CN114606445B - 一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用，属于冶金技术领域，克服了无取向硅钢冷轧过程中易发生断带的缺陷。本发明无取向硅钢的生产方法包括以下步骤：制备连铸坯，以质量百分比计包括：C≤0.003%，Si：3.5~4.5%，Al：0.8~1.2%，Mn：0.25~0.80%，Ni：0.5~0.98%，P≤0.02%，S≤0.002%，N≤0.002%，Nb≤0.002%，V≤0.002%，Ti≤0.002%，其余为Fe及杂质，Ni=2*(Si‑2.5)/5+(Al‑0.3)/5；连铸坯加热、热轧、常化：常化退火均热温度=850+120*x、冷轧、退火。本发明适用于无取向硅钢的制备。

Description

一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，驱动电机的高速化和小型化成为了未来发展的趋势。新能源汽车驱动电机最大转速由每分钟几千转提高到几万转甚至高达20万转，工作频率由50Hz提高到数百、数千赫兹。无取向硅钢是新能源汽车驱动电机的核心材料之一，必须具备以下性能特点：低铁损，以降低铁芯损耗，提高续航里程；高磁感，以提高驱动电机启动、加速时的扭矩，同时以缩小电机尺寸，减小用材；高屈服强度，以避免由于电机在高速转动时产生较大的离心力，转子铁芯磁桥等较为薄弱处发生断裂，保证电机高速转动时安全性。
现有技术通过增加Si/Al合金元素含量、提高材料电阻率，以及减薄硅钢成品厚度，降低涡流损耗来降低铁损。但提高Si/Al合金含量，会导致材料脆性增加，导致无取向硅钢在冷轧过程中极易发生断带问题，降低无取向硅钢冷轧成材率。减薄无取向硅钢成品厚度，会增加冷轧生产难度，且降低冲片过程效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的无取向硅钢冷轧过程中易发生断带的缺陷，从而提供一种无取向硅钢的生产方法、无取向硅钢及其应用。
为此，本发明提供了以下技术方案。
第一方面，本发明提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
步骤1、进行钢水冶炼，并将所得钢水连铸成连铸坯，连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003%，Si：3.5~4.5%，Al：0.8~1.2%，Mn：0.25~0.80%，Ni：0.5~0.98%，P≤0.02%，S≤0.0020%，N≤0.0020%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，Ti≤0.0020%，其余为Fe以及不可避免的杂质；Ni与Si/Al含量的添加关系为Ni=2*(Si-2.5)/5+(Al-0.3)/5；
步骤2、连铸坯加热：加热温度为1160~1220℃，加热时间为180~220min；
步骤3、热轧；
步骤4、常化：常化退火均热温度=850+120*x，均热时间为120~150s；
常化退火均热温度单位℃，x为Ni的添加量，单位%；
步骤5、冷轧：采用五机架连续式轧制；
步骤6、退火：包括升温段、均热段和冷却段；所述升温段的升温速率30~40℃/s，升温段和均热段单位张力控制在3.5~4.5N/mm2。
C≤0.003%：碳为磁时效元素，碳含量过高会恶化硅钢成品磁性能，本发明C含量上限设定为0.003%。
Si：3.5~4.5%：硅能有效提高钢板电阻率，降低成品铁损。但硅含量增加后，冷轧可轧制性降低，难以批量稳定生产。目前常规工艺生产的无取向硅钢硅含量上限为3.5%，本发明通过合理添加微合金元素Ni，突破常规工艺生产上限，提高了高硅钢材料韧性，有效避免了冷轧过程中脆性断带。为实现冷轧过程稳定轧制，本发明Si含量上限设定为4.5%。
Al：0.8~1.2%：铝对磁性能的作用与硅相似，提高钢板电阻率，降低成品铁损。由于铝的原子半径小于铁，更小于硅。加铝能减小铁的晶格畸变，材料脆性增加程度小。此外，铝在冶炼过程中，有较强的脱氧能力，能有效提高钢质纯净度。但铝含量增加后，钢水在浇铸时，黏度增加，本发明Al含量上限设定为1.2%。
Mn：0.25~0.80%：锰可以在不增加材质脆性的条件下，提高成品电阻率，但锰对于成品铁损的贡献相当于硅的1/2。锰与钢中硫元素形成细小的MnS析出物，本发明Mn含量上限值设定为0.80%。
Ni：0.5~0.98%：Ni为铁磁性元素，能有效提高电阻率，同时使不利织构{111}组分减少，有利织构{100}和{110}组分增加，提高成品磁感应强度。同时Ni元素能有效提高钢板耐蚀性，减少冲片后截面基体的氧化。此外，Ni可通过固溶强化，提高带钢的屈服强度。为提高高牌号无取向硅钢材质韧性，本发明中Ni的添加量和钢中Si、Al合金元素含量关系为：Ni=2*(Si-2.5)/5+(Al-0.3)/5。这主要是由于当Si含量大于2.5%，Al含量大于0.3%后，带钢脆性增加，冷轧过程易出现断带问题。因此，只有在Si＞2.5%，Al＞0.3%时，通过添加微合金元素Ni改善材质韧性，提高冷轧可轧制性。由于在常温条件下，Ni的磁晶各向异性常数K1为负值，Fe的磁晶各向异性常数K1为正值。通过合理Fe-Si-Al-Ni元素的合理配比，可有效的降低高牌号无取向硅钢的磁晶各向异性常数。但Ni元素添加过多，会在常化过程中形成Fe-Si-Ni的有序相。有序相的形成会造成常化后带钢脆性增加，冷轧轧制困难。
P≤0.02％：随着Si/Al含量增加，常化后晶粒较大。P元素会沿晶界偏聚，导致硅钢脆性增加。为提高高硅钢可轧制性，本发明P含量上限设定为0.02%。
S≤0.0020％：S易与钢中Mn、Cu元素形成细小的MnS、CuS析出物，这些析出物不仅阻碍冷轧退火过程中晶粒长大，同时阻碍磁化过程中磁畴转动，恶化成品磁性能。因此，本发明中S含量上限设定为0.0020％。
