取向硅钢高张力涂层制备技术进展

对取向硅钢高张力涂层开发的技术原理和进展情况进行了介绍,重点对化学气相沉积法和溶胶—凝胶法制备取向硅钢高张力涂层技术难点和商业化前景进行了论述。化学气相沉积法和溶胶—凝胶法成功解决了在镜面取向硅钢表面制备同时具有良好附着性和高张力效果涂层的技术难题,近年来受到了钢铁企业的重视和广泛的研究。化学气相沉积法制备TiN涂层和溶胶—凝胶法制备B2O3-Al2O3涂层工艺在镜面取向硅钢产品上具有商业化应用前景,代表了未来高张力涂层的发展方向。     

取向硅钢涂层对噪音特性的影响

取向硅钢片磁致伸缩是变压器噪音来源的主要因素,本文研究了取向硅钢片硅酸镁底层和磷酸盐涂层对磁致伸缩的影响。结果表明：取向硅钢表面的硅酸镁底层和磷酸盐涂层可降低取向硅钢的磁致伸缩;增加绝缘涂层的厚度可减少杂畴和90°畴,改善取向硅钢的噪音性能。     

高磁感取向硅钢涂层技术

涂层技术在高磁感取向硅钢生产中起着重要的作用.根据生产实践,介绍了高磁感取向硅钢生产中涂层的种类和作用、涂料的成分和对产品性能的影响、涂层工艺质量控制要点和检验方法等,并提出了通过优化涂层工艺改善高磁感取向硅钢性能和外观质量的方法.     

无取向硅钢涂层的现状及发展趋势

概述了无取向硅钢涂层的类型和现状,介绍了不同类型涂层的性能、优缺点和应用领域.提出了多个种类、不同用途、性能各异的高功能化的环保涂层是无取向硅钢涂层的发展趋势.     

无取向硅钢表面绝缘涂层

无取向硅钢表面绝缘涂层分成有机涂层，无机涂层和半无机涂层三大类。无机涂层的基本成分是磷酸盐涂料和磷铝酸基涂料中添中胶态二氧化硅，氧化镁和硼酸。无机涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其中冲制性和粘结性不佳，半无机涂层基本成分为磷酸盐，铬酸盐，乳胶树脂溶液，弥散促进剂和表面活性剂，其中弥漫促进剂和表面活性剂对涂层的质量具有重要作用。半无机涂层具有良好的冲制性和粘结性，但其耐热性和焊接性不及无机涂层。     

取向硅钢表面涂层结构对其性能的影响

通过扫描电镜观察取向硅钢截面涂层结构,分析其对取向硅钢绝缘性能、附着性、铁损的影响。研究结果表明:取向硅钢底层的钉扎、硅酸镁涂层、磷酸盐涂层共同作用影响着取向硅钢的性能;取向硅钢底层质量差会导致其绝缘性能和磁性能差;底层钉扎对铁损影响较大,钉扎厚度为3μm时,取向硅钢的铁损低且附着性好;硅酸镁涂层越致密均匀,取向硅钢的附着性越优良;钢板的底层厚度与磷酸盐涂层厚度同时影响着取向硅钢的绝缘性能,在相同的底层厚度下,提高磷酸盐涂层的厚度有利于提高钢板的层间电阻。     

新型无取向硅钢板的超低铁损

最近 ,提出了电机尺寸缩小的问题 ,同时对用于磁铁芯的新材料也提出要求。电机内磁通密度的增加是实现电机尺寸缩小最有效的方法。此外 ,还需要降低铁损。尽管无取向硅钢板已广泛用作电机的磁芯材料 ,但是钢板内磁通密度小磁损大阻止了电机进一步缩小。因此 ,用于较高磁通密度和低铁损的新型无取向硅钢板的开发将促进电机尺寸的缩小。无取向硅钢板内 ( 1 0 0 )织构的形成、厚度的减小以及晶粒尺寸的增大都是有助于开发上述新型无取向硅钢板的方法 ,因为( 1 0 0 )织构的改善增强了磁通密度 ,而厚度的减小和晶粒的增大则降低了铁损。尽管随着…     

