CN202110332173.3一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢及制造方法

权利要求

1.一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：Si：1.50%~3.00%；Als：0.50%~2.00%；Mn：0.20%~1.00%；P：0.01%~0.20%；C：≤0.005%S：≤0.03%；N：≤0.03%；Ti：≤0.005%,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C%+S%+N%+Ti%≤0.01%；Si、Als、Mn的重量百分比满足下式：3.7%≤Si%+ Als%+ Mn%≤5%。

2.根据权利要求1所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，其特征在于：包括如下重量百分比的各组分：Si：1.80%~2.80%；Als：0.80%~1.80%；Mn：0.30%~0.80%；P：0.05%~0.10%；C：≤0.003%；S：≤0.02%；N：≤0.01%；Ti：≤0.003%,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C%+S%+N%+Ti%≤0.0085%。

3.一种根据权利要求1-2任一项权利要求所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，板坯加热保温，热轧冷却后卷取，正火，酸洗，冷轧，保护气体氛围下退火，涂绝缘层并固化，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢；其特征在于：冷轧过程中控制总压下率在85%~90%；退火过程中控制退火温度为890~990℃，时间为180~350s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为2.8~3.6Mpa。

4.根据权利要求3所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：所述板坯加热在步进式加热炉内进行，控制加热温度为1000~1150℃，保温时间为100~230min。

5.根据权利要求3或4所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为800~900℃，冷却至550~700℃后进行卷取。

6.根据权利要求5所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：热轧包括五道次粗轧至厚度为32~45mm，后经七道次精轧至厚度为1.8~2.5mm。

7.根据权利要求3所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：所述正火过程中控制正火温度为820~950℃，时间为2~5min。

8.根据权利要求3所述的一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，其特征在于：固化条件为温度450~650℃，时间30~70s，且绝缘层的厚度控制在0.3~1.5μm。

说明书

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢及制造方法

技术领域

本发明属于无取向钢生产技术领域，更具体地说，涉及一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢及制造方法。

背景技术

绿色出行的普及使得电动自行车成为出行的重要交通工具之一，轻便型电动自行车由于各种新技术新材料的使用，与传统电动自行车相比体积更小、重量更轻、结构更稳固耐用，越来越受到广大消费者欢迎。目前电动自行车轮毂电机普遍采用外转子型永磁无刷直流电机，电机定子铁损采用0.35～0.6mm厚度无取向电工钢卷叠而成。轻便型电动自行车轮毂电机由于直径较小、转速较快，电机铁芯损耗相对较高；同时卷绕过程中较大的曲率易使得无取向电工钢卷叠过程中出现开裂等问题，影响加工效率。现有常规无取向电工钢片性能已经难以满足轻便型电动自行车轮毂电机高效率工作和加工要求。

针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201610007685.1，公开日为2016年4月13日，该专利公开了一种电机定子卷铁心制备方法及其毛坯带料，在已加工好齿槽的带料的每一齿槽的轭部开设一段直向槽，该直向槽沟通齿槽的底部；在每一齿槽的轭部开设一段横向槽，该横向槽与直向槽相垂直且相接触。该专利的不足之处在于：虽然通过增加定子带料横向和纵向槽降低铁心卷叠过程中因曲率变化引起的平整度降低，可以有效降低铁心卷叠直径，但带料上较长的切割长度会使的铁心中边部冲裁应力增加、铁心损耗增加。

又如中国专利申请号CN202010659958.7，公开日为2020年10月16日，该专利公开了一种磁性能优良的无取向电工钢板及其冶炼方法，磁性能优良的无取向电工钢板的化学成分按质量百分比计控制在以下范围：C：0～0.004％、Si：0.2～2.0％、Mn：0.2～1.0％、S：0.005～0.025％、Al：0.2～1.2％、N：0～0.005％、O：0～0.005％、Cu：0.005～0.02％、Ca：0.0003～0.0035％，其中，Si和Al的总含量为0.5～2.6％，余量为Fe及不可避免的夹杂。冶炼方法包括：步骤一为高炉铁水、铁水预处理、转炉冶炼、RH精炼、连续浇铸；步骤二为热轧加工、粗轧、精轧、卷取；步骤三为热卷、酸洗、连轧、卷取、冷卷、前清洗、连续退火、后清洗、绝缘涂层。该专利的不足之处在于：虽磁性能优良，但是加工性能差，不利于稳定化生产。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有小型电机无取向钢加工难度大，效率低的问题，本发明提供一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢及制造方法。本发明通过合理控制元素含量提高硅钢的延塑性，便于后续加工。本发明提供的制造方法降低卷绕铁芯中的涡流和磁滞损耗，同时能够避免钢卷表面氧化和表面氮化物析出，降低铁芯损耗。与现有同铁损级别无取向硅钢相比延伸率较高，后续冷加工性能更加优异，在保证优良性能的同时便于加工，提高加工效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.50％～3.00％；Als：0.50％～2.00％；Mn：0.20％～1.00％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％S：≤0.03％；N：≤0.03％；Ti：≤0.005％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.01％。

