近(jin)年(nian)來，地球變暖和大(da)(da)氣污染等環(huan)境問(wen)題及(ji)能源短缺問(wen)題受到人們高(gao)(gao)度關注，鐵芯(xin)材料(liao)高(gao)(gao)性(xing)(xing)能化(hua)(hua)和高(gao)(gao)效化(hua)(hua)的(de)(de)要求越來越嚴格。高(gao)(gao)硅(gui)鋼(gang)因其許多優異的(de)(de)磁性(xing)(xing)能，在(zai)電力工(gong)業(ye)中實現(xian)高(gao)(gao)效化(hua)(hua)、節能化(hua)(hua)、輕便化(hua)(hua)和低噪音化(hua)(hua)方(fang)面(mian)，具有廣闊的(de)(de)發展和應用前(qian)景。現(xian)在(zai)面(mian)臨的(de)(de)最(zui)大(da)(da)問(wen)題是其高(gao)(gao)硅(gui)含(han)量帶來的(de)(de)高(gao)(gao)脆性(xing)(xing)，給高(gao)(gao)硅(gui)鋼(gang)的(de)(de)生(sheng)產(chan)帶來很(hen)大(da)(da)的(de)(de)困難，限(xian)制了其應用和發展。為此，除了正在(zai)積極探(tan)索通過改造傳統(tong)工(gong)藝來生(sheng)產(chan)高(gao)(gao)硅(gui)硅(gui)鋼(gang)片之外，也(ye)在(zai)努力開發非傳統(tong)的(de)(de)新工(gong)藝。
一、噴射成形法
中國科學院金屬所利用噴射成(cheng)形(xing)制(zhi)(zhi)備出了 Fe-4.5Si%硅(gui)(gui)鋼(gang)板(ban)(ban)坯(pi)，以工業純鐵和(he)工業純硅(gui)(gui)，按照(zhao)Fe-4.5Si%的成(cheng)分制(zhi)(zhi)備母合金，在霧(wu)化壓(ya)力(li) 0.6～1.2MPa、沉(chen)積距離為(wei)(wei) 300～600 mm 的條件下(xia)，形(xing)成(cheng)沉(chen)積板(ban)(ban)坯(pi)。然后(hou)，在氬(ya)氣保(bao)護下(xia)將(jiang)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)板(ban)(ban)坯(pi)加熱(re)到1100～1200℃，采用壓(ya)力(li)機對其壓(ya)實(壓(ya)下(xia)變形(xing)量為(wei)(wei) 20 %左(zuo)(zuo)右)，獲(huo)(huo)得(de)5mm左(zuo)(zuo)右的板(ban)(ban)坯(pi)。然后(hou)在1000～1050℃下(xia)進(jin)行(xing)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)，壓(ya)下(xia)率為(wei)(wei)15%左(zuo)(zuo)右。經多道(dao)次(ci)重復軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)，最(zui)后(hou)軋(ya)(ya)(ya)成(cheng)約3 mm的粗軋(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)坯(pi)；將(jiang)粗軋(ya)(ya)(ya)板(ban)(ban)坯(pi)表面清理后(hou)，將(jiang)其加熱(re)到950～1000℃，進(jin)行(xing)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)，每次(ci)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)壓(ya)下(xia)率為(wei)(wei)15%～20%，獲(huo)(huo)得(de)1 mm厚的板(ban)(ban)坯(pi)，酸洗后(hou)，將(jiang)板(ban)(ban)坯(pi)加熱(re)到900℃，在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)壓(ya)下(xia)率約為(wei)(wei)10%的條件下(xia)進(jin)行(xing)多道(dao)次(ci)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)，最(zui)終獲(huo)(huo)得(de)厚度(du)(du)為(wei)(wei) 0.5 mm的高(gao)(gao)硅(gui)(gui)鋼(gang)片。