退火张力对Fe-3.0%Si无取向硅钢磁各向异性的影响

 为了探索退火过程中张力对高牌号无取向硅钢磁各向异性的影响,利用MULTIPAS模拟Fe-3.0%Si无取向硅钢连续退火过程中单位张力变化对硅钢磁性能及磁各向异性影响规律。结果表明,单位张力从2提高到6 MPa,铁损P_1.5/50和磁感应强度B₅₀各向异性分别由10.50%、1.72%增大到11.11%、1.84%;单位张力为4 MPa时硅钢铁损最低为2.17 W/kg;单位张力为3.16 MPa时硅钢可以获得较好的磁性能及铁损各向异性;连续退火过程中最佳单位张力应控制在3~4 MPa。     

本钢无取向硅钢热轧生产工艺路线的实践

冷轧无取向硅钢是高技术含量、高附加值产品,工艺复杂,生产周期长,过程控制难度大,被誉为钢铁产品中的"工艺品"。热轧生产工艺又是无取向硅钢生产的重中之重,直接决定了硅钢的铁损和电磁性等多项指标。     

取向硅钢绝缘涂层结构及其对铁芯损耗的影响

采用XRD、SEM和TEM等方法研究了取向硅钢陶瓷涂层的结构特征,采用磁性测量仪分析了此结构对铁芯损耗的影响.结果表明:取向硅钢绝缘涂层包括硅酸镁底层和磷酸盐涂层两部分,硅酸镁底层与钢板基体之间主要是嵌入式机械结合,未见底层原子或原子团扩散,因此为了获得底层对基体良好的附着性,底层应形成细小而排列紧密的硅酸盐晶粒,并嵌入钢板基体的表层,但是也会对取向硅钢的铁芯损耗产生不利影响.     

高性能取向硅钢的工业化生产研究

采用光学显微镜、X射线衍射仪等分析了宁波钢铁有限公司生产的取向硅钢不同工序下的组织及织构演变规律.结果 表明:铸坯经过热轧后,沿着厚度方向组织不均匀;一次冷轧并经脱碳退火后,组织由条状纤维状变成等轴状的初次再结晶晶粒,初次再结晶平均晶粒尺寸为18.17 μm,织构主要以α织构和γ织构为主;在二次冷轧后,晶粒再次被压缩,转变为纤维状,织构主要为γ织构;经过高温退火后,发生二次再结晶,晶粒异常长大,晶粒尺寸达到厘米级,织构成分为单一且锋锐的Goss织构.     

常化工艺对27AHSW450高强度无取向硅钢织构和磁性能的影响

对27AHSW450高强度无取向硅钢进行了不同工艺制度常化实验。结果显示,经900~1 030 ℃常化50 min后,950 ℃才可观察到几乎完全回复和再结晶的等轴晶。取向由近热轧板织构分布特征向随机取向的织构过渡。经950 ℃终退6 min后,成品板中织构分布趋于一致,主要由λ织构、α*织构和强γ织构组成。成品的轧向磁感应强度优于横向。900 ℃常化时磁感应强度最佳值为1.64 T。横向和纵向的铁损差异不大,950 ℃常化时铁损值最低,为25.1 W/kg。     

消应力退火对无取向硅钢组织和磁性能的影响

采用连续退火和井式退火两种消应力退火工艺生产35SW440牌号的爱泼斯坦方圈样,并对不同消应力退火工艺与组织、析出及磁性能之间的关系进行了比较研究。结果表明：一次退火板经消应力退火后铁损明显降低,磁感增加。与井式退火工艺相比,连续退火工艺生产的铁心在高磁密条件下磁性能较差,主要原因是带钢表面出现了明显的表面渗氮现象。表面渗氮源于其保护气氛、退火工艺设计不合理,形成大量细小弥散的AlN析出物。AlN析出物通过影响磁畴壁和磁矩运动,恶化磁性能。井式退火工艺由于有效控制了带钢表面渗氮,显著降低了电工钢片高磁密下铁损值,使成品铁心性能指标得到改善。     

