低温取向硅钢渗氮工艺的研究

论文摘要

取向硅钢主要用于各类变压器和整流器等,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁材料。取向硅钢的制造工艺复杂,其产品质量常被认为是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志。我国取向硅钢的制造技术与日本相比存在较大差距。传统的取向硅钢制造工艺中板坯加热温度约为1350℃,过高的温度导致高能耗、高污染。采用以A1N为主要抑制剂的低温板坯加热技术,可将板坯加热温度降低到1200℃以下,显著降低生产成本。低温取向硅钢制造技术的一个显著特征是在脱碳退火后进行适量渗氮,通常是利用氨气分解的方式进行。本文主要研究了渗氮工艺参数、渗氮均匀性以及Sn含量对渗氮的影响,得出以下结论：1、根据氨气分解率和温度的关系,确认在750-790℃温度区间,氨气可充分分解并确保有活性氮原子渗入钢板。2、研究了渗氮温度、渗氮时间和氨气比例三个因素与渗氮量之间的关系,并得到渗氮工艺的经验公式。其中氨气比例是影响渗氮量的最主要因子,渗氮时间其次,渗氮温度作用下。3、氨气压力和渗氮位置对渗氮均匀性影响显著。研究表明氨气压力越小,板内[N]值极差越小,当氨气压力在0.02MPa时,板内[N]值极差小于25ppm。4、Sn元素在取向硅钢的晶界偏聚,可起辅助抑制剂作用。适量的Sn有利于减小二次晶粒尺寸,发展更为完善的Goss织构。此外,研究发现氨气用量比例需与Sn含量呈线性关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 取向硅钢生产新工艺
• 1.2.1 薄板坯连铸连轧生产取向硅钢
• 1.2.2 低温板坯加热生产取向硅钢
• 1.2.3 磁场退火生产取向硅钢
• 1.2.4 无抑制剂生产取向硅钢
• 1.3 低温板坯加热技术
• 1.3.1 低温板坯加热技术类别
• 1.3.2 低温板坯加热技术特点
• 1.3.3 渗氮和高温退火工艺
• 1.4 二次再结晶
• 1.5 研究目的和内容
• 第二章 低温取向硅钢渗氮工艺的模型探讨
• 2.1 实验方法
• 2.1.1 试验材料和工艺
• 2.1.2 试验设备
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 氨气气体渗氮
• 2.2.2 确定合适的数据分析点
• 2.2.3 渗氮量和渗氮工艺参数之间关系
• 2.2.4 渗氮模型的验证
• 2.3 小结
• 第三章 影响渗氮均匀性的因素
• 3.1 实验方法
• 3.2 结果和讨论
• 3.2.1 氨气压力对渗氮均匀性的影响
• 3.2.2 渗氮位置对渗氮均匀性的影响
• 3.3 小结
• 第四章 影响渗氮量因素研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 SN元素的影响
• 4.2.1 氨气用量比例和Sn含量之间的关系
• 4.2.2 氨气用量比例和Sn含量数学模型的验证
• 4.2.3 Sn元素对磁性能和渗氮的影响
• 4.2.4 现场生产验证
• 4.3 氧与氮含量的影响
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