B50A290无取向电工钢 电机铁芯

无取向电工钢是含碳很低的硅铁软磁合金，是电力、电子和工业中不可缺少的重要材料。据统计，2000年全世界电工钢的总产量为671.4万吨，到2005年已经超过了800万吨。国内市场的消费量已远超过300万吨。其中，无取向硅钢是在旋转磁场中工作的电动机和发电机转子的铁芯材料，要求良好的磁性能和工艺性能。随着电机高速化和小型化的发展，对无取向硅钢的性能要求提出了更高的要求，如在高频下具有低铁损和高磁感强度等。
无取向电工钢要求
根据近的研究，电工钢钢质的洁净要求为：
常规有害杂质：C≤20×10-6，S≤20×10-6，N≤20×10-6，O≤15×10-6；
磁性有害元素：Ti≤15×10-6,V≤30×10-6,Zr≤30×10-6,Nb≤30×10-6,As≤30×10-6,Cu≤5×10-4。
对无取向硅钢磁性能有有利作用或双重影响的元素有：
（1）铝：铝的作用与硅相似，铝可以增加电阻、缩小奥氏体相区、促进晶粒长大，因而有一定的有利作用。但是铝的作用要受硅钢中氮含量的影响，铝跟氮易形成AlN析出相，使硅钢片的磁性能下降。当析出的AlN颗粒尺寸小于0.5μm时，它们钉扎晶界，阻碍晶粒长大，因而增加铁损。但当析出的AlN颗粒尺寸大于1μm时，它们对晶界的钉扎作用很轻，因此对样品磁性能影响很小。
（2）磷：磷可以改善铁硅合金的磁性能。磷在晶界处能形成磷化铁，可以改善硅钢的冲片性。磷在晶界处的偏聚能阻碍不利的{111}取向的再结晶晶粒的形核及长大，提高磁感应强度。同时，磷会增加硅钢的电阻而降低铁损。
（3）锰：锰能够增加硅钢的电阻，降低铁损。但锰的作用与硫含量有很大关系。当热轧加热温度在MnS固溶温度以下时，可以使生成的MnS粗化；若超过MnS固溶温度则MnS会固溶，并在随后的冷却过程中弥散析出，进而降低磁性能。
（4）锡：一定限制下的微量锡会促进有利织构的生成，提高磁感、降低铁损。

无取向电工钢冷轧工艺
热轧板常化和酸洗后应尽快冷轧，如果停放时间长，钢中固溶碳和氮析出形成不稳定第二相，使冷轧时碳和氮钉扎位错作用减弱，退火后再析出的AlN尺寸增大，磁性降低。
1、以AlN为主要抑制剂的大压下率冷轧法；
2、以MnS为主要抑制剂的二次冷轧法。

无取向电工钢的生产要求板坯加热温度不能过高，以防止第二相粒子重新固溶，并在热轧及后工序热处理过程中再次细小弥散析出，阻碍晶粒长大，恶化成品铁损。然而，又要求终轧温度相对较高，有利于第二相粒子的粗化聚集，促进晶粒的长大，改善铁损。因此，板坯加热温度一般控制在1150℃左右，而终轧温度控制在850-950℃。这对看似矛盾的生产控制原则在传统厚板坯工艺流程中因精轧前粗轧环节带来的大幅温降而难以实现。而薄板坯连铸连轧流程在此方面有固有优势，并且由于省去了粗轧环节，使终轧温度精度也得到更好控制，带钢磁性更加均匀。

目前存在的可能影响无取向电工钢质量的潜在问题如下。
1、铸坯浇注质量。铸坯易产生边裂；浇注过程辊缝收缩程度大，使铸坯受到夹持力，内部质量不佳。
2、带钢表面氧化铁皮较重。相对比传统工艺，薄板坯流程表面氧化铁皮更难去除，除鳞水压力高达40MPa。对硅含量较高的无取向硅钢，氧化铁皮较其他钢种更难去除。
3、瓦楞状缺陷。尽管薄板坯工艺能改善铸态组织，提高等轴晶比例，但总体晶粒细小。尤其是在低碳（＜50ppm）、硅较高（≥1.7%）的牌号（约50W470及以上牌号）的无取向硅钢薄板坯连铸过程中无电磁搅拌，导致柱状晶比例高。且热轧过程中无相变，细小柱状晶难于被破碎，产生纤维状组织，并遗传至后工序乃至成品表面产生几微米宽的瓦楞状缺陷。这也成为薄板坯连铸连轧流程生产无取向电工钢产品结构过程中亟待解决的一个关键问题。
4、夹杂物尺寸。从目前薄板坯连铸连轧生产的实践经验来看，此流程由于夹杂物含量较高和热轧板中第二相析出物尺寸较传统流程略小，与无取向电工钢工艺控制过程中希望热轧板中杂质元素尽可能以粗大第二相的形式存在的原则相悖，因此在生产更的无取向电工钢（如高牌号及薄规格）难度更大。
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