【23RK090】取向硅鋼片

• 規(guī)格：齊全
• 產(chǎn)地：

硅鋼（silicon steel）
含硅量0.5％～4.8％的鐵硅合金。是電工領(lǐng)域廣泛使用的一種軟磁材料。電工用硅鋼常軋制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的大張板材或帶材使用，俗稱硅鋼片，廣泛用于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器電子器件及測(cè)量?jī)x表中。
硅是鋼的良好脫氧劑，它與氧結(jié)合，使氧轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的不為碳還原的SiO2，避免了因氧原子摻雜而使鐵的晶格畸變。硅在α鐵中成為固溶體后使電阻率增加，同時(shí)有助于將有害雜質(zhì)碳分離出來(lái)。因此，一般含雜質(zhì)的鐵加入硅后能提高磁導(dǎo)率、降低矯頑力和鐵損。但含硅量增加又會(huì)使材料變硬變脆，導(dǎo)熱性和韌性下降，對(duì)散熱和機(jī)械加工不利，故一般硅鋼片的含硅量不超過(guò)4.5％。
硅鋼片分冷軋、熱軋兩種，使用較多的是冷軋硅鋼片。冷軋硅鋼片沿軋制方向有優(yōu)良的磁性能，不僅在強(qiáng)磁場(chǎng)中具有高飽和磁通密度和低鐵損，而且在弱磁場(chǎng)中也有良好的磁性(初始磁導(dǎo)率大)。這是由于冷軋工藝過(guò)程使鋼片中雜質(zhì)含量降低，并在鋼片中造成粗大晶粒，致使磁導(dǎo)率增大，磁滯損耗減小。

硅鋼片的主要品質(zhì)特性有鐵損值、磁通密度、硬度、平坦度、厚度均勻性、涂膜種類及沖片性等。以下針對(duì)各項(xiàng)品質(zhì)特性加以說(shuō)明。

1.鐵損值
硅鋼片在某一特定頻率的交流磁場(chǎng)下，磁化到特定的磁通密度時(shí)，每單位重量之硅鋼片所損失的能量，稱為鐵損值。通常所用的交流磁場(chǎng)頻率為50或60赫茲，而所達(dá)到的磁通密度通常為1.5或1.7特斯拉。常用的鐵損值單位是每公斤或每磅硅鋼片所損失的瓦特值，用Watt/kg或Watt/lb表示。硅鋼片的鐵損值來(lái)源包括磁滯損、渦電流損和異常渦電流損三部份。硅鋼片在磁化的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生磁滯的現(xiàn)象。磁滯損即為B-H磁滯曲線所包涵的面積。硅鋼片的渦電流損起源于在交流變化的磁場(chǎng)，因法拉第定理的影響，硅鋼片內(nèi)部產(chǎn)生誘導(dǎo)電壓，依照奧姆定律，電壓在硅鋼片內(nèi)部引起誘導(dǎo)電流，進(jìn)而造成硅鋼片的焦耳熱，這項(xiàng)能源損失稱為渦電流損。根據(jù)古典電磁學(xué)理論，渦電流損和鋼片的厚度、電阻系數(shù)、磁通密度和頻率有關(guān)。而渦電流損和鋼片厚度的平方成正比，和鋼片的電阻系數(shù)成反比，因此，高級(jí)的硅鋼片，其厚度傾向較薄，而為了提高鋼片的電阻系數(shù)，則在硅鋼片中添加硅、鋁等元素。鐵損值減去磁滯損和渦電流損后的能源損失，稱為異常渦電流損。學(xué)者認(rèn)為異常渦電流損是由于磁域移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的微觀渦電流損失，因此，異常渦電流損和磁域大小有關(guān)。若硅鋼片的磁域大，當(dāng)磁化時(shí)，其旋轉(zhuǎn)較快，微觀渦電流損失增加。鐵損值是硅鋼片重要的性質(zhì)指標(biāo)，也是各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅鋼片分級(jí)的規(guī)格依據(jù)。鐵損值愈低，表示品級(jí)愈高，其能源效率愈高。

