Thép silic là gì?

Thép silic là gì?

Thép silic là hợp kim silic-sắt có từ tính mềm với hàm lượng cacbon rất thấp, thường có 1,0 phần trăm –4,5 phần trăm thành phần hợp kim silic. Silicon là một chất khử oxy hữu ích cho thép vì nó phản ứng với oxy để tạo ra SiO2 ổn định không bị khử đối với carbon, do đó tránh được sự biến dạng mạng sắt do pha tạp nguyên tử oxy. Silicon hóa rắn trong Fe, tăng điện trở suất đồng thời hỗ trợ tách carbon tạp chất có hại. Do đó, việc đưa silicon vào giúp tăng cường điện trở suất và độ thẩm thấu tối đa của sắt, giảm lực kháng từ, tổn thất lõi (tổn thất sắt) và lão hóa từ tính, đồng thời đòi hỏi một mức độ linh hoạt nhất định để đáp ứng nhu cầu xử lý đột và cắt khi chế tạo thiết bị. Cần phải có lượng chất gây ô nhiễm có hại thấp hơn, cũng như hình dạng tấm phẳng và chất lượng bề mặt chấp nhận được, để cải thiện độ nhạy từ tính và giảm tổn thất từ ​​trễ. Tuy nhiên, việc tăng tỷ lệ silic làm cho vật liệu trở nên cứng và giòn, giảm tính dẫn nhiệt và độ dẻo dai làm giảm khả năng tản nhiệt, gây khó khăn cho quá trình gia công cơ khí; do đó, hàm lượng silic chung của các tấm thép không được vượt quá 4,5 phần trăm.

Phân loại thép silic

- Theo kỹ thuật sản xuất, thép silic có thể được phân loại là cán nóng hoặc cán nguội; thép silic cán nóng có số lượng hạn chế và tổn thất năng lượng đáng kể, và nó đang dần bị loại bỏ. Theo hướng hạt bên trong, thép silic cán nguội được phân loại thành thép silic định hướng hoặc thép silic không định hướng.

- Thép điện được phân thành hai loại dựa trên hàm lượng silic: tấm silic thấp (cấp thấp) và tấm silic cao (cao cấp). Thép tấm silicon thấp có độ bền cơ học nhất định và thường được gọi là "tấm thép silicon động lực học". Thép tấm silicon cao từ tính tốt nhưng giòn hơn và thường được sử dụng để chế tạo lõi máy biến áp và được gọi là "tấm thép silicon biến áp".

Sự khác biệt giữa thép silic định hướng hạt và không định hướng

Sự phân bố hạt của thép silic định hướng hạt bị rối loạn, có hàm lượng silic thấp và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất động cơ.

Sự phân bố hạt của thép silic không định hướng hỗn loạn với hàm lượng silic thấp và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất máy biến áp. Giới hạn điển hình cho nồng độ silic là 3 phần trăm. Thép silic cán nguội được phân thành hai loại: thép silic không định hướng và thép silic định hướng hạt:

- Sản xuất thép silic không định hướng cán nguội khá đơn giản, với tỷ lệ khối lượng silic dao động từ 0.5% đến 3.0%. Độ dày của sản phẩm hoàn chỉnh sau khi cán nguội thường nằm trong khoảng từ 0.35 đến 0.5 mm. Nó có BS lớn hơn thép silic định hướng, cũng như độ dày đồng đều, độ chính xác kích thước tuyệt vời, bề mặt nhẵn và phẳng, hệ số lấp đầy và đặc tính từ tính tốt hơn.

- Phần trăm khối lượng silic trong thép silic định hướng hạt cán nguội là 3,0 phần trăm hoặc cao hơn và phần trăm khối lượng cacbon là 0.03 phần trăm –0,05 phần trăm . Vì các tạp chất oxit trong thép là nhỏ nên cần có chất ức chế. Thép silic định hướng hạt cung cấp tổn thất thép thấp hơn, từ tính định hướng mạnh và đặc tính thấm cao vượt trội và tổn thất thấp theo hướng cán của nó so với thép silic không định hướng cán nguội. Thép silic định hướng hạt cán nguội, còn được gọi là "thép silic biến áp cán nguội", chủ yếu được sử dụng trong sản xuất máy biến áp.

