硅钢绝缘涂层的研究进展

本文系统介绍了取向硅钢与无取向硅钢表面绝缘涂层，包括有机涂层、无机涂层和半无机涂层三大类。无机涂层具有良好的耐热和焊接性能，但其冲制性和粘结性不佳。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。另外，最新研究的取向硅钢表面物理气相沉积ＴｉＮ、ＣｒＮ和ＴｉＣ绝缘涂层可使硅钢获得极低的铁损，大大提高了硅钢的磁通量密度，并具有优异的耐热、焊接、冲制和粘结性。     

无取向硅钢表面绝缘涂层

无取向硅钢表面绝缘涂层包括有机涂层、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酸铝涂料中添加胶态二氧化硅、氧化镁和硼酸，它具有良好的耐热和焊接性能，但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，其中弥散促进和表面活性剂对涂层的质量有重要作用。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，有机涂层则已被逐渐淘     

高硅钢用半有机绝缘涂层的制备及其性能研究

为减少高硅钢铁芯叠片间的涡流损耗,以磷酸二氢铝、苯丙乳液、甘油及水为主要原料,制备出一种适合高硅钢用无铬环保半有机绝缘涂层.利用光电子谱仪、扫描电镜及能谱仪对高硅钢脱碳退火板的氧化薄膜、绝缘涂层的微观结构形貌及部分缺陷进行分析,并研究了该涂层的涂覆量对其附着性、硬度及绝缘性能的影响.研究结果表明:普通无取向硅钢磷酸盐环保半有机绝缘涂层同样适用于高硅钢;绝缘涂层的均匀性取决于高硅钢片表面的平整度、涂辊表面质量以及对涂覆速度的平稳控制;高硅钢的表面粗糙度及氧化膜厚度对绝缘涂层的附着性有着重要影响;本试验制备的半有机涂层每面涂覆量控制在0.8~1.2 g/m2,具有良好的附着性及绝缘性能,层间电阻在5Ω·cm2/片以上.     

添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的影响

本工作研究了添加硼酸和钨酸铵对取向硅钢无铬绝缘涂层的显微组织和性能的影响.结果表明:在无铬磷酸盐绝缘涂液中适当地加入硼酸和钨酸铵可以显著提高涂液在取向硅钢基片上的润湿性,绝缘涂层表面变得致密光滑,且提高了涂层与硅钢基片的结合质量.涂液中复合添加2.0％(质量分数)硼酸和0.5％(质量分数)钨酸铵所制备的绝缘涂层对硅钢的综合性能提升效果最好,含有该涂层的取向硅钢的叠装系数为98.2％,铁损P17/50为1.155 W·kg-1,磁感应强度B8为1.876 T,层间电阻为19366Ω·mm2.此外,绝缘涂层的耐吸湿性和硅钢的耐腐蚀性也有所提高.     

取向硅钢横剪切口边缘绝缘涂层的破损形貌分析

采用斜刃横剪的加工方式对厚度为0.23mm的取向硅钢进行加工,研究加工过程中取向硅钢表面绝缘涂层的破损情况。在剪切加工过程中,取向硅钢表面由T2涂层(磷酸铝)与C2涂层(硅酸镁)组成的绝缘涂层在刀具作用下发生破损,其破损形貌分为裂纹区、压碎区以及剥落区。裂纹区和剥落区出现在塌角侧表面,而压碎区出现在毛刺侧表面。随着剪切侧隙的增加裂纹区宽度增大,压碎区基本保持稳定,剥落区略微增加。随着剪切速度的增加,毛刺侧表面涂层破损宽度先减小后增大。同时可观察到剥落区绝缘涂层发生了两种剥离形式,一种是T2涂层与C2涂层之间的层间剥离,另一种是C2涂层与基体之间发生的界面剥离。     

取向硅钢表面绝缘涂层微结构与耐腐蚀性能

采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪和电化学工作站分别研究取向硅钢表面绝缘涂层的相成分、微观形貌、元素分布和耐腐蚀性能。结果表明:绝缘涂层为双层复合结构,底层为Mg_2SiO_4相,厚度为0.8μm;顶层为AlPO_4相,厚度为1.4μm;两层结合处存在0.4~0.6μm的扩散层。与只涂单层Mg_2SiO_4相的试样相比,双层涂层试样具有更高的腐蚀电位和极化电阻,更低的腐蚀电流密度,因此耐腐蚀性良好。随着浸泡时间的延长,腐蚀溶液逐渐渗透至硅钢基底,发生腐蚀反应,其腐蚀过程可以分为3个阶段。     