最(zui)后(hou)在720℃，真空度(du)(du)為(wei)(wei) 10-3Pa 條件下(xia)保(bao)溫8小時，獲(huo)(huo)得(de)性能優異的高(gao)(gao)硅(gui)(gui)高(gao)(gao)硅(gui)(gui)鋼(gang)片，磁感(gan)應(ying)強度(du)(du) B25為(wei)(wei) 1.544 T、B50為(wei)(wei) 1.641 T；鐵損 P10/50為(wei)(wei) 1.437 W/kg，P15 /50為(wei)(wei) 3.43 W/kg。
二、沉積擴散法
沉積(ji)擴(kuo)散法(fa)是在基板(ban)表(biao)(biao)面(mian)沉積(ji)高硅(gui)層，再通過擴(kuo)散滲硅(gui)使(shi)表(biao)(biao)面(mian)的(de)高硅(gui)逐漸擴(kuo)散到(dao)基板(ban)內(nei)部，從而制成高硅(gui)鋼板(ban)。例(li)如(ru)，將已軋制好的(de) 0.35 mm 厚的(de)基板(ban)(無(wu)取向硅(gui)鋼片(pian)) 在 800～850℃浸入熔融的(de) Al-Si 浴中，從而在表(biao)(biao)面(mian)形成一定梯度的(de) Al-Si 分布(bu)，隨后(hou)進行中間冷軋，最后(hou)在1100℃以上真空爐內(nei)進行退火熱處理，使(shi) Al-Si 原子擴(kuo)散到(dao)基片(pian)內(nei)部。此方法(fa)可獲得鐵損(sun) P10/50為 0.81W/kg，P10/400為 13.5W/kg 的(de)高硅(gui)硅(gui)鋼片(pian)。
日本(ben)(ben)鋼(gang)管(guan)公司成(cheng)功開發(fa)并利用化(hua)學氣(qi)相(xiang)沉積(ji)(ji)擴(kuo)散法(CVD) ，生(sheng)產(chan)出厚(hou)0.1～0.5 mm、寬(kuan)400 mm 的(de)含 6.5%Si 無(wu)取向(xiang)高(gao)(gao)(gao)硅(gui)鋼(gang)片。他(ta)們將硅(gui)含量為(wei) 2.5%～3.0%Si 的(de)普通(tong)冷軋硅(gui)鋼(gang)帶作基材，在(zai)N2或(huo)惰(duo)性氣(qi)體保護下(xia)的(de)無(wu)氧氣(qi)氛中(zhong)(zhong)加熱至1023～1200℃，使(shi)鋼(gang)表(biao)面暴露在(zai)SiCl4氣(qi)體中(zhong)(zhong)，發(fa)生(sheng)化(hua)學反應，生(sheng)成(cheng)的(de) Fe3Si 沉積(ji)(ji)在(zai)鋼(gang)板表(biao)面再熱分解(jie)成(cheng)活性硅(gui)原(yuan)子［Si］，然(ran)后在(zai)惰(duo)性氣(qi)氛中(zhong)(zhong)高(gao)(gao)(gao)溫保溫，使(shi)得表(biao)面富硅(gui)層中(zhong)(zhong)的(de)硅(gui)原(yuan)子向(xiang)板材內部中(zhong)(zhong)心擴(kuo)散，使(shi)其(qi)(qi)成(cheng)分達到 6.5%Si 的(de)要(yao)求，然(ran)后控速(su)冷卻(que)。冷卻(que)過程中(zhong)(zhong)進行兩種處理: 其(qi)(qi)一是冷卻(que)至居里溫度(du)以下(xia)時(shi)進行磁(ci)(ci)(ci)場冷卻(que)，這樣可顯著提高(gao)(gao)(gao)磁(ci)(ci)(ci)性。 其(qi)(qi)二是在(zai)磁(ci)(ci)(ci)場冷卻(que)之(zhi)(zhi)前或(huo)之(zhi)(zhi)后或(huo)之(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)，對鋼(gang)帶在(zai)200～600℃的(de)溫度(du)下(xia)進行溫軋塑(su)性加工以改善表(biao)面質(zhi)量。現在(zai)，日本(ben)(ben)已(yi)建成(cheng)月產(chan)100 t的(de)CVD 連續滲(shen)硅(gui)生(sheng)產(chan)線(xian)，可生(sheng)產(chan) 0.05～0.3 mm厚(hou)、600 mm 寬(kuan)的(de)6.5 %Si 高(gao)(gao)(gao)硅(gui)鋼(gang)片。