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《取向硅钢-渗氮脱碳工艺综述.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、先脱碳后渗氮工艺主要技术问题：氧化膜各成分及其含量控制，主要通过控制脱碳气氛来调节。氧化膜影响脱碳效率、后续渗氮过程及底层质量。难点：氧化膜成分的精确控制脱碳L气氛对于氧化膜成分影响分析分压比：即PH2O/PH2,代表氧化性强弱。分压比影响氧化膜成分及含量SiO2：氧化膜中的主要成分，Si与水蒸气反应生成，内氧化膜的内层,在后续高温退火升温阶段与隔离剂中的MgO生成硅酸镁底层，PH2O/PH2=0.15左右时就会形成SiO2内氧化层，＜0.03时，会形成致密非晶质外氧化层SiO2,不利；FeSiO4：当PH20/PH2=0.15
2、-0.6时，会形成外层为Fe2SiO4,内层为SiO2的内氧化层，在此条件下可顺利进行脱碳。在此范围内，增加露点时，Fe2SiO4会增多,SiO2会减少，Fe2SiO4在此范围内为较疏松形成区，有利于脱碳顺利进行。Fe2SiO4作用：1)在高温退火温度升至850-950°C低温区，Fe2SiO4先与MgO反应生成一部分Mg2SiO4,防止发生过氧化，并保持表层抑制力;2)Fe2SiO4也对MgO+SiO2反应起到触媒作用，使Mg2SiO4底层形成的温度降低，避免由于温度高而使抑制剂过早熟化分解。3)Fe2SiO4内氧化层比较疏松
3、，易于脱碳；4)影响底层质量但Fe2SiO4的量需要控制在合适的范围里，因为Fe2SiO4含量过低时，形成的底层不均匀，氧化膜中总氧量低而使底层附着性变坏；含量过高，以后形成的底层厚度不均匀。有研究表明控制PH20/PH2=0.3-0.5,使Fe2Si04/Si02=0.05-0.45时底层质量好。FeO：当PH2O/PH2>0.6时，会形成FeO外氧化层，致密氧化膜，会影响脱碳。当控制PH20/PH2=0.01-0.15时，可不形成Fe2SiO4及FeO等铁系氧化物，配合AI2O3隔离剂时，可制得镜面质量的取向硅钢。H2含量：
4、脱碳需要在氧化气氛下进行，理论上，露点越高，越易脱碳，但是，当氧化速度大于脱碳速度时，致密的氧化膜会影响脱碳反应的进一步进行。因此需要合适控制H2比例，H2含量过低，过量的水蒸气会加速钢表面氧化；过高时，由于H2为还原气体，不利于脱碳反应进行。正常脱碳范围为PH2O/PH2S.3-0.45,但此条件不可单独使用,当温度升高时，分压比应适当降低，以实际情况而定。脱碳反应过程H2合适含量20-25%。但冷却气氛应为干的100%N2或75%N2+H2,防止内氧化层外层Fe2SiO4被还原成Si02而导致的内氧化层中Fe2SiO4减少，
5、Si02增多的现象。炉压差：需气体流通顺畅，将脱碳过程中产生的废气及时排出炉外，提高效率。有研究表明，尾部大于头部气体量，使气体顺尾部向头部流动，保证尾部与头部炉压差10-20Pao另外，钢带温度大于750°C脱碳反应速度才明显加快，而氧化反应从250°C就已开始，因此，在不影响钢带的脱碳效果的前提下，可以考虑通过降低脱碳一段的水蒸汽浓度的措施达到目的；2.温度影珥珥脱碳主要分为两个过程，C在钢板内扩散及C与表面水蒸气的反应由此可见，c在板内扩散过程才是控制的重点。由于Da»DY,因此在a相区脱碳更有利，因此脱碳温度应在相变温度
6、以下；一般采用高温短时间脱碳的退火方法,因为高温促进脱碳，短日寸可防止晶粒长大。当提高脱碳温度时需适当提高气氛中的H2比例来抑制表面氧化。提逼温度对于提高脱碳速度效果最明显，特别是对于厚板;快ft温到脱碳温度，因为快升温可提高再结晶所需储能，使初次再结晶晶粒均匀。3.氧化膜中的。含量脱碳反应速率手钢带表面反应时的o覆盖率缶的影响，0S4°1+「乌。弓,其中Ko为温度的函数，lnKo=3020/「1.16。因此，温度越高，氧覆盖率减小；露点升高，覆盖率增高。只要钢带表面的有效氧位在10%以上，就不影响钢带中的碳被有效脱除；脱碳后的
7、氧化膜对于渗氮速度和渗氮量也有很大影响O控制脱碳后氧化膜中0=(450-800)X10-6,最好为(550-650)X10-6,FeO/SiO2W0.4时，以后可顺利渗氮，渗氮量也比较稳定。。量增高，即FeO量增多，渗氮量也会增高，因为NH3一N+即)H2,产生的H2与FeO反应，促进反应向右进行，所以渗氮容易，此时渗氮时应保证高的H2分量，PN，PH2W0.5。另外，合适0含量与钢中的Als含量有关,Als含量低(如0.025%)时合适0含量范围更窄(450-700)X10-6,Als含量高(0.028-0.03)时适合0含量
8、范围宽(500-900)X10-6,因为AIN分解受AI氧化所控制。4.Cr含量影响Cr含量会影响内氧化层的厚度，Cr可促进内氧化层(Fe2SiO4和Si02)的形成，因为脱碳退火时Cr可促进。沿板厚方向扩散促进形成Fe2SiO4和Si02。5.Si、Al含量的
