无取向硅钢环保绝缘涂层的制备与性能

目的寻求替代含铬绝缘涂料的环保绝缘涂料。方法采用水溶性磷酸盐和水性树脂自制水性涂料,在无取向硅钢表面制备绝缘涂层,研究其固化工艺,并与国内涂料进行理化指标和涂层性能(附着力、表面电阻、耐腐蚀性能、耐热性)对比。结果自制绝缘涂料无刺激性气味,稳定性好,使用寿命长,在固化时间20~24 s、固化温度480~520℃的条件下,可在无取向硅钢表面制得均匀、光亮的银灰色绝缘涂层。绝缘涂层附着力为A级,12 h中性盐雾试验腐蚀面积低于5%,在750℃高温退火2 h不掉粉,表面绝缘电阻为297Ω/mm2(1.0~1.2μm)。结论自制水性绝缘涂料为环保型单组分涂料,与国内绝缘涂料的涂层性能相当,满足国内钢厂产品技术要求。     

树脂与硼酸对硅钢环保涂层性能影响的研究

研究了不同树脂体系以及不同硼酸含量对无取向硅钢环保涂层的耐水性、耐盐雾腐蚀性以及涂层发蓝前后的附着性和表面绝缘电阻等涂层性能的影响;并通过TG、FT-IR、SEM分析了其中差异的原因。结果表明:硼酸的加入使涂层耐水性降低;交联固化树脂的耐蚀性较好,但硼酸对其耐蚀性和发蓝后附着性无明显影响;乳液型树脂的耐蚀性较差,但加入固含量为9%的硼酸后其耐蚀性和发蓝后附着性都有明显改善。     

固化工艺对无取向环保硅钢绝缘涂层性能的影响

目的为探究不同固化工艺对无取向环保硅钢绝缘涂层性能的影响,研究无取向环保硅钢绝缘涂层的固化成膜机理。方法配制了一种新型环保硅钢绝缘涂层液,分别使用不同固化工艺对涂层进行固化,通过中性盐雾试验、电化学测试、涂层绝缘电阻测量仪及扫描电镜来评价涂层的耐腐蚀性能、电化学性能、绝缘性能及表面形貌,进而探究工艺对无取向硅钢绝缘涂层性能的影响,并通过热重差热分析和涂层的红外谱图研究了涂层的固化成膜机理。结果当固化温度为400℃、固化时间为20 s时,无取向环保硅钢绝缘涂层表面均匀致密,5 h中性盐雾试验锈蚀百分比小于10%,电化学参数最佳,绝缘电阻值达到300?·mm~2。结论 400℃固化20 s的涂层表面形貌、电化学性能、耐腐蚀性能和绝缘性能最优异,能够满足用户使用要求且绿色环保,对硅钢涂层的实际生产具有一定的指导意义。     

常化温度对无抑制剂取向硅钢性能影响

在实验室中采用无抑制剂法制备取向硅钢,对无抑制剂取向硅钢的热轧和常化工艺进行了研究。结果表明,850℃常化的取向硅钢组织中具有更多的{111}面组分,有助于晶界迁移发生二次再结晶而形成单一Goss织构;而900℃、950℃常化后的取向硅钢中晶粒尺寸过大,晶界数量减少,不利于二次再结晶的发展。随常化温度升高;磁感应强度降低;铁损值增高。     

锰和锑对无取向硅钢组织性能的影响

不同退火温度条件下,适当降低Si含量的同时提高Mn含量,并添加微量Sb,研究了Mn、Sb元素对无取向硅钢组织和磁性能的影响。结果表明:适当降低Si含量后,随Mn含量增加,热轧板再结晶比例增加,成品表面质量改善,P15/50和B50降低;微量Sb在改善织构的同时也会细化晶粒,导致P15/50和B50同时增加。     

热轧组织对无取向硅钢织构的影响

采用X射线衍射仪分析无取向硅钢冷轧织构和再结晶退火织构的演化,研究了热轧组织对无取向硅钢织构以及磁性能的影响.结果表明,具有均匀、粗大晶粒组织的热轧板,冷轧形成更多的剪切带,导致成品板形成高的高斯织构组分,并提高了{100}织构强度,降低了γ纤维织构,最终导致成品磁感应强度升高,铁损下降.     

