淺談電機用取向硅鋼片和無取向硅鋼片-馬拉松電機

硅鋼俗稱矽鋼片或硅鋼片，是電力、電子和軍事工業(yè)不行短少的含碳極低的硅鐵軟磁合金，亦是產(chǎn)值較大的金屬功用資料，其產(chǎn)值約占國際鋼材產(chǎn)值的1%，它是含硅0.8%-4.8%的硅鐵合金，經(jīng)熱、冷軋成厚度在1mm以下的硅鋼薄板。參加硅可進步鐵的電阻率和較大磁導(dǎo)率，下降矯頑力、鐵芯損耗（鐵損）和磁時效，首要用作各種電機、發(fā)電機和變壓器的鐵芯。

硅鋼片分類

硅鋼片按其含硅量不同可分為低硅和高硅兩種。

1低硅片

低硅片含硅2.8%以下，它具有必定機械強度，首要用于制作電機，俗稱電機硅鋼片；

2高硅片

高硅片含硅量為2.8%-4.8%，它具有磁性好，但較脆，首要用于制作變壓器鐵芯，俗稱變壓器硅鋼片。兩者在實際運用中并無嚴厲邊界，常用高硅片制作大型電機。

按出產(chǎn)工藝分類

可分熱軋和冷軋兩種

冷軋又可分晶粒無取向和晶粒取向兩種：冷軋片厚度均勻、外表質(zhì)量好、磁性較高，因而，跟著工業(yè)開展，熱軋片有被冷軋片替代之趨勢。

硅鋼片分類

冷軋硅鋼片分晶粒無取向和晶粒取向兩種鋼帶。

晶粒無取向冷軋帶一般用作電機或焊接變壓器等的鐵芯；晶粒取向冷軋帶用作電源變壓器、脈沖變壓器和磁放大器等的鐵芯。冷軋取向薄硅鋼帶是將0.30或0.35mm厚的取向硅鋼帶，再經(jīng)酸洗、冷軋和退火制成。

而冷軋無取向硅鋼片是將鋼坯或連鑄坯熱軋成厚度約2.3mm帶卷。冷軋電工鋼帶具有外表平坦、厚度均勻、疊裝系數(shù)高、沖片性好等特色，且比熱軋電工鋼帶磁感高、鐵損低。

用冷帶替代熱軋帶制作電機或變壓器，其分量和體積可削減0%-25%。若用冷軋取向帶，功能更佳，用它替代熱軋帶或低層次冷軋帶，可削減變壓器電能消耗量45%-50%，且變壓器作業(yè)功能更牢靠。

無取向硅鋼片的定義

無取向硅鋼片是依照必定出產(chǎn)工藝，構(gòu)成無取向性變形織構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅鋼片。

20年代初

威廉（Williams）對硅鐵中單晶進行了研討，得到了在易磁化軸{100}方向um=1400000，以為在多晶粒板中在{100}軸向也應(yīng)有極好的功能。

1926年

日本人本多·茅發(fā)現(xiàn)，鐵的結(jié)晶方向較簡單磁化，或者說晶粒立方體棱邊方向是較易磁化的方向。

1934年

美國人戈斯（N.P.Goss）在實驗室里研制成功取向硅鋼片，他選用冷軋與高溫熱處理相結(jié)合的辦法，使硅鋼片中晶粒沿軋制方向有序擺放，具有優(yōu)秀的磁性。

1935年

戈斯在《TransAmer.Soc.Metals》上發(fā)表文章，介紹研討成果，并請求取得了英國專利（No.442211）。

同年，美國Armco公司開端工業(yè)化出產(chǎn)冷軋取向硅鋼片。40年代，美國Armco公司和Allegheny公司都出產(chǎn)出了高質(zhì)量的變壓器用取向硅鋼片。Armco公司的商標為Tran-cor（西屋公司稱為Hipersil）；Allegeny公司的商標為Silectron（GE公司稱為Corosil）。

1953年

日本試制成冷軋取向硅鋼片。

1958年

日本引入Armco公司的專利技術(shù)，開端冷軋取向硅鋼片的工業(yè)化出產(chǎn)，并在此基礎(chǔ)上不斷改進，使日本冷軋硅鋼片的功能到達國際較高水平。

