[發明專利]通過氣動沖壓刻痕改善取向硅鋼片磁性能的方法

有效

• 申請號: 201410680444.4
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104342543A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 朱業超;張福斌;駱忠漢;程祥威;郭小龍;肖光潤;陳衛星;王向欣;林勇
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21D8/12
• 分類號: C21D8/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;劉琳

技術領域

本發明涉及硅鋼片刻痕處理技術，具體地指一種通過氣動沖壓刻痕改善取向硅鋼片磁性能的方法。

背景技術

取向硅鋼片用做變壓器鐵心，是電力、電子和軍事工業中不可缺少的重要軟磁合金。隨著國民經濟的發展，大批新建或改造電網項目實施，對取向硅鋼的需求日益增加，隨著能源問題日益突出，市場對低損耗的高端取向硅鋼需求日益強烈。磁疇細化技術是降低取向硅鋼鐵損最直接有效的方法。磁疇細化技術按其效果是否能經受800℃/2h去應力退火分為耐熱型和非耐熱型兩種。氣動沖壓刻痕作為一種非耐熱型磁疇細化技術已在世界范圍內廣泛應用，其產品主要用作疊片變壓器鐵芯。而卷繞鐵心變壓器則需要采用耐熱磁疇細化取向硅鋼作為鐵心。

目前已經實現產業化的耐熱磁疇細化技術主要有齒輥壓痕法和化學刻蝕法。專利EP0409389A2報道一種通過齒輥壓痕形成溝槽實現耐熱磁疇細化的方法。鋼帶在齒狀刻痕輥和壓輥之間移動，壓輥向鋼帶施加的壓力可以達到8448Kg/cm²。壓痕之前需要將鋼帶加熱到593-816℃，這樣可以使鋼帶對施加的應力更為敏感。專利US4742706也公開了一種通過齒輥壓痕實現耐熱磁疇細化的方法，通過液壓氣缸控制施加到壓輥上的壓力，在鋼板上形成一定深度和寬度的溝槽，可以達到鐵損改善幅度10％且能經受800℃/2h去應力退火的效果。齒輥壓痕法的最大問題是對齒的精度要求很高，需要達到微米級，連續生產一段時間后齒會磨損，需要經常加工，裝備制造和維護非常困難。刻痕線間距和刻痕角度是耐熱磁疇細化方法的兩個重要的技術參數，這兩個參數的調節只能通過更換齒輥，增加了參數調節的難度。

川崎制鐵通過化學刻蝕在表面形成線坑的方法(參見美國發明專利US4750949)實現耐熱磁疇細化，這種方法是在最終冷軋板上等離子刻痕，施加掩膜后通過化學刻蝕形成溝槽，然后去除掩膜，然后進行常規的脫碳退火，高溫退火處理。這種方法最大的問題是對磁感惡化幅度較大，可以達到2％。

為了解決上述問題，開展了通過激光刻痕實現耐熱磁疇細化的研究。如日本發明專利特開平7-220913采用Q開關二氧化碳激光器在表面形成由一系列的坑組成的溝槽的方法；歐洲發明專利EP0992591提出了一種通過激光照射在取向硅鋼片兩面都形成溝槽的方法，以及中國發明專利ZL201010562949.2提出的通過光纖激光刻痕在硅鋼片表面形成一定深度和寬度的溝槽，從而實現耐熱磁疇細化的方法。由于激光刻痕方法的本質是通過激光的高能熱輸入形成溝槽，不僅表面涂層和硅酸鎂底層會揮發，基體也在一定范圍內熔融和重新凝固，在裸露的基體上重涂層難以得到好的附著性。

機械刻痕法是目前生產上應用最成功的耐熱磁疇細化方法，這種方法在我國應用的主要問題是對齒輥加工精度要求高，而且連續生產過程中齒輥容易磨損，須要頻繁維護，設備制造的維護的難度很大。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種控制精度高、容易實現的氣動沖壓刻痕改善取向硅鋼片磁性能的方法。

為實現上述目的，本發明所設計的通過氣動沖壓刻痕改善取向硅鋼片磁性能的方法，其特殊之處在于，根據硅鋼片上設計的刻痕線數量、長度、角度和間距要求確定刻痕針頭的運動軌跡，將刻痕針頭與硅鋼片之間的距離調節為0.1-0.5mm，驅動刻痕針頭按照確定的軌跡運動，同時通過1.0-1.6MPa的氣壓控制刻痕針頭在硅鋼片表面以70-90Hz的頻率振動，從而在硅鋼片表面形成刻痕線或者刻痕點。

優選地，所述硅鋼片上的刻痕線與垂直于軋向方向呈0-5°的夾角。根據材料本身厚度和晶粒尺寸不同，對應的刻痕線與垂直于軋向方向成0-5°角。

優選地，所述硅鋼片上的刻痕線間距為3-6mm。間距太小，磁感惡化幅度大，鋼帶容易變形；間距太大，磁疇細化效果不明顯。

優選地，所述刻痕針頭沿確定軌跡運動的刻痕速度為15-45mm/s。最佳地，所述刻痕針頭沿確定軌跡運動的刻痕速度為20-35mm/s。刻痕速度太小，磁感降低幅度較大；刻痕速度太大，鐵損降低效果達不到8％以上。

優選地，所述刻痕針頭為硬質合金針頭，對于打點式刻痕，針尖直徑為30-50μm；對于劃線式刻痕，針尖直徑為10-30μm。優選地，所述氣壓為1.2-1.5Mpa，所述刻痕針頭在硅鋼片表面以80-85Hz的頻率振動。氣壓過低，刻痕溝槽太淺，達不到耐熱磁疇細化效果；氣壓過高，鋼板容易變形，而且磁感惡化嚴重