一种电工钢板材制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电工钢板材，该电工钢板材包括板状电工钢基体、所述基体表面的刻痕沟槽、所述刻痕沟槽表面分布的凹坑和含有Na2SiO3或Na2SiO3·9H2O的基体层，所述基体的厚度为0.1～2mm，所述凹坑的直径为1～100nm，所述凹坑的总面积占所述刻痕沟槽表面积的20～70％。本实用新型专利技术的电工钢板材通过于所述刻痕沟槽表面设计的凹坑，使激光刻痕产品经退火处理后铁损降低效果不会消失，保持原有的磁性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种电力变压器用取向娃钢，具体设及一种电工钢板材。
技术介绍
近年来，人们尝试将更多的激光技术应用到细化磁畴技术研究中。Rauscher等使 用连续C〇2激光器和高能光纤激光器对取向娃钢片进行激光刻痕，高能光纤激光器使铁损 降低了大约13%，且娃钢片表面无损伤。杨玉玲等采用激光氮化方法对取向娃钢表面进行 局域线状氮化处理，研究了激光工艺参数对娃钢表面氮化物形成物的影响，专利技术了采用连 续C〇2激光的取向娃钢激光局域表面合金化方法，该法在降低铁损的同时显著改善了取向 娃钢的高溫时效性。此方法的缺陷是工艺复杂且造价较高。 作为改进，孙凤久等进一步提出了W连续C〇2激光氮化优化磁畴分布方法，在大气 气氛下，W合适的氮分子束与一定功率的聚焦连续C〇2激光束同时共轴垂直作用于娃钢表 面，可在相互作用区域形成具有高溫稳定性的铁氮化合物，形成了可稳定优化细化主畴分 布的新晶界，全面的改善了取向娃钢的性能。运种工艺使0. 23mm厚度的Z102牌号取向娃 钢片铁损降低达23%，工作溫度高达1000°C。 随后，具有耐热性的激光刻痕技术也获得了阶段性进展。咎森巍、朱虹等利用纳秒 和飞秒激光加工设备继续深化耐热激光刻痕技术试验，结果表明铁损值降低幅度随着紫外 飞秒激光扫描次数或扫描能量增加而逐渐增大。若进一步采用紫外飞秒激光-盐酸腐蚀方 式处理取向娃钢表面，可达到耐热性好及较高铁损降低幅度的效果。李海蛟等优化了Nd : YAG激光刻痕的工艺参数，采用工作电流12A，激光频率3500化，刻痕速率800mm/s的最佳工 艺参数，可使120牌号取向娃钢的铁损降低9. 45%。同时研究了激光刻痕输入电流大小对 取向娃钢表面绝缘涂层的影响，并分析了刻痕后样品在500°CW上溫度铁损值会回复升高。 宝钢在专利技术专利中提出了一种在取向娃钢带钢上下表面同时进行激光刻痕的方 法，将高度聚焦的连续波激光束同时在运行的带钢上下表面进行划线，上下表面刻痕线采 用等间距交错的形式W保证刻痕效果均匀。 然而，现有的激光刻痕技术不具耐热性，即经激光刻痕处理后的娃钢产品，无法对 其进行去应力退火处理，退火会造成其铁损上升，恢复至激光刻痕W前。现有技术无法实现 的刻痕电工钢产品不能应用于对卷铁屯、变压器或需要对娃钢产品进行弯曲的铁屯、进行退 火处理的领域。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电工钢板材，克服了现有技术的不足得到具有优异 耐热性的激光刻痕电工钢板材产品。 为了实现上述目的，本技术采用W下技术方案： -种电工钢板材，所述电工钢板材包括板状电工钢基体、所述基体表面的刻痕沟 槽、所述刻痕沟槽表面分布的凹坑和含有NazSiOs或化2Si〇3 '9&0的基体层，所述基体的厚 度为0.I~2mm，所述凹坑的直径为I~lOOnm，所述凹坑的总面积占所述刻痕沟槽表面积 的20~70%。即电工钢基体的厚度可为0. 1臟，0. 15臟，0. 18臟，0. 23臟，0. 27臟，0. 30臟， 0. 5mm.' 0. 7臟，0. 8臟，1臟，1. 5mm或2臟等，所述凹坑的直径可为Inm，5nm，1化m，2化m，5化m， 70nm或IOOnm等。所述凹坑的总面积可占所述刻痕沟槽表面积的20%、30%、40%、50%、 60%或 70%等。 所述的电工钢板材的第一优选方案，所述电工钢基体的厚度为0. 18~0. 30mm。 所述的电工钢板材的第二优选方案，所述电工钢基体的厚度为0. 18mm。 所述的电工钢板材的第=优选方案，所述刻痕沟槽的宽度为0. 05~0. 5mm，间隔 为 1 ~20mm。