N≤0.0020％：N是易与钢中的Al、Ti等合金元素形成TiN、AlN析出物，阻碍冷轧退火过程中晶粒长大，并恶化成品磁性能。因此本发明中N含量上限设定为0.0020％。
Nb/V/Ti≤0.0020%：Nb/V/Ti会和钢中的C/N原子形成细小的析出物，这些析出物不仅阻碍退火过程中晶粒长大，同时阻碍磁化过程中磁畴转动，恶化成品磁性能。因此，本发明中Nb/V/Ti微合金元素含量上限设定为0.0020％。
进一步的，所述步骤5中，每道次压下率控制在25~35%。
进一步的，冷轧成品厚度为0.25~0.35mm。
进一步的，所述步骤4中，常化后平均晶粒尺为90±20μm。
进一步的，所述步骤6满足条件（1）-（3）中的至少一项：
（1）均热段的均热温度为950~1050℃，均热时间为50~70s；
（2）冷却段的冷却速率≤5℃/s；
（3）退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20~-30℃。
进一步的，所述步骤3中，热轧终轧温度为820~860℃。
进一步的，热轧后卷取，卷取温度为600~650℃。
进一步的，热轧成品厚度为2.0~2.2mm，热轧成品凸度C40控制在25±5μm。
第二方面，本发明提供了一种无取向硅钢的生产方法制得的无取向硅钢。
第三方面，本发明提供了一种无取向硅钢在新能源驱动电机中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：步骤1、进行钢水冶炼，并将所得钢水连铸成连铸坯，连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003%，Si：3.5~4.5%，Al：0.8~1.2%，Mn：0.25~0.80%，Ni：0.5~0.98%，P≤0.02%，S≤0.0020%，N≤0.0020%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，Ti≤0.0020%，其余为Fe以及不可避免的杂质；Ni与Si/Al含量的添加关系为Ni=2*(Si-2.5)/5+(Al-0.3)/5；步骤2、连铸坯加热：加热温度为1160~1220℃，加热时间为180~220min；步骤3、热轧；步骤4、常化：常化退火均热温度=850+120*x，均热时间为120~150s；常化退火均热温度单位℃，x为Ni的添加量，单位%；步骤5、冷轧：采用五机架连续式轧制；步骤6、退火：包括升温段、均热段和冷却段；所述升温段的升温速率30~40℃/s，升温段和均热段单位张力控制在3.5~4.5N/mm2。
本发明通过合理添加合金元素Ni，并结合连铸坯高温加热工艺，尽可能实现Ni元素固溶。Ni本身是铁磁性元素，Ni通过固溶提高电阻率，与其他降低铁损元素相比，Ni对磁感损耗较小，同时Ni可提高高牌号硅钢的室温韧性，进而提高高牌号硅钢的可轧制性，大幅降低高牌号无取向硅钢冷轧过程断带比例，提高了轧制生产效率。由于解决了高牌号无取向硅钢冷轧断带问题，高牌号无取向硅钢的硅含量可进一步增加，成品铁损得到进一步降低。
Ni在钢基体中，发挥较好的固溶强化效果，提高无取向硅钢成品强度，材料屈服强度提高至Rp0.2≥450MPa以上，避免转子铁芯在高速转动时离心力对磁桥损害。此外，Ni还可以提高无取向硅钢耐蚀性，有效预防冲片后切断面锈蚀，提高铁芯使用寿命，无涂层退火基板在6%NaCl盐雾实验24小时，表面锈蚀面积小于5%。
此外，利用Ni铁磁性元素特点，在退火过程中，采用快速升温，微张力退火的方式，大幅降低无取向硅钢400Hz和1000Hz高频铁损，铁损P1.0/400≤14.0W/kg，P1.0/1000≤60.0W/kg，磁感B5000≥1.67T。本发明的无取向硅钢可大幅降低新能源驱动电机高速转动下的铁损，提高新能源汽车的续航里程。比总损耗各向异性T为±10%，电机运转稳定。磁晶各向异性得到明显改善，提高了转子铁芯动平衡。
步骤5中，冷轧为五机架连续轧制，采用冷连轧可提高生产效率，但连续冷变形的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，冲压性能将恶化，导致断带率升高。本发明无取向硅钢通过成分与工艺的结合，解决了断带问题，可实现五机架连续稳定轧制，大幅降低高硅钢冷轧过程断带比例，提高了轧制生产效率。
2.本发明提供的无取向硅钢的生产方法，退火过程中冷却段的冷却速率≤5℃/s降低冷却过程中产生的内应力。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0017%，Si:3.5%，Al: 0.80%，Mn: 0.25%，Ni: 0.5%，P: 0.018%，S: 0.0012%，N: 0.0011%、Nb:0.0009%、V: 0.0011%、Ti: 0.0007%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）连铸坯加热温度为1180℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为910℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为95μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.35mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4.5N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
实施例2
