电工钢的性能要求
磁性能电工钢是以其铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值的。用户对电工钢的磁性能要求如下:
(1) 低的铁损。铁损(Pt)是由磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa)三部分组成的。铁损低可节省大量电力、延长电机和变压器工作时间并简化冷却装置。因电工钢的铁损造成的电量损失占一个国家年发电量的2.5%一4.5%,其中变压器约占50%,小电机占30%,镇流器占15%。因此,各国生产电工钢板总是千方百计地降低铁损,并以铁损作为考核产品磁性能的较重要的指标,按铁损值作为划分牌号的依据。
(2) 高的磁感应强度。磁感应强度高,铁芯激磁电流(空载电流)降低,导线电阻引起的铜损和铁芯铁损降低,可节省电能。当电机或变压器容量不变时,磁感应强度高可使铁芯体积缩小和质量减轻,节省电工钢板、导线等的用量,并使铁芯铁损和制造成本降低,有利于制造、安装和运输。
(3) 对磁各向异性的要求。硅钢是体心立方晶体结构,其晶轴不同,磁化特性也不同。三个主轴方向的磁性,[100]方向为易磁化轴,[110]方向为次易磁化轴,[111]方向为难磁化轴。这种磁化特性称为磁各向异性。电工钢的用途不同,要求磁各向异性不同。电机在旋转状态下工作,要求电工钢磁各向同性,用无取向电工钢制造;变压器在静止状态下工作,要求磁各向异性,用冷轧取向硅钢制造。
(4) 磁时效小。铁芯的磁性随使用时间而变化的现象叫磁时效。磁时效主要是由于过饱和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。所以要求电工钢产品中碳含量(质量分数)和氮含量(质量分数)分别小于0.0035%和0.005%。
硅钢是含硅量在3%~5%左右的硅铁合金。分为取向硅钢和无取向硅钢,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金。曾被誉为“钢铁产品中的工艺品”。
1、铁损低,这是硅钢片质量的较重要指标。各国都根据铁损值划分牌号,铁损愈低,牌号愈高。
2、较强磁场下磁感应强度(磁感)高,这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小,节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。
3、表面光滑、平整和厚度均匀,可以提高铁芯的填充系数。
4、冲片性好,对制造微型、小型电动机更为重要。
5、表面绝缘膜的附着性和焊接性良好,能防蚀和改善冲片性。
电工钢亦称硅钢片,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金,亦是产量较大的金属功能材料,主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。它的生产工艺复杂,制造技术严格,国外的生产技术都以**形式加以保护,视为企业的生命。电工钢板的制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。