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硅钢入门常识大解析

常用的变压器铁芯一般部是用硅钢片制作的。由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中它可以产生较大的磁感应强度。紫电君今天就为大家先容硅钢的相关常识。

硅钢是一种含硅的钢,是电工领域广泛使用的一种软磁材料。电工用硅钢常轧制成标准尺寸的大张板材或带材使用,俗称硅钢片,广泛用于电动机、发电机、变压器、电磁机构、继电器电子器件及测量仪表中。

硅是钢的良好脱氧剂,它与氧结合,使氧转变为稳定的不为碳还原的SiO2,避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加,同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此,一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。但含硅量增加又会使材料变硬变脆,导热性和韧性下降,对散热和机械加工不利,故一般硅钢片的含硅量不超过4.5%。

按制造工艺和用途电工钢分为热轧硅钢、冷轧电工钢和特殊用途硅钢三大类。

硅钢片的主要品质特性有铁损值、磁通密度、硬度、平坦度、厚度均匀性、涂膜种类及冲片性等。

1.铁损值

铁损低,这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号,铁损愈低,牌号愈高。

2.磁通密度

磁通密度是硅钢片的另一项重要的电磁特性,它表示硅钢片被磁化的难易度。在某一特定频率之磁场强度下,单位面积所通过的磁通量,称为磁通密度。通常硅钢片的磁通密度是在频率50或60赫兹,外加磁场5000A/m的条件下测得,称为B50,其单位为特斯拉(Tesla)。

磁通密度和硅钢片的集合组织、杂质、内部应力等因素有关。磁通密度直接影响到马达、变压器等电机设备的能源效率。磁通密度愈高,单位面积所通过的磁通量愈大,能源效率愈佳,因此,硅钢片的磁通密度愈高愈好,通常,规格只要求磁通密度的最低值。

3.硬度

硬度是硅钢片的品质特性之一,现代化的自动冲床进行冲片时,对硬度的要求更为严格,硬度太低时,不利于自动冲床的送料作业,同时容易产生过长的毛边,增加组装时的困难。为了满足上述需求,硅钢片的硬度必须高于某一硬度值,例如,50AI300硅钢片之硬度通常以不低于HR30T硬度值47为宜。硅钢片的硬度随着品级升高而增加,通常,高品级的硅钢片,其硅含量添加愈多,合金固溶强化的效果,使得硬度也愈高。

4.平坦度

平坦度是硅钢片的重要品质特性。良好的平坦度有利于冲片作业和组装工作。平坦度和轧延及退火技术有直接密切的关系,提升轧延退火技术和制程有利于平坦度,例如使用连续退火裂程,其平坦度优于批式退火制程者。

5.厚度均匀性

厚度均匀性是硅钢片一项非常重要的品质特性。如果的厚度均匀性不良,钢片中央与边缘的厚度差异太大,或钢片长度方向钢片厚度变异太大,都会影响到组装后的铁心厚度。不同的铁心厚度,其导磁特性变异也大,直接影响到马达、变压器的特性,因此,硅钢片的厚度变异愈小愈好。钢片的厚度均匀性和热轧、冷轧技术与制程有密切的开系,提升轧延技术能力才能降低钢片的厚度变异量。

6.涂膜

涂膜是硅钢片很重要的品质项目。硅钢片表面经化学涂覆处理,而附着一层薄膜,可提供绝缘、防锈和润滑的功能。绝缘性使硅钢片铁心迭片间的涡电流损失降低;防锈性避免钢片在加工、储藏过程中生锈;润滑性可改善硅钢片的冲片性及提升模具的寿命。

7.冲片性

冲片性是硅钢片很重要的品质特性之一。良好的冲片性使模具的寿命加长,降低冲片的毛边。冲片性和硅钢片的涂膜种类及硬度有直接的关系。有机型涂膜的冲片性较佳,新发展的涂膜种类,主要在改善硅钢片的冲片性。此外,钢片的硬度太低会造成较严重的毛边,不利于冲片;但硬度太高,则减少模具的寿命;因此,硅钢片的硬度必须控制在一适当范围。


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