2.磁通密度
磁通密度是硅鋼片的另一項(xiàng)重要的電磁特性，它表示硅鋼片被磁化的難易度。在某一特定頻率之磁場(chǎng)強(qiáng)度下，單位面積所通過(guò)的磁通量，稱為磁通密度。通常硅鋼片的磁通密度是在頻率50或60赫茲，外加磁場(chǎng)5000A/m的條件下測(cè)得，稱為B50，其單位為特斯拉(Tesla)。
磁通密度和硅鋼片的集合組織、雜質(zhì)、內(nèi)部應(yīng)力等因素有關(guān)。磁通密度直接影響到馬達(dá)、變壓器等電機(jī)設(shè)備的能源效率。磁通密度愈高，單位面積所通過(guò)的磁通量愈大，能源效率愈佳，因此，硅鋼片的磁通密度愈高愈好，通常，規(guī)格只要求磁通密度的值。

3.硬度
硬度是硅鋼片的品質(zhì)特性之一，現(xiàn)代化的自動(dòng)沖床進(jìn)行沖片時(shí)，對(duì)硬度的要求更為嚴(yán)格，硬度太低時(shí)，不利于自動(dòng)沖床的送料作業(yè)，同時(shí)容易產(chǎn)生過(guò)長(zhǎng)的毛邊，增加組裝時(shí)的困難。為了滿足上述需求，硅鋼片的硬度必須高于某一硬度值，例如，50AI300硅鋼片之硬度通常以不低于HR30T硬度值47為宜。硅鋼片的硬度隨著品級(jí)升高而增加，通常，高品級(jí)的硅鋼片，其硅含量添加愈多，合金固溶強(qiáng)化的效果，使得硬度也愈高。

4.平坦度
平坦度是硅鋼片的重要品質(zhì)特性。良好的平坦度有利于沖片作業(yè)和組裝工作。平坦度和軋延及退火技術(shù)有直接密切的關(guān)系，提升軋延退火技術(shù)和制程有利于平坦度，例如使用連續(xù)退火裂程，其平坦度優(yōu)于批式退火制程者。

5.厚度均勻性
厚度均勻性是硅鋼片一項(xiàng)重要的品質(zhì)特性。如果的厚度均勻性不良，鋼片中央與邊緣的厚度差異太大，或鋼片長(zhǎng)度方向鋼片厚度變異太大，都會(huì)影響到組裝后的鐵心厚度。不同的鐵心厚度，其導(dǎo)磁特性變異也大，直接影響到馬達(dá)、變壓器的特性，因此，硅鋼片的厚度變異愈小愈好。鋼片的厚度均勻性和熱軋、冷軋技術(shù)與制程有密切的開系，提升軋延技術(shù)能力才能降低鋼片的厚度變異量。

6.涂膜
涂膜是硅鋼片很重要的品質(zhì)項(xiàng)目。硅鋼片表面經(jīng)化學(xué)涂覆處理，而附著一層薄膜，可提供絕緣、防銹和潤(rùn)滑的功能。絕緣性使硅鋼片鐵心迭片間的渦電流損失降低;防銹性避免鋼片在加工、儲(chǔ)藏過(guò)程中生銹;潤(rùn)滑性可改善硅鋼片的沖片性及提升模具的壽命。

7.沖片性
沖片性是硅鋼片很重要的品質(zhì)特性之一。良好的沖片性使模具的壽命加長(zhǎng)，降低沖片的毛邊。沖片性和硅鋼片的涂膜種類及硬度有直接的關(guān)系。有機(jī)型涂膜的沖片性較佳，新發(fā)展的涂膜種類，主要在改善硅鋼片的沖片性。此外，鋼片的硬度太低會(huì)造成較嚴(yán)重的毛邊，不利于沖片;但硬度太高，則減少模具的壽命;因此，硅鋼片的硬度必須控制在一適當(dāng)范圍。

