楊明波，譚 磊，李上民，胡 捷，鄒 紅，熊必潤，張 馳

（1.重慶理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，重慶 400054；2.重慶望變電氣（集團(tuán)）股份有限公司，重慶 401220）

高磁感取向硅鋼（也稱Hi-B鋼）因具有優(yōu)異的磁感強(qiáng)度、磁性能以及較低的鐵損等優(yōu)點(diǎn)，常被用于各種大中型電力變壓器的制造。近年來，隨著電力行業(yè)對特高壓需求和新能源汽車的發(fā)展，研究開發(fā)高性能的高磁鋼取向硅鋼，對電力變壓器滿足現(xiàn)在的使用要求和未來發(fā)展意義重大［1-2］。眾所周知，高磁感取向硅鋼的生產(chǎn)方式目前主要包括熱軋工序采用板坯高溫（1 380℃以上）熱軋以及低溫（1 280℃以下）熱軋+滲氮處理，而2種生產(chǎn)方式的工藝環(huán)節(jié)均主要包括成份設(shè)計(jì)、冶煉、熱連軋、冷軋、脫碳退火、滲氮處理、高溫退火、拉伸退火、表面涂層和／或激光刻痕等。在這些工藝環(huán)節(jié)中，由于常規(guī)成份設(shè)計(jì)、冶煉、熱連軋、冷軋、脫碳退火、高溫退火和拉伸退火等工藝環(huán)節(jié)研究開發(fā)的時(shí)間相對較長，技術(shù)開發(fā)相對較為成熟，因此在近20年的時(shí)間里，國內(nèi)外研究開發(fā)的重點(diǎn)主要集中在稀土微合金化成份設(shè)計(jì)、抑制劑形成、滲氮處理和表面涂層和／或激光刻痕等對高磁感取向硅鋼磁性能和鐵損等影響較大的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，并對此開展了大量的研究，取得了許多積極的成果。對此，本文綜述了高磁感取向硅鋼開發(fā)過程中與這些關(guān)鍵工藝相關(guān)的研究現(xiàn)狀及取得的最新進(jìn)展。

1 稀土微合金化

眾所周知，對于鋼鐵材料，其化學(xué)成分不僅影響材料最初的組織結(jié)構(gòu)，而且還會(huì)由于熱處理工藝不同而影響其最終的顯微組織，從而影響材料的性能。由于高磁感取向硅鋼的主要組織特征是晶粒中的高斯織構(gòu)，即晶粒取向度趨于｛110｝＜001＞，而高斯織構(gòu)主要是在高溫退火升溫階段由｛110｝＜001＞晶粒發(fā)生二次再結(jié)晶異常長大得到。很顯然，要使這種位向的晶粒長大，需要在基體中形成彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)或者雜質(zhì)以及合金元素在晶界偏聚，以此來限制原始晶粒的長大，從而達(dá)到細(xì)化晶粒目的。因此，為了控制高磁感取向硅鋼中初次晶粒的長大，其組織中存在細(xì)小彌散的析出相質(zhì)點(diǎn)或者存在有利于晶界偏聚的元素至關(guān)重要［3］。

研究表明［3-4］：在鋼鐵材料中添加稀土元素，不但能有效去除有害雜質(zhì)物和細(xì)化晶粒，還能形成高熔點(diǎn)化合物和結(jié)晶核心，從而細(xì)化材料組織。目前，對于高磁感取向硅鋼，其稀土微合金化的研究主要集中在Ce和La元素上。已有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)［5］：在高磁感取向硅鋼中添加稀土元素Ce或La，不但可增加沿著高斯（Goss）織構(gòu)長大的晶粒的密度，而且還有利于退火過程中高斯織構(gòu)的發(fā)展。渠美清等［6］研究了稀土Ce對取向硅鋼組織及抑制劑演變規(guī)律的影響，發(fā)現(xiàn)Ce添加對抑制劑析出的種類影響不明顯，但Ce添加改善了取向硅鋼的純凈度水平，形成了較大的初次再結(jié)晶晶粒和提高了組織的均勻化程度，同時(shí)Ce添加還使析出的抑制劑更加細(xì)小和彌散分布且在卷取過程中還能有效抑制AlN析出和防止MnS粗化，從而使取向硅鋼的性能得到明顯改善和提高。此外，陳志軍等［7］也研究了稀土Ce對取向硅鋼脫碳退火組織及抑制劑的影響，發(fā)現(xiàn)隨著退火溫度增加，含Ce樣品脫碳退火組織中抑制劑析出相的尺寸粗化不明顯，并且在相同溫度下，含Ce樣品組織中抑制劑析出相的分布密度較大且分布比較均勻。至于添加稀土 La的影響，孫明雙［8］發(fā)現(xiàn)微量 La（11×10-6）對取向硅鋼組織中抑制劑的類型也沒有明顯影響，但對取向硅鋼組織中MnS和Cu2S抑制劑的溶解有抑制作用。