單取向硅鋼片在與軋制方向筆直方向的導(dǎo)磁功能較低，為戰(zhàn)勝這一缺陷，德國真空熔煉公司在40年代發(fā)明晰雙取向硅鋼片。

1957年

美國GE公司和西屋公司也簡直一起制成雙取向硅鋼片，60年代日本川崎和八幡工廠也研制成功雙取向硅鋼片。它在軋制方向和筆直方向上的磁功能都與單取向硅鋼片軋制方向的磁功能附近。這種硅鋼片的晶粒呈立方體安排。

1968年

日本新日鐵工廠開端工業(yè)化出產(chǎn)高導(dǎo)磁密度取向硅鋼片，它的商用名是“OrientcoreHi-B”，簡稱“Hi-B”；1972年，開宣布大晶格高導(dǎo)磁取向硅鋼片；1981年又然后開宣布小晶格高導(dǎo)磁取向硅鋼片；1982年，日本開端出產(chǎn)外表激光照耀處理（ZDKH）的高導(dǎo)磁取向硅鋼片，進一步下降了鐵損。

1988年

日本又開宣布選用機械辦法構(gòu)成細微應(yīng)力法（ADMH）的高導(dǎo)磁取向硅鋼片。日本新日鐵公司取向硅鋼片的開展見。50年代，幾個國家單取向硅鋼片的功能。·1955-1975年間，日本取向硅鋼片及無取向硅鋼片的質(zhì)量變遷。1880～1970年間，鐵心鋼片鐵損的下降曲線。

無取向硅鋼片和取向硅鋼片的聯(lián)系

1含硅量不同

二者都是冷軋硅鋼片，但含硅量不同。冷軋無取向硅鋼片含硅量0.5%-3.0%，冷軋取向硅鋼片含硅量在3.0%以上。

2出產(chǎn)工藝不同

（1）無取向硅鋼片較取向硅鋼片工藝要求相對較低。無取向硅鋼片是將鋼坯或連鑄坯熱軋成厚度約2.3mm帶卷。

制作低硅產(chǎn)品時，熱軋帶卷酸洗后一次冷軋到0.5mm厚。

制作高硅產(chǎn)品時，熱軋帶酸洗后（或先經(jīng)800-850℃?；笤偎嵯矗滠埖?/span>0.55或0.37mm厚，在氫氮混合氣氛接連爐中850℃退火，再經(jīng)6-10％小壓下率冷軋到0.50或0.35mm厚。這個小壓下率的冷軋可使退火時晶粒長大，鐵損下降。

（2）這兩種冷軋板都在20%氫氮混合氣氛下接連爐中850℃終究退火，然后涂磷酸鹽加鉻酸鹽的絕緣膜。經(jīng)冷軋至制品厚度，供給態(tài)多為0.35mm和0.5mm厚的鋼帶。

冷軋無取向硅鋼的Bs高于取向硅鋼。取向硅鋼片要求鋼中氧化物攙雜含量低，并有必要含有C0.03-0.05％和抑制劑（第二相彌散質(zhì)點或晶界偏析元素）。抑制劑的作用是阻撓初度再結(jié)晶晶粒長大和促進二次再結(jié)晶的開展，然后取得高的[001]取向。

抑制劑自身對磁性有害，所以在完結(jié)抑制作用后，須經(jīng)高溫凈化退火。選用第二相抑制劑時，板坯加熱溫度有必要進步到使本來粗大第二相質(zhì)點固溶，隨后熱軋或?；瘯r再以細微質(zhì)點分出，以便增強抑制作用。

冷軋制品厚度為0.28、0.30或0.35mm。冷軋取向薄硅鋼帶是將0.30或0.35mm厚的取向硅鋼帶，再經(jīng)酸洗、冷軋和退火制成。

與冷軋無取向硅鋼比較，取向硅鋼要比無取向硅鋼鐵損低許多，磁性具有激烈的方向性；在易磁化的軋制方向上具有優(yōu)勝的高磁導(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。

