一种低磁致伸缩取向硅钢板的制造方法及取向硅钢板技术

本发明专利技术公开了一种低磁致伸缩取向硅钢的制造方法，其包括步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种低磁致伸缩取向硅钢板的制造方法及取向硅钢板


[0001]本专利技术涉及一种钢板及其制造方法，尤其涉及一种取向硅钢板及其制造方法
。

技术介绍

[0002]目前，现有的变压器铁心一般均采用取向硅钢叠片或取向硅钢卷绕制成
。
变压器生产和下游用户环节主要关注的变压器指标分别为空载损耗特性和空载激磁电流特性，这两个指标分别对应取向硅钢的损耗和激磁功率特性
。
[0003]取向硅钢的损耗特性取决于成品晶体的取向度
、
成品的纯净度等影响的磁滞损耗和取决于厚度
、
电阻率等影响的经典涡流损耗以及磁畴的宽度等影响的反常涡流损耗
。
因此，作为降低损耗特性的方法，在当前现有技术中，一般通过提高成品
GOSS
位向的取向度而使磁通密度提高，从而降低磁滞损耗；通过增加
Si
含量来提高电阻率或者减薄钢板的厚度，从而降低经典涡流损耗；通过刻痕来降低磁畴宽度，而降低反常涡流损耗
。
[0004]随着取向硅钢生产工艺和技术的不断提升，工业化取向硅钢的成品晶粒取向度已逐渐接近极限，而进一步减薄厚度会大幅提高生产成本和生产技术难度
。
同时由于高磁感取向硅钢的成品晶粒粗大，通过激光刻痕在钢板表面引入局部的残余应力，减小沿着轧向的
180
°
主畴间距进而降低异常涡流损耗，是目前高磁感取向硅钢降低铁损的方便和经济的方法
。
[0005]近年来，随着社会对环境噪音要求的持续提升，变压器生产和下游用户对变压器噪音性能的关注日益重视，变压器的噪音性能已成为与空载损耗同等重要的主要指标
。
随着变压器企业加工工艺和变压器设计的持续优化，取向硅钢的磁致伸缩已经成为变压器噪音的主要来源
。
[0006]在交流励磁时，取向硅钢成品板随着磁化发生样板尺寸变化的过程称之为磁致伸缩，其是变压器噪音的主要来源之一
。
取向硅钢的磁致伸缩产生机理是由于磁化过程中垂直于平行轧制方向的易磁化方向的
90
°
磁畴数量变化和转动
。
取向硅钢成品的理想状态是只有
180
°
磁畴，而实际的取向硅钢成品由于取向度偏差
、
夹杂物
、
晶界等缺陷，为降低静磁能而在
180
°
磁畴间出现的小附加畴－柳叶畴
(90
°
畴
)
，导致了取向硅钢成品的磁致伸缩的提高
。
因此，减少
90
°
畴
(
闭合畴
)
，就能够有效地降低磁致伸缩
。
[0007]在现有技术中，目前主要使用的降低磁致伸缩的方法主要包括：
(1)
提升成品晶体的取向度，以降低磁致伸缩；
(2)
降低成品厚度，以降低磁致伸缩；
(3)
增加涂层张力，以降低磁致伸缩
。
通过上述三种技术方案均可以实现取向硅钢成品板磁致伸缩的下降，从而实现变压器噪音水平的降低
。
[0008]公开号为
CN107210109A
，公开日为
2017
年9月
27
日，名称为“取向性电磁钢板及其制造方法及变压器噪音特性的预测方法”的中国专利文献，公开了一种取向性电磁钢板及其制造方法及变压器噪音特性的预测方法
。
对于取向性电磁钢板的磁致伸缩特性，该专利公开通过控制镁橄榄石涂层的表背张力差为
0.5MPa
以上同时镁橄榄石和绝缘涂层的总表背张力差小于
0.5MPa
的技术方案，将磁致伸缩的速度级
:d
λ
dt
下的加速或减速点在磁致伸
缩振动1个周期内设定为4个，并且将磁致伸缩振动的加速区域或减速区域内的相邻的速度变化点的速度级变化量设定为
3.0
×
104秒以下，实现磁致伸缩特性的降低
。
然而该技术方案通过调整镁橄榄石的张力差和镁橄榄石
+
绝缘涂层的总张力差，对单面激光刻痕取向硅钢基板的双面磁致伸缩差改善较为有限且控制难度大，难以批量
、
稳定
、
合理成本生产噪音特性优良及磁致伸缩上下表面偏差小的取向性电磁钢板
。
[0009]公开号为
CN106460111A
，公开日为
2017
年2月
22
日，名称为“低铁损且低磁致伸缩的方向性电磁钢板”的中国专利文献，公开了一种低铁损且低磁致伸缩的方向性电磁钢板
。