盡管稀土元素微合金化對高磁感取向硅鋼存在一些積極的作用，但由于稀土元素微合金化會(huì)在取向硅鋼中形成稀土化合物，而稀土化合物的溶解溫度通常較高，其在取向硅鋼高溫退火過程中對于抑制劑的溶解是不利的，從而對取向硅鋼最終組織及織構(gòu)的演變產(chǎn)生一定的影響［9］。因此，對于高磁感取向硅鋼的稀土元素微合金化，需要結(jié)合具體的工藝過程和性能要求進(jìn)行綜合系統(tǒng)考慮。

2 抑制劑形成

眾所周知，為了使高磁感取向硅鋼組織中的二次再結(jié)晶晶粒（Goss取向晶粒）得到發(fā)展，必須有抑制劑在取向硅鋼組織中彌散分布，以有效控制二次再結(jié)晶退火過程中其他位向再結(jié)晶晶粒的正常長大，從而達(dá)到提高Goss位向晶粒的密度和磁性能這一目的。因此，抑制劑對于高磁鋼取向硅鋼最終的磁性能起著關(guān)鍵作用。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為使高磁感取向硅鋼成品的最終組織獲得單一高斯織構(gòu)并具有優(yōu)良的磁性能，通常采用細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)以及單質(zhì)元素溶質(zhì)作為其抑制劑，通過釘扎作用和晶界的偏聚作用，在脫碳退火和最終高溫退火升溫過程中抑制初次再結(jié)晶晶粒的正常長大，并使具有｛110｝〈001〉位向的初次晶粒（二次晶核）能夠吞并周圍的其他初次晶粒發(fā)生二次再結(jié)晶而異常長大［10］。

一般而言，高磁感取向硅鋼中的抑制劑可分為2類［11-12］：一類主要是硫化物和氮化物之類的化合物（如 MnS、AlN、MnS和Cu2S等），另一類為具有晶界偏析傾向的單質(zhì)元素（如Sn、Sb和Mo等）。其中MnS和AlN化合物主要作為高磁感取向硅鋼高溫（1 350～1 420℃）加熱時(shí)的抑制劑，而AlN化合物雖然也可用作中溫（1 250～1 300℃）和低溫（1 150～1 250℃）加熱時(shí)的抑制劑，但采用中溫加熱工藝時(shí)需要同時(shí)添加Cu2S和MnS作為輔助抑制劑，而采用低溫加熱工藝時(shí)則需要在發(fā)生二次再結(jié)晶之前進(jìn)行滲氮處理。基于此，高磁感取向硅鋼組織中抑制劑的形成研究主要涉及成份設(shè)計(jì)和工藝控制來調(diào)控材料的組織和性能這2個(gè)方面。

