[发明专利]一种低噪音特性取向硅钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢材料及其制造方法，尤其涉及一种电工钢及其制造方法。

背景技术

励磁时，取向硅钢成品板随着磁化发生成品板尺寸变化的过程称之为磁致伸缩，其是变压器噪音的主要来源之一。随着人们对于能源需求的增加以及对于噪音愈加敏感，导致用户对变压器的性能，尤其是变压器的噪音性能有着更为严格的要求。目前，世界范围内的变压器制造厂、钢材制造厂、大学及研究机构等都投入了大量的精力和财力，展开有关于变压器的噪音性能与不同影响因素之间的关联性研究。

磁致伸缩的产生机理是由于磁化过程的90°磁畴的数量变化和转动。取向硅钢磁致伸缩的决定性因素是180°磁畴间出现的小附加畴－柳叶畴(90°畴)的数量。当柳叶畴90°畴与180°畴垂直时，90°畴沿横向和厚度方向拉长，而180°畴则沿轧制方向拉长。减少90°畴(闭合畴)，就能够有效地降低磁致伸缩。在现有技术中，目前主要使用的降低磁致伸缩的方法具体如下：

1)提升成品晶粒的<001>取向度可以降低磁致伸缩。图1显示了<001>轴的面偏差角β与90°畴体积计算值之间的关系。如图1所示，90°畴体积随着偏差角β的减小而减少，同时90°畴体积会随着轧向张力的增大而减少。从图1可以获知，在无外场的情况下，降低(110)[001]的偏离角β能够最小化取向硅钢的磁致伸缩。

2)降低成品厚度降低磁致伸缩。图2显示了钢板成品样板的厚度与磁致伸缩性能之间的关系。如图2所示，随着钢板成品厚度的增加，其磁致伸缩也会随之增加。由于钢板成品样板厚度的增加而使得磁致伸缩增加的原理为：[100]磁畴构成了钢板材料的杂乱度，其是产生磁致伸缩的原因：随着钢板成品样板厚度的增加，[100]磁畴也会随之增加，而表面闭合畴[001]没有发生变化。这就意味着磁畴[001]和[100]的比率发生的改变而使得磁致伸缩增加(作者：PhilipI.Anderson,，AnthonyJ.Moses和HughJ.Stanbury，《AssessmentoftheStressSensitivityofMagnetostrictioninGrain-OrientedSiliconSteel》，期刊《IEEETRANSACTIONSONMAGNETICS》，2007.8(43):3467-3476)。

通过上述两种技术方案可以实现取向硅钢成品板磁致伸缩的下降，从而实现变压器噪音水平的降低。

图3显示了取向硅钢成品板的伸长、磁密及时间之间的关系。如图3所示，由于磁致伸缩而造成的钢板成品样板伸缩，当磁密为正弦曲线的情况下：如果磁致伸缩精确地与磁感应强度(B)成正比，那么振动将只包含一种谐波，其频率为电网频率的两倍，也就是说，若当电网频率为50Hz时，谐波频率则为100Hz。在实际情况中，由于上述关系和抛物线并不相同，因此变压器噪音将包含高谐波，高次波的频率为基波的整数倍(作者：龚新民，《变压器的噪音(上、下)》，《变压器》，1980，5：51-56；)。

公开号为CN1327075A，公开日为2001年12月19日，名称为“低噪音变压器用的单向性电磁钢板”的中国专利文献公开了一种可减少对人听觉影响大的高次波、可有效地减小噪音的低噪音变压器用的单向性电磁钢板。该单向性电磁钢板在预先不形成玻璃覆盖膜或在形成玻璃覆盖膜后以任意方法将其除去之后，用在表面涂覆或类似方法令该电磁钢板具有0.5MPa以上、4.0MPa以下的张力。该专利文献所公开的技术方案主要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，以减少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。

此外，公开号为US20020012805A，公开日为2002年1月31日，名称为“用于低噪音变压器的晶粒取向电磁钢板”的美国专利文献也记载了一种用于低噪音变压器制造的晶粒取向电磁钢板。涂覆有玻璃膜的钢板能够降低高次谐波，从而有效地降低变压器的噪音。该美国专利所公开的技术方案通过镜面和大涂层张力来达到降低铁损的目的，然而该技术方案并没有降低钢板的磁致伸缩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低噪音特性取向硅钢。该低噪音特性取向硅钢降低了磁致伸缩，由该低噪音特性取向硅钢制成的铁芯所产生的振动小，从而使得具有此类铁芯的变压器的整体噪音水平低。