3絕緣涂層可使硅鋼片(矽鋼片)單位重量損耗降低914%

絕緣涂層對高磁感取向硅鋼片(矽鋼片)性能的影響

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 1前言

控制變壓器噪聲和降低空載損耗顯得尤為重要。而變壓器噪聲產生的主要原因之一是硅鋼鐵芯的磁致伸縮。磁致伸縮就是硅鋼片(矽鋼片)磁化過程中，高磁感取向硅鋼片(矽鋼片)變壓器鐵芯的重要資料。隨著變壓器容量的增大。鐵磁體的長度發生變化。雖然長度的變化只有幾百萬分之一，但這也能產生聲波。因此研究低磁致伸縮或無磁致伸縮的硅鋼片(矽鋼片)就越來越受到重視。由于硅鋼片(矽鋼片)外表涂層對其性能會產生影響，因此，近年來人們利用絕緣涂層使硅鋼片(矽鋼片)受到一定的拉力，來改變磁疇結構、改進磁性。這種絕緣涂層具有低的熱膨脹系數。由于涂層與硅鋼片(矽鋼片)熱膨脹系數差別較大，冷卻時兩者收縮率不同，涂層能使硅鋼片(矽鋼片)受到一定的拉力，從而可降低硅鋼片(矽鋼片)單位重量損耗和減小硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮。

研究涂層對其性能的影響。試驗選用硅溶膠、磷酸二氫鋁和鉻酐組成的絕緣涂層溶液，筆者對兩批取向硅鋼片(矽鋼片)進行了試驗。來研究沿軋向外加應力和絕緣涂層對取向硅鋼性能的影響，從試驗中看到涂層對降低單位重量損耗和減小磁致伸縮的效果。

2試樣及試驗方法

2.1試樣

對第一批取向硅鋼片(矽鋼片)進行了磁致伸縮測定。

試樣牌號：30RGH12030Q13030RGH110

試樣尺寸：308040100mm

數量：單片

對第二批取向硅鋼片(矽鋼片)進行了涂漆前后磁性值（損耗和磁感應）測定。

試樣牌號：30RGH11030RGH12030Q130

試樣尺寸：30300mm

數量：1kg

 2.2絕緣涂層溶液的配制及涂層

絕緣涂層采用由硅溶膠、磷酸二氫鋁和鉻酐組成的溶液。配成溶液的密度d28℃=1.235g/cm3

并由人工進行涂層。其工藝流程為：酸洗（5%H2SO4凈水浸泡→烘干→浸涂溶液→燒結烘干。用酸對經凈水浸泡清洗后的硅鋼片(矽鋼片)試樣進行沖洗。

烘干溫度為300℃， 用箱式電阻爐干涂層。燒結溫度為680700℃，燒結時間為1min

用測厚儀測定涂層厚度。用電阻應變儀測定硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮與磁場強度以及磁致伸縮與軋向外加拉應力的關系；用愛潑斯坦方圈測定涂層前后磁性的變化。

3結果與討論

不同牌號的硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮的變化3.1不同磁場強度下。

表1給出了不同牌號硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮的變化。

磁致伸縮逐漸變為正值。同時磁性能越好的硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮值越小。隨著磁性能降低，從圖1看出在磁場強度較弱時磁致伸縮曲線一般為負值。隨著磁場強度的增大。磁致伸縮曲線上移，磁致伸縮由低磁場到高磁場均為正值。

磁致伸縮值越小。因此，由圖1看出硅鋼片(矽鋼片)磁性能越好。要盡可能使用取向良好的Hi-B鋼片，從而可降低變壓器噪聲。

3.2不同狀況下磁致伸縮值的變化

測定不同情況下磁致伸縮值。結果見表3并繪出曲線（見圖2用30RGH120號的試樣。

有涂層的磁致伸縮曲線I最下邊，由圖2看出。經酸性除去外表涂層后磁致伸縮曲線Ⅱ比曲線Ⅰ上移。而當除去涂層的硅鋼片(矽鋼片)沿軋向加拉力30N時，磁致伸縮曲線Ⅲ接近曲線Ⅰ，涂層實際上對基體金屬給予多大的拉力，從磁致伸縮的應力特性中可得出評估。計算結果標明，外表涂層對硅鋼片(矽鋼片)拉力大約3.8MPa變壓器裝配時，由于鐵芯材料所受的壓縮應力大約為35MPa和表面涂層給予基體的3.8MPa拉力相當，因此對磁致伸縮值影響不大。

取向硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮與有無外表絕緣涂層有很大關系。涂層對硅鋼片(矽鋼片)拉力，從圖2看出?？傻窒捎谫Y料和變壓器裝配中所產生的壓應力，從而可降低變壓器的噪聲。

沿軋向外加壓應力測其磁致伸縮值的變化3.3有無涂層的情況下。

110安匝/cm磁場下對30RGH120牌號試樣測定不同壓力下磁致伸縮變化見表4并繪出圖形見圖3

有涂層與無涂層硅鋼片(矽鋼片)對壓力敏感性有很大差異。無涂層鋼片對壓應力是很敏感的隨壓力增大，從圖3看出。磁致伸縮數值急劇上升，而有涂層的鋼片，則隨壓應力增加磁致伸縮值增加不明顯，說明對壓應力敏感性較差。

尤其是對壓應力的敏感性特別大。所以希望硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮小，磁致伸縮對外應力很敏感。以減小其對應力的敏感性，同時，還可降低噪聲。

因此有必要降低材料對應力的敏感性。從試驗數據中看出，由于變壓器鐵芯在裝配中會產生應力。由于有涂層，硅鋼片(矽鋼片)磁致伸縮時對應力敏感性減弱，變壓器噪聲也隨之降低。

3.4外表涂層對降低取向硅鋼片(矽鋼片)磁性的作用

對第二批取向硅鋼片(矽鋼片)用愛潑斯坦方圈測定磁性結果見表5

涂層對硅鋼片(矽鋼片)磁感應強度影響不大，從表5可見。但有降低單位重量損耗的作用。其效果見表6

對單位重量損耗可降低914%通過試驗發現在一般取向硅鋼片(矽鋼片)上涂絕緣涂層后仍有降低單位重量損耗的作用。

3.5涂層厚度對硅鋼片(矽鋼片)影響

其結果如下：絕緣涂層對硅鋼片(矽鋼片)所產生的拉應力與涂層厚度有關。曾對涂層厚度進行了測定。

第一批試樣：

30Q130正面厚度67μm反面厚度56μm

30RGH120正面厚度為56μm反面厚度為38μm

第二批試樣：

30RGH110正面厚度23μm反面厚度為1.52μm

看出第一批試樣涂層均涂得較厚，把涂層厚度和降低單位重量損耗的效果對應起來。涂層厚度在37μm范圍內，而單位重量損耗可降低為14%

涂層厚度一般為23μm其單位重量損耗的降低效果就差一些，第二批試樣涂層涂得薄?？山档图s為9%

絕緣涂層重量最好在以上。綜合起來看，因此。不影響涂層附著性的前提下，涂層要盡量厚些。涂層越厚，降低單位重量損耗的效果越明顯。

4結束語

經燒結后能形成良好的外表絕緣涂層。這種涂層具有可降低取向硅鋼片(矽鋼片)單位重量損耗和減小其磁致伸縮的效果。以硅溶膠、磷膠二氫鋁和鉻酐組成的絕緣涂層溶液。

1涂層對硅鋼片(矽鋼片)發生的拉應力大約為3.8MPa

這對降低變壓器噪聲有重要意義。2涂有表面涂層的硅鋼片(矽鋼片)對壓應力敏感性較差。