[发明专利]一种降低硅钢片磁致伸缩系数的冷热循环处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及硅钢片制造领域和变压器、电机制造领域，尤其涉及一种能够降低硅钢片磁致伸缩系数的冷热循环处理工艺方法。

背景技术

叠片铁芯由磁性硅钢片叠装而成，是电力变压器、交流电机的电磁部分，也是直接影响电工设备电气性能的关键部分，铁芯的硅钢片在交变磁场的作用下，长度发生微小变化即磁致伸缩，磁致伸缩使铁芯随励磁频率的变化做周期性振动。绕组在漏磁场电磁力作用下使一些部件产生振动，引起噪声，铁芯的磁致伸缩是导致变压器噪声的主要原因。

随着电力事业的发展，高电压输电线路逐渐引进城市，变压器的噪声所带来的危害越来越多地受到人们的关注。因此，采取科学合理的措施，降低大型变压器噪声已成为变压器制造业和使用部门急需解决的问题。其中，采用磁致伸缩系数较小的硅钢片是降低变压器噪音的一种有效方法。硅钢片的磁致伸缩特性除由本身结构决定外，还受到外在压力等工作环境的影响，相关研究表明硅钢片的磁致伸缩对应力状态较为敏感，不同的应力状态或者不同方向的应力对硅钢片的磁致伸缩影响也不同。因此，在不改硅钢片传统生产工艺的基础上，采用适当的处理工艺来降低硅钢片或铁芯产品宏观残余应力，或许能够实现硅钢片产品磁致伸缩系数的降低。

因此，需要提供一种降低硅钢片磁致伸缩系数的处理工艺。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种降低硅钢片磁致伸缩系数的处理工艺。该工艺能够有效降低硅钢片宏观残余应力，从而能够实现硅钢片磁致伸缩系数的降低。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种降低硅钢片磁致伸缩系数的冷热循环处理工艺，包括如下步骤：

将硅钢片置于带回火功能的深冷箱中依次进行第一次回火处理、深冷处理、第二次回火处理和冷却，其中

所述第一次回火处理的方法为：以1～5℃/min的速率升温至150～250℃，并保温4～6h；

所述深冷处理的方法为：以1～5℃/min的速率降至-160～-196℃，并保温12～24h；

所述第二次回火处理的方法为：以1～5℃/min的速率升温至150～250℃，保温4～6h；

所述冷却的方法为：以1～5℃/min的速率降至室温。

所述冷热循环处理工艺是对硅钢片叠片前进行冷热循环处理，冷热循环处理过程中均需要精确控制升降温速率。

所述第一次回火处理的目的是先为硅钢片提供一个热应力，该热应力为深冷处理过程中硅钢片的晶格收缩提供一定的驱动力，有利于硅钢片微观结构的应力状态调整。优选地，所述第一次回火处理以1-2℃/min的速率升温，第一次回火升温至180～250℃，并保温4～6h。

所述深冷处理以1～2℃/min的速率降温，所述深冷处理温度降至-180～-196℃，并保温12～24h。

所述第二次回火以1～2℃/min的速率升温，所述第二次回火升温至180～250℃，并保温4～6h。

冷热循环技术是将材料或零件置于可控的环境中，按照一定的工艺进行冷热交替循环处理的过程，其能够有效降低材料内部的宏观残余应力，改善材料微观组织结构，降低材料微观缺陷，从而能够有效改善材料的尺寸稳定性、耐磨性以及综合力学性能。其在常规的钢铁材料或有色金属方面已经得到广泛应用，然而，冷热循环技术能够改善很多性能，但是在改善磁致伸缩性能方面以前未曾有涉及，传统的降低硅钢片磁致伸缩系数主要通过退火处理，然而由于退火温度一般较高(一般700℃左右)，所以存在氧化、耗能、周期长等问题，而通过深冷处理与低温回火的处理相结合能够有效避免氧化问题，而且深冷处理使用液氮作为制冷剂，无环境问题。

传统的冷热循环处理一般是直接对产品先进行降温，然后再加热回火，而忽略了前期预回火的重要性，材料在深冷处理过程中微观结构的变化与材料的初始状态有着密切的关系，本发明通过前期预回火改变材料初始的应力状态，从而使得深冷处理过程中的变化更加明显。

通过发明人前期的实验研究发现，采用恰当的冷热循环处理工艺能够使硅钢片的磁致伸缩系数降低20％～30％，因此，提出了一种降低硅钢片磁致伸缩系数的冷热循环处理工艺，可以采用该工艺对硅钢片本身以及变压器铁芯进行处理，从而减小硅钢片或铁芯的磁致伸缩系数，实现降低变压器噪声的目的。

本发明的有益效果如下：