目前，一些新型的高磁感取向硅鋼抑制劑也正在發(fā)展之中，基本發(fā)展思路是在鋼冶煉時(shí)添加少量溶質(zhì)元素（如0.01～0.15 wt.%Cu、Cr和／或0.005～0.1 wt.%Sb、Mo和 Bi等），以代替固溶和析出溫度高的AlN化合物，從而在高磁感取向硅鋼組織中形成新的抑制劑［11］。除了單獨(dú)添加和／或復(fù)合添加少量的單質(zhì)溶質(zhì)元素作為抑制劑外，一些新型的化合物抑制劑（如Nb（C，N））也得到了發(fā)展。據(jù)報(bào)道［13］：Nb（C，N）在鋼中具有固溶溫度低、析出尺寸小、粗化速率小和抑制作用更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以很好滿足作為取向硅鋼抑制劑的基本特征和優(yōu)勢。同時(shí)，與AlN和MnS等高磁感取向硅鋼的傳統(tǒng)化合物抑制劑相比，Nb（C，N）作為抑制劑可以在取向硅鋼組織中得到高體積分?jǐn)?shù)的高斯織構(gòu)和相對最低的鐵損。已有研究表明［14］：Nb（C，N）的形成主要與取向硅鋼中Nb元素的添加有關(guān)。劉彪等［14］研究了Nb對低溫取向硅鋼高斯織構(gòu)演變的影響，發(fā)現(xiàn)在取向硅鋼中添加Nb元素，可以得到納米級的 Nb（C，N）與 MnS和 Cu2S復(fù)合析出相，并且含Nb取向硅鋼高溫退火后的Goss織構(gòu)體積分?jǐn)?shù)可達(dá)到74.6%，而不含Nb取向硅鋼Goss織構(gòu)體積分?jǐn)?shù)只有39.7%。此外，汪勇等［15］發(fā)現(xiàn)：Nb作為一種強(qiáng)碳化物形成元素，容易在高磁感取向硅鋼中形成固溶溫度較低的碳化物、氮化物及碳氮化物，可降低取向硅鋼板坯的再加熱溫度，從而最終使材料的成品率提高和成本降低。

3 滲氮處理

滲氮處理主要用于低溫法生產(chǎn)高磁感取向硅鋼，這主要是由于低溫法生產(chǎn)高磁感取向硅鋼降低了板坯的加熱溫度，使得在取向硅鋼熱軋等過程中不能獲得足夠數(shù)量的內(nèi)生抑制劑。因此，需要在高溫退火前對取向硅鋼進(jìn)行滲氮處理，從而增大取向硅鋼組織中的氮含量、提高抑制劑數(shù)量和增強(qiáng)抑制力［16］。

一般而言，根據(jù)滲氮溫度的不同，低溫法生產(chǎn)高磁感取向硅鋼滲氮處理可以分為高溫滲氮和低溫滲氮，溫度分別控制在900～1 050℃和650～800℃［17］。目前，高磁感取向硅鋼的滲氮方式主要有氣體滲氮、納米復(fù)合電沉積滲氮、鹽浴滲氮以及離子滲氮等［18-19］。氣體滲氮主要包括平衡滲氮和非平衡滲氮。由于平衡滲氮法的處理時(shí)間較長會(huì)導(dǎo)致取向硅鋼成本增加，因此目前得到應(yīng)用的氣體滲氮工藝主要是利用氨氣分解進(jìn)行非平衡滲氮，其機(jī)理在于高溫退火升溫時(shí)通過提高退火氣氛中N2的比例，從而防止AlN等抑制劑提前分解和形成少量（Al，Si）N化合物，并最終增強(qiáng)AlN析出相的抑制力［19］。納米復(fù)合電沉積滲氮是利用鍍液含有的納米AlN顆粒，通過電鍍方式在取向硅鋼表面形成Fe-AlN復(fù)合鍍層，而鹽浴滲氮法則是在配制好的氰化物鹽熔融液體中對取向硅鋼進(jìn)行時(shí)效處理，通過調(diào)整電流密度或取向硅鋼板／帶材的通過速度來控制滲氮量［19］。至于離子滲氮，其機(jī)理則主要是將取向硅鋼置于放電裝置中，分別以滲氮爐爐壁和取向硅鋼樣品為陽極和陰極，并通過在這2個(gè)極之間施加電壓使?fàn)t內(nèi)氣體電離，然后通過產(chǎn)生的離子高速轟擊取向硅鋼板／帶材表面并向內(nèi)部滲透。

