鋼“薄帶連鑄-熱軋-溫軋-冷軋”中試示范線,加速推進中國的薄帶連鑄硅鋼產業化進程。