(完整word版)硅鋼片的介紹(普及知識(shí))

1、硅鋼（ silicon steel ）含硅量0.5%4.8%的鐵硅合金。是電工領(lǐng)域廣泛使用的一種軟磁材料。電工用硅鋼常軋制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的大張板材或帶材使用，俗稱(chēng) 硅鋼片，廣泛用于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電磁機(jī)構(gòu)、繼電器電子器件及測(cè)量?jī)x表中。硅是鋼的良好脫氧劑，它與氧結(jié)合，使氧轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的不為碳還原的SiO2，避免了因氧原子摻雜而使鐵的晶格畸變。硅在a鐵中成為固溶體后使電阻率增加，同時(shí)有助于將有害雜質(zhì)碳分離出來(lái)。因此，一般含雜質(zhì)的鐵加入硅后能提高磁導(dǎo)率、降低矯頑力和鐵損。但 含硅量增加又會(huì)使材料變硬變脆，導(dǎo)熱性和韌性下降，對(duì)散熱和機(jī)械加工不利，故一般硅鋼片的含硅量不超過(guò)4.5%。硅鋼片分冷軋、熱軋

2、兩種，使用較多的是冷軋硅鋼片。冷軋硅鋼片沿軋制方向有優(yōu)良的磁性能，不僅在強(qiáng)磁場(chǎng)中具有高飽和磁通密度 和低鐵損，而且在弱磁場(chǎng)中也有良好的磁性（初始磁導(dǎo)率大 ）。這是由于冷軋工藝過(guò)程使鋼片中雜質(zhì)含量降低，并在鋼片中造成粗大晶粒，致使磁導(dǎo)率增大，磁滯損耗減小。硅鋼片的主要品質(zhì)特性有鐵損值、磁通密度、硬度、平坦度、厚度均勻性、涂膜種類(lèi)及沖片性等。以下針對(duì)各項(xiàng)品質(zhì)特性加以說(shuō)明。1. 鐵損值硅鋼片在某一特定頻率的交流磁場(chǎng)下，磁化到特定的磁通密度時(shí)，每單位重量之硅鋼片所損失的能量，稱(chēng)為鐵損值。通常所用的交流 磁場(chǎng)頻率為 50 或 60 赫茲，而所達(dá)到的磁通密度通常為 1.5 或 1.7 特斯拉。常用的鐵損值

3、單位是每公斤或每磅硅鋼片所損失的瓦特值，用 Watt/kg 或 Watt/lb 表示。硅鋼片的鐵損值來(lái)源包括磁滯損、 渦電流損和異常渦電流損三部份。 硅鋼片在磁化的過(guò)程中， 會(huì)產(chǎn)生磁滯的現(xiàn)象。 磁滯損即為 B-H 磁滯曲線所包涵的面積。 硅鋼片的渦電流損起源于在交流變化的磁場(chǎng)， 因法拉第定理的影響， 硅鋼片內(nèi)部產(chǎn)生誘導(dǎo)電壓， 依照奧姆定律，電壓在硅鋼片內(nèi)部引起誘導(dǎo)電流，進(jìn)而造成硅鋼片的焦耳熱，這項(xiàng)能源損失稱(chēng)為渦電流損。根據(jù)古典電磁學(xué)理論，渦電 流損和鋼片的厚度、電阻系數(shù)、磁通密度和頻率有關(guān)。而渦電流損和鋼片厚度的平方成正比，和鋼片的電阻系數(shù)成反比，因此，高級(jí)的 硅鋼片，其厚度傾向較薄，而為了提

4、高鋼片的電阻系數(shù)，則在硅鋼片中添加硅、鋁等元素。鐵損值減去磁滯損和渦電流損后的能源損失， 稱(chēng)為異常渦電流損。學(xué)者認(rèn)為異常渦電流損是由于磁域移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的微觀渦電流損失，因此，異常渦電流損和磁域大小有關(guān)。若 硅鋼片的磁域大，當(dāng)磁化時(shí)，其旋轉(zhuǎn)較快，微觀渦電流損失增加。鐵損值是硅鋼片最重要的性質(zhì)指標(biāo)，也是各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅鋼片分級(jí) 的規(guī)格依據(jù)。鐵損值愈低，表示品級(jí)愈高，其能源效率愈高。2. 磁通密度磁通密度是硅鋼片的另一項(xiàng)重要的電磁特性，它表示硅鋼片被磁化的難易度。在某一特定頻率之磁場(chǎng)強(qiáng)度下，單位面積所通過(guò)的磁通量，稱(chēng)為磁通密度。通常硅鋼片的磁通密度是在頻率50或60赫茲，夕卜加磁場(chǎng)5000A/m

