[發明專利]一種變壓器用低損耗非晶合金鐵芯熱處理工藝

無效

• 申請號: 201210206672.9
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102737829A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 陸偉
• 申請（專利權）人: 四川大學蘇州研究院
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;C21D9/00;C21D1/773;C21D10/00;B05D1/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及一種變壓器用低損耗非晶合金鐵芯熱處理工藝。

背景技術

目前大多數情況下．由于電能的電壓等級不同，自電站到用戶至少經過5級變壓器，方可輸進到低壓用電設備（380／220V）。雖然變壓器本身效率很高，但因其數量多、容量大，總損耗是很大的。據估計，我國變壓器的總損耗占系統發電量的10％左右，損耗每降低1％，每年可節約上百億度電能，因此降低變壓器損耗是勢在必行的節能措施。變壓器損耗中的空載損耗即鐵損，主要發生在變壓器鐵芯疊片內，是因交變的磁力線通過鐵芯產生磁滯及渦流而帶來的損耗。目前應用較廣的傳統軟磁材料還是硅鋼片，雖然其軟磁特性較好，但電阻率小，因而渦流較大，鐵耗較大，能耗也較大。同時硅鋼片的軟磁特性和電阻等與含Si量有關，據研究，6%的含Si量，軟磁特性最好，電阻也比較大。但當含Si量超過4.5％時，硅鋼脆性大增，軋制薄片就有困難，因此硅鋼含Si量很少超過4.5％，所以用于變壓器與電動機、發電機鐵芯時，銅損、鐵損仍然較大，并且很難再有突破。

近年來世界各國都在積極研究生產節能材料，變壓器的鐵芯材料也發展到目前先進的節能材料：非晶磁性材料，而鐵基非晶態合金鐵芯變壓器便應運而生。鐵基非晶態合金材料由于具有優良的節能和環保性能，因而非晶合金鐵芯的變壓器近年來倍受青睞。

非晶合金材料與傳統的硅鋼片材料相比，矯頑力小，鐵損低，電阻率高，因而其變壓器鐵芯的損耗相對硅鋼要小很多。但是其在變壓器上的應用也存在一定的缺點，比如其飽和磁化強度相對較低、帶材的疊片系數較低、磁致伸縮高、應力較大，因而導致變壓器噪聲相對較高等，是限制其在變壓器鐵芯上推廣應用的主要因素。研究表明，通過合適的熱處理工藝，可以在非晶合金的基體中形成一定大小的納米晶顆粒，從而提高帶材的磁性能。然而熱處理工藝對磁性的影響很大，不恰當的熱處理反而會惡化薄帶的磁性能。因此，迫切需要開發一種能夠提高變壓器用鐵基非晶態合金鐵芯軟磁性能的熱處理工藝，從而促進我國鐵基非晶態軟磁材料及其器件相關產業的發展并切實貫徹我們節能減排的政策。

發明內容

本發明目的是：針對上述問題，提供一種具有高飽和磁化強度以及低損耗的變壓器用低損耗非晶合金鐵芯的熱處理工藝，旨在解決目前變壓器用鐵基非晶態軟磁合金鐵芯的飽和磁化強度較低以及鐵芯中應力的問題。

本發明的技術方案是：所述的變壓器用低損耗非晶合金鐵芯熱處理工藝，包括以下步驟：

1）將繞制好的鐵基非晶態合金鐵芯放入熱處理爐的爐膛中；

2）關閉所述熱處理爐的爐門，先利用真空機械泵對熱處理爐抽初真空，然后用分子泵繼續抽高真空，并保持真空；

3）利用控溫設備使所述熱處理爐的爐膛以大于等于15K/min的加熱速率升溫至650K，然后再使所述熱處理爐的爐膛以小于等于5K/min的加熱速率升溫至熱處理溫度；

4）保溫0.5~2h，并在保溫過程中對熱處理爐中放置所述鐵芯的部分施加縱向磁場；

5）保溫結束后讓鐵芯隨熱處理爐冷卻至室溫，然后停止施加磁場；

6）取出鐵芯，并在鐵芯表面涂覆環氧樹脂進行固化。

為了加快鐵芯的熱處理效率，在所述步驟1）中，所述熱處理爐中一次可放置多個鐵基非晶態合金鐵芯鐵芯（當然，需要保證所有鐵芯處于爐膛的恒溫區）。

所述步驟2）中，對所述熱處理爐抽初真空后，熱處理爐的爐膛壓力為1Pa以下；對所述熱處理爐抽高真空后，熱處理爐的爐膛壓力為10^-3Pa以下。

所述步驟3）中，所述熱處理溫度在690K~810K之間。

所述步驟4）中，所述縱向磁場由纏繞在所述熱處理爐外壁的銅線圈通過電流產生，所述縱向磁場的磁場強度為100Oe~400Oe。

所述步驟6）中，所述鐵基非晶態合金鐵芯表面涂覆的環氧樹脂的厚度在0.5mm~1.5mm之間。

本發明的優點是：本發明所提供變壓器用鐵基非晶態合金鐵芯的熱處理工藝，能夠有效的提高鐵芯的飽和磁化強度，降低鐵芯的損耗，并通過環氧樹脂固化，減少鐵芯應力，滿足變壓器應用的要求。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

圖1為鐵基非晶態合金帶材的DSC曲線。

具體實施方式