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1、快速凝固制备Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带及其组织性能Fe-6.5wt.%Si 高硅钢具有优异的软磁性能 , 如高磁导率、 高电阻率、 低铁损、几乎为零的磁致伸缩系数等, 这些特点有助于电器提高效率、 降低噪音 , 实现小型化和节能降耗。但由于有序相B2和DO3的存在导致了该合金的室温脆性，使其加 工成形困难 , 严重制约了高硅钢的产业化和应用。快速凝固甩带法作为一种大冷速的加工制备方法 , 能够有效抑制有序相的生成和长大 , 从而有利于提高高硅钢的室温塑性。 本文通过研究快速凝固工艺 , 成功制备出质量良好的 Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带, 并对甩态组织与性能、 热处理组织演变
2、及磁性能调控、防粘连薄膜等进行研究, 并将高硅钢薄带应用于高频电抗器与高速电机。主要结论如下:(1) 利用快速凝固甩带法成功制备出连续的 Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带。薄带宽度60mm厚度3040仙m,具有良好的室温塑性。甩态薄带晶粒细小，贴辗面为等轴晶区，平均晶粒尺寸1.7 m;自由面为细 长的柱状晶区，平均晶粒尺寸2.4 mi柱状晶向甩带方向倾斜20 ,为近100 面织构。甩态薄带在高频下(20kHz 以上 ) 具有优异的低铁损特性。 (2) 甩态薄带在400、 500、600经过5h 热处理后 , 晶粒尺寸和自由面取向没有发生明显变化 , 直流性能有明显改善。交流性能方面，5kH
3、z以下铁损降低，而10kHz以上铁损升高。400600c低温热处理位错等缺陷减少, 降低了磁畴运动的阻力 , 使直流性能提高的同时低频铁损降低 ; 微观缺陷的减少引起电阻的下降, 从而使得薄带抑制涡流的能力减弱 ,涡流损耗的升高大于磁滞损耗的降低, 高频铁损升高。(3) 甩态薄带经过850不同时间热处理后, 晶粒尺寸不同 , 热处理 10 分钟至5小时 , 晶粒尺寸经拟合满足晶粒长大的动力学方程,D3-D03 =2971t, 晶粒长大指数为 3, 偏离经典晶粒动力学理论; 晶粒尺寸的长大引起了板面择优取向<100>取向逐渐向板面法向(ND)转动。磁性能方面，经过850c热处理后,
4、随着晶粒的长大,直流性能不断提高,铁损呈减小趋势；矫顽力Hc和磁导率叱m满 足Hc=529436(4)甩态薄带经过1000c的高温热处理后，晶界具备了跃过较深的“蚀沟”的能力，晶粒尺寸进一步增大，热处理3h后平均晶粒尺寸为33.2叱m晶粒尺寸的增大, 进一步提高了直流和交流性能 , 继续增加热处理时间 , 晶粒尺寸变化不大。 (5) 基于 Steimentz law, 提出了铁损预测的新方法:Pt =ktBN, 其中kt和N是频率f的函数,kt=k0+afm,N=N0+bf2+cf,指数m,系数a、b、c均与 组织结构有关。在一定的热处理条件下 , 基于测定的铁损数据可以预测其它条件下的铁损,
5、预测结果与实测结果吻合较好。 (6) 发明并成功制备了可用于防止 Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带高温热处理时粘连的氧化膜。在500c空气气氛中热处理后，高硅钢薄带表面生成厚度为1621nm的氧化膜，氧化膜由Fe203和Si02组成，该薄膜可以防止高硅钢薄带高温热处理时层片间发生粘连。 具有氧化膜的高硅钢薄带经过1000 /3h 热处理后的磁性能优于无氧化膜的高硅钢薄带。(7) 成功将高硅钢薄带应用于高频电抗器和高速电机, 与非晶电抗器相比, 高硅钢电抗器具有铁损低、 噪音低 ( 减小30%)的优点; 与普通无取向硅钢相比 , 高硅钢薄带电机具有堵转力矩大、电流小、损耗低(减小67%)等优点。
