降低鐵損一直是取向硅鋼生產(chǎn)中追求的目標(biāo)。取向硅鋼的鐵損主要包括磁滯損失和渦流損失。降低取向硅鋼的鐵損主要有以下一些方法:(1)提高晶粒{110}<001>位向的聚集程度以降低磁滯損耗,織構(gòu)銳化的作用主要是降低90°表面封閉磁疇;(2)提高Si含量或減少鋼片厚度以降低渦流損耗。(3)細(xì)化磁疇。使磁疇細(xì)化的有效方法主要是發(fā)展具有優(yōu)化張力功能的新型涂層,改進(jìn)激光刻痕和改進(jìn)晶粒結(jié)構(gòu),目前采取的主要方法是激光刻蝕、化學(xué)腐蝕及表面拋光。
一.激光刻痕。研究表明,與未經(jīng)過刻蝕的電工鋼片相比,經(jīng)過激光刻蝕后的動(dòng)態(tài)磁滯回線,在采用低的激光密度時(shí),除了顯著降低動(dòng)態(tài)損耗之外,靜態(tài)損耗也減少了近5%。激光處理會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力,表面缺陷和表面涂層張應(yīng)力的局部改變,導(dǎo)致產(chǎn)生新的180°布洛赫疇壁。在低頻下,新的180°布洛赫疇壁移動(dòng)性更好,可移動(dòng)的 180°布洛赫疇壁增多,使磁滯損耗降低。
二.新型涂層。降低取向硅鋼鐵損的另一種方法是發(fā)展新型涂層技術(shù)。研究表明,氧化鎂涂層對取向硅鋼磁性和表面性能有著重要的影響,因此對取向硅鋼用氧化鎂及其中添加劑的研究至今仍是取向硅鋼研制開發(fā)的一個(gè)重要課題。另外,日本采取了化學(xué)氣相沉積法被覆薄膜,不形成鎂橄欖石薄膜而形成陶瓷絕緣薄膜,利用激光處理和改變絕緣薄膜涂層液的無機(jī)酸種類等手段來降低鐵損。結(jié)果表明,通過改善絕緣薄膜涂層液的組成,提高粘度穩(wěn)定性和薄膜張力,可獲得磁感高、鐵損低的取向硅鋼板。
三.通過三次再結(jié)晶獲得高性能薄帶。通過減薄板厚可實(shí)現(xiàn)鐵損的大幅度降低。取向硅鋼極薄帶使鐵芯體積減小,并具有高飽和磁感和高磁導(dǎo)率。但是,當(dāng)鋼帶厚度減薄時(shí),采用常規(guī)的二次再結(jié)晶法生產(chǎn),會(huì)使抑制劑在高溫退火過程中的分解和擴(kuò)散加劇,導(dǎo)致抑制能力下降,所以0.1 mm厚度以下成品的二次再結(jié)晶組織很不完善,磁性和穩(wěn)定性都極差。一般取向硅鋼極薄帶的生產(chǎn)以成品工業(yè)取向硅鋼為原料,冷軋后采用初次再結(jié)晶退火方法,成品磁性能低且不穩(wěn)定。近年來,日本采用二次再結(jié)晶成品工業(yè)取向硅鋼為原料,利用表面能差為驅(qū)動(dòng)力發(fā)生三次再結(jié)晶,在真空爐內(nèi)生產(chǎn)極薄取向硅鋼帶,表現(xiàn)出很好的軟磁性能。
我國東北大學(xué)采用異步軋制方法將成品工業(yè)取向硅鋼板冷軋到0.1mm,然后在氫氣熱處理爐中進(jìn)行高溫退火。結(jié)果表明,在合適的退火條件下可以發(fā)生三次再結(jié)晶,在極薄帶中獲得了取向集中的高斯織構(gòu)和優(yōu)異的磁性能。研究表明,異步軋制有助于改善硅鋼極薄帶冷軋織構(gòu),加強(qiáng)有利織構(gòu){111} <112>,抑制不利織構(gòu)組分,有利于薄帶三次再結(jié)晶的發(fā)生。
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