取向硅鋼絕緣涂層對鐵芯損耗的影響實驗研究
作者：威博特鐵芯 發(fā)布時間：2019-03-30 15:01:21 瀏覽次數(shù)： 取向硅鋼被稱為鋼中的藝術(shù)品 ,是一種具有高磁通密度的軟磁合金 ,主要用于制作電機和變壓器的鐵芯目前在取向硅鋼的生產(chǎn)工藝中 ,為了防止退火過程中鋼板黏接 ,高溫退火前需要在鋼板表面涂敷氧化鎂 (MgO) ,在退火過程中 MgO 與鋼板基體表層形成的氧化物反應生成硅酸鎂底層 ,然后在外表面涂敷磷酸鹽張力涂層 ,即形成硅酸鎂底層和磷酸鹽涂層的雙層結(jié)構(gòu). 由于熱膨脹系數(shù)不同 ,高溫冷卻后磷酸鹽涂層會對基體產(chǎn)生張力作用 ,因此該涂層又被稱為張力涂層. 硅酸鎂底層的熱膨脹系數(shù)介于鋼板和磷酸鹽涂層之間 ,有利于磷酸鹽涂層的附著及其張力作用的發(fā)揮. 研究和生產(chǎn)實踐已經(jīng)證明 ,硅酸鎂底層對產(chǎn)品的性能具有顯著的影響 ,同時兩層的協(xié)同作用可獲得以下兩項使用性能 :
(1) 提供絕緣性能 ,以減少鐵芯使用過程中的渦流損耗 ;
(2) 提供表面張力 ,減少鐵芯使用過程由于磁致伸縮和疇壁移動而產(chǎn)生的噪聲和損耗.
值得注意的是 ,雖然人們對于取向硅鋼鐵芯表面上述涂層的結(jié)構(gòu)及其作用已經(jīng)形成共識 ,但對于該結(jié)構(gòu)特征及其對性能影響規(guī)律的系統(tǒng)研究卻未見報道. 武鋼的生產(chǎn)實踐表明 ,揭示取向硅鋼表面涂層結(jié)構(gòu)的特征對于穩(wěn)定生產(chǎn)以及新產(chǎn)品開發(fā)是至關(guān)重要的. 與此同時 ,基于表面陶瓷張力涂層的新技術(shù)正逐漸成為取向硅鋼發(fā)展的重要方向. 因此 ,本文重點研究了取向硅鋼涂層的結(jié)構(gòu)特征及其與性能之間的關(guān)系.
實驗研究
試樣為武鋼生產(chǎn)的取向硅鋼成品板 ,產(chǎn)品厚度為 0122 mm ,鋼板的成分如表 1 所示.
為了研究涂層結(jié)構(gòu)對鋼板磁性能的影響 ,首先將上述的鋼板機加工為 30 mm ×300 mm 試樣 ,在750 ℃下 75 % N2 + 25 % H2 氣氛中消除應力退火 ,然后進行磁性測量 ,獲得絕緣涂層樣品的磁學性能 ,測量裝置為磁性測量儀 (型號 MPG- 100D ,精度為±01001 W·kg- 1) . 由于武鋼的產(chǎn)品已經(jīng)涂覆磷酸鹽絕緣涂層 ,為了對比磷酸鹽涂層對磁性的影響 ,將已經(jīng)測試磁性的樣品浸入熔融的 NaOH 中處理12 min ,然后水洗、干燥 ,進行磁性測量 ,獲得帶硅酸鎂底層的取向硅鋼的磁學性能. 在此基礎(chǔ)上 ,再用3 % HF + 97 % H2O2 去掉硅酸鎂底層并得到光亮表面,測試光亮基體的磁學性能.