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硅鋼片,英文名稱是silicon steel sheets, 它是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金,一般含硅量為0.5~4.5%。加入硅可提高鐵的電阻率和大磁導率,降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時效。
硅鋼片的生產(chǎn)由于工藝復雜、工藝窗口窄,生產(chǎn)難度大,被譽為鋼鐵產(chǎn)品中的工藝品,特別是取向硅鋼片。
主要用來制作各種變壓器、電動機和發(fā)電機的鐵芯。世界硅鋼片產(chǎn)量約占鋼材總量的1%(見精密合金)。
性能要求
對硅鋼性能的要求 主要是:1鐵損低,這是硅鋼片質(zhì)量的重要指標。各國都根據(jù)鐵損值劃分牌號,鐵損愈低,牌號愈高。2較強磁場下磁感應強度(磁感)高,這使電機和變壓器的鐵芯體積與重量減小,節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。3表面光滑、平整和厚度均勻,可以提高鐵芯的填充系數(shù)。4沖片性好,對制造微型、小型電動機更為重要。5表面絕緣膜的附著性和焊接性良好,能防蝕和改善沖片性。6基本無磁時效。典型電磁性能見表
硅鋼片一般隨硅含量提高,鐵損、沖片性和磁感降低,硬度增高。工作頻率愈高,渦流損耗愈大,選用的硅鋼片應當愈薄。
冶煉軋制
硅鋼主要用氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉(也可用電弧爐冶煉),配合鋼水真空處理和AOD技術(見爐外精煉,采用模鑄或連鑄法。根據(jù)不同的用途,冶煉時改變硅(0.5~4.5%)和鋁(0.2~0.5%)含量以滿足不同磁性的要求。高牌號硅鋼片的硅和鋁量相應提高。碳、硫和夾雜物盡量減少。
冷軋硅鋼片的磁性、表面質(zhì)量、填充系數(shù)和沖片性比熱軋硅鋼片好,并可成卷生產(chǎn),所以從60年代開始有些國家已停止生產(chǎn)熱軋硅鋼片。中國采用約 900℃低溫一次快速熱軋和氫氣保護下成垛退火方法制造熱軋硅鋼片,成材率較高,成品表面質(zhì)量和磁性都較好。
硅鋼的軋制分為熱軋和冷軋兩個工序,傳統(tǒng)的采用熱軋直接生產(chǎn)硅鋼成品的工藝目前已經(jīng)很少采用,主要為熱軋和冷軋兩個工序來生產(chǎn),稱為冷軋硅鋼產(chǎn)品。根據(jù)產(chǎn)品不同,冷軋工序分為多機架軋機軋制和單機架軋制,其中單機架軋制主要生產(chǎn)取向硅鋼產(chǎn)品。
冷軋無取向
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。制造低硅產(chǎn)品時,熱軋帶卷酸洗后一次冷軋到 0.5mm厚。制造高硅產(chǎn)品時,熱軋帶酸洗后(或先經(jīng)800~850℃常化后再酸洗),冷軋到0.55或0.37mm厚,在氫氮混合氣氛連續(xù)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,鐵損降低。這兩種冷軋板都在20%氫氮混合氣氛下連續(xù)爐中850℃終退火,然后涂磷酸鹽加鉻酸鹽的絕緣膜。晶粒取向硅鋼一般都含Si3%,要求鋼中氧化物夾雜含量低,并必須含有C0.03~0.05%和抑制劑(第二相彌散質(zhì)點或晶界偏析元素)。抑制劑的作用是阻止初次再結(jié)晶晶粒長大和促進二次再結(jié)晶的發(fā)展,從而獲得高的(110)[001]取向。抑制劑本身對磁性有害,所以在完成抑制作用后,須經(jīng)高溫凈化退火。采用第二相抑制劑時,板坯加熱溫度必須提高到使原來粗大第二相質(zhì)點固溶,隨后熱軋或常化時再以細小質(zhì)點析出,以便增強抑制作用。冷軋成品厚度為0.28、0.30或0.35mm,工藝要點見表3。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。
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