激光刻痕工艺对取向硅钢铁损降幅影响规律研究

以0.27 mm规格高磁感取向硅钢为研究对象,研究了激光刻痕功率、刻痕频率、刻痕速度及刻痕间距等参数对取向硅钢铁损降幅及磁畴结构的影响。结果表明,不同工艺刻线形貌及磁畴结构存在差异性,其中低刻痕功率、高刻痕频率和刻痕速度下,刻线呈现浅轻形貌,磁畴呈不均匀散乱分布。该牌号优化刻痕工艺参数为:刻痕功率30%、刻痕频率50 kHz、刻痕速度500 mm/s、刻痕间距5 mm,磁畴细化效果好,相应铁损降幅达9.47%。此外,在激光刻痕参数交互作用下,铁损降幅随激光能量密度增大而显著增加,但激光能量过大会加剧破坏取向硅钢应力涂层,不利于磁畴细化和提高铁损降幅。

激光刻痕对高磁感取向硅钢板耐蚀性的影响

通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对激光刻痕后高磁感取向硅钢表面进行形貌观察和化学成分分析,并采用硫酸铜点滴试验、加速腐蚀试验(交变湿热试验及动态接触湿热试验)研究了激光刻痕对取向硅钢耐蚀性的影响。结果发现:激光刻痕对取向硅钢表面涂层厚度均匀性和平整性造成破坏,使取向硅钢基体出现裸露的情况,耐蚀性大幅降低。

激光刻痕取向硅钢底层损伤效应研究

以激光刻痕取向硅钢为研究对象,研究了刻痕过程表面层损伤效应。结果表明,取向硅钢表面层由1.5μm左右的绝缘层、2.5μm左右硅酸镁底层组成,刻痕处理使表面层烧损形成刻线,并在内部形成裸露铁基体和Mg_(2)SiO_(4)的微小孔洞。在刻痕功率较低情况下,刻线为直径50μm的浅轻状断续斑痕,未形成有效刻线。此外,通过提高刻痕功率、降低刻痕频率和速度、增加激光光源能量和作用时间,可使刻线宽度和深度增加,但刻线内部裸露基体和Mg_(2)SiO_(4)的增加以及孔洞密度的增加,不利于产品绝缘性和耐蚀性。

激光刻痕对取向硅钢铁损和磁畴的影响规律研究

激光刻痕是一种降低取向硅钢片铁损的有效方法。选取激光功率、扫描速度、激光频率、刻痕间距作为工艺变量,对取向硅钢片进行刻痕实验,并利用磁性能测试系统和磁畴观测仪研究了不同工艺参数对激光刻痕后取向硅钢铁损和磁畴的改善效果。结果表明,取向硅钢片的平均铁损降低率随激光功率和刻痕间距增大而先增大后减小,随激光频率和扫描速度增大而减小。经不同工艺参数刻痕后,硅钢片的磁畴宽度均有所减小,且磁畴宽度的变化规律与铁损降低率的变化规律相吻合。优化了取向硅钢片的激光刻痕工艺参数,利用此工艺刻痕后,取向硅钢片的平均铁损降低率达8%。

关于激光刻痕处理取向硅钢的时效性质的研究

利用CW CO2 激光对Q1 3 3 3 0牌号的高磁感取向硅钢进行刻痕处理 ,并利用高倍读数显微镜和自制的Fe3O4 磁流体 ,对激光刻痕及时效回火前后磁畴宽度的变化进行研究 .其结果为 :激光刻痕可细化磁畴 ,降低铁损 ,以及高温时效的开始温度为 2 0 0℃左右 .