本实施例提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0017%，Si:3.5%，Al: 1.20%，Mn: 0.80%，Ni: 0.58%，P: 0.014%，S: 0.001%，N: 0.0009%、Nb:0.0004%、V: 0.0012%、Ti: 0.0011%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）连铸坯加热温度为1200℃，加热时间为180min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为920℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为97μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.30mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4.0N/mm2，退火升温速率控制在35℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
实施例3
本实施例提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0012%，Si:4.0%，Al: 1.0%，Mn: 0.35%，Ni: 0.74%，P: 0.014%，S: 0.0014%，N: 0.0008%、Nb:0.0012%、V: 0.0014%、Ti: 0.0005%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）板坯加热温度为1200℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.0mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为938℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为106μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.3mm。每道次压下率控制在25~35%；
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4N/mm2，退火升温速率控制在35℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
实施例4
本实施例提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0022%，Si:4.5%，Al: 0.80%，Mn: 0.25%，Ni: 0.9%，P: 0.013%，S: 0.0007%，N: 0.0005%、Nb:0.0005%、V: 0.0013%、Ti: 0.0012%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）连铸坯加热温度为1200℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.0mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为958℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为95μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.30mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在3.5N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
实施例5
本实施例提供了一种无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0012%，Si:4.5%，Al: 1.2%，Mn: 0.8%，Ni: 0.98%，P: 0.014%，S: 0.0014%，N: 0.0013%、Nb: 0.0015%、V: 0.0008%、Ti: 0.0017%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）板坯加热温度为1220℃，加热时间为180min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.0 mm，热轧终轧温度为860℃，卷取温度为640℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为968℃，均热时间为140s，常化后平均晶粒尺寸为118μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.25mm。每道次压下率控制在25~35%；
6）退火升温段和均热段单位张力控制在3.5N/mm2，退火升温速率控制在40℃/s。退火均热温度为980℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-30℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
对比例1
本对比例提供了一种无取向硅钢的生产方法，具体工艺与实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例未添加Ni，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0017%，Si:3.5%，Al: 0.80%，Mn: 0.25%，P: 0.018%，S: 0.0012%，N: 0.0011%、Nb: 0.0014%、V:0.0010%、Ti: 0.0017%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）连铸坯加热温度为1180℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为860℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为82μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.35mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4.5N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