钨酸钠对取向硅钢绝缘涂层性能的影响

采用扫描电镜、爱波斯坦方圈、绝缘电阻测试仪、红外光谱仪和热分析仪等手段研究取向硅钢绝缘涂液中钨酸钠对制备的磷酸盐绝缘涂层微结构和性能的影响。结果表明:随着钨酸钠含量的逐渐增加,涂液与取向硅钢基底的润湿角先减小后增大;取向硅钢的层间电阻、叠装系数和磁感应强度均先增大后减小,铁损先减小后增大。当钨酸钠含量为2.0%(质量分数)时,涂液与硅钢基底的润湿性能最好,润湿角为39.3°;涂层致密、平整,绝缘涂层与硅酸镁底层之间存在0.8μm左右的过渡层,而且涂层的耐吸湿性能并不产生显著变化;取向硅钢的层间电阻、叠装系数、磁感应强度和铁损均达到最佳值,分别为14073Ω·mm~2,97.0%,1.893T和1.051W·kg~(-1)。     

退火温度对耐热型取向硅钢组织与磁性能的影响

采用OM和EBSD技术对两种耐热型取向硅钢的微观组织进行了检测分析，研究了不同退火温度下组织的变化规律及耐热机理。结果表明：齿状辊沟槽法是在带材表层形成小晶粒组织和“缝隙”,激光照射法是在带材表层形成“V”字型沟槽。激光照射法取向硅钢耐热温度约为850℃,齿状辊沟槽法取向硅钢耐热温度约为800℃,前者耐热性更为优异。随着退火温度的升高，两种带材的损耗逐渐升高。齿状辊沟槽法取向硅钢损耗升高主要是刻痕区与两侧的Goss晶粒取向差降低所致，而激光照射法取向硅钢损耗升高可能与沟槽附近处Goss晶粒取向的变化有关。     

ZnO对无铬无取向硅钢绝缘涂层性能的影响研究

主要研究了氧化锌对以Al(H2PO4)3为基料的无铬无取向硅钢绝缘涂层各项性能的影响.用盐雾实验和动电位极化研究了不同氧化锌含量对硅钢绝缘涂层的耐蚀性和电化学行为的影响.采用SEM和体视显微镜对涂层的表面形貌和附着性能进行研究.结果表明,氧化锌含量为4.0%时,氧化锌能完全中和涂层表面的游离磷酸,涂层的耐蚀性和附着性最好;氧化锌含量过少或过多时,涂层的耐蚀性和附着性都较差.     

树脂含量对半无机型无铬无取向硅钢涂层性能的影响

本文研究了丙烯酸树脂含量对以Al(H2PO4)3为基料的无铬无取向硅钢绝缘涂层各项性能的影响.用盐雾实验、动电位极化及交流阻抗等试验手段研究了不同树脂含量对硅钢绝缘涂层的耐盐雾性能和电化学行为的影响,同时采用SEM对涂层的表面形貌和附着性进行研究.结果表明,树脂含量为19.9~29.4%时,涂层的耐蚀性和附着性最好;树脂含量过多时,涂层的耐蚀性和附着性均较差.     

B50A800无取向硅钢板小白点缺陷成因分析

某公司生产的B50A800无取向硅钢板在生产过程中表面出现小白点缺陷,采用宏观分析、化学成分分析、硬度测试、扫描电镜及能谱分析等方法对缺陷产生原因进行了分析。结果表明:由于硅钢板生产过程中纯水清洗段清洗不彻底引入了钠元素,涂层段清洗不彻底引入了铬元素,引入的钠元素和铬元素与涂层液中的酸根离子发生反应,生成了微观显示为壳状、宏观显示为小白点的杂质,最终造成了硅钢板表面小白点缺陷的产生。最后提出了相应的改进建议并取得了良好的效果。     

电力变压器用高磁感取向硅钢的发展及应用

阐述了国内外高磁感取向硅钢的生产研究水平与发展趋势,包括通过提高高斯晶粒取向度、细化磁畴、涂覆张力涂层、减薄钢片厚度进一步降低铁损以及低温加热技术和短流程技术新工艺。分析高磁感取向硅钢在我国大型电力变压器上的应用情况,结果表明,发展更薄规格高磁感、低铁损、低磁致伸缩取向硅钢可为大型变压器的安全性、节能性及环保性提供有效保障。     