此外，已有研究發(fā)現(xiàn)［20］：不同的滲氮工藝一般具有不同的技術(shù)要求。日本新日鐵公司進(jìn)行滲氮處理一般在脫碳退火后到高溫退火之間，滲氮溫度控制在750～770℃范圍；韓國浦項(xiàng)公司則是將脫碳和滲氮同時(shí)進(jìn)行，并采用BN作為抑制劑；而國內(nèi)首鋼是在脫碳后進(jìn)行滲氮，同時(shí)為增加N的滲透和擴(kuò)散，采用了850～1 000℃較高的滲氮溫度。目前，滲氮工藝對于取向硅鋼組織和性能的影響主要圍繞滲氮工藝對獲得抑制劑的影響方面開展較多。駱新根等［17］研究了滲氮溫度對低溫高磁感取向硅鋼抑制劑狀態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)較低滲氮溫度有利于滲氮量的提高，并且660℃和770℃下滲氮后的表層析出相主要為Si3N4且主要分布于晶內(nèi)和／或晶界處，而900℃下滲氮的表層析出相主要為Si3N4轉(zhuǎn)化成的（Al，Si）N相。很顯然，在高磁感取向硅鋼實(shí)際退火滲氮過程中均需嚴(yán)格控制退火溫度、滲氮?dú)夥蘸蜁r(shí)間等工藝參數(shù)，以確保滿足高磁感取向硅鋼最終所需的磁性能。仇圣桃等［10］總結(jié)了國內(nèi)外各鋼廠或研究機(jī)構(gòu)脫碳退火及滲氮處理的主要技術(shù)特點(diǎn)，如表1所示。

表1 各鋼廠或研究機(jī)構(gòu)脫碳退火及滲氮處理的主要技術(shù)特點(diǎn)

4 表面絕緣涂層制備

表面絕緣涂層制備是高磁感取向硅鋼生產(chǎn)的最后一道工序，其對取向硅鋼絕緣性、附著性、沖片性、耐蝕耐銹性以及后續(xù)的使用等均存在較大影響。目前，衡量表面絕緣涂層的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是良好的電絕緣性、涂層附著性、較好的沖剪加工性、焊接性及耐蝕耐熱性、能適應(yīng)高溫退火（700～800℃）并具有高的疊裝系數(shù)和表面顏色均勻等。一般情況下，取向硅鋼表面需涂覆0.5～5μm厚的絕緣涂層，一方面起著絕緣效果，使取向硅鋼片具有較高的層間電阻率和使層間功率損失降為最小，同時(shí)在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中免受各種腐蝕介質(zhì)的侵蝕和銹蝕；另一方面還能產(chǎn)生一定張力，從而細(xì)化磁疇和提高取向硅鋼的磁性能［21-22］。

目前，國內(nèi)外研究使用的高磁感取向硅鋼表面絕緣涂層主要包括有機(jī)涂層、無機(jī)涂層和半無機(jī)涂層3大類，其組成和性能特點(diǎn)為［22-23］：① 有機(jī)涂層主要包括丙烯酸樹脂、醋酸乙烯樹脂、改性醇酸樹酯和環(huán)氧樹脂等有機(jī)樹脂。有機(jī)涂層雖然具有成膜性、絕緣性和抗沖擊性好以及剪切沖片性和層間電阻較高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在漆膜硬度低、熱收縮變形大、耐熱性和焊接性差等不足，因此目前已逐漸被淘汰。②半無機(jī)涂層是將磷酸鹽和鉻酸鹽無機(jī)溶液與乳膠樹脂溶液混合后制備而成的絕緣涂層，同時(shí)還一般在鉻酸鹽中加入氟碳樹脂以提高其沖壓性；半無機(jī)涂層具有剪切沖片性和涂層附著性好等優(yōu)點(diǎn)，其是目前取向硅鋼使用最多的表面絕緣涂層。然而，由于半無機(jī)涂層中含有對人體有害的鉻元素，不符合環(huán)保要求，從而使其應(yīng)用受到一定的限制。③無機(jī)涂層主要以磷酸鹽和磷酸鋁基涂料來形成絕緣涂層，該涂層雖然耐高溫且具有電絕緣性、附著性和焊接性能好以及熱膨脹系數(shù)小和拉應(yīng)力大等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有涂覆硬度大和沖剪性能差等不足。

