18宝钢技术2009年第5期无底层取向硅钢工艺与进展吉亚明，杨勇杰，许云鹏，李国保(宝山钢铁股份有限公司硅钢部，上海200941)摘要：介绍无底层取向硅钢的优点、制备工艺及发展情况，论述了无底层取向硅钢的工艺难点和应用前景。无底层取向硅钢具有良好的磁性能和加工性能，已在大型旋转电机领域获得应用；具有超低铁芯损耗的镜面无底层取向硅钢，如在张力涂层技术与工艺方面获得突破，在超低损耗和低噪音变压器等领域具有广阔的应用前景。关键词：取向硅钢；底层；磁性能；冲片性中图分类号：TG337．3文献标志码：B文章编号：1008—0716(2009)05—0018—04FabricationandProgressofGlasslessGrain-orientedSiliconSteelJ／Yarning，YANGYong]ie，XUYunpengandLIGuobao(SiliconSteelDepartment，BaoshanIron&SteelCo．，Ltd．，Shanghai200941，China)Abstract：Theadvantagesovercommongrain-orientedsiliconsteel，fabricationandprogressofglasslessgrain—orientedsiliconsteelarereviewed．Itschallengesandapplicationsarealsodiscussed．Withexcellentmagneticpropertiesandpunchability，theglasslessgrain—orientedsiliconsteelhasbeenusedinlargerotarymachines．Andminorglasslessgrain—orientedsiliconsteelwithultra—lowironlosshasf0unditsattractiveapplicationsinmanufactureofultra-lowlossandlowuoisetransformers，Keywords：grain—orientedsiliconsteel；glassfilm；magneticproperty；workability0引言传统取向硅钢工业生产中钢板经过H一N一HO气氛中连续脱碳退火将基体中碳脱到0．0030％以下，并在钢板表面形成合适氧化层，然后表面涂布MgO隔离剂，在高温退火过程中MgO与钢板表面氧化层发生固态扩散反应：2MgO+SiO2一Mg2SiO4，形成Mg2SiO4玻璃膜底层。玻璃膜底层硬度高，导致取向硅钢的冲片性能差；底层与基体的粗糙界面对磁畴移动具有阻碍作用，不利于铁损降低。为了提高取向硅钢加工性能，并进一步降低铁芯损耗，开发了无底层取向硅钢。1玻璃膜底层对取向硅钢性能影响取向硅钢底层结构由表面连续层和嵌入近表吉亚明博士1977年生2OO6年毕业于中科院上海硅酸盐研究所现从事硅钢研究电话26647343E—mailjiyaming@baostee1．c0m面离散氧化物所组成(图l所示)。底层的这种结构对磁畴具有钉扎作用，阻碍磁畴移动使铁损升高⋯。取向硅钢表面玻璃膜底层硬度高，冲片时会严重磨损模具，冲片毛刺较高。一般带底层取向硅钢冲片性只有几千次，而无底层取向硅钢的冲片性可提高到数万次(见图2)。为了改善取向硅钢冲片加工性能，获得超低铁芯损耗取向硅钢，对无底层取向硅钢工艺开展了大量的研究工作。2无底层取向硅钢制备工艺无底层取向硅钢的炼钢、热轧、常化、冷轧等前工序与传统取向硅钢制造工艺相同，其他工艺流程见图3。一般无底层和镜面取向硅钢工艺轻酸洗后直接涂布张力涂层，而JFE开发的双涂层镜面取向硅钢，需要轻酸洗后在钢板表面沉积一层玻璃膜或金属膜再涂布绝缘涂层，下文分别予以论述。驴护痧护～护一驴驴驴驴旷吉亚明等无底层取向硅钢工艺与进展19(a)SEM┏━━━━━━━━━━━━━━━━┓┃，∥硅酸镁底联┃┃⋯▲／／┃┣━━━━━━━━━━━━━━━━┫┃_-0-，i一一一i二_●●┃┃3％Si_}'e—气-=：■一┃┗━━━━━━━━━━━━━━━━┛(b)光学截面照片图1底层(a)SEM和(b)光学截面照片Fig．1(a)SEMand(b)opticalcross—sectionofthe~lassfilm6050吕40三篷30蔟御20lO图3无底层取向硅钢工艺流程Fig．3Processoftheglasslessgrain—orientedsiliconsteel2．1一般无底层取向硅钢最初JFE通过酸洗掉底层再施加张力涂层或绝缘涂层的方法来提高取向硅钢冲片性能。要完全洗掉底层包括嵌入式夹杂物，需要强酸中长时间浸泡洗掉约10灿m厚度，制造成本高，并在药剂管理和环境污染等方面存在较大问题。为了高温退火直接获得无底层产品，对高温退火隔离剂进行了广泛的研究‘。圳，总结于表1。表1无底层取向硅钢使用的高温退火隔离剂与机理Table1Hightemperatureannealingseparatorsusedinmanufactureofglasslessgrain—orientedsiliconsteelandtheirmec...