无取向硅钢铬酸镁绝缘涂层高温固化工艺

为了确保硅钢铬酸盐涂料的环保性,需要严格控制涂料的固化工艺,保证涂料固化过程中涂料中的六价铬充分转化为三价铬。对涂料及原料进行热重分析(TG)及差示扫描量热法分析(DSC)。结果表明,MgO与铬酐混合转化为MgCrO4,使六价铬稳定性增强,其中大部分Cr6+转变为Cr3+发生在620~700℃,在450~500℃高于铬酐发生大量失重,因此必须加入还原剂保证涂料中六价铬被充分还原;超过360℃后树脂会发生分解,因此实际板温不能超过360℃;加入了还原剂的整体涂料的失重温度区间主要在260~320℃,因此涂料固化时钢板的实际温度最佳区间为320~360℃。     

氮化硅张力涂层对取向硅钢性能的影响

采用反应磁控溅射技术在取向硅钢片表面制备了氮化硅(Si3N4)张力涂层.通过实验研究反应磁控溅射时间、高温退火温度和实验气氛对硅钢铁损以及涂层附着性的影响.研究表明,反应磁控溅射技术在硅钢表面溅射氮化硅张力涂层可有效的降低硅钢的铁损,且各种工艺条件对硅钢的铁损和涂层的附着性影响很大.在氮气和氩气气氛中,经过5min反应磁控溅射氮化硅,然后在氢气和氮气的气氛中,820℃下进行高温退火时,取向硅钢的铁损可降低18%.     

石墨烯对无铬达克罗涂层耐蚀性能影响

针对无铬达克罗防腐性能较差的问题,向涂液中添加不同含量石墨烯制备复合涂层以期提升涂层的耐蚀性能。实验采用硝酸铵快速腐蚀实验、浸泡实验、中性盐雾实验测试了涂层的耐蚀性能,利用SEM、EDS、XRD、Raman等方法观察分析了涂层腐蚀前后的组织形貌以及成分变化,明确了石墨烯在无铬达克罗涂层中的形貌与状态,并结合电化学实验,测试了4种涂层在模拟海水(3.5%(质量分数) NaCl溶液)中的Tafel极化曲线以及电化学阻抗谱,对其结果进行比较且应用相应的等效电路分析了其提高防腐性能的机理。结果表明:在腐蚀过程中Zn最先被消耗,Al与其他物质发生化学反应生成难溶于水的致密腐蚀产物;石墨烯以片状的结构嵌在锌铝粉之间,与片状锌铝粉相互交叠、保持平行,增加了涂层的致密性;加入少量石墨烯能够使无铬达克罗涂层的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低;涂层Nyquist低频半径和Bode幅值在同一时间段内的最大值均为0.12%石墨烯增强涂层,耐盐雾能力最佳。石墨烯加强了无铬达克罗涂层机械的壁垒保护作用,延缓了电解质溶液渗入的进程。     

织构对冷轧无取向硅钢板磁时效的影响

研究了含碳量约(20~30)×10-6的50W 800冷轧无取向硅钢板的织构与磁时效行为的关系。200℃×24 h的磁时效试验结果表明,α-Fe{100}面的平均弹性模量最低,且与渗碳体的弹性模量接近,因此渗碳体易沿{100}面片状析出,造成磁时效,使硅钢板的铁损升高。磁化时180°磁畴畴壁的驱动力与硅钢板织构有密切关系,其100平行于外磁场方向的织构有利于减小磁时效导致的铁损增幅,降低钢板的磁时效效应。     

无取向硅钢夹杂物分布及对带钢性能一致性的影响研究

针对无取向硅钢的典型牌号，在带钢长度上的夹杂物和析出物的种类、形貌和分布做了系统的检测和分析对比。 1 μm以上的夹杂物主要为Al2O3及CaO-Al2O3夹杂，其分布在钢卷不同部位差异较小；尺寸在0.5 μm 以下的细小析出相主要为AlN、MnS以及它们的复合析出，在钢卷头部分布的数量明显较尾部多。夹杂物和析出物分布的差异造成了晶粒尺寸的差异，头尾晶粒尺寸差异达到20%左右，进而造成了头尾磁性能的差异。     

工艺参数对冷轧无取向硅钢再结晶织构的影响

分析了硅含量为2.0 wt%的高牌号冷轧无取向硅钢冷轧变形量和不同退火温度对再结晶织构及晶粒尺寸的影响。结果表明,热轧板表面与心部组织和织构的差异对后续冷轧和再结晶退火的织构和晶粒尺寸有明显影响。热轧板表面的退火态晶粒组织使其织构转变滞后于心部,并可造成最终退火后较强的{001}〈110〉织构和均匀的{111}织构,有利于磁性的改善。提高冷变形量会增加再结晶形核率而减小晶粒尺寸,提高再结晶温度不明显改变再结晶织构但增大晶粒尺寸,但应防止过高温度下析出相粒子的回溶。分析表明,热轧板常化工艺,以及二次冷轧加中间退火工艺均有利于改善钢板成品织构,进而改善钢板磁性能。     

无取向硅钢中氮化物的析出机理

采用透射电镜(TEM)观察和第二相析出相关理论对无取向硅钢中氮化物的析出机理及其对晶粒长大的影响进行了研究.结合理论计算和检测分析表明,无取向硅钢中氮化物主要为AlN和TiN.含铝无取向硅钢中AlN和TiN在连铸过程优先在晶界形核,随着温度的降低将以位错形核为主.在均热过程中,高牌号无取向硅钢中AlN和低牌号无取向电工...     