对比例2
本对比例提供了一种无取向硅钢的生产方法，具体工艺与实施例1基本相同，不同之处在于，本对比例加入的Ni较多，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0017%，Si:3.5%，Al: 0.80%，Mn: 0.25%，Ni：0.8%，P: 0.018%，S: 0.0012%，N: 0.0018%、Nb: 0.0012%、V: 0.0015%、Ti: 0.0007%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）连铸坯加热温度为1180℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为840℃，卷取温度为600℃，热轧成品凸度C40控制在25±5μm；
4）常化退火均热温度为946℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为107μm；
5）冷轧采用五机架连续式轧制，轧制成品厚度为0.35mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4.5N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
对比例3
本对比例提供了一种现有的无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0012%，Si:3.0%，Al: 0.5%，Mn: 0.35%，P: 0.014%，S: 0.0014%，N: 0.0012%、Nb: 0.0017%、V:0.0016%、Ti: 0.0008%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）板坯加热温度为1110℃，加热时间为200min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为850℃，卷取温度为620℃，热轧成品凸度C40控制在45μm。
4）常化退火均热温度为850℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为76μm。
5）冷轧采用二十辊单机架往复式轧制，轧制道次为七道次。成品厚度为0.30mm。每道次压下率控制在25~35%。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在7N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为980℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
对比例4
本对比例提供了一种现有的无取向硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1）采用纯净钢冶炼技术得到220mm厚连铸坯，连铸坯成分为：C: 0.0013%，Si:3.3%，Al: 1.0%，Mn: 0.45%，P: 0.016%，S: 0.0011%，N: 0.0015%、Nb: 0.0013%、V:0.0019%、Ti: 0.0010%，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2）板坯加热温度为1120℃，加热时间为240min。
3）连铸坯经粗轧和精轧后，热轧带钢成品厚度为2.1mm，热轧终轧温度为850℃，卷取温度为620℃，热轧成品凸度C40为45μm。
4）常化退火均热温度为850℃，均热时间为120s，常化后平均晶粒尺寸为76μm。
5）冷轧采用六辊单机架往复式轧制，轧制道次为七道次。成品厚度为0.30mm。为保证宽度方向协调变形，防止边部应力集中造成的断带，首道次压下率为38%；为保证成品板形，末道次压下率为28%。其余中间道次压下率控制在25~35%。冷轧过程中为降低轧制负荷，采用小辊径平辊轧制，工作辊辊径为210mm。
6）退火升温段和均热段单位张力控制在4N/mm2，退火升温速率控制在30℃/s。退火均热温度为1000℃，均热时间为60s。为降低冷却过程中产生内应力，冷却速率控制在5℃/s以内。退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20℃。带钢退火后，上下表面均匀的涂覆绝缘涂层。
实验例
对实施例和对比例制备的无取向硅钢磁性能、力学性能和盐雾性能进行测试：铁损、磁感和比总损耗各向异性测试参照GB2521.1，屈服强度测试参照国标GB/T 228.1中的测试方法；盐雾实验参照国标GB/T 10125中的测试方法；
韧性测试方法参照国标GB/T 229-2007沿板宽度方向取Charpy冲击试样，试样尺寸为：2.0~2.3mm*10mm*55mm，在厚度（ND）*宽度（WD）截面加工成标准的V型缺口。
断带率计算方法为：统计50卷高牌号冷轧生产过程，记录发生断带的次数，计算断带率。
表1 无取向硅钢性能
