ケイ素鋼の基礎知識
Dec 18, 2023
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GNEE鋼 方向性珪素鋼
ケイ素鋼シリコンを含む鋼の一種で、電気分野で広く使用されている軟磁性材料です。 電気用途のケイ素鋼は、通常、ケイ素鋼板として知られる標準サイズの大きなシートまたはストリップに圧延されることがよくあります。 モーター、発電機、変圧器、電磁機構、リレー電子機器、計測器などに広く使用されています。
シリコンは鋼の優れた脱酸剤です。 酸素と結合して酸素を炭素によって還元されない安定したSiO2に変換し、酸素原子のドーピングによる鉄の格子歪みを回避します。 シリコンは鉄中で固溶体となり、抵抗率が増加し、有害な不純物である炭素を分離するのに役立ちます。 したがって、一般に、不純物を含む鉄にシリコンを添加すると、透磁率が向上し、保磁力や鉄損が低減されます。 しかし、シリコンの含有量が増えると材料が硬く脆くなり、熱伝導率や靭性が低下し、放熱や機械加工に悪影響を及ぼします。 したがって、珪素鋼板の珪素含有量は一般に4.5%を超えない。
製造プロセスと用途に応じて、電磁鋼は 3 つのカテゴリに分類されます: 熱間圧延ケイ素鋼、C古圧延電磁鋼板そして特殊用途のケイ素鋼。
珪素鋼板の主な品質特性としては、鉄損値、磁束密度、硬さ、平坦度、板厚均一性、めっきの種類、打ち抜き加工性などが挙げられます。
1.鉄損値
珪素鋼板の品質を示す最も重要な指標は鉄損の低さです。 各国はすべて鉄損値に基づいてグレードを分類しています。 鉄損が低いほどグレードが高くなります。
2. 磁束密度
磁束密度も珪素鋼板の重要な電磁特性であり、珪素鋼板の磁化のしやすさを表します。 ある周波数の磁界強度のもとで、単位面積を通過する磁束を磁束密度といいます。 通常、珪素鋼板の磁束密度は周波数50または60Hz、外部磁界5000A/mで測定されます。 それはB50と呼ばれ、その単位はテスラです。
磁束密度は珪素鋼板の集合組織、不純物、内部応力などに関係します。 磁束密度は、モーター、変圧器、その他の電気機器のエネルギー効率に直接影響します。 磁束密度が高いほど単位面積を通過する磁束が多くなり、エネルギー効率が良くなります。 したがって、珪素鋼板の磁束密度は高いほど良い。 通常、仕様では磁束密度の最小値のみが要求されます。
3.硬度
珪素鋼板の品質特性の一つに硬度があります。 最新の自動打ち抜き機でシートを打ち抜く場合、硬度の要件はより厳しくなります。 硬度が低すぎると自動パンチングマシンの送り動作に不便となる。 同時に、過度に長いバリが発生しやすくなり、組み立て時間が長くなります。 時間の問題。 上記の要求を満たすためには、珪素鋼板の硬度が一定以上である必要がある。 たとえば、50AI300 珪素鋼板の硬度は、通常、HR30T 硬度値 47 以上です。珪素鋼板の硬度は、グレードが上がるにつれて高くなります。 一般に高級珪素鋼板は珪素含有量が多くなると合金の固溶強化効果により硬度が高くなります。
4. 平面度
平坦度は珪素鋼板の重要な品質特性です。 平坦度が良いとフィルムの加工や組み立て作業に有利です。 平坦度は圧延および焼鈍技術と直接的かつ密接に関係しています。 圧延焼鈍技術とプロセスの改善は、平坦度の向上に役立ちます。 たとえば、連続アニーリング プロセスを使用すると、バッチ アニーリング プロセスよりも平坦度が向上します。
5. 厚みの均一性
厚さの均一性は珪素鋼板の非常に重要な品質特性です。 厚さの均一性が悪い場合、鋼板の中心と端の厚さの差が大きすぎる場合、または鋼板の厚さが鋼板の長さに沿って大きすぎる場合は、組み立てられたコアの厚さに影響します。 。 コアの厚さが異なると透磁率特性が大きく異なり、モーターやトランスの特性に直接影響します。 したがって、珪素鋼板の板厚ばらつきは小さいほどよい。 鋼板の厚さの均一性は、熱間圧延および冷間圧延の技術とプロセスに密接に関係しています。 鋼板の板厚ばらつきを低減するには、圧延技術力の向上が必要です。
6.コーティングフィルム
珪素鋼板にとって塗膜は非常に重要な品質項目です。 珪素鋼板の表面に化学コーティングを施し、薄い膜を付けることで絶縁、防錆、潤滑の機能を持たせたものです。 絶縁により、ケイ素鋼コアシート間の渦電流損失が低減されます。 防錆性により、加工中や保管中に鋼板が錆びるのを防ぎます。 潤滑性により珪素鋼板の打ち抜き性能が向上し、金型の寿命が長くなります。
7. フィルム処理特性
打ち抜き加工性は、珪素鋼板の最も重要な品質特性の 1 つです。 良好な打ち抜き特性により、金型の寿命が延長され、打ち抜かれたシートのバリが減少します。 打ち抜き性は、ケイ素鋼板のコーティングの種類と硬度に直接関係します。 有機系皮膜は打ち抜き性に優れており、珪素鋼板の打ち抜き性向上には主に新開発の皮膜タイプが使用されています。 また、鋼板の硬度が低すぎるとバリが大きくなり、打ち抜き加工に適しません。 ただし、硬度が高すぎると金型の寿命が短くなります。 したがって、珪素鋼板の硬さは適切な範囲に制御する必要がある。