激光刻痕工艺参数对取向电工钢表面磁畴形貌和铁损的影响规律研究

分析了激光刻痕工艺参数对取向电工钢表面的磁畴形貌、刻痕线宽度和铁损的影响。结果表明，激光刻痕后取向电工钢表面的磁畴宽度明显细化，且随着输入电流的增加先减小后增大；刻痕线宽度随着输入电流的增加而增大。对于本次实验样品，最佳激光刻痕工艺参数为电流为12A，激光频率为5kHz，刻痕速度为800mrrds，该参数下铁损改善率可达11．81％。

激光刻痕对取向硅钢铁损及噪音性能的影响

研究了不同输入功率激光刻痕对取向硅钢铁损和噪音性能的影响。结果表明:不同输入功率激光刻痕可改善取向硅钢铁损,铁损改善率达到10%以上;但不同输入功率激光刻痕对取向硅钢噪音性能的影响有差异,功率越大,刻痕深度和宽度越大,钢基被加热到更高温度时内应力增大,新增的闭合磁畴会导致取向硅钢噪音性能变差。

初始组织和磁性能对激光刻痕处理取向硅钢铁损降幅的影响

以27AG100高磁感取向硅钢为研究对象,通过激光刻痕试验研究了初始组织和磁性能对其铁损降幅的影响,并分析了不同初始状态下磁畴细化程度。结果表明:27AG100取向硅钢刻痕理论铁损降幅最高可达7%,且刻痕前磁性能越接近平衡点,铁损降幅越有限。同时,二次再结晶晶粒平均尺寸大、均匀度好的组织有利于磁畴细化,最高铁损降幅可达10.29%。此外,在磁感强度相近条件下,铁损高的试样二次再结晶晶粒尺寸大,晶界对磁畴细化的阻碍作用小,铁损降幅大;而磁感强度高的试样磁畴宽度大、细化效果好,铁损降幅大。

用激光刻痕实现耐热磁畴细化

本文介绍了一种特殊的激光器(Femto-Second激光器及Nd-YAG激光器)可以改变刻痕沟槽截面的形状,使通常的楔形变成U字等形状,减少了刻痕的热影响区,在消除应力退火后使刻痕的效果得以维持.从而开发出耐热磁畴细化的新技术.

基于磁畴结构交互作用的激光刻痕取向硅钢磁致伸缩系数计算

基于取向硅钢磁畴结构与磁致伸缩系数的定量关系,综合考虑激光刻痕参数和取向偏差角对应力封闭畴与横向畴2种90°磁畴结构的影响,提出反映刻痕参数与取向偏差角交互作用的磁致伸缩系数计算模型。计算结果表明,取向偏差角的大小决定了激光刻痕条件下磁致伸缩行为是由横向畴还是应力封闭畴主导;激光刻痕产生的局部封闭畴与杂散磁场可降低取向偏差角引起的磁致伸缩系数。刻痕能量密度和刻痕线间距等参数对取向硅钢磁致伸缩系数影响的计算结果与实测结果相吻合,表明本工作所提模型可为降低激光刻痕取向硅钢的噪音提供理论基础。

取向硅钢激光刻痕工艺参数优化及相关原理分析

对120牌号取向硅钢成品板进行激光刻痕,研究工作电流、激光频率、刻痕速率等参数对细化磁畴及铁损值的影响规律。在此基础上分析了不同工艺下的刻痕表面形貌及磁畴细化的程度。结果表明,该样品优化的刻痕参数:工作电流12A、激光频率3 500Hz、刻痕速率800mm/s,该参数下P1.7可降低9.45%。不同参数下样品表面刻痕形貌差异较大,刻痕蚀点刚好连续时磁畴细化效果最好;激光刻痕后,磁畴宽度明显减小,但显著细化区分布很不均匀。

激光刻痕细化取向硅钢磁畴的研究现状

激光刻痕可以有效细化取向硅钢的磁畴,从而显著降低铁损。综述了磁畴细化降低铁损和激光刻痕法细化磁畴的原理,并说明采用激光刻痕法细化磁畴降低取向硅钢铁损的研究现状,指出激光刻痕存在的问题及发展方向。

降低硅钢铁损的激光刻痕技术与设备选型研究

本文研究电工钢板的表面刻痕效应及激光刻痕细化带钢磁畴并降低涡流损耗的效果。采用不同激光器对某厂产高磁感取向硅钢表面进行激光刻痕试验,研究得出了优化的激光加工工艺参数,将HiB取向硅钢的铁损值(Pl7/50)较之刻痕前降低10%以上,同时磁感值保持不变。其机理是激光刻痕可使取向硅钢主磁畴宽度明显减小,导致带钢铁损值明显降低。

