硅鋼屬于什么材料
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硅鋼
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中文名硅鋼外文名silicon steel含硅量3%~5%左右應(yīng)用領(lǐng)域電力、電子和軍事工業(yè)學(xué) 科冶金工程別 稱電工鋼
目錄
簡(jiǎn)史
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1900年哈德菲爾德(R.A.Hadfield)報(bào)道,硅含量2.5%~5.5%的鐵硅合金具有比鐵更高的磁性。1903年開始生產(chǎn)熱軋硅鋼片。1934年戈斯(GossN P)發(fā)展(110)[001]冷軋取向硅鋼,沿鋼板軋制方向磁性明顯提高,適用于制作變壓器,1935年美國(guó)阿姆科(Armco)鋼公司開始生產(chǎn),隨后又生產(chǎn)冷軋無取向硅鋼。1949年阿姆科制成0.05mm和0.1mm厚的冷軋取向硅鋼薄帶,用于軍事工業(yè)。60年代初美國(guó)開始大量生產(chǎn)硅含量<0.5%的低碳電工鋼。60年代末,某些國(guó)家陸續(xù)停止生產(chǎn)熱軋硅鋼。1968年,日本新日鐵鋼公司開發(fā)并生產(chǎn)了高磁感取向硅鋼(Hi-B鋼)。70年代中期,日本又陸續(xù)開發(fā)了幾個(gè)取向硅鋼、無取向硅鋼和低碳電工鋼新牌號(hào)。1986年日本鋼管公司生產(chǎn)出硅含量為6.5%的高硅鋼產(chǎn)品。中國(guó)1954年生產(chǎn)熱軋硅鋼,1959年制成并生產(chǎn)了冷軋取向硅鋼薄帶,1979年生產(chǎn)冷軋取向和無取向硅鋼。世界電工鋼年產(chǎn)量在600萬t以上,占鋼材總產(chǎn)量的0.9%~1.3%。日本、前蘇聯(lián)和美國(guó)年產(chǎn)量都超過100萬t,其中取向硅鋼約占25%,低碳低硅電工鋼約占65%。
性能特點(diǎn)
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硅鋼以鐵芯損耗(簡(jiǎn)稱鐵損)和磁感應(yīng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱磁感)作為產(chǎn)品磁性保證值。硅鋼鐵損低可節(jié)省大量電能,延長(zhǎng)電機(jī)和變壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和簡(jiǎn)化冷卻系統(tǒng)。由于硅鋼鐵損造成的電量損失占全年發(fā)電量的2.5%~4.5%,其中變壓器鐵損約占50%,1~100kW小型電機(jī)約占30%,日光燈鎮(zhèn)流器約占15%。
硅鋼磁感高,鐵芯的激磁電流降低,也節(jié)省電能。硅鋼磁感高可使設(shè)計(jì)的最大磁感(Bm)高、鐵芯體積小、重量輕,節(jié)省硅鋼、導(dǎo)線、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料等,既使電機(jī)和變壓器損耗和制造成本降低,又便于組裝和運(yùn)輸。由帶齒圓形沖片疊成鐵芯的電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。要求硅鋼板為磁各向同性,用無取向硅鋼制造。由條片疊成鐵芯或由條帶卷繞成鐵芯的變壓器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作,用磁各向異性大的冷軋取向硅鋼制造。此外,要求硅鋼具有好的沖剪性,表面光滑平整和厚度均勻,好的絕緣膜和磁時(shí)效小。
分類
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按制造工藝和用途電工鋼分為熱軋硅鋼、冷軋電工鋼和特殊用途硅鋼三大類,其硅含量、規(guī)格和主要用途見表1。
表1 電工鋼的分類和用途
類 別 | 硅含量/% | 公稱厚度/mm | 主 要 用 途 | ||
熱軋硅鋼(無取向) | 熱軋低硅鋼(電機(jī)鋼) | 1.0~2.5 | 0.5 | 家用電機(jī)和微電機(jī) | |
熱軋高硅鋼(變壓器鋼) | 3.0~4.5 | 0.35、0.50 | 變壓器 | ||
冷軋電工鋼 | 冷軋無取向電工鋼(電機(jī)鋼) | 低碳電工鋼 | ≤0.5 | 0.50、0.65 | 家用電機(jī)、微電機(jī)小變壓器和鎮(zhèn)流器 |
硅鋼 | >0.5~3.5 | 0.35、0.50 | 大中型電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器 | ||
冷軋取向硅鋼(變壓器鋼) | 普通取向硅鋼 | 2.9~3.3 |
0.18、0.23、0.27 0.30、0.35 |
大中小型變壓器和鎮(zhèn)流器 | |
高磁感取向硅鋼 | |||||
特殊用途硅鋼: 冷軋取向硅鋼薄帶 |
2.9~3.3 | 0.03、0.05、0.10 | 脈沖變壓器、磁放大器、高頻變壓器和電焊機(jī) | ||
冷軋無取向硅鋼薄帶 | 3.0 | 0.15、0.20 | 高頻電機(jī)和發(fā)電機(jī) | ||
磁開關(guān)用冷軋無取向硅鋼 | 3.0 | 0.70 | 繼電器和磁開關(guān) | ||
冷軋高硅鋼 | 6.5 | 0.1~0.5 | 高頻電機(jī)、變壓器和磁屏蔽 |
性能要求
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對(duì)硅鋼性能的要求主要是:
1、鐵損低,這是硅鋼片質(zhì)量的最重要指標(biāo)。各國(guó)都根據(jù)鐵損值劃分牌號(hào),鐵損愈低,牌號(hào)愈高。
2、較強(qiáng)磁場(chǎng)下磁感應(yīng)強(qiáng)度(磁感)高,這使電機(jī)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(duì)制造微型、小型電動(dòng)機(jī)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。
生產(chǎn)工藝
編輯酸洗
通過除鱗機(jī)與鹽酸罐,除去熱軋鋼帶的氧化物,以防止冷軋成品表面的缺陷。
冷沖壓
為了確保不同用途的厚度與材質(zhì),將減速比例設(shè)在40%-90%,并為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)厚度控制、自動(dòng)形狀控制等先進(jìn)的控制設(shè)備。
退火
是軟化冷沖壓工程中硬化了的鋼帶材質(zhì)的工程。通過金屬加熱及急速冷卻,生產(chǎn)深加工用鋼及高張力鋼,并采用裝箱(罩退)退火與連續(xù)退火法。
絕緣涂層
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