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硅鋼

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中文名；硅鋼 外文名；silicon steel 含硅量；3%~5%左右 應用領域；電力、電子和軍事工業 學科；冶金工程 別稱；電工鋼

硅鋼是含硅為1.0~4.5%，含 碳量小於0.08%的硅合金鋼叫做 硅鋼。它具有導磁率高、矯頑力低、 電阻係數大等特性，因而磁滯損失 和渦流損失都小。主要用作電機、變 壓器、電器以及電工儀表中的磁性 材料。為了製造電器時滿足沖剪加 工的需要，還要求有一定的塑性。為 了提高磁感性能，降低磁滯損耗，要 求其有害雜質含量越低越好，並要 求板型平整，表面質量好。

簡史

1900年哈德菲爾德(R.A.Hadfield)報道，硅含量2.5%~5.5%的鐵硅合金具有比鐵更高的磁性。1903年開始生產熱軋硅鋼片。1934年戈斯(GossN P)發展(110)[001]冷軋取向硅鋼，沿鋼板軋制方向磁性明顯提高，適用於製作變壓器，1935年美國阿姆科(Armco)鋼公司開始生產，隨後又生產冷軋無取向硅鋼。1949年阿姆科製成0.05mm和0.1mm厚的冷軋取向硅鋼薄帶，用於軍事工業。60年代初美國開始大量生產硅含量<0.5%的低碳電工鋼。60年代末，某些國家陸續停止生產熱軋硅鋼。1968年，日本新日鐵鋼公司開發並生產了高磁感取向硅鋼(Hi-B鋼)。70年代中期，日本又陸續開發了幾個取向硅鋼、無取向硅鋼和低碳電工鋼新牌號。1986年日本鋼管公司生產出硅含量為6.5%的高硅鋼產品。中國1954年生產熱軋硅鋼，1959年製成並生產了冷軋取向硅鋼薄帶，1979年生產冷軋取向和無取向硅鋼。目前，世界電工鋼年產量在600萬t以上，占鋼材總產量的0.9%~1.3%。日本、前蘇聯和美國年產量都超過100萬t，其中取向硅鋼約占25%，低碳低硅電工鋼約占65%。

性能特點

硅鋼以鐵芯損耗(簡稱鐵損)和磁感應強度(簡稱磁感)作為產品磁性保證值。硅鋼鐵損低可節省大量電能，延長電機和變壓器工作運轉時間和簡化冷卻系統。由於硅鋼鐵損造成的電量損失占全年發電量的2.5%~4.5%，其中變壓器鐵損約占50%，1~100kW小型電機約占30%，日光燈鎮流器約占15%。

硅鋼磁感高，鐵芯的激磁電流降低，也節省電能。硅鋼磁感高可使設計的最大磁感(Bm)高、鐵芯體積小、重量輕，節省硅鋼、導線、絕緣材料和結構材料等，既使電機和變壓器損耗和製造成本降低，又便於組裝和運輸。由帶齒圓形沖片疊成鐵芯的電機在運轉狀態下工作。要求硅鋼板為磁各向同性，用無取向硅鋼製造。由條片疊成鐵芯或由條帶卷繞成鐵芯的變壓器在靜止狀態下工作，用磁各向異性大的冷軋取向硅鋼製造。此外，要求硅鋼具有好的沖剪性，表面光滑平整和厚度均勻，好的絕緣膜和磁時效小。

分類

按製造工藝和用途電工鋼分為熱軋硅鋼、冷軋電工鋼和特殊用途硅鋼三大類，其硅含量、規格和主要用途見表1。

表1 電工鋼的分類和用途

類 別 硅含量/% 公稱厚度/mm 主 要 用 途 熱軋硅鋼(無取向) 熱軋低硅鋼(電機鋼) 1.0~2.5 0.5 家用電機和微電機 熱軋高硅鋼(變壓器鋼) 3.0~4.5 0.35、0.50 變壓器 冷軋電工鋼 冷軋無取向電工鋼(電機鋼) 低碳電工鋼 ≤0.5 0.50、0.65 家用電機、微電機小變壓器和鎮流器 硅鋼 >0.5~3.5 0.35、0.50 大中型電機、發電機和變壓器 冷軋取向硅鋼(變壓器鋼) 普通取向硅鋼 2.9~3.3 0.18、0.23、0.27 0.30、0.35 大中小型變壓器和鎮流器 高磁感取向硅鋼 特殊用途硅鋼: 冷軋取向硅鋼薄帶 2.9~3.3 0.03、0.05、0.10 脈衝變壓器、磁放大器、高頻變壓器和電焊機 冷軋無取向硅鋼薄帶 3.0 0.15、0.20 高頻電機和發電機 磁開關用冷軋無取向硅鋼 3.0 0.70 繼電器和磁開關 冷軋高硅鋼 6.5 0.1~0.5 高頻電機、變壓器和磁屏蔽

性能要求

對硅鋼性能的要求主要是:

1、鐵損低，這是硅鋼片質量的最重要指標。各國都根據鐵損值劃分牌號，鐵損愈低，牌號愈高。

2、較強磁場下磁感應強度(磁感)高，這使電機和變壓器的鐵芯體積與重量減小，節約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。

3、表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵芯的填充係數。

4、沖片性好，對製造微型、小型電動機更為重要。

5、表面絕緣膜的附着性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。

酸洗

通過除鱗機與鹽酸罐，除去熱軋鋼帶的氧化物，以防止冷軋成品表面的缺陷。

冷衝壓

為了確保不同用途的厚度與材質，將減速比例設在40%-90%，並為實現自動厚度控制、自動形狀控制等先進的控制設備。

退火

是軟化冷衝壓工程中硬化了的鋼帶材質的工程。通過金屬加熱及急速冷卻，生產深加工用鋼及高張力鋼，並採用裝箱(罩退)退火與連續退火法。

絕緣塗層

將硅鋼板加工成鐵芯時，為改善其加工性能並防止相當於鋼板厚度自乘的渦電流損失，採用連續塗鍍設備，在鋼板上下面噴射絕緣塗液。

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