5、的條件下測(cè)得，稱(chēng)為B50，其單位為特斯拉（Tesla）。磁通密度和硅鋼片的集合組織、雜質(zhì)、內(nèi)部應(yīng)力等因素有關(guān)。磁通密度直接影響到馬達(dá)、變壓器等電機(jī)設(shè)備的能源效率。磁通密度愈高， 單位面積所通過(guò)的磁通量愈大，能源效率愈佳，因此，硅鋼片的磁通密度愈高愈好，通常，規(guī)格只要求磁通密度的最低值。3. 硬度硬度是硅鋼片的品質(zhì)特性之一，現(xiàn)代化的自動(dòng)沖床進(jìn)行沖片時(shí)，對(duì)硬度的要求更為嚴(yán)格，硬度太低時(shí)，不利于自動(dòng)沖床的送料作業(yè)， 同時(shí)容易產(chǎn)生過(guò)長(zhǎng)的毛邊，增加組裝時(shí)的困難。為了滿足上述需求，硅鋼片的硬度必須高于某一硬度值，例如，50AI300 硅鋼片之硬度通常以不低于 HR30T 硬度值 47 為宜。硅鋼片的硬度隨

6、著品級(jí)升高而增加，通常，高品級(jí)的硅鋼片，其硅含量添加愈多，合金固溶強(qiáng)化的 效果，使得硬度也愈高。4. 平坦度平坦度是硅鋼片的重要品質(zhì)特性。良好的平坦度有利于沖片作業(yè)和組裝工作。平坦度和軋延及退火技術(shù)有直接密切的關(guān)系，提升軋延 退火技術(shù)和制程有利于平坦度，例如使用連續(xù)退火裂程，其平坦度優(yōu)于批式退火制程者。5. 厚度均勻性厚度均勻性是硅鋼片一項(xiàng)非常重要的品質(zhì)特性。如果的厚度均勻性不良，鋼片中央與邊緣的厚度差異太大，或鋼片長(zhǎng)度方向鋼片厚度 變異太大，都會(huì)影響到組裝后的鐵心厚度。不同的鐵心厚度，其導(dǎo)磁特性變異也大，直接影響到馬達(dá)、變壓器的特性，因此，硅鋼片的 厚度變異愈小愈好。鋼片的厚度均勻性和熱軋、

7、冷軋技術(shù)與制程有密切的開(kāi)系，提升軋延技術(shù)能力才能降低鋼片的厚度變異量。6. 涂膜涂膜是硅鋼片很重要的品質(zhì)項(xiàng)目。硅鋼片表面經(jīng)化學(xué)涂覆處理，而附著一層薄膜，可提供絕緣、防銹和潤(rùn)滑的功能。絕緣性使硅鋼片 鐵心迭片間的渦電流損失降低 ;防銹性避免鋼片在加工、儲(chǔ)藏過(guò)程中生銹;潤(rùn)滑性可改善硅鋼片的沖片性及提升模具的壽命。7. 沖片性 沖片性是硅鋼片很重要的品質(zhì)特性之一。良好的沖片性使模具的壽命加長(zhǎng)，降低沖片的毛邊。沖片性和硅鋼片的涂膜種類(lèi)及硬度有直接 的關(guān)系。有機(jī)型涂膜的沖片性較佳，新發(fā)展的涂膜種類(lèi)，主要在改善硅鋼片的沖片性。此外，鋼片的硬度太低會(huì)造成較嚴(yán)重的毛邊，不 利于沖片 ; 但硬度太高，則減少模具

