弯曲形变与去应力退火对取向硅钢片磁性能的影响

  取向硅钢片因具有优良的磁性能(主要为铁损和磁感应强度)而被广泛用作变压器的铁芯材料。随着市场对取向硅钢片需求量的不断增大,回收取向硅钢片越来越受到重视?;厥杖∠蚬韪制捎诰顺て谠诵械氖毙?,电磁性能有一定程度的降低,同时这些回收的取向硅钢片由于各种原因会出现不同程度的形变,后者会进一步恶化电磁性能。

  一般情况下,形变产生的拉应力使取向硅钢片的铁损降低而压应力使铁损升高,但由于不同形变所产生的应力状态的差异,取向硅钢片的形变与铁损之间呈现复杂的关系。尽管科学工作者研究了拉伸弹性形变、拉伸塑性形变、轧制塑性形变、剪切塑性形变、激光和机械刻蚀形变等形变对取向硅钢片磁性能的影响,而针对弯曲形变对取向硅钢片磁性能的影响却少有报道。

  弯曲形变是回收的取向硅钢片中常见的一种形变,如何恢复形变后取向硅钢的磁性能对回收取向硅钢片的再利用至关重要。去应力退火是恢复形变后取向硅钢磁性能的常用方法,但在不同程度的形变下退火温度对磁性能的影响尚不清晰。因此,本文采用设计弯曲形变程度的方法,在不同温度下对形变取向硅钢片进行去应力退火,研究了弯曲形变与去应力退火对取向硅钢片磁性能的影响。

  实验材料为美国AK钢铁公司生产的H-0牌号的取向硅钢片,其厚度为0.23mm,密度为7.65g/cm3,轧向杨氏模量为113800MPa。选取材料中无激光刻蚀部分剪切成30mm×100mm的样品,按下面步骤进行实验:(1)为消除剪切影响,样品在800℃真空(0.8Pa)去应力退火2h,然后进行磁性能测量和电阻测量。(2)将样品分别弯曲成夹角为30°、60°、90°、120°后展平,测量展平后样品的磁性能和电阻。(3)将样品在0.8Pa真空条件下进行不同温度(950、900、800、700、600、500和300℃)保温2h热处理后,测量磁性能和电阻。样品热处理采用到温入炉加热方式。

  取向硅钢片经过弯曲形变后,铁损和磁感应强度随弯曲应力的增加而显著恶化;影响铁损的因素包括各种残余应力、点缺陷和晶格畸变,而磁感应强度则主要受宏观残余应力的影响。当退火温度高于500℃时,弯曲形变取向硅钢片试样的磁性能开始明显恢复;850℃×2h的热处理能基本消除弯曲形变对铁损的影响;700℃×2h的热处理能基本消除弯曲形变对磁感应强度的影响。