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1、鞍钢技术2006年第2期·52·ANGANGTECHNOLOGY总第338期JFE开发的软磁材料SadahiroKenichi等摘要铁基软磁材料广泛用于变压器、电动机和发电机等设备的铁芯。JFE开发的软磁材料包括取向电工钢、无取向电工钢、超级磁芯(6.5%Si2Fe)、软磁铁和铁粉。这些软磁材料的频率范围广泛,从商业用频到大约1MHz的频率。JFE除了改进上述每种材料的性能外,还通过评估变压器和电动机的性能来研究这些材料的最佳应用方法。1前言的超级磁芯,即使厚度降至0.10mm,其直流电最铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料两类。硬高应用频率仍可达到100kHz。磁材料如永磁体
2、,一旦被磁化,将会半永久地向外(2)软磁铁界提供磁通量;而用于电磁铁芯的软磁材料,当通JFE开发、生产和销售的软磁铁包括MnZn过线圈的电流停止时,磁通量的供应也停止。本文型、NiZn型软磁铁材料粉和MnZn软磁铁芯。由将讨论后一种类型,即软磁材料。于MnZn软磁铁芯的基体材料电阻系数比电工钢610铁基软磁材料用于变压器、发电机和电动机等金属材料高10～10,所以软磁铁芯可应用的等电气设备。降低这些材料应用时所产生的损耗频率较高,范围为0.1～1MHz。此外,虽然软磁铁可以直接提高能量转换效率。近年来,人们非常重芯的饱和磁感应强度仅为电工钢的1ö4,只有视节能和环保,因此
3、,改进软磁材料是关系到整个015T,但由于软磁铁芯频率高,大约是电工钢的社会的重要课题。1000倍,所以,被广泛应用在紧凑式开闭电源领JFE具有代表性的软磁材料介绍如下。域中诸如MOS-FET和IGBT等开闭装置上,而(1)电工钢目前这些开闭装置的性能正得到显著的提高。电工钢是向高纯铁粉中添加大约3%的硅生(3)铁粉产出来的板材材料。采用先进的冶金处理方法能与电工钢以板材的形式生产不同,铁粉磁芯将交变磁场下的铁损降到最小值。取向电工钢板能以三维方式,通过切断涡电流路径来进一步降的厚度范围主要为0.23～0.35mm,而无取向电低涡电流。JFE的铁粉属纯铁型还原铁粉,粒度约
4、工钢产品厚度主要为0.20～0.65mm。在这两种为100Lm。因此,不采用硅等元素来提高铁粉磁芯类型钢板的表面上均涂覆薄绝缘层,然后烘烤,以的电阻系数,而是涂覆绝缘树脂,即绝缘树脂和铁降低交变磁场下所产生的涡电流。粉两者的微粒在压实过程中混在一起。这种类型电工钢主要应用于变压器和电动机的叠层铁的铁粉磁芯被广泛应用在开闭电源扼流圈磁芯和芯,这种钢平时很少见,但目前电工钢的全球产量噪音过滤器上,所使用的频率范围通常为10～已超过500万töa。通常发电用的大型发电机都使100kHz。用电工钢制造的铁芯。为了供应居民和工业用电,下面分别详细介绍这些软磁材料的特征。电压通过变压
5、器时逐步升压或降压,而变压器所使用的铁芯也是由电工钢制造的。电力终端用户2JFE开发的软磁材料包括照明、加热以及机械电力等各个领域,尤其是2.1电工钢机械电力方面,涉及到各种类型的电动机。因此,2.1.1取向电工钢可以说电工钢被应用于发电、电力传送、电力配置取向电工钢是一种高性能材料,其<001>取和电力消耗的所有过程。不过,从本质上说,电工向是铁容易磁化的轴向方向,与成品线圈的轧制钢是一种具有电导性的金属材料,采用JFE生产方向平行。这种材料由晶粒度以毫米计的单晶体JFE开发的软磁材料·53·构成,因而与普通多晶体钢板完全不同(多晶体晶磁各向异性。与取向电工钢类似,评价
6、无取向电工粒度仅稍大于10Lm)。另外,取向电工钢<001>钢的性能主要看其磁感应强度B50(磁场强度为易磁化的轴向与轧制方向的偏差被控制在8°以5000Aöm时的磁感应强度)和铁损(例如W15ö50,内,所以几千米钢板内的晶粒方向都能控制在几指50Hz、1.5T磁感应强度下的铁损)。度范围内,真正称得上是钢中的“艺术之作”。JFE生产的无取向电工钢主要产品如图1所探讨取向电工钢产品的性能时,通常一看其示。磁感应强度B8(磁场强度为800Aöm时的磁感应强度),而磁感应强度与晶粒取向排列有关;二看其铁损(例如W17ö50,指50Hz、1.7T磁感应强度下的单位重量损耗)。
7、JFE目前具有代表性产品的B8和W17ö50性能值见表1所示。JFE产品B8值为1185～1.93T,W17ö50值为0.78～1.33Wökg(所有数字都是代表值)。磁感应强度B8值按照JG、JGH和JGS顺序依次递增,JGH磁感应强度B8最高值为1.89T,JGS最高值为1.93T。JFE综合采用了包括二次再结晶在内的先进冶金技术,可以稳定生产大于1.88T的高磁感应强度的各种取向电工钢,通过控制晶粒取向、减薄材料厚度的方法降低铁损。广泛应用的产品有23JGH和23JGS(厚度为0.23mm)。23JGSD是一种铁损极低的