眾所周知，表面絕緣涂層使用在高磁感取向硅鋼表面上，可以保證疊片的性能穩(wěn)定和良好的絕緣性，從而滿足高磁通量要求。同時(shí)，均勻光滑的表面絕緣涂層還能提高取向硅鋼的表面質(zhì)量。此外，黏度高和成分穩(wěn)定的表面絕緣涂層還能形成一定的張力，從而使取向硅鋼的磁疇細(xì)化和鐵損降低。實(shí)際上，張力絕緣涂層就是在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。考慮到細(xì)化磁疇和降低鐵損是張力涂層在高磁感取向硅鋼中的作用之一，而經(jīng)過物理刻痕后的取向硅鋼表面具有壓應(yīng)力，且其與軋制方向相平行的厚度方向還具有內(nèi)應(yīng)力?；谶@些應(yīng)力間的相互作用，就可使取向硅鋼的橫向亞磁疇減少和磁疇細(xì)化。很顯然，通過在高磁感取向硅鋼表面涂覆張力涂層，利用取向硅鋼基體材料和張力涂層兩者的熱膨脹系數(shù)差異在取向硅鋼表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而減少橫向亞磁疇和提高主磁疇的磁彈性能，并最終使磁疇細(xì)化［24］。因此，對于高磁感取向硅鋼的鐵損降低，發(fā)展新型張力涂層技術(shù)也是一種有效的方法之一。目前，由于得到研究和應(yīng)用的取向硅鋼張力涂層大都含有對人體有害的鉻元素，因此嘗試開發(fā)新型穩(wěn)定的無鉻張力涂層將是當(dāng)前和今后的研究重點(diǎn)［25］。在張力涂層的研究和應(yīng)用方面，日本走在了前面。日本 JFE公司基于磷酸鹽（含有 Mg、Ca、Mn、Al、Sr和 Zn等元素）或高錳酸鹽（含有 Mg、Ca、Al、Sr和Zn等元素），通過添加表面活性劑制備出了性能較好的取向硅鋼表面絕緣涂層［22，26］。同時(shí)，日本新日鐵公司基于氧化鐵或氫氧化鐵為主要成分的絕緣層溶液，通過氧化反應(yīng)后也在取向硅鋼帶表面形成了以SiO2為主要成分的張力涂層［22-23］，并且該公司還開發(fā)出了以磷酸鹽和膠狀二氧化硅為主的絕緣處理劑，其制備出的絕緣涂層附著性和耐蝕性優(yōu)良且涂層張力也得到提高，從而使取向硅鋼磁性能得到明顯改善［22-23，26-27］。此外，以化學(xué)氣相沉積鈦化物和氮化物、電沉積稀土改性復(fù)合氧化物和磁控濺射制備Si3N4和TiN材料為主的張力涂層制備技術(shù)也正得到發(fā)展［28］，然而目前關(guān)于這方面的報(bào)道還非常少。

5 表面激光刻痕處理

眾所周知，取向硅鋼的鐵損主要包括磁滯損耗、渦流損耗和反常渦流損耗，其中反常渦流損耗受取向硅鋼磁疇結(jié)構(gòu)的影響較大。一般而言，磁疇寬度越大和疇壁移動(dòng)速率越小，會(huì)引起反常渦流損耗增大并導(dǎo)致鐵損增加。目前，采用傳統(tǒng)冶金方法來降低取向硅鋼的鐵損已達(dá)到一個(gè)相對極限的程度，而基于細(xì)化磁疇的表面處理技術(shù)已成為降低取向硅鋼鐵損行之有效的方法之一［29-30］，其機(jī)理為：通過對取向硅鋼表面進(jìn)行機(jī)械或激光刻痕等產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或熱效應(yīng)，從而改善取向硅鋼內(nèi)部磁疇結(jié)構(gòu)，并最終通過細(xì)化磁疇達(dá)到降低鐵損目的。目前，基于細(xì)化磁疇的表面處理技術(shù)主要有機(jī)械刻痕法、激光刻痕法和應(yīng)力涂層法等。在這些細(xì)化磁疇方法中，激光刻痕法因具有加工速度快、穩(wěn)定高效和鐵損降低明顯（可以使取向硅鋼鐵損降低10%～20%）等優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)外研究最多且可能在實(shí)際生產(chǎn)中將會(huì)得到更多應(yīng)用的表面處理技術(shù)［31-34］。