Thép silic định hướng cán nguội được chia thành hai loại: thép silic định hướng chung (CGO) và thép silic định hướng cảm ứng từ cao (Hi-B). Thép silic định hướng cán nguội cảm ứng từ tính cao là một dải thép định hướng đơn được sử dụng chủ yếu trong sản xuất các dụng cụ điện tử như cuộn cảm, máy biến áp và các thành phần điện từ khác.

Yêu cầu về hiệu suất của tấm thép silic

Các đặc tính chất lượng chính của tấm thép silic là giá trị tổn thất sắt, mật độ từ thông, độ cứng, độ phẳng, độ đồng đều của độ dày, loại lớp phủ và khả năng đục lỗ của tấm.

- Tổn thất sắt thấp

Tổn thất sắt thấp là một chỉ số quan trọng về chất lượng tấm thép silic; sự mất sắt của tấm thép silic được xác định bởi các loại tấm thép silic khác nhau; lớp càng cao, giá trị tổn thất sắt càng thấp.

- Mật độ từ thông cao

Một tính năng điện từ thiết yếu khác của tấm thép silic là mật độ từ thông, phản ánh sự dễ dàng mà nó có thể bị từ hóa. Mật độ từ thông là lượng từ thông trên một đơn vị diện tích ở một tần số cụ thể của cường độ từ trường. Mật độ từ thông của một tấm thép silic thường được đo bằng Tesla ở tần số 50 hoặc 60 Hz với từ trường ứng dụng là 5000 A/m, được gọi là B50.

Mật độ từ thông bị ảnh hưởng bởi cấu trúc tổng thể của tấm thép silic, tạp chất, sức căng bên trong và các yếu tố khác. Hiệu quả năng lượng của động cơ, máy biến áp và các thiết bị động cơ khác bị ảnh hưởng trực tiếp bởi mật độ từ thông. Mật độ từ thông càng cao, từ thông trên một đơn vị diện tích càng lớn và do đó hiệu suất năng lượng càng tốt; do đó, mật độ từ thông của tấm thép silic càng cao thì càng tốt; tuy nhiên, hầu hết các thông số kỹ thuật chỉ yêu cầu giá trị tối thiểu của mật độ từ thông.

- Độ cứng cao

Một trong những phẩm chất của tấm thép silic là độ cứng của nó. Khi các máy đột lỗ tự động hiện tại được sử dụng để đột tấm, các yêu cầu về độ cứng thậm chí còn khắt khe hơn, vì độ cứng quá thấp không thuận lợi cho hoạt động cấp liệu của máy đột lỗ tự động và có xu hướng tạo ra các gờ quá dài, khiến việc lắp ráp trở nên khó khăn hơn. Độ cứng của tấm thép silic phải lớn hơn một giá trị độ cứng cụ thể để đạt được các tiêu chuẩn này. Ví dụ, độ cứng của tấm thép silic 50AI300 thường không thấp hơn định mức độ cứng HR30T là 47. Khi chất lượng của tấm thép silic tăng lên thì độ cứng của nó cũng tăng theo. Chất lượng của tấm thép silic càng cao thì hàm lượng silic thường được thêm vào càng nhiều và thép càng cứng do tác dụng tăng cường dung dịch rắn của hợp kim.

