[发明专利]热稳取向硅钢制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器、电机等铁芯的制作工艺,属于机械功能材料制造领域，特别是一种热稳取向硅钢制造方法。

背景技术

取向硅钢被誉为钢铁产品中的“艺术品”,主要用于制作变压器、电机等铁芯。鉴于能源问题日趋严重和电力工业日益发展，不断改善取向硅钢性能，降低其铁芯损耗(简称铁损)，一直是备受关注的研究课题。

现有技术中，降低硅钢铁损的技术方案主要有：

1)取向硅钢加工方法：传统的取向硅钢制作工序为：含硅3％的铁硅合金是取向硅钢的原料。通过如下的工艺操作得到：热轧扳坯、预先退火、第一次冷轧、中间退火、第二次冷轧、最后高温退火，获得取向硅钢片。

2)激光刻槽降低铁损工序为：所用激光：波长λ＝10.6μm的远红外激光对经退火后的冷轧取向硅钢板的单面采用激光束预刻成线状或点线状刻槽,形成一系列平行布置的线状或点线状刻槽,可在取向硅钢片基础上进一步降低铁损水平。

现有方案主要有以下缺点：

1)传统的取向硅钢制作工序因为只有传统的热轧、冷轧、退火等工艺，可在无取向硅钢基础上降低铁损水平5％左右，但降低幅度有限。

2)使用波长λ＝10.6μm的远红外激光刻槽工艺，可以在取向硅钢的基础上进一步降低铁损水平，但由于其光子能量较低，可在取向硅钢基础上降低铁损水平5～7％，但降低幅度仍有限。

3)使用波长λ＝10.6μm的远红外激光刻槽工艺，可降低铁损水平5～7％，但模拟恶劣工作环境，在500℃以上高温工作后，降低铁损效应消失,又恢复到刻痕前的状态，属非热稳型降低铁损技术。

4)使用波长λ＝10.6μm的远红外激光刻槽工艺，由于光子能量低，扫描速度为5～50mm/s，加工效率低下。

5)使用波长λ＝10.6μm的远红外激光刻槽工艺，由于扫描速度慢，存在热变形问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够大幅度降低铁损的热稳取向硅钢制造方法，通过本方法制造得到的热稳取向硅钢能够降低变压器、发动机、电机等电力设备的铁损，大幅节约电力工业的能源耗费、节能减排。

本发明的技术方案为：一种热稳取向硅钢制造方法，包括扫描步骤，所述的扫描步骤是通过采用波长为343nm的紫外飞秒激光在取向硅钢片的单侧表面扫描，刻出多条垂直于取向硅钢轧制方向的沟槽线。

在上述的热稳取向硅钢制造方法中，沟槽线间的间隔距离为3.5～6.5mm。

沟槽线的设置按照以下公式设定：

高磁感取向硅钢的铁损计算公式为:

式中:P_T为总铁损，P_e为总的涡流损耗，P_h总的磁滞损耗。

t为板厚；f为频率；Bm为饱和磁感应强度；ρ为电阻率；γ为磁畴壁能量密度；C11为磁晶各向异性常数；λ100为[100]晶向的磁致伸缩系数。2L为畴壁间距与晶粒沿轧制方向的平均尺寸d′有如下关系:d′＝0.498C₁₁λ₁₀₀²(2L)²/γ。

普通硅钢片产品除2L之外的变量可视为常数，则P_T的极值可由：

∂PT∂(2L)=0]]>在驻点2L₀处得到，值为：