8、的壽命 ;因此，硅鋼片的硬度必須控制在一適當(dāng)范圍。硅鋼分類(lèi)：熱軋硅鋼片：熱軋硅鋼片是將 Fe-Si合金用平爐或電爐熔融， 進(jìn)行反復(fù)熱軋成薄板， 最后在800-850 C退火后制成。熱軋硅鋼片主要用于發(fā)電機(jī)的制 造，故又稱(chēng)熱軋電機(jī)硅鋼片，但其可利用率低，能量損耗大，近年相關(guān)部門(mén)已強(qiáng)冷要求淘汰。冷軋無(wú)取向硅鋼片：冷軋無(wú)取向硅鋼片最主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造， 故又稱(chēng)冷軋電機(jī)硅鋼。 其含硅量 0.5%-3.0% ，經(jīng)冷軋至成品厚度 ,供應(yīng)態(tài)多為 0.35mm 和 0.5mm 厚的鋼帶。冷軋無(wú)取向硅鋼的 Bs 高于取向硅鋼；與熱軋硅鋼相比，其厚度均勻，尺寸精度高，表面光滑平整，從而提高了填 充系數(shù)和材

9、料的磁性能。冷軋取向硅鋼片：冷軋取向硅鋼帶最主要的用途是用于變壓器制造，所以又稱(chēng)冷軋變壓器硅鋼。與冷軋無(wú)取向硅鋼相比，取向硅鋼的磁性具有強(qiáng)烈的方 向性；在易磁化的軋制方向上具有優(yōu)越的高磁導(dǎo)率與低損耗特性。取向鋼帶在軋制方向的鐵損僅為橫向的1/3 ，磁導(dǎo)率之比為 6：1，其鐵損約為熱軋帶的 1/2 ，磁導(dǎo)率為后者的 2.5 倍。涂層：取向硅鋼表面絕緣涂層分成有機(jī)涂層、無(wú)機(jī)涂層和半無(wú)機(jī)涂層三大類(lèi)。無(wú)機(jī)涂層的基本成分是磷酸鹽涂料和磷酸鋁基涂料 中添加膠態(tài)二氧化硅、氧化鎂和硼酸。無(wú)機(jī)涂層具有良好的耐熱和焊接性能，但其沖制性和粘結(jié)性不佳。半無(wú)機(jī)涂層基本成分為磷酸鹽、鉻酸鹽、 乳膠樹(shù)脂溶液、彌散促進(jìn)劑和表

10、面活性劑，其中彌散促進(jìn)劑和表面活性劑對(duì)涂層的質(zhì)量具有重要作用。半無(wú)機(jī)涂層具有良好的沖制性和 粘結(jié)性，但其耐熱性和焊接性不及無(wú)機(jī)涂層。A 涂層A 涂層為半有機(jī)薄涂層，具有優(yōu)良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，尤其是焊接性能，適應(yīng)于中、小型電機(jī)、家用電器馬達(dá)及小型變壓器 EI 鐵芯，相當(dāng)于川鐵的 A1 涂層及武鋼的 T4 涂層。H 涂層H 涂層為半有機(jī)厚涂層，具有優(yōu)良的沖片性、耐腐蝕性、耐氟利昂性以及高層間電阻，適應(yīng)于中、小型電機(jī)。相當(dāng)于川鐵的A1 涂層及武鋼的 T4 涂層。D 涂層D 涂層為無(wú)機(jī)涂層，這種涂層具有優(yōu)良的焊接性和耐熱性，適應(yīng)于中、小電機(jī)，尤其適應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行消除應(yīng)力

11、退火使用。相當(dāng)于 AISI 的 C-4 涂層及武鋼的 T3 涂層。除非特殊說(shuō)明，鋼種設(shè)計(jì)的表面絕緣涂層均為 A 涂層。變壓器由于鐵芯而造成的能量損耗稱(chēng)為鐵損， 鐵損包括兩部分， 磁滯損耗和渦流損耗 磁滯損耗是由于鐵芯在反復(fù)磁化過(guò)程中， “內(nèi)摩擦 ” 而造成的損耗，它與鐵芯材料的性質(zhì)（導(dǎo)磁率，矯頑力）有關(guān)渦流損耗是由于鐵芯中產(chǎn)生的感生電流-渦電流產(chǎn)生焦耳熱而造成的損耗，采用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊成的鐵芯可以大大減少渦流損失鐵損的大小除與鐵芯本身有關(guān)外，還與電源電壓的大小有關(guān)當(dāng)電源電壓一定時(shí)，鐵損基本上是恒定量，與負(fù)載電流的大小、性質(zhì) 無(wú)關(guān)，因此鐵損基本上等于它的空載損失1、中國(guó)牌號(hào)表示方法：（1