更进一步的，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.80％～2.60％；Als：0.90％～1.80％；Mn：0.30％～0.60％；P：0.05％～0.10％；C：≤0.003％；S：≤0.02％；N：≤0.01％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.0085％。

一种根据上述任一项所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：各组分制成的钢水浇铸形成板坯，板坯加热保温，热轧冷却后卷取，正火，酸洗，冷轧，保护气体氛围下退火，涂绝缘层并固化，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢；冷轧过程中控制总压下率在85％～90％；退火过程中控制退火温度为890～990℃，时间为180～350s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为2.8～3.6Mpa。

更进一步的，所述板坯加热在步进式加热炉内进行，控制加热温度为1000～1150℃，保温时间为100～230min。

更进一步的，所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为800～900℃，冷却至550～700℃后进行卷取。

更进一步的，热轧包括五道次粗轧至厚度为32～45mm，后经七道次精轧至厚度为1.8～2.5mm。

更进一步的，所述正火过程中控制正火温度为820～950℃，时间为2～5min。

更进一步的，固化条件为温度450～650℃，时间30～70s，且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明保证Si、Als、Mn三种元素总量控制在3.0～5.0％，确保无取向电工钢产品具有较低的铁损性能进而可以提高电动自行车轮毂电机效率，在此基础上提高Mn和Als的含量可以获得较低损耗的同时保证良好的延伸率和冷变形性能；较薄的成品厚度可以有效降低卷绕铁芯中的涡流和磁滞损耗；较强的还原性气氛避免钢板表面氧化和表面氮化物析出，有效降低铁心损耗；与现有同铁损级别无取向硅钢相比延伸率较高，后续冷加工性能更加优异；

(2)本发明通过控制冷轧的总压下率使得钢卷厚度降低，可使后续在卷绕过程中钢板变形量降低，因冷加工带来的电磁性能恶化风险降低，同时可以有效缓解小直径铁芯卷绕时带来的加工断裂趋势；同时采用快速加热的工艺以达到降低铁损的目的；在退火过程中控制氧含量，避免高温退火钢卷表面氧化进而形成内氮化层增加磁滞损耗；控制钢卷在退火炉内的张力达到改善钢卷横向电磁性能；

(3)本发明在钢水连续浇铸过程中全程使用电磁搅拌，以获得较高比例的等轴晶粒；同时在正火过程中优先采用高温工艺以改善磁感；对固化的温度以及时间进行控制，保证钢卷双面层间电阻为150～800Ω·mm ²，将绝缘层的厚度控制在一定厚度范围内确保铁芯叠片后具有良好的叠装系数，进一步降低铁芯涡流损耗；

(4)本发明所制备的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢产品性能中铁损P _1.5/50≤2.35W/kg；B ₅₀₀₀≥1.65T；屈服强度Rp0.2≤350MPa，延伸率δ≥25％，同时产品组织中晶粒度评级为3.0级，平均晶粒尺寸达到125μm，实现了无取向电工钢的稳定加工，提高加工效率。

附图说明

图1为实施例1中的结构组织图；

图2为实施例2中的结构组织图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.50％～3.00％；Als：0.50％～2.00％；Mn：0.20％～1.00％；P：0.01％～0.20％；C：≤0.005％S：≤0.03％；N：≤0.03％；Ti：≤0.005％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.01％。其中各个组分的作用如下：

Si、Mn和Als：三者均属于无取向电工钢中的合金元素，Si元素对于磁性而言，随着含量的增加，电阻率提高、铁损降低，而对于硅钢塑性而言，随着含量的增加，电工钢变得越来越脆，难以轧制变形，导热性降低。Mn的加入可使组织中的{100}、{110}面织构比例增加，{111}面织构比例减少，磁性得到改善，同时Mn可以改善高硅钢的塑性，延伸率提高。Als的加入可以改善硅钢的磁性，同时对于提高硅钢的塑性有明显作用，且合金的韧脆转变温度可以得到明显改善，但较高的铝元素在冶炼过程中易使得钢渣中的钛被还原出来，对硅钢磁性具有一定危害。因此在保证三种元素总量在3.0～5.0％的前提下提高Mn和Als的含量可以在保证低铁损条件下提高钢板延塑性，当三者元素总量过低时，硅钢中电阻率降低，涡流损耗增加，总损耗增加，导致电机效率降低；三者元素总量较高时，硅钢总铁损降低但横纵向铁损性能差异性增加，金属延伸率降低导致后续卷绕加工过程中塑性变形能力不足，易出现加工断裂问题；同时硅钢较高的合金元素导致塑性变形过程中磁性能恶化趋势增加，总损耗增加；因此在保证三种元素总量在3.0～5.0％之间；