3晶粒的結(jié)構(gòu)不同

取向硅鋼晶粒是有序擺放，無取向硅鋼的晶粒是無序擺放。無取向硅鋼首要用在電機、壓縮機、大型水輪發(fā)電機組等設(shè)備的定子和轉(zhuǎn)子。取向硅鋼一般用在變壓器鐵芯、部分電機。

發(fā)電機和變壓器對硅鋼片的要求是相同的：都是要求鐵損低，磁化特性好，疊片系數(shù)高級，但變壓器一般用有取向硅鋼片。發(fā)電機用無取向硅鋼片。

4功能及用處不同

因為二者功能特色不同，在運用方向上存在差異：冷軋無取向硅鋼片較首要的用處是用于發(fā)電機制作，故又稱冷軋電機硅鋼。冷軋取向硅鋼帶較首要的用處是用于變壓器制作，所以又稱冷軋變壓器硅鋼。

硅鋼片功能目標

1、鐵損低。質(zhì)量的較重要目標，國際各國都以鐵損值區(qū)分商標，鐵損越低，商標越高，質(zhì)量也高。

2、磁感應(yīng)強度高。在相同磁場下能取得較高磁感的硅鋼片，用它制作的電機或變壓器鐵芯的體積和分量較小，相對而言可節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣資料等。

3、疊裝系數(shù)高。硅鋼片外表潤滑，平坦和厚度均勻，制作鐵芯的疊裝系數(shù)進步。

4、沖片性好。對制作小型、微型電機鐵芯，這點更重要。

5、外表對絕緣膜的附著性和焊接性杰出，能防蝕和改進沖片性。

6、磁時效現(xiàn)象小。·硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗后交貨。

1電工用熱軋硅鋼薄板（GB5212-85）

電工用熱軋硅鋼薄板以含碳損低的硅鐵軟磁合金作原料，經(jīng)熱軋成厚度小于1mm的薄板。電工用熱軋硅鋼薄板也稱熱軋硅鋼片。熱軋硅鋼片按其合硅量可分為低硅（Si≤2.8%）和高硅（Si≤4.8%）兩種鋼片。

2電工用冷軋硅鋼薄板（GB2521-88）

用含硅0.8%-4.8%的電工硅鋼為原料，經(jīng)冷軋而成。冷軋硅鋼片分晶粒無取向和晶粒取向兩種鋼帶。冷軋電工鋼帶具有外表平坦、厚度均勻、疊裝系數(shù)高、沖片性好等特色，且比熱軋電工鋼帶磁感高、鐵損低。

用冷帶替代熱軋帶制作電機或變壓器，其分量和體積可削減0%-25%。若用冷軋取向帶，功能更佳，用它替代熱軋帶或低層次冷軋帶，可削減變壓器電能消耗量45%-50%，且變壓器作業(yè)功能更牢靠。

用于制作電機和變壓器。一般，晶粒無取向冷軋帶用作電機或焊接變壓器等的狀況；晶粒取向冷軋帶用作電源變壓器、脈沖變壓器和磁放大器等的鐵芯。鋼板標準尺度：厚度為0.35、0.50、0.65mm，寬度為800-1000mm，長度為≤2.0m。

3家電用熱軋硅鋼薄板（GBH46002-90）

家電用熱軋硅鋼薄板的商標以J（家）D（電）R（熱軋）表明，即JDR。JDR后數(shù)字為鐵損值*100，橫線后數(shù)字為鋼板厚度（mm）*100。家電用熱軋硅鋼片對電磁功能要求可稍低一點，鐵損值（P15/50）較低值為5.40W/kg。一般不經(jīng)配洗交貨。

用于各種電風(fēng)扇、洗衣機、吸塵器、抽油煙機等家用電器的微分電機等。

區(qū)分取向矽鋼片有兩種辦法

眼觀法

有取向矽鋼片是灰白色；

手折法

拿一片矽鋼片用手折兩下，有取向的會掉灰白色的渣，并且重復(fù)折兩到三次就會斷，無取向矽鋼片便是折十下都很難折斷。