倾斜陶瓷耐热涂层的研究

报道了Ｃｕ材表面喷涂斜陶瓷耐热涂层的组织及其性能，介绍了一种火焰喷涂陶瓷基复合涂层的新方法－－倾斜过渡和重熔层法。实验结果表明：涂层间有扩散反应和液相烧结、涂层具有良好的结合强度、耐热蚀和抗热震性能。采用倾斜陶瓷涂层，可使高炉渣口寿命提高２倍。     

无取向硅钢片用水性丙烯酸树脂的研制

环境保护日益受到重视,在无取向硅钢片上采用水性丙烯酸树脂顺应了这种趋势.水性丙烯酸树脂采用甲基丙烯酸及其酯、丙烯酸及其酯、苯乙烯等单体,在溶液体系下聚合而成.讨论了单体组成配比、引发剂、链转移剂种类及用量、工艺条件等对树脂分子量、黏度、硬度和光泽等的影响.结果表明,合理选用单体、引发剂、链转移剂的品种和用量,将酸值控制在10～15 mg/g(KOH),链转移剂为单体总量的1%～2%,反应温度为90～120℃,可制得品质优异的树脂.这种水性丙烯酸树脂在水中分散稳定,黏度适中,与氨基树脂相容性好;配制的涂层附着力优良、高光泽、高硬度,耐热变色,能满足硅钢片的防腐蚀、绝缘、耐高温处理等性能需求,并有利于环保.     

无取向电工钢表面绝缘涂层的研究进展

为降低电工钢的涡流损耗,提高其磁性,并同时起到缓蚀作用,无取向电工钢使用前必须在其表面涂覆一层绝缘涂层。主要介绍了无取向电工钢表面绝缘涂层并概述了国内外电工钢表面绝缘涂层的开发研究历程,并就我国今后电工钢表面绝缘涂料的发展进行了展望。     

宝钢正加紧自主研制取向硅钢

据悉，宝钢在自主开发成功国内最为齐全的8个牌号高效无取向硅钢和4个主导牌号的高牌号无取向硅钢之后，正加紧研制取向硅钢。[第一段]     

取向硅钢表面氧化镁涂层质量的模式识别方法

用模式识别观点对取向硅钢表面氧化镁涂层质量问题进行了分析,直接在由工艺参数构筑的空间中,根据最佳工艺模式的聚类特征筛选主要因素,用PLS方法进行优化处理,就各工艺因素对涂层质量的影响给出了定性的分级及优化方向。     

便携式取向硅钢鉴别仪及其测量方法的研究

本文提出了利用横纵向比总损耗的比值自动判别冷轧硅钢片取向性的技术方法，并依此研制出便携式取向硅钢鉴别仪。该仪器可在不损坏硅钢片的前提下，快速、智能地判定硅钢的取向性；完成磁感应峰值及功率的校准，利用便捷、准确的硅钢片检测技术为我国的出入境检验提供技术保证。     

薄规格取向硅钢二次再结晶过程中Goss织构演变的Monte Carlo模拟

通过EBSD实验获取了薄规格取向硅钢(0.18mm厚)初次再结晶样品表面晶粒组织的取向数据,并以此构建模拟的初始组织。采用Potts模型Monte Carlo方法对薄规格取向硅钢初次再结晶样品的二次再结晶过程进行了模拟仿真,研究了表面能对Goss织构演变的影响。模拟结果表明:Goss取向晶粒与相邻晶粒的表面能差是Goss取向晶粒异常长大的重要驱动力;表面能差存在一个临界值(约12%),只有当表面能差大于此临界值时才会发生表面能驱动Goss取向晶粒的异常长大。     

耐热疲劳性镀层的研究

经过对几种耐热劳性镀层对比试验，发现Ｃｏ－Ｗ镀层具有突出的耐热疲劳性，适合作模具表面镀层。开发出一种电流效率高的Ｃｏ－Ｗ电镀工艺，获得了Ｃｏ含量６３．５％、Ｗ含量３６．５％、与模具钢结合良好、耐热疲劳性好的镀层。并对镀层进行了微观分析。