该专利技术的方向性电磁钢板具有钢板母材
、
形成在上述钢板母材的表面的一次覆膜以及形成在上述一次覆膜的表面的张力绝缘覆膜，其覆膜符合如下条件：控制张力绝缘覆膜膜厚
/
一次覆膜膜厚的比例
∈(0.1
，
3)、
张力绝缘覆膜膜厚
∈(0.5
，
4.5)um、
一次覆膜和张力绝缘覆膜的总张力
∈(1
，
10)MPa。
磁畴控制是通过从上述张力绝缘覆膜之上照射激光来进行的
。
从上述方向性电磁钢板采取与上述方向性电磁钢板的轧制方向平行的方向的长度为
300mn
，并且与板宽方向平行的方向的长度为
60mm
的条状样品，通过对上述样品的至少单面进行酸洗，将从上述张力绝缘覆膜的表面到由上述钢板母材与上述一次覆膜的界面向上述钢板母材侧为
5um
的深度位置为止的范围除去，然后对上述样品的翘曲量进行测定，此时上述翘曲量满足规定的条件
。
然而该技术方案仅仅考虑一次覆膜和张力绝缘覆膜的膜厚和张力，对取向硅钢基板的磁致伸缩改善较为有限且控制难度大，难以批量
、
稳定
、
合理成本生产噪音特性优良及磁致伸缩上下表面偏差小的取向性电磁钢板
。
[0010]公开号为
CN106029917A
，公开日为
2016
年
10
月
12
日，名称为“低噪音变压器用取向性电磁钢板及其制造方法”的中国专利文献，公开了一种取向性电磁钢板，其是在与轧制方向交叉的方向的线区域照射光東直径
d
为
0.40m
以下的电子束而对钢板表面实施了磁畴细化处理所得到的取向性电磁钢板，其中，形成使重复单元在线区域方向连接而成的调制照射线区域，将该重复单元在该调制照射线区域的周期设为
2/3
×
d
～
2.5
×
dmm
，将该调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低磁致伸缩取向硅钢的制造方法，其包括步骤：
(a)
冶炼和铸造；
(b)
加热；
(c)
常化；
(d)
冷轧；
(e)
脱碳退火；
(f)
成品退火；
(g)
包括绝缘涂层涂覆的热拉伸退火；其特征在于，其中步骤
(g)
包括：
(1)
在硅钢基板的两个表面分别进行涂覆量相等的绝缘涂层涂覆；
(2)
烧结和冷却；
(3)
对涂覆有绝缘涂层的硅钢基板的其中一个表面进行单面激光刻痕，其中将进行了单面激光刻痕的一面定义为第一表面，与第一表面相对的另一面定义为第二表面；
(4)
检测第一表面和第二表面的挠度差，基于挠度差调整第一表面和第二表面上的绝缘涂层涂覆量差；其中第二表面上的绝缘涂层涂覆量大于第一表面上的绝缘涂层涂覆量
。2.
如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤
(3)
中，基于下述公式确定绝缘涂层的涂覆量差：绝缘涂层涂覆量差＝3×
10
‑5‑
0.407
×
挠度差，其中绝缘涂层涂覆量差的单位参量为
g/m2，挠度差的单位参量为
mm。3.
如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤
(2)
中，单面激光刻痕的激光功率
X
基于下述公式确定：设定的磁致伸缩目标值＝
‑
0.0006*X5+0.012*X4‑
0.04*X3‑
0.18*X2+0.37*X+54.8
；或者设定的激光刻痕前后的铁损
P17/50
改善率＝
‑
0.177*X2+3.2*X
‑
2.4
；其中，磁致伸缩目标值的单位参量为
db(A)
，激光功率的单位参量为
mJ/mm2。4.
如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述绝缘涂层的组分为：磷酸二氢铝
、
磷酸二氢镁的至少其中之一：2％～
25
％；胶体二氧化硅：4％～
16
％；铬酸酐：
0.15
％～
4.50
％；余量为水和其他不可避免的杂质
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴美洪，李国保，沈侃毅，姜全力，杨勇杰，赵自鹏，胡卓超，吉亚明，章华兵，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：