激光刻痕对取向电工钢磁畴和铁损的影响

为了研究激光刻痕工艺参数对取向电工钢表面的磁畴形貌、刻痕线宽度和铁损的影响规律,开展了激光刻痕工艺试验。结果表明,激光刻痕后取向电工钢表面的磁畴宽度明显细化,且随着输入电流的增加,磁畴宽度先减小后增大;刻痕线宽度随着输入电流的增加而增大。对于本次试验样品,通过对比分析,确定最佳激光刻痕工艺参数为电流为12A,激光频率为5kHz,刻痕速度为800mm/s,该参数下铁损改善率可达11.81%。

中国钢铁工业协会 中国金属学会冶金科学技术奖获奖项目简介 取向硅钢高速连续激光刻痕技术研发与应用

编号:2019033获奖等级:壹等完成单位:完成人:项目简介:本项目属于金属材料加工制造工艺范畴,尤其涉及高等级取向硅钢产品制造技术。取向硅钢主要用于制作变压器铁芯。由于变压器铁芯损耗占电网损耗的20%,为节能减排,近年来世界各国发布了强制性高能效变压器新标准,同时中国还大力发展特高压交流、直流输变电,需要低铁损高品质取向硅钢超过30万t。

取向硅钢细化磁畴技术研究进展

细化磁畴技术是取向硅钢生产过程中重要的技术手段之一,可有效降低带材损耗。介绍了取向硅钢损耗的影响因素、细化磁畴降低铁损的原理,同时对两种类型细化磁畴技术的原理和研究现状进行了综述。非耐热型细化磁畴技术相对成熟稳定,已实现工业应用。耐热型细化磁畴技术目前被少数企业所垄断,国内仅宝钢掌握大功率激光刻痕细化磁畴技术,而其他耐热型细化磁畴技术更多处于实验室研发阶段,无法应用于工业生产。在能源结构调整、电工装备要求不断提升的背景下,对耐热型取向硅钢提出了更多的需求,未来耐热型细化磁畴技术将成为取向硅钢细化磁畴技术的一个重点研究方向。

基于人工神经网络-遗传算法的取向硅钢刻痕工艺优化

为了优化激光刻痕降低取向硅钢铁损的工艺,寻找刻痕速度、脉冲能量、扫描间距等重要刻痕参数的最佳匹配关系,提出了一种基于人工神经网络与遗传算法的优化模型,并利用这种模型对30Q130取向硅钢材料的刻痕工艺进行了优化实验,结果表明,这种模型稳定可靠,可以作为取向硅钢刻痕工艺优化的一种有效的措施。

采用高能激光永久磁畴细化加工中辅助气体的应用

采用高能激光刻痕,并实现永久磁畴细化,用好辅助气体吹扫也很重要,使沿扫描方向的压力分量P y均匀,才能使其沟槽加工均匀,无凸起缺陷发生。从而获得表面平坦,磁性能优良的取向电磁钢板。

用高能激光照射实现耐热磁畴细化的方法和特点

脱碳退火的钢带经功率较高的激光照射后,在钢的基体表面形成了沟槽线,沟槽内产生熔融层,沟槽下方是较大的柱状晶组织,经过二次再结晶后产生了贯穿钢板的晶粒边界,该晶界沿沟槽线形成,为直线型晶界,更有利于细化磁畴,同时也细化了二次晶粒,对降低铁损起到了相乘的效果。

取向硅钢细化磁畴技术的研究现状及展望

细化磁畴技术可有效降低变压器用取向硅钢的铁损。综述了国内外取向硅钢细化磁畴技术的原理及研究现状,评价了目前机械加工法、等离子喷射法、放电处理法、超声波法以及激光刻痕法等细化磁畴技术存在的技术优缺点,并对未来细化磁畴技术的发展趋势进行了展望。