由于激光刻痕技術(shù)的關(guān)鍵是在取向硅鋼表面形成合適尺寸的有效應(yīng)力-應(yīng)變區(qū)，從而通過影響磁疇寬度使取向硅鋼性能得到優(yōu)化，因此近30年來國內(nèi)外對于取向硅鋼激光刻痕技術(shù)的研究主要集中在刻痕速度／間距／方向／速率以及激光頻率／種類等工藝參數(shù)對鐵損降低的影響上?？准觽サ龋?5］研究了激光刻痕對取向電工鋼磁疇和鐵損的影響，發(fā)現(xiàn)激光刻痕后取向硅鋼表面的磁疇寬度明顯細(xì)化且刻痕寬度隨著輸入電流的增加而增大，同時(shí)在12 A輸入電流、5kHz激光頻率和800 m／s刻痕速度下可使鐵損改善率達(dá)到11.81%；楊富堯等［36］研究了激光功率、激光頻率、掃描速度、刻痕間距等參數(shù)對取向硅鋼鐵損及磁疇的影響，發(fā)現(xiàn)：①取向硅鋼的平均鐵損降低率隨激光功率和刻痕間距的增加呈先增大后減小的趨勢，但其隨激光頻率和掃描速度的增大而減??；②改變激光功率、掃描速度及頻率均會(huì)對取向硅鋼刻痕深度產(chǎn)生影響，而鐵損的降低率則隨著刻痕深度增加呈先增大后減小的趨勢；③ 在優(yōu)化的激光刻痕工藝參數(shù)條件下（功率4 W、頻率30 kHz、掃描速度100 mm／s、刻痕間距5 mm），取向硅鋼的平均鐵損降低率最高可達(dá)12%；李海蛟等［37］對120牌號(hào)取向硅鋼的激光刻痕工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究，發(fā)現(xiàn)：激光刻痕會(huì)在取向硅鋼表面形成一系列刻痕蝕（見圖1［37］），且在 12 A輸入電流、3 500 Hz激光頻率、800 m／s刻痕速度下，刻痕蝕點(diǎn)規(guī)則且連續(xù)、刻痕影響的區(qū)域最大且刻痕點(diǎn)之間互不干擾，磁疇寬度的平均降低率可達(dá)11.7%，磁疇細(xì)化效果最佳，鐵損降低率達(dá)到了9.45%。

圖1 不同電流下取向硅鋼的激光刻痕形貌［37］

盡管激光刻痕可以有效細(xì)化取向硅鋼的磁疇，進(jìn)而大幅降低取向硅鋼的鐵損，但仍存在一些問題需要解決［31］：①激光刻痕會(huì)導(dǎo)致取向硅鋼刻痕區(qū)的熱穩(wěn)定性差，使時(shí)效性能變差和使高溫時(shí)磁疇細(xì)化的效果降低，從而限制其僅在500℃以下的工作溫度下使用，應(yīng)用范圍受到很大限制；②激光刻痕會(huì)對取向硅鋼表面絕緣涂層造成損傷，從而影響取向硅鋼的絕緣性、耐蝕性、沖片性和磁性能等；③激光刻痕會(huì)降低取向硅鋼片表面的平整度和疊片系數(shù)以及提高磁致伸縮系數(shù)。

