[发明专利]一种具有高张力隔离底层和绝缘涂层的低噪音取向硅钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高张力底层和绝缘涂层的低噪音取向硅钢，它包括取向硅钢板以及在其表面依次形成的隔离底层和绝缘涂层，通过对取向硅钢板涂布退火隔离剂进行高温退火，再涂布绝缘涂液进行烘干烧结而成。本发明通过同时调整取向硅钢用的退火隔离剂和绝缘涂液，形成具有高张力的底层和表面绝缘涂层，可有效细化钢板磁畴，降低铁损和磁致伸缩，进而制得具有低噪音特性的取向硅钢；且涉及的制备方法简单，操作方便，成本低，环境友好，适合推广应用。

技术领域

本发明属于钢材制备技术领域，具体涉及一种具有高张力隔离底层和绝缘涂层的低噪音取向硅钢及其制造方法。

背景技术

大变压器产生的噪音是一个严重问题，欧洲和日本对人口稠密的大城市规定噪声不能超过80dB。变压器噪音产生的主要原因是由于取向硅钢磁化时磁致伸缩λs引起的铁芯尺寸变化。目前降低变压器噪音的有效措施是：1)降低磁通密度；2)提高材料的取向度；3)减薄钢板厚度；4)增大绝缘膜产生的张力；5)减少装配铁芯的残余应力。

目前，取向硅钢大量用作磁性铁芯材料，主要用于制造输变电行业中变压器和大型电机的铁芯。近年来由于对节能、环保的社会要求日益急切，对降低取向硅钢的铁损、改善磁化特性的要求也变得更加强烈，在电机、变压器设计上，迫切希望进一步提高磁感应强度，有利于节约电器成本，降低噪音。

专利CN105220071A中提出了一种低噪音特性取向硅钢及其制造方法；通过控制基板中Cu元素与S元素的原子比满足：5≤Cu/S≤10，并调节表面绝缘涂层的涂布量到6-10g/m²，使绝缘涂层的张力控制在6-8MPa，可使取向硅钢的磁致伸缩减小，满足L_VA(17)55dB，降低变压器的整体噪音水平。该发明通过简单的提高涂层涂布量的方法降低取向硅钢成品板的磁致伸缩，实现降低变压器噪音的问题；但提高涂层涂布量后，一方面使钢板成本提高，另一方面容易造成涂层涂布不良等表面质量问题；且绝缘涂层中含有铬酐，对环境会造成污染。专利CN106282512A通过刻痕加工方式在硅钢片的单面或双面形成特定形状的沟槽，使取向硅钢片的磁畴得到细化，降低硅钢片的铁损，从而降低制造的变压器产品噪音水平。专利CN1327075A中提出通过采用无底层的技术来提高取向硅钢成品板的表面光洁度，以降低磁致伸缩的不平滑度，从而降低300-1000HZ的磁致伸缩速度声压水平，并最终降低变压器的整体噪音水平。但该方法对变压器的噪音水平没有明显降低(去除底层时底层产生的张力对磁致伸缩的降低也被抵消)。专利号ZL201310673461.0公开了一种能提高取向硅钢表面张力的无铬应力涂料及制备方法，从涂液成分上帮助涂层提供钢板张力。但是产生的张力仅有2MPa左右，不足以降低钢板的磁致伸缩，达到降低变压器噪音的作用。专利US20020012805A中主要通过采用镜面和大张力涂层来达到降低铁损目的，在该发明中，取向硅钢表面不形成底层或者去除了底层。一方面减少了底层带来的张力作用，不利于铁损降低，另一方面，该方法不利于现场工艺实施。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种低噪音变压器用取向硅钢片，通过提高底层和绝缘涂层的张力，细化磁畴，降低铁损和磁致伸缩，使采用该取向硅钢片制成的变压器噪音水平下降；且涉及的制备方法简单、环境友好，适合推广应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有高张力隔离底层和绝缘涂层的低噪音取向硅钢，它包括取向硅钢板以及在其表面依次形成的隔离底层和绝缘涂层；其中隔离底层通过对涂布的退火隔离剂进行高温退火而成，退火隔离剂以TiO₂、胶状氧化物、Na₂B₂O₇、氧化镁和水为原料制备而成；绝缘涂层通过对涂布的绝缘涂液进行烘干、烧结而成。

上述方案中，所述所得隔离底层的厚度为1-2μm；绝缘涂层厚度为1-3μm。