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由表1可知，通过合理添加Ni元素，并控制热轧加热炉温度，根据Ni元素添加量控制常化工艺温度，实施例1~5可实现五机架连续稳定轧制，冷轧过程中断带比例控制在2%以内。在退火过程中控制升温速率和退火张力，成品磁性能优良：铁损P1.0/400控制在14.0W/kg以内，P1.0/1000控制在60.0W/kg以内；磁感B5000控制在1.67T以上。大幅降低新能源驱动电机高速转动下的铁损，提高新能源汽车的续航里程。比总损耗各向异性T也控制在10%以内，电机运转稳定性也得到提高。屈服强度也稳定控制在460MPa以上，可有效满足高速电机转动要求，避免电机高速转到过程中离心力对转子铁芯磁桥的破坏，提高电机安全性。且盐雾实验后表面锈蚀比例在5%以内，有效提高了电机铁芯的使用寿命。
而对比例1是在实施例1基础上，不添加微合金元素Ni，并将低冷轧常化温度由910℃降低至860℃。降低常化温度，可有效减少冷轧前带钢的晶粒尺寸，提高冷轧的可轧制性。即使如此，对比例1在五机架连续轧制过程中，也难以稳定成带。且由于常化温度降低，成品在退火后的磁性能也明显降低，铁损P1.0/400由实施例1中13.8W/kg提高至17.1W/kg，P1.0/1000由58.4W/kg提高至74.2W/kg；磁感B5000由1.69T降低至1.64T。通过对比可看出，添加微合金元素Ni可有效提高冷轧可轧制性，由于可轧制性提高，常化温度也得到提高，成品磁性能得到进一步提高。
对比例2是在实施例1基础上，将Ni元素含量提高至0.8%。提高Ni后，成品磁性能和实施例1相当。但Ni 添加过多后，常化过程中形成Fe-Si-Ni的有序相。有序相的形成会造成常化后带钢脆性增加，冷轧过程断带率由0%提高至6%。通过对比可以说明微合金元素Ni的添加量必须控制在合理的范围内。
对比例3在3.0%Si-0.5%Al，不添加微合金元素Ni的成分基础上，降低常化工艺温度至850℃，并采用二十辊轧机往复式冷轧，断带比例也高达20%，冷轧生产效率降低，成本增加。此外，由于常化温度降低，加之退火过程中张力7N/mm2，成品磁性能与实施例1相比较差。铁损P1.0/400为17.8W/kg，P1.0/1000为80.7W/kg；磁感B5000为1.64T。与实施例1相比，该电磁性能会降低了新能源汽车的续航里程。比总损耗各向异性T为13%以内，电机运转稳定性降低。且铁芯盐雾实验后表面锈蚀比例在15%以内，电机铁芯的使用寿命降低。
对比例4在3.3%Si-1.0%Al，不添加微合金元素Ni的成分基础上，降低常化工艺温度至850℃，并采用六辊单机架轧机往复式冷轧，断带比例也高达30%，冷轧生产效率降低，成本增加。此外，由于常化温度降低，成品磁性能与实施例1相比较差。铁损P1.0/400为14.4W/kg，P1.0/1000为71.2W/kg；磁感B5000为1.63T。与实施例相比，该电磁性能会降低了新能源汽车的续航里程。比总损耗各向异性T为14%以内，电机运转稳定性降低。且铁芯盐雾实验后表面锈蚀比例在15%以内，电机铁芯的使用寿命降低。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种无取向硅钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、进行钢水冶炼，并将所得钢水连铸成连铸坯，连铸坯的化学成分以质量百分比计包括：C≤0.003%，Si：3.5~4.5%，Al：0.8~1.2%，Mn：0.25~0.80%，Ni：0.5~0.98%，P≤0.02%，S≤0.0020%，N≤0.0020%，Nb≤0.0020%，V≤0.0020%，Ti≤0.0020%，其余为Fe以及不可避免的杂质；Ni与Si/Al含量的添加关系为Ni=2*(Si-2.5)/5+(Al-0.3)/5；
步骤2、连铸坯加热：加热温度为1160~1220℃，加热时间为180~220min；
步骤3、热轧；
步骤4、常化：常化退火均热温度=850+120*x，均热时间为120~150s；
常化退火均热温度单位℃，x为Ni的添加量，单位%；
步骤5、冷轧：采用五机架连续式轧制；
步骤6、退火：包括升温段、均热段和冷却段；所述升温段的升温速率30~40℃/s，升温段和均热段单位张力控制在3.5~4.5N/mm2。
2.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤5中，每道次压下率控制在25~35%。
3.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，冷轧成品厚度为0.25~0.35mm。
4.根据权利要求1所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4中，常化后平均晶粒尺为90±20μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤6满足条件（1）-（3）中的至少一项：
（1）均热段的均热温度为950~1050℃，均热时间为50~70s；
（2）冷却段的冷却速率≤5℃/s；
（3）退火过程中采用纯N2保护，露点控制在-20~-30℃。
6.根据权利要求1-4任一项所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3中，热轧终轧温度为820~860℃。
7.根据权利要求1-4任一项所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，热轧后卷取，卷取温度为600~650℃。
8.根据权利要求1-4任一项所述的无取向硅钢的生产方法，其特征在于，热轧成品厚度为2.0~2.2mm，热轧成品凸度C40控制在25±5μm。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的无取向硅钢的生产方法制得的无取向硅钢。
10.一种权利要求9所述的无取向硅钢在新能源驱动电机中的应用。
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