對于上述提及的部分問題，國內(nèi)一些研究者已開展了一些初步的研究，并取得了一些積極的成果。楊玉玲等［38］對激光局部氮化影響和改善取向硅鋼的磁疇結(jié)構(gòu)分布進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)：①通過控制工藝參數(shù)可實(shí)現(xiàn)取向硅鋼的激光氮化，并在取向硅鋼表面生成了Fe4N和Fe3N氮化物；②氮化處理同樣可細(xì)化取向硅鋼的磁疇結(jié)構(gòu)，從而降低取向硅鋼的鐵損；③ 氮化處理后經(jīng)600℃×3 h時(shí)效退火處理，取向硅鋼磁疇結(jié)構(gòu)基本保持不變，說明氮化處理可在一定程度上改善取向硅鋼的高溫時(shí)效性，從而使其應(yīng)用范圍得到擴(kuò)展。此外，李海蛟等［37］研究了不同輸入電流下激光刻痕對取向硅鋼表面絕緣涂層的影響，發(fā)現(xiàn)隨著電流增大，刻痕寬度和深度增大，刻痕對絕緣涂層的損傷嚴(yán)重，同時(shí)后續(xù)在500℃以上進(jìn)行去應(yīng)力退火后，取向硅鋼磁疇開始粗化且鐵損較激光刻痕后有所升高。很顯然，對于取向硅鋼的激光刻痕處理，需要結(jié)合細(xì)化磁疇、激光刻痕對絕緣層和后續(xù)時(shí)效性能的影響以及取向硅鋼的應(yīng)用場合等進(jìn)行系統(tǒng)綜合考慮，基本原則是合理調(diào)控激光刻痕工藝參數(shù)，使其在滿足刻痕細(xì)化磁疇的同時(shí)又盡可能不破壞原有絕緣涂層，如果確實(shí)因刻痕能量過大導(dǎo)致絕緣涂層破壞，則需要通過在后續(xù)工藝重新涂覆絕緣層［39］。實(shí)際上，如果激光刻痕工藝參數(shù)控制得當(dāng)，并將激光刻痕法和表面涂覆張力涂層有機(jī)結(jié)合，不但可提高取向硅鋼的耐熱性及其產(chǎn)品整體的表面質(zhì)量，而且細(xì)化磁疇優(yōu)勢明顯，可使取向硅鋼的鐵損降低達(dá)30%以上且容易實(shí)現(xiàn)磁性能的穩(wěn)定和高效自動(dòng)控制［40］。

6 結(jié)論

針對高磁感取向硅鋼的制備和生產(chǎn)，基于各個(gè)工藝環(huán)節(jié)對取向硅鋼組織和性能的影響，國內(nèi)外圍繞稀土微合金化成份設(shè)計(jì)、抑制劑形成和控制、滲氮處理、表面絕緣涂層和／或激光刻痕細(xì)化磁疇等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)開展了大量的研究和應(yīng)用實(shí)踐工作，取得了許多積極的成果，有力推動(dòng)了高磁感取向硅鋼的應(yīng)用和發(fā)展。面向未來，針對高磁感取向硅鋼短流程、低成本、高性能以及節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢，還需要在以下幾方面開展深入研究：

1）針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域及相應(yīng)的性能要求，圍繞成份設(shè)計(jì)、冶煉、軋制、退火處理、滲氮處理、表面絕緣涂層和激光刻痕處理等進(jìn)行系統(tǒng)集成研究，找出最為關(guān)鍵的工藝控制環(huán)節(jié)并優(yōu)化出最佳的工藝參數(shù)；

2）針對現(xiàn)有牌號(hào)的高磁感取向硅鋼，以其性能和表面質(zhì)量為研究控制重點(diǎn)，研究開發(fā)新型的抑制劑、設(shè)計(jì)制備高質(zhì)量的絕緣／張力涂層、優(yōu)化穩(wěn)定高效的滲氮工藝及激光刻痕工藝，尤其加強(qiáng)激光刻痕技術(shù)與表面涂層技術(shù)的有機(jī)結(jié)合研究，實(shí)現(xiàn)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的穩(wěn)定工程化應(yīng)用；

3）針對高磁感取向硅鋼的新型制備技術(shù)開發(fā)（如雙輥薄帶連鑄技術(shù)），圍繞成份設(shè)計(jì)、抑制劑形成、滲氮處理和表面涂層和／或激光刻痕等建立和豐富相關(guān)的基礎(chǔ)理論。

相信隨著上述問題的逐步解決，高磁感取向硅鋼短流程、低成本、高性能以及節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)和應(yīng)用目標(biāo)一定會(huì)得到實(shí)現(xiàn)。