50W540型无取向硅钢的时效行为

研究了50W540型无取向硅钢中MnS粒子在300～700℃时效处理0.75～24 h不同时间时效析出行为与铁损变化的关系.结果表明,α-Fe基体中过饱和的Mn、S原子以MnS粒子形式沿位错析出,Mn原子的扩散距离是析出行为的制约因素.700℃时效时过饱和度低、Mn扩散快而MnS粒子易粗化,铁损降低.400～600℃时效时过饱和度高、MnS粒子析出数量增多,铁损升高.400℃以下时效时过饱和度很高,但Mn扩散慢,使细小MnS粒子难以析出且铁损无明显变化.     

罩式退火工艺的升温速率对无取向硅钢织构及性能的影响

研究了罩式退火工艺的升温速率对0.8%Si无取向硅钢组织、织构及磁性能的影响。结果表明,经过不同升温速率退火后,无取向硅钢的再结晶织构主要为{111}织构,伴随有{110}、{100}织构。随着退火升温速率的提高,晶粒尺寸逐渐增大,{111}织构明显减弱,{110}织构明显增强,{100}织构没有明显变化,铁损P_1.5/50逐渐降低,磁感应强度B₅₀₀₀逐渐增强。但当升温速率由80 ℃/h升高至100 ℃/h时,{111}织构出现一定程度的增强,{110}织构出现减弱,{100}织构没有明显变化,铁损P_1.5/50增大,磁感应强度B₅₀₀₀减小。在退火升温速率为80 ℃/h时,无取向硅钢可获得最优的磁性能:P_1.5/50=4.249 W/kg,B₅₀₀₀=1.715 T。     

高牌号无取向硅钢常化过程织构演变行为

采用EBSD技术研究了某钢厂厚板坯流程试制的50W270高牌号无取向硅钢980℃常化过程中显微组织及织构的演变。结果表明:常化过程是热轧板再结晶及晶粒长大的过程,常化使组织均匀化,但厚度方向上始终存在织构梯度。常化过程中再结晶初期形核主要发生在s=0.5层中的{116}110变形晶粒上,新晶粒主要织构为{116}110~{001}110,再结晶后期形核主要发生在旋转立方织构变形晶粒上,与热轧板织构的区别是s=0.5层出现较强的高斯织构。再结晶形核阶段符合亚晶聚合机理,织构的演变可以解释为再结晶阶段的特殊取向的择优形核和晶粒长大阶段的特殊取向晶粒择优长大。     

无取向硅钢相变点及其高温力学性能

使用Gleeble3800热模拟试验机对无取向硅钢进行CCT曲线测定及高温拉伸试验。结果表明,无取向硅钢的两相区大致在915~1000 ℃之间,相变始末点的温度随着冷却速度的增加而降低;枝晶处富集液相薄膜导致试验用钢出现第Ⅰ脆性温度区,为1250℃~T_m;未出现第Ⅱ、Ⅲ脆性温度区;600~1100 ℃区间内,Z值均达到75%以上。γ→α的转化是1050~900 ℃温度段的塑性以及抗拉强度随温度降低呈现先降低后升高的主要原因。     

无取向低牌号硅钢片横向厚差的研究

针对武汉钢铁公司无取向低牌号硅钢产品横向厚度差较大,成材率低等问题,从热轧料横向厚度函数,板形函数和金属横向流动函数分析了影响钢板横向厚度精度的主要因素,从而可以确定热轧来料凸度及轧制参数,达到了提高钢板横向厚度精度的目的。     

W800无取向硅钢轧制过程中的织构演变

对W800无取向硅钢热轧、冷轧、冷轧退火各阶段沿厚度方向分布的织构进行分析,结果表明,W800无取向硅钢热轧阶段的主要织构组分为{001}110反高斯织构,其含量由表层到中心逐渐增加,卷取使得W800无取向硅钢热轧板{001}110反高斯织构减弱,而{111}110、{111}112γ纤维织构增强;冷轧阶段的主要织构组分为{001}110、{112}110α纤维织构和{111}110、{111}112γ纤维织构,其中,由表层到中心α纤维织构逐渐增强,γ纤维织构逐渐减弱;退火会导致{001}110反高斯织构减弱,{111}110、{111}112γ纤维织构加强。