12、）冷軋無(wú)取向硅鋼帶（片）表示方法：DW+鐵損值（在頻率為 50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.5T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。如DW470-50表示鐵損值為 4.7w/kg，厚度為0.5mm的冷軋無(wú)取向硅鋼，現(xiàn)新型號(hào)表示為50W470。（2）冷軋取向硅鋼帶（片）表示方法：DQ+鐵損值（在頻率為 50HZ，波形為正弦的磁感峰值為1.7T的單位重量鐵損值。）的100倍+厚度值的100倍。有時(shí)鐵損值后加 G 表示高磁感。如 DQ133-30 表示鐵損值為 1.33，厚度為 0.3mm 的冷軋取向硅鋼帶（片） ，現(xiàn)新型號(hào)表示為 30Q133。（ 3）熱軋硅鋼板熱軋硅鋼板用DR表示

13、，按硅含量的多少分成低硅鋼（含硅量W2.8%、高硅鋼（含硅量2.8%）。表示方法：DR+鐵損值（用50HZ反復(fù)磁化和按正弦形變化的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為1.5T時(shí)的單位重量鐵損值、的100倍+厚度值的100倍。如 DR510-50 表示鐵損值為 5.1，厚度為 0.5mm 的熱軋硅鋼板。家用電器用熱軋硅鋼薄板的牌號(hào)用JDR+鐵損值+厚度值來(lái)表示，如 JDR540-502、日本牌號(hào)表示方法：（ 1 、冷軋無(wú)取向硅鋼帶由公稱(chēng)厚度（擴(kuò)大100倍的值）+代號(hào)A+鐵損保證值（將頻率 50HZ，最大磁通密度為1.5T時(shí)的鐵損值擴(kuò)大100倍后的值）。如50A470表示厚度為0.5mm，鐵損保證值為 4.7的冷軋

14、無(wú)取向硅鋼帶。（2、冷軋取向硅鋼帶由公稱(chēng)厚度（擴(kuò)大100倍的值）+代號(hào)G :表示普通材料，P:表示高取向性材料+鐵損保證值（將頻率 50HZ，最大磁通密度為1.7T時(shí)的 鐵損值擴(kuò)大 100 倍后的值、。如30G130表示厚度為0.3mm，鐵損保證值為 1.3的冷軋取向硅鋼帶。3、熱軋電工硅鋼片新舊牌號(hào)對(duì)照表序號(hào)新牌號(hào)舊牌號(hào)厚度/伽1DR530-50D220.52DR510-50D230.53DR490-50D240.54DR450-500.55DR420-500.56DR400-500.57DR440-50D310.58DR405-50D320.59DR360-50D410.510DR315-

15、50D420.511DR290-50D430.512DR265-50D440.513DR360-35D310.3514DR325-35D320.3515DR320-35D410.3516DR280-35D420.3517DR255-35D430.3518DR225-35D440.3519DR1750G-35DG440.3520DR1250G-20DG440.2021DR1100G-10DG440.10冷乳無(wú)取向硅鋼卷與熱軋尬翔卷的磁性對(duì)照表攝1GB2521-SS武鋼牌號(hào)寶悒牌呂牌號(hào)P15/50W蚯B50T武鑰新折 證牌號(hào) 口 ME 年 I 月執(zhí)汙）牌號(hào)H5/50WflcgB50T0.35DW550-355J0l6W235.30L6635W360DW360-35珈3 61WM3 60丨6】35W30flDW3S0-353.1016QWS23.10j.ffl35W270DW2)fi5-352j651.59W1D2.651.皺S5WZ5ODW24t352.401 53W0P2.401.53W0S2 203 580505QW800B30A300DWSOO-50SOO169心3 009 69JSOW6QOB50A60DDWte20-501.66W236.20L6650W540B50A340DW54O-505