硅鋼分類及工藝介紹
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硅鋼分類及工藝介紹
1、硅鋼的分類
硅鋼是指含硅1.0～4.5%，含碳量小于0.08%的硅鐵合金，具有導(dǎo)磁率高、矯頑力低、電阻系數(shù)大等特性，因而磁滯損失和渦流損失都小，主要用作電機和變壓器的鐵芯，是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要軟磁合金，也是一種節(jié)能的重要金屬功能材料。
含硅量超過3.5%的硅鋼一般稱為高硅鋼。眾所周知，硅鋼片中的硅含量對
產(chǎn)品的特性(如：磁感應(yīng)強度和鐵損)影響很大。研究表明：隨著硅含量的增加，硅鋼片的電阻率增大，矯頑力、磁致?lián)p耗、渦流損耗和鐵芯損耗減小，最大磁導(dǎo)率提高，從而在較高頻率下表現(xiàn)出優(yōu)良的磁性。含硅量在6%～8%的硅鋼有最優(yōu)異的軟磁特性，這是因為合金中隨著硅的增加，鐵素體的發(fā)育得到促進，因而鋼的初始導(dǎo)磁率和最大導(dǎo)磁率也逐漸增強，并在6%～8%處出現(xiàn)峰值，使得磁滯損耗大為降低；硅含量在7%～12%時，硅鋼的電阻率也達到最大值，與非晶合金相當，這使得渦流損耗降至最低；硅含量的增加，還使硅鋼的磁致伸縮率減小，并在6.5%時降為零，從而表現(xiàn)出比其他軟磁材料更優(yōu)異的磁性能。
按制造工藝和用途硅鋼可分為熱軋硅鋼、冷軋硅鋼和特殊用途硅鋼三大類，其硅含量、主要用途見下表1。
2、取向硅鋼
取向硅鋼也稱為Goss取向冷軋硅鋼，其硅含量一般在2.8%~3.4%之間，是1933年美國的戈斯( N. P. Goss) 首次研發(fā)成功的。根據(jù)磁感應(yīng)強度的高低，可將取向硅鋼分為普通取向硅鋼和高磁感取向硅鋼兩類：普通取向硅鋼的磁感應(yīng)強度約在1.80~1.84T，一般簡稱為CGO鋼；而磁感應(yīng)強度高于或等于1.88T則稱為高磁鋼取向硅鋼，簡稱Hi-B鋼。
1977年我國冶金部在引進日本技術(shù)的基礎(chǔ)上成功研制了Hi-B鋼，同時證明了Cu含量低于0.26%時，二次再結(jié)晶更完善，磁性更好。1979-1981年開發(fā)了AlN+Sb為抑制劑的Hi-B鋼，其板坯加熱溫度可降低至1250℃。1987-1989年在Hi-B鋼中添加Sn和Cu元素，采用二段式?；屠滠垥r效工藝，性能可達到Z7H高牌號。武鋼在掌握了日本技術(shù)后，Hi-B鋼的生產(chǎn)技術(shù)突飛猛進，在1982年已達到世界水平，其成材率高達80%-85%，牌號合格率在80%以上。時至今日，我國僅武鋼、寶鋼和鞍鋼能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)Hi-B鋼，但生產(chǎn)技術(shù)、數(shù)量和產(chǎn)品質(zhì)量僅能代表20世紀90年代的國際水平，仍處于技術(shù)落后的狀態(tài)。表2為我國主要幾家Hi-B鋼生產(chǎn)廠家的技術(shù)工藝：
3、CSP工藝簡介及在取向硅鋼生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用
3.1 CSP工藝的特點及優(yōu)勢
CSP全稱為Compact Strip Production，屬于一種典型的薄板坯連鑄連軋工藝。全球首條CSP生產(chǎn)線是美國Nucor Steel Corp.Craw fordsville鋼廠在1989年投產(chǎn)的，隨著該領(lǐng)域研究者的不斷摸索，CSP技術(shù)的應(yīng)用越來越廣。CSP工藝實現(xiàn)了將鑄造、均熱和熱軋融為一體，以其獨特的優(yōu)勢不斷改進傳統(tǒng)熱軋帶鋼的生產(chǎn)工藝，被認為是節(jié)能降耗和精簡工藝重要的技術(shù)手段之一。下圖1為CSP工藝流程圖。
3.2 CSP工藝生產(chǎn)取向硅鋼的技術(shù)難點
目前，采用CSP工藝生產(chǎn)取向硅鋼最大的技術(shù)難點在于如何保證足夠的抑制劑強度。在取向硅鋼初次退火過程中，需要足夠數(shù)量的細小彌散分布的抑制劑來抑制初次再結(jié)晶晶粒的長大，從而得到細小的鐵素體晶粒。在高溫二次再結(jié)晶退火過程中，具有{110}<001>位向的Goss晶粒能夠解釘并吞并其它位向的晶粒而發(fā)生異常長大。由于CSP工藝在軋制、加熱溫度方面都與傳統(tǒng)工藝不同，使得抑制劑析出狀態(tài)也不同。傳統(tǒng)工藝為保證得到大量細小而彌散的抑制劑，一般將鑄坯加熱至1400℃左右，而CSP工藝加熱溫度僅為1150℃到1200℃，盡管CSP工藝能得到較為細小的抑制劑粒子，但溫度的降低仍會使得抑制劑數(shù)量上存在不足。因此，如何選取CSP工藝下的抑制劑極為關(guān)鍵。
在低溫加熱技術(shù)中，由于MnS固溶溫度很高（約1320℃），一般選用固溶溫度較低的AlN和Cu2S，并輔以Sn、Sb等元素作為抑制劑粒子。而CSP工藝除溫度低外，其組織和織構(gòu)特點均有別于傳統(tǒng)工藝，抑制劑粒子的析出特點也不同于常規(guī)的低溫加熱工藝。目前采用CSP工藝生產(chǎn)的取向硅鋼大都需在后期進行滲氮處理，以形成（Al，Si）N作為獲得抑制劑，保證抑制效果。在滲氮處理過程中，需考慮滲氮溫度、滲氮時間及其與脫碳退火的先后順序，形成足夠數(shù)量的氮化物以改善前期抑制劑的不足。
除抑制劑的影響外，由于CSP熱軋板組織和織構(gòu)自身的特點，傳統(tǒng)熱軋板的?；⒗滠堃约巴嘶鸬裙に嚲煌耆m用于CSP熱軋板，這種薄板坯連鑄連軋過程形成的組織和織構(gòu)的演變規(guī)律仍需進一步摸索，以制定符合CSP工藝要求的后續(xù)生產(chǎn)工藝，保證成品的磁性能。
不銹鋼,螺桿,螺絲