谐波对硅钢片磁性能的影响

针对电机实际运行过程中存在的谐波环境,对不同谐波条件下无取向硅钢片的磁性能进行了研究。采用w(Si)为3%的高牌号无取向硅钢,在磁性测量设备上设置不同次数的谐波,对其磁性能进行了测试。试验结果表明,相对于正弦波条件下的磁性能,3次谐波能造成铁损明显上升;随着谐波次数的增加,谐波引起的铁损会降低并逐渐趋向稳定,但单次谐波对磁感无明显影响;复合多次谐波增加铁损最为显著,并且降低低场下的磁感。     

0.35 mm高性能取向硅钢的工艺研究

研究了0.35mm厚度低温板坯加热高磁感取向硅钢的制造工艺,常化时控制高温段气氛进行微脱碳,控制常化组织的同时,为连续退火时脱碳效率的提升创造条件。连续退火时,通过控制脱碳前段分压比(p_H2O/p_H2)、退火温度和渗氮量,使初次晶粒尺寸和抑制剂强度良好匹配。高温退火时,二次再结晶之前,采用高氮比例气氛,以减缓抑制剂能力的减弱,最终获得磁感B₈₀₀≥1.91T、铁损P_1.7/50≤1.15W/kg的厚规格0.35mm高性能取向硅钢。     

取向高硅钢的制备与表征

采用粉末包埋法对成品Si的质量分数3 %的取向硅钢进行固体渗硅和扩散退火,并对样品的组织、物相、织构和磁性能进行测试分析。结果表明：在800 ℃、硅粉+（质量分数0.5 %）卤化物+填充剂的条件下,在较短的时间（10 min）内即可在Si的质量分数3 %的取向硅钢上制备出表面平整、内部致密、与基体结合良好的渗硅层;经过扩散退火后,Goss织构能够完全保留下来,同时高频铁损显著降低（37 %~63 %）。证明固体渗硅技术可以制备出磁性能优异的取向高硅钢。     

冷轧厚度对3.0 %Si无取向硅钢组织及磁性能的影响

研究了冷轧厚度对3.0 %Si的无取向硅钢组织和磁性能的影响规律。结果表明：当冷轧厚度由0.35 mm减薄至0.27 mm时,平均晶粒尺寸由104 μm降低至89 μm ,P1.5/50由2.186 W/kg降低至2.139 W/kg,P1.0/400由16.978 W/kg降低至13.978 W/kg,涡流损耗占比随之降低,{112}〈110〉取向强度减弱而{111}〈110〉取向强度增加,B50由1.684 T降低至1.662 T。     

脉冲电场对取向硅钢磁性能及织构的影响

采用硅钢自动测量装置及X射线衍射仪检测出样品在实验前后的磁性能参数和织构强度.结果表明:较低的电压、9 Hz、较长的处理时间以及退火温度为650℃有利于增高铁损降低比例;较低的电压、较高的频率以及退火温度为650℃有利于增加磁感应强度增高比例.最佳的提高磁性能的实验参数是:频率为9 Hz,电压为500 V,处理时间为6 min,退火温度为650℃.通过织构分析可以验证:取向硅钢磁感应强度的变化取决于{110}<001>晶粒取向度值,而{110}<001>取向度值可看成是一个反映总体平均偏离角大小情况的综合值.     

取向硅钢氧化膜结构对渗氮层深度的影响

摘要：低温板坯加热技术生产取向硅钢,其关键点之一在于脱碳退火后要进行渗氮处理。通过控制脱碳气氛,获得不同的氧化膜结构;并进一步分析在近似渗氮量条件下,氧化膜结构对渗氮层深度的影响。结果表明：氧化膜分为外层颗粒状氧化膜和内层层片状氧化膜两部分。随着脱碳气氛露点增加,脱碳板O含量增加,氧化膜厚度增厚、层片状氧化膜占氧化膜总厚度的比例下降,渗氮层深度增加。当层片状氧化膜厚度占比较高时,［N］原子积聚在试样的极表层,形成氮沿厚度方向的单峰分布,渗层较浅。当层片状氧化膜厚度占比较低时,［N］原子会越过该层,而在次表层再次发生积聚;从而除了极表层的氮峰外,在次表层形成一个或多个氮峰,渗层较深。