硅鋼分類：
熱軋硅鋼片：
熱軋硅鋼片是將Fe-Si合金用平爐或電爐熔融，進(jìn)行反復(fù)熱軋成薄板，后在800-850℃退火后制成。熱軋硅鋼片主要用于發(fā)電機(jī)的制造，故又稱熱軋電機(jī)硅鋼片，但其可利用率低，能量損耗大，近年相關(guān)部門已強(qiáng)冷要求淘汰。
冷軋無(wú)取向硅鋼片：
冷軋無(wú)取向硅鋼片主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造，故又稱冷軋電機(jī)硅鋼。其含硅量0.5%-3.0%，經(jīng)冷軋至成品厚度,供應(yīng)態(tài)多為0.35mm和0.5mm厚的鋼帶。冷軋無(wú)取向硅鋼的Bs高于取向硅鋼；與熱軋硅鋼相比，其厚度均勻，尺寸精度高，表面光滑平整，從而提高了填充系數(shù)和材料的磁性能。
冷軋取向硅鋼片：
冷軋取向硅鋼帶主要的用途是用于變壓器制造，所以又稱冷軋變壓器硅鋼。與冷軋無(wú)取向硅鋼相比，取向硅鋼的磁性具有強(qiáng)烈的方向性；在易磁化的軋制方向上具有優(yōu)越的高磁導(dǎo)率與低損耗特性。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的1/3，磁導(dǎo)率之比為6：1，其鐵損約為熱軋帶的1/2，磁導(dǎo)率為后者的2.5倍。

涂層：
取向硅鋼表面絕緣涂層分成有機(jī)涂層、無(wú)機(jī)涂層和半無(wú)機(jī)涂層三大類。無(wú)機(jī)涂層的基本成分是磷酸鹽涂料 和磷酸鋁基涂料中添加膠態(tài)二氧化硅、氧化鎂和硼酸。無(wú)機(jī)涂層具有良好的耐熱和焊接性能，但其沖制性和粘結(jié)性不佳。半無(wú)機(jī)涂層基本成分為磷酸鹽、鉻酸鹽、乳膠樹脂溶液、彌散促進(jìn)劑和表面活性劑，其中彌散促進(jìn)劑和表面活性劑對(duì)涂層的質(zhì)量具有重要作用。半無(wú)機(jī)涂層具有良好的沖制性和粘結(jié)性，但其耐熱性和焊接性不及無(wú)機(jī)涂層。
A涂層
A涂層為半有機(jī)薄涂層，具有優(yōu)良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，尤其是焊接性能，適應(yīng)于中、小型電機(jī)、家用電器
馬達(dá)及小型變壓器EI鐵芯，相當(dāng)于川鐵的A1涂層及武鋼的T4涂層。
H涂層
H涂層為半有機(jī)厚涂層，具有優(yōu)良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，適應(yīng)于中、小型電機(jī)。相當(dāng)于川鐵的A1涂層及武鋼的T4涂層。
D涂層
D涂層為無(wú)機(jī)涂層，這種涂層具有優(yōu)良的焊接性和耐熱性，適應(yīng)于中、小電機(jī)，尤其適應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行消除應(yīng)力退火使用。相當(dāng)于AISI的C-4涂層及武鋼的T3涂層。
除非特殊說(shuō)明，鋼種設(shè)計(jì)的表面絕緣涂層均為A涂層。
變壓器由于鐵芯而造成的能量損耗稱為鐵損，鐵損包括兩部分，磁滯損耗和渦流損耗．磁滯損耗是由于鐵芯在反復(fù)磁化過(guò)程中，“內(nèi)摩擦”而造成的損耗，它與鐵芯材料的性質(zhì)（導(dǎo)磁率，矯頑力）有關(guān)．渦流損耗是由于鐵芯中產(chǎn)生的感生電流--渦
電流產(chǎn)生焦耳熱而造成的損耗，采用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊成的鐵芯可以大大減少渦流損失．
　　鐵損的大小除與鐵芯本身有關(guān)外，還與電源電壓的大小有關(guān)．當(dāng)電源電壓一定時(shí)，鐵損基本上是恒定量，與負(fù)載電流的大小、性質(zhì)無(wú)關(guān)，因此鐵損基本上等于它的空載損失．

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