电工钢基础知识普及

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1、电工钢基础知识普及电工钢已有上百年的历史，电工钢包括Si<0.5%电工钢和Si含量0.5~6.5%的硅钢两类，主要用作各种电机、变压器和镇流器铁芯，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。电工钢在磁性材料中用量最大，也是一种节能的重要金属功能材料。电工钢，特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂，成分控制严格，制造工序长，而且影响性能的因素多，因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志，并获得特殊钢中“艺术产品”的美称。1、电工钢的发展历史²热轧硅钢发展阶段（1882~1955年）铁的磁导率比空气的磁导率高几千到几万倍，铁芯

2、磁化时磁通密度高，可产生远比外加磁场更强的磁场。普通热轧低碳钢板是工业上最早应用的铁芯软磁材料。1886年美国Westinghouse电气公司首先用杂质含量约为0.4%的热轧低碳钢板制成变压器叠片铁芯。1890年已广泛使用0.35mm厚热轧低碳钢薄板制造电机和变压器铁芯。但由于低碳钢电阻率低，铁芯损耗大；碳和氮含量高，磁时效严重。1882年英国哈德菲尔特开始研究硅钢，1898年发表了4.4%Si-Fe合金的磁性结果。1903年美国取得哈德菲尔特专利使用权。同一年美国和德国开始生产热轧硅钢板。1905年美国已大规模生产。在很短时间内全部代替了普通热轧低碳钢

3、板制造电机和变压器，其铁损比普通低碳钢低一半以上。1906~1930年期间，是生产厂与用户对热轧硅钢板成本、力学性能和电机、变压器设计制造改革方面统一认识、改进产品质量和提高产量的阶段。²冷轧电工钢发展阶段（1930~1967年）此阶段主要是冷轧普通取向硅钢（GO）板的发展阶段。1930年美国高斯采用冷轧和退火方法开始进行大量实验，摸索晶粒易磁化方向<001>平行于轧制方向排列的取向硅钢带卷制造工艺。1933年高斯采用两次冷轧和退火方法制成沿轧向磁性高的3%Si钢，1934年申请专利并公开发表。1935年Armco钢公司按高斯专利技术与Westingho

4、use电气公司合作进行生产。之后，Armco钢公司采用快速分析微量碳等技术和不断改进制造工艺及设备，使产品质量逐步提高。直到1958年在掌握MnS抑制剂和板坯高温加热两个前工序制造工艺后，制造取向硅钢的专利技术已基本完善，产品磁性大幅度提高且稳定。1959年开始生产0.30mm厚产品，1963年生产0.27mm产品。40年代初，Armco钢公司开始生产冷轧无取向硅钢板。1963~1967年期间，英国、日本等国家陆续停止生产热轧硅钢板。热轧硅钢板逐步被冷轧无取向电工钢和冷轧取向硅钢板所代替。²高磁感取向硅钢发展阶段（1961~1994年）1961年，新日铁

5、在引进Armco专利基础上，首先试制AlN+MnS综合抑制剂的高磁感取向硅钢。1964年开始试生产并命名为Hi-B，但磁性不稳定。经过15年的持续改进，Hi-B钢制造工艺已日臻完善，并于1968年正式生产Z8H牌号。从1979年开始，新日铁和川崎公司采用提高硅含量、减薄产品钢带厚度和细化磁畴技术，陆续生产了0.30、0.27、0.23及0.18mm高磁感取向硅钢新牌号。1、电工钢的分类类别硅含量，%公称厚度，mm热轧硅钢板（无取向）热轧低硅钢（热轧电机钢）1.0~2.50.50热轧高硅钢（热轧变压器钢）3.0~4.50.35和0.50冷轧电工钢板无取向电

6、工钢（冷轧电机钢）低碳电工钢≤0.50.50和0.65硅钢>0.5~3.20.35和0.50取向硅钢（冷轧变压器钢）普通取向硅钢2.9~3.30.20,0.23,0.270.30和0.35高磁感取向硅钢2.9~3.3电工钢除上表品种类别外，还有一些特殊用途的电工钢板，如0.15和0.20mm厚3%Si冷轧无取向硅钢薄带和0.025、0.05及0.1mm厚3%Si冷轧取向硅钢薄带，用作中、高频电机和变压器以及脉冲变压器等；继电器和电力开关用的0.7mm厚3%Si高强度冷轧无取向硅钢板；新型高转速电机转子用的高强度冷轧电工钢板；医用核磁共振断层扫描仪等磁屏蔽

7、和高能加速器电磁铁用的低碳电工钢热轧厚板和冷轧板；高频电机和变压器以及磁屏蔽用的4.5%~6.5%Si高硅钢板等。2、对电工钢板性能的要求一般要求电机、变压器和其他电器部件效率高，耗电量少，体积小和重量轻。电工钢板通常是以铁芯损耗和磁感应强度作为产品磁性保证值。对电工钢板性能的要求如下：²铁芯损耗（PT）低铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交变磁场下磁化时所消耗的无效电能，简称铁损，也称交变损耗，其单位为W/kg。这种由于磁通变化受到各种阻碍而消耗的无效电能，通过铁芯发热既损失掉电能，又引起电机和变压器的温升。电工钢的铁损（PT）包括磁滞损耗、涡流损耗（Pe）

8、和反常损耗（Pa）三部分。电工钢板铁损低，既可节省大量电能，又可延长电机和变压器