刻痕沟槽的宽度可[^为 0. 05mm、0. 08mm、0.lmm、0. 2mm、0. 3mm或 0. 5mm等，间 隔可W为 1臟、2mm、4mm、5mm、Smm、10mm、12mm、15mm、16mm或 20mm等。 所述的电工钢板材的第四优选方案，所述凹坑分布均匀。 所述的电工钢板材的第五优选方案，所述凹坑的直径为20~100皿，所述凹坑的 总面积占所述刻痕沟槽表面积的30~70%。 所述的电工钢板材的第六优选方案，所述凹坑的直径为20nm。 所述的电工钢板材的第屯优选方案，所述凹坑的总面积占所述刻痕沟槽表面积的 30%。 一种所述的电工钢板材的制备方法，所述方法包括如下步骤： 1)激光刻痕处理：采用C〇2激光器或Nd-YAG激光器对电工钢基体进行激光刻痕处 理，得到具有刻痕沟槽的电工钢基体，未处理的电工钢基体为娃钢； 2)化OH溶液处理刻痕沟槽：腐蚀处理步骤1)所得刻痕沟槽，化OH与所述刻痕沟槽 表面的Si〇2反应生成化2Si〇3或化2Si〇3 ? 9&0固溶于所述电工钢基体表面，并于所述刻痕 沟槽表面原为Si〇2的位置形成凹坑； 3)冲洗步骤2)所得电工钢板材并烘干。 所述的电工钢板材的制备方法的第一优选技术方案，步骤2)所述的化OH溶液处 理刻痕沟槽包括用化OH溶液浸没电工钢基体或用化OH溶液喷洒于电工钢基体表面。 所述的电工钢板材的制备方法的第二优选技术方案，步骤2)所述的化OH溶液 处理刻痕沟槽的工艺条件包括：于常溫下，W质量浓度为10~20%的化OH溶液腐蚀2~ lOmin。[002引所述的电工钢板材的制备方法的第S优选技术方案，步骤2)所述的化OH溶液处 理刻痕沟槽的工艺条件包括：将电工钢基体于50~150°C下保溫3~lOmin，再W质量浓度 为0. 5~9. 9%的化OH溶液腐蚀2~lOmin。 所述的电工钢板材的制备方法的第四优选技术方案，步骤2)所述的化OH溶液 处理刻痕沟槽的工艺条件包括：将电工钢基体于80°C下保溫3min，再W质量浓度为5%的 化OH溶液腐蚀6min。所述的电工钢板材的制备方法的第五优选技术方案，步骤3)所述冲洗用弱酸性 溶液、中性盐溶液或清水，时间为2~4min;所述烘干是于常溫下。 所述电工钢板材刻痕沟槽表面的凹坑分布的越均匀，其钉扎凹坑附近的位错的效 果越好，在电工钢加热时能够将铁损保持在较低水平。电工钢板材的规格为0. 18mm厚，加 热溫度80°C，化OH溶液质量浓度5%，腐蚀时间6min条件下，腐蚀得到的电工钢板材的刻痕 沟槽的凹坑的尺寸（约为20nm)和分布最均匀。凹坑的总面积约占刻痕沟槽的表面的总面 积的30%。凹坑可W钉扎其附近的位错，阻碍位错运动，于凹坑附近获得高密度的位错。在 凹坑边缘处形成亚晶结构，晶界使得钢材在加热退火时，位错难W运动，难W发生回复。由 此，即使在高溫加热状态下，凹坑及其附近由于刻痕处理形成的拉应力不衰减，细化的磁畴 不会因为加热而变得粗大，从而保持较低水平的铁损。 与最接近的现有技术比，本技术具有如下优点： 1)本技术的电工钢板材是于刻痕沟槽表面分布有腐蚀凹坑，进而在刻痕处产 生强烈的钉扎效应，阻止磁畴壁移动或转动，使其具有优异的耐热性，于800°C下退火处理 2h，由激光刻痕产生的铁损降低效果不会消失，基本保留了原有的磁性能； 2)本技术的电工钢板材可应用于卷铁屯、变压器或需要对娃钢产品进行弯曲 的铁屯、制造等必须对制成的铁屯、进行退火处理的领域；【附图说明】 图1 :本技术电工钢板材的示意图 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电工钢板材，其特征在于，所述电工钢板材包括板状电工钢基体、所述基体表面的刻痕沟槽、所述刻痕沟槽表面分布的凹坑和含有Na2SiO3或Na2SiO3·9H2O的基体层，所述基体的厚度为0.1～2mm，所述凹坑的直径为1～100nm，所述凹坑的总面积占所述刻痕沟槽表面积的20～70％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富尧，马光，楼其民，李靖，孔晓峰，程灵，吴雪，高洁，陈新，祝志祥，聂京凯，陈川，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院，国家电网公司，国网浙江省电力公司金华供电公司，
类型：新型
国别省市：北京;11