P：P元素可以有效缩小电工钢γ相区，促进晶粒长大，适当的P含量可以有效改善产品力学性能。若含量超过0.1％，使得材料脆化作用增强，影响冷轧及后续冲裁性能，降低弯曲次数，因此P含量应控制在0.01％～0.20％；

C、S、N和Ti：在电工钢中四种元素均属于有害元素，C含量超过0.005％时铁损升高显著，磁时效明显；S和N在电工钢中易形成MnS、Cu2S和AlN等第二相夹杂，强烈阻碍晶粒长大，铁损升高；Ti元素对无取向电工钢电磁性能的影响尤为强烈，析出的TiC和TiN夹杂，严重阻碍晶粒长大，铁损大幅升高，原则上C、Ti含量越低越好。

更进一步的，为降低无取向电工钢产品在不同频率下铁损性能差异性，对本发明中轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的成分做出进一步的限定，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.80％～2.80％；Als：0.80％～1.80％；Mn：0.30％～0.80％；P：0.05％～0.10％；C：≤0.003％；S：≤0.02％；N：≤0.01％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％≤0.0085％。

一种根据上述任一项所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成200～280mm的板坯，连铸过程结晶器使用电磁搅拌提高板坯等轴晶比例；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；控制加热温度为1000～1150℃，保温时间为100～230min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为800～900℃，层流冷却至550～700℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为32～45mm，后经七道次精轧至厚度为1.8～2.5mm；

正火：正火过程中控制正火温度为820～950℃，时间为2～5min，优先采用高温工艺以改善磁感；

酸洗：在紊流式酸槽内进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中控制总压下率在85％～90％，冷轧至目标厚度，在本发明中目标厚度为0.27mm，厚度降低可使后续在卷绕过程中钢板变形量降低，因冷加工带来的电磁性能恶化风险降低，同时可以有效缓解小直径铁芯卷绕时带来的加工断裂趋势；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为890～990℃，时间为180～350s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为2.8～3.6Mpa。退火温度和时间的合理配合使得无取向硅钢具有良好电磁性能的同时具有较低的强度和较高延伸率，在保证低铁损性能的基础上优先采用低温退火温度，保证硅钢具有较小的平均晶粒尺寸，进而降低硅钢屈服强度和提高延伸率。严格控制钢卷在退火炉内张力，优先采用低张力工艺确保低角度取向差的{001}<021>、{001}<100>等有利织构晶粒增加{001}和{111}有利织构所占比例增加、织构集中程度降低，进而提高硅钢横向电磁性能。退火炉内充至30～55％H ₂、N ₂混合气体保护，严格控制氧含量避免高温退火钢卷表面发生氧化进而形成内氮化层增加磁滞损耗。在这里值得说明的是在现有技术中当退火炉内张力较小时，硅钢板形不良和炉内跑偏的风险增加，炉内张力较大时，硅钢板沿轧制方向内应力增加，横纵向铁损之间差异增加。生产过程中，为了防止带钢在炉内跑偏，通常通过增加炉内张力(一般≥4Mpa)的方式进行控制。无取向硅钢随着单位张力的增加铁损先降低后升高而横纵向铁损之间差异逐渐增加。退火过程中施加外张力对晶界迁移有明显的促进作用，因此当单位张力小于4MPa时随着单位张力的增加平均晶粒尺寸增加、磁滞损耗降低、总铁损降低；外张力继续增加时，张力所引起金属的塑性变形降低了再结晶的软化作用阻碍了晶粒长大，当单位张力大于4MPa时平均晶粒尺寸降低铁损升高。为保证硅钢具有良好的板形和优异的横向铁损性能，连续退火过程中最佳单位张力应控制在2.8～3.6MPa之间。

涂绝缘层并固化：固化条件为温度450～650℃，时间30～70s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

采用本发明的成分以及制造方法制备的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢在卷绕加工过程中不易发生断裂，P _1.5/50≤2.35W/kg；B ₅₀₀₀≥1.65T；屈服强度Rp0.2≤350MPa，延伸率δ≥25％，同时如图1所示，产品组织中晶粒度评级为3.0级，平均晶粒尺寸达到125μm。实现了小型电机中无取向电工钢的稳定加工，提高加工效率。

实施例1

如图1所示，一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.38％；Als：1.21％；Mn：0.45％；P：0.07％；C：≤0.0,3％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0082％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为200min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至660℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.2mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.7％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为940℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.04Mpa，退火炉内充至35％H ₂+65％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度520℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.31W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.66T，屈服强度Rp0.2为309MPa，延伸率δ为28.0％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例2

