[發明專利]用超聲波降低取向硅鋼鐵損的方法

無效

• 申請號: 201010167498.2
• 申請日: 2010-05-06
• 公開（公告）號: CN101831538A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 李莉娟;曹琪;劉立華;翟啟杰;曾武
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種用超聲波降低取向硅鋼鐵損的方法，屬硅鋼技術領域。

背景技術

硅鋼是電力、電子工業中不可缺少的重要軟磁合金，也是一種重要的節能金屬功能材料。其中主要應用于變壓器行業的取向硅鋼被稱作是全球鋼鐵業的“塔尖產品”，更有“特鋼藝術品”的美稱。硅鋼以鐵芯損耗(鐵損)和磁感應強度(磁感)作為產品磁性保證值，如何更好地改善取向硅鋼的磁性能(包括鐵損與磁感)，使其具有更高的磁導率、更低的磁致伸縮和鐵芯損耗已成為當前世界的熱門課題之一。而取向硅鋼的生產工藝復雜、制造技術嚴格，國外的生產技術都以專利的形式嚴加保護，視為企業的生命。硅鋼的制造技術和產品質量更已成為衡量一個國家特殊鋼生產和科技發展水平的重要標志之一。

在硅鋼生產技術上，細化磁疇已經成為繼控制織構、減薄鋼帶的第三大技術手段。研究表明，通過細化磁疇可以大幅度降低取向硅鋼鐵損。目前，主要的細化磁疇方法有激光細化磁疇、機械壓痕細化磁疇、離子束細化磁疇等等。日本新日鐵公司采用激光照射技術使Hi-B鋼鐵損降低15％左右(Hideo?Matsuoka，Osamu?Honjo.Current?status?and?future?prospects?forelectrical?steels[J].Soft?and?Hard?Magnetic?Materials?with?Applications，2000，(2)：1-6.)；在歐洲和美國的專利中，也報道了通過局部熱變形或局部形成溝槽的磁疇細化方法。而在我國，細化磁疇技術的研究尚處于起步階段，僅清華大學(“降低硅鋼片鐵損的激光處理方法及裝置”，顧毓沁，李勁東，過增元，竺佩芳，中國專利公開號：CN?1076492A)、東北大學(楊玉玲，孫鳳久，張瑞峰，齊小龍.激光局部氮化改善取向硅鋼磁疇結構的分布[J].東北大學學報，2002，23(2)：189-191.)等少數的幾個科研單位有過相關的報道。上述細化方法的本質都是在硅鋼上引入局部的應力-應變區，并且這些改變在處理之后能夠部分地保留在硅鋼內部，引起硅鋼本身能量的升高，從而使硅鋼處于一個亞穩定狀態，這樣硅鋼有通過改變自身磁疇結構來降低系統總能量的趨勢，因此磁疇發生細化。而超聲波正是以引入局部應力-應變的方式來作用的，所以有望通過它的作用來改變硅鋼內部的能量，進而實現磁疇的細化，降低其鐵損。而且由于它是作用于硅鋼的成品，更有利于工業應用。目前，利用超聲波作為細化磁疇手段的未見有相關的研究報道。本專利對于開發適合我國硅鋼生產實際情況的磁疇細化技術來降低取向硅鋼的鐵損具有很大的意義。

發明內容

本發明的目的在于將超聲波引入成品取向硅鋼的后續處理，并進而降低其鐵損值，提供一種使用超聲波降低取向硅鋼鐵損的方法。從而在不破壞硅鋼片涂層及不造成硅鋼片塑性變形的前提下實現其鐵損值的降低，提高其磁性能。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案。

用超聲波降低取向硅鋼鐵損的方法，將取向硅鋼片置于樣品臺2上，然后在取向硅鋼片上覆以花樣板3，花樣板的形狀選用柵格型花樣板，以此來模擬機械刻痕細化磁疇方法的機理。然后將樣品臺2放置于水溶液4中，水溶液中放置一定數量和尺寸(可以選擇)的硬質顆粒，并使超聲波設備的工具頭1緊貼著液面，即工具頭同液面接觸但不浸入。這樣，在啟動超聲波設備時，超聲波在攪動溶液4的過程中必然會帶動硬質顆粒運動，這樣硬質顆粒就會以很大的速度打在硅鋼樣品的暴露處，從而產生一個很大的作用力。同時，樣品臺2通過一個電機帶動，可以沿水平方向運動，運動速率連續可調。通過改變超聲波的功率、硬質顆粒的種類及數量、尺寸以及樣品臺2的運動速率來實現不同條件對取向硅鋼成品的處理。

上述方法中，所選用柵格型花樣板的柵格方向垂直于硅鋼樣品的軋制方向。所選用的超聲波設備的功率為500～1500W，連續可調。所選用的懸浮顆粒種類有：碳化硼顆粒、白剛玉顆粒、碳化鎢顆粒。粒度范圍在2μm-40μm。所選用的懸浮有硬質顆粒的水溶液濃度控制在50～150g/L。所選用的處理時間為10～60min。

附圖說明

圖1是本發明的實驗裝置示意圖。圖中各數字代號表示如下：1.超聲波設備的工具頭2.樣品臺?3.花樣板?4.懸浮有硬質顆粒的水溶液?5.工作臺?6.有機玻璃容器

圖2是鐵損值隨超聲波處理時間的變化規律圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例結合附圖詳述如下。

實施例1