硅钢的发展

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1、硅钢的发展、工艺及特性除了前途未卜的无铁心电机，无论哪一种电机或者是变压器，都少不了一个核心部分——铁心，而铁心的主要成分，就是硅钢。从某种程度上来说，电机设计的最大难点，也是由于硅钢造成的——因为硅钢是一种非线性材料，由此造成了电机的设计和计算过程中无数重复。想必学过电机设计的人，在第一次被老师要求进行手算的时候，都少不了要对些进行一番无声或者有声和。同时，由于这一非线性的特性，也造成了许许多多的名词，比如饱和，比如迭代。作为电机人，不仅仅应该了解电机的设计和工艺，也应当对电机中的核心部分有所了解，特别

2、是主要用于电机的材料——硅钢。本次研讨会就是向论坛的会员简要介绍一下硅钢的相关知识，讨论和研究硅钢和电机性能之间的关系，为电机设计和性能优化提供一点帮助。谈硅钢，要先从磁性材料的分类谈起。磁性材料按照矫顽力的大小分为软磁、半硬磁和硬磁，电工钢属于软磁材料，其产量占全部软磁材料的83%。磁性材料主要有这些种类。下载(27.45KB)2011-4-720:16品种实在太多，就不一一解释了。在软磁材料中，电工钢的性价比高，因此得到大量的使用是一些主要磁性材料的性价比对照表。硅钢的发展1898年英国哈德菲尔德研究

3、发现了在碳钢中添加一定量的硅能够获得良好的磁性，由此开始了硅钢（Si＜0.5%称为低碳电工钢）的发展历程。硅钢的发展史就是铁损降低的历史。硅钢的分类电工钢按轧制工艺分为冷轧和热轧两大类，按磁性分取向和无取向两大类。热轧硅钢属于无取向硅钢，目前世界上基本上只有我国生产。电工钢中Si≥0.5%也称为硅钢。下面简单介绍一下硅钢的制造工艺见图片：下载(39.02KB)2011-4-720:29下载(28.69KB)2011-4-720:29其实前期的工序同别的钢材也差不多，后期才是关键，特别是退火工艺，这是核心机

4、密热轧和冷轧硅钢在此有必要提一下热轧硅钢和冷轧硅钢的差别。目前全世界基本上只有中国还有大规模的热轧硅钢的制造。从制造工艺来看，直到炼钢为止，热轧硅钢和冷轧硅钢的工艺基本上的相同的。主要差别在热轧上。冷轧硅钢是先热轧到一定厚度，再冷轧到需要的厚度。热轧硅钢则不然，由于热轧时钢板处于红热状态下，无法直接轧制到需要的厚度（机械强度不足），所以热轧硅钢都是用叠轧法，即把几块钢板叠在一起进行轧制。比如四块一起轧到2毫米，每块就是0.5.毫米。轧制完成后，等钢板冷却后，再用人力把钢板之间分开。热轧硅钢和冷轧硅钢相比，

5、优点就是价格低，另外一个优点是冲片后应力小，磁性能下降不明显。但缺点更多：其一，表面平整度差，尺寸偏差比较大，叠片系数低其二，热轧硅钢表面没有涂层，靠冷却过程中自然形成的氧化层绝缘，绝缘性能差，损耗偏大（但也有酸洗后或不酸洗再涂胶的工艺，比较少见）其三，热轧硅钢比较硬，对模具的磨损大一些（这个不一定算缺点）其四，热轧硅钢由于工艺的原因，成品就是一个长方块，而且因为比较硬，所以没法卷，只能裁成方形或者长方形交货，这样材料的利用率就比较低。相对的，冷轧通常是成卷交货，每卷的长度可达几百米甚至更长。（上千米也不

6、成问题）关于硅钢的规格型号硅钢的规格型号，行话叫做牌号，从牌号里就可以看出硅钢的一些主要信息。硅钢的牌号一般表示为（A）mm(B)nnnn其中A通常是厂商的代码，也有的厂商代码表示在B中，B表示产品系列（这个各厂商都不相同），mm表示钢板厚度*100，nnnn表示铁损标称值*100。以B50A470为例，B的宝钢的代号，A表示是普通系列，50表示0.5毫米厚，470表示该牌号的标称铁损值P15/50是4.7W/kg。类似的产品，太钢的叫50TW470，其中T是太钢的代号，W表示无取向的意思。同样的，同一牌

7、号的硅钢，性能可能差不多，在鞍钢叫做50AW470，在武钢叫做50DW470.顺便说一句，武钢的牌号很多，470就有50DW470、50WW470、有时还有50W470存在。甚至国外的牌号也有类似的，比如JFE的就叫做50JN470.磁性能指标既然说到了牌号，就顺便说一下硅钢的磁性能指标主要有这么几个，P10/50，P15/50是铁损的主要指标，其中10或15是指磁感为1.0或1.5T，50是50HZ。B10、B25、B50、B100，分别表示在当磁场强度为1000、2500、5000或10000A/m时

8、的磁感值。磁性能，再进一步的，就是损耗曲线和磁化曲线。大体上损耗曲线主要影响铁耗，损耗是越低越好，磁化曲线主要影响功率因数，磁感是越高越好。只不过这两者之间本身就是一个矛盾体，通常损耗越低的硅钢，磁感也会低一些。所以说，不是牌号越高就一定好，适用最好。本帖最后由张老五于2011-4-720:56编辑除了磁性能以外，硅钢还有一些性能，主要是影响其加工性，比如延伸率、硬度等等。下面这些性能可能一般的设计师都不太会关注，但有时它们对