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.43％；Als：1.11％；Mn：0.38％；P：0.06％；C：≤0.0028％S：≤0.0028％；N：≤0.0028％；Ti：≤0.0028％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0080％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1130℃，保温时间为200min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为850℃，经水冷和空冷后冷却至650℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.15mm；

正火：正火过程中控制正火温度为875℃，时间为145s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.4％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为950℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.10Mpa，退火炉内充至35％H ₂+65％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度500℃，时间34s；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.29W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.66T，屈服强度Rp0.2为324MPa，延伸率δ为27.6％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例3

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.34％；Als：1.01％；Mn：0.40％；P：0.07％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0074％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至645℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.1mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.1％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为960℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.08Mpa，退火炉内充至38％H ₂+62％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度480℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.33W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.65T，屈服强度Rp0.2为298MPa，延伸率δ为26.3％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例4

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.50％；Als：2.00％；Mn：1.00％；P：0.01％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0074％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至645℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.1mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.1％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为960℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.08Mpa，退火炉内充至38％H ₂+62％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度480℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.32W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.66T，屈服强度Rp0.2为287MPa，延伸率δ为29.4％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例5

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：3.00％；Als：0.50％；Mn：0.20％；P：0.20％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0074％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至645℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.1mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.1％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为960℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.08Mpa，退火炉内充至38％H ₂+62％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度480℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.34W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.67T，屈服强度Rp0.2为336MPa，延伸率δ为25.7％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例6

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.80％；Als：1.80％；Mn：0.30％；P：0.10％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0074％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至645℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.1mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.1％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为960℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.08Mpa，退火炉内充至38％H ₂+62％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度480℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.29W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.66T，屈服强度Rp0.2为324MPa，延伸率δ为27.6％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

实施例7

一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：2.80％；Als：0.80％；Mn：0.80％；P：0.05％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0074％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为860℃，经水冷和空冷后冷却至645℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.1mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过六道次冷轧至目标厚度0.27mm，控制总压下率在87.1％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为960℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.08Mpa，退火炉内充至38％H ₂+62％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度480℃，时间36s，保证钢板双面层间电阻为150～800Ω·mm ²；且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量优良，成品的铁损P _1.5/50为2.23W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.67T，屈服强度Rp0.2为328MPa，延伸率δ为26.7％，钢卷表面绝缘性较好且具有良好的磁性能及延展性能。

对比例1

如图2所示，一种轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢，包括如下重量百分比的各组分：Si：1.23％；Als：0.42％；Mn：0.28％；P：0.04％；C：≤0.003％S：≤0.003％；N：≤0.003％；Ti：≤0.003％,其余为铁和不可避免的杂质；其中C、S、N和Ti的重量百分比满足下式：C％+S％+N％+Ti％＝0.0080％。

一种如上述所述的轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢的制造方法，包括以下步骤：

各组分制成的钢水浇铸形成板坯：铁水经预处理进入转炉进行冶炼，转炉冶炼后的钢水通过RH炉进行脱碳和合金化处理，按照成分设计要求对Si、Al、Mn、P等合金化元素进行微调；将成分符合设计要求的钢水进行连续浇铸成230mm的板坯；

板坯加热保温：连铸后的板坯加热在步进式加热炉内进行，步进式加热炉能耗低，操作灵活方便；出炉温度为1110℃，保温时间为210min；

热轧冷却后卷取：所述热轧冷却后卷取过程中控制热轧终轧温度为840℃，经水冷和空冷后冷却至650℃后进行卷取；具体的，热轧过程中包括五道次粗轧至厚度为38mm，后经七道次精轧至厚度为2.15mm；

正火：正火过程中控制正火温度为870℃，时间为150s；

酸洗：在紊流式酸槽内用质量浓度为58％的盐酸对钢卷表面进行酸洗；

冷轧：冷轧过程中经过五道次冷轧至目标厚度0.35mm，控制总压下率在83.7％；

保护气体氛围下退火：退火过程中控制退火温度为950℃，时间为320s，且控制退火炉内氧含量低于80ppm的同时控制冷轧卷在退火炉内的张力为3.05Mpa，退火炉内充至20％H ₂+80％N ₂混合气体保护；

涂绝缘层并固化：固化条件为温度450℃，时间34s，且绝缘层的厚度控制在0.3～1.5μm，最终制成轻便电动自行车轮毂电机用无取向电工钢。

经上述工艺制造的超高效定频压缩机用无取向电工钢表面质量较差，成品的铁损P _1.5/50为2.63W/Kg，磁感B ₅₀₀₀为1.68T，屈服强度Rp0.2为275MPa，延伸率δ为23.8％，钢卷表面绝缘性较好但电磁性能和延展性相对较差，轻便电动自行车轮毂电机铁芯在卷绕过程中材料延塑性支持不了小直径卷绕加工所需要的塑性变形量出现断裂。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。