- Độ dày bề mặt nhẵn, phẳng và đồng nhất

Độ phẳng và độ dày đồng nhất là những tiêu chí chất lượng quan trọng đối với các tấm thép silic. Độ phẳng tuyệt vời giúp cho việc đục lỗ và lắp ráp tấm trở nên dễ dàng hơn. Các công nghệ cán và ủ có liên quan mật thiết đến độ phẳng. Sự tiến bộ của công nghệ và quy trình cán và ủ có lợi cho độ phẳng; ví dụ, việc sử dụng ủ liên tục tốt hơn so với ủ hàng loạt. Điều quan trọng nữa là độ dày của tấm thép silic phải nhất quán. Độ dày của lõi sau khi lắp ráp sẽ bị ảnh hưởng nếu độ chênh lệch độ dày giữa tâm và mép tấm thép quá lớn hoặc nếu độ dao động độ dày của tấm thép dọc theo chiều dài của nó quá lớn. Do độ dày khác nhau của lõi gây ra sự thay đổi lớn về độ dẫn từ, ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính của động cơ và máy biến áp, nên sự thay đổi độ dày của tấm thép silicon càng thấp thì càng tốt. Độ đồng đều của độ dày tấm thép có liên quan chặt chẽ đến công nghệ và quy trình cán nóng và lạnh, do đó, độ dao động độ dày của tấm có thể được giảm bằng cách cải thiện công nghệ cán.

- Lớp áo

Lớp phủ là một thành phần chất lượng quan trọng đối với các tấm thép silic. Bề mặt của tấm thép silicon được phủ hóa học và một lớp màng mỏng được phủ lên để cách nhiệt, chống gỉ và bôi trơn. Cách nhiệt làm giảm tổn thất dòng điện xoáy giữa các lõi của tấm thép silic; chống gỉ giữ cho tôn không bị gỉ trong quá trình sản xuất và bảo quản; và bôi trơn cải thiện khả năng đục lỗ và tuổi thọ của khuôn.

- Khả năng đục lỗ tốt

Một trong những phẩm chất quan trọng nhất của tấm thép silicon là khả năng đục lỗ. Khả năng đục lỗ kéo dài tuổi thọ khuôn và giảm gờ trong chày. Khả năng đục lỗ của tấm thép silic được kết nối chặt chẽ với loại lớp phủ và độ cứng. Các loại lớp phủ mới hơn chủ yếu nâng cao khả năng đục lỗ của các tấm thép silic. Hơn nữa, độ cứng của tấm thép quá thấp, gây ra các vệt lớn và khó đục lỗ; tuy nhiên độ cứng quá cao làm giảm tuổi thọ của khuôn; do đó, độ cứng của tấm thép silic phải được quản lý trong phạm vi tối ưu.

Quy trình sản xuất tấm thép silic

- Dưa chua
Để ngăn chặn các vấn đề trên bề mặt của các hạng mục cán nguội đã hoàn thành, hãy loại bỏ oxit khỏi các dải thép cán nóng bằng cách sử dụng thiết bị tẩy cặn có bể chứa axit clohydric.

- Dập bằng tem nguội
Tỷ lệ giảm được chọn ở mức 40% –90% để đảm bảo độ dày và vật liệu cho các ứng dụng khác nhau và thiết bị điều khiển tiên tiến được cung cấp để thực hiện điều khiển độ dày tự động và điều khiển hình dạng tự động.

- Ủ
Nó là một phương pháp được sử dụng trong dập nguội để làm mềm vật liệu dải thép cứng. Chúng tôi tạo ra thép gia công sâu và thép cường độ cao bằng cách nung nóng và làm nguội nhanh kim loại, đồng thời chúng tôi sử dụng các quy trình ủ hộp (vỏ bọc) và ủ liên tục.

- Sơn phủ cách nhiệt
Sử dụng thiết bị phủ liên tục, các tấm thép silic được xử lý thành lõi bằng dung dịch phủ cách điện được phun bên dưới các tấm để cải thiện chất lượng xử lý của chúng và loại bỏ tổn thất dòng điện xoáy tương ứng với độ dày của bản thân các tấm.

Liên kết liên quan:

Tấm thép silic

Tấm thép điện định hướng