Статус розробки поверхневого ізоляційного покриття на орієнтованій кремнієвій сталі

GNEE Steel CRGO Електротехнічна сталь

Підготовка покриття є останнім процесом у виробництві кремнієвої сталі. Тип, процес і якість покриття поверхні матиме великий вплив на ізоляцію, адгезію, пробивання та стійкість до корозії електротехнічної сталі, що вплине наелектротехнічна сталь. Питомі загальні втрати та інші магнітні властивості навіть є ключем до безпечної роботи всього трансформатора. Існує нагальна потреба в розробці ізоляційних матеріалів для покриття з відмінними характеристиками, які не тільки мають добру електричну ізоляцію, адгезію покриття та відносно хорошу оброблюваність штампуванням і зсувом, зварюваність, стійкість до корозії та термостійкість, можуть адаптуватися до 700-800 ступеня високотемпературний відпал, в той же час мають високий коефіцієнт укладання, однорідний колір поверхні та інші характеристики ефективності. Вітчизняні та іноземні постійно досліджують та вдосконалюють процес покриття для подальшого покращення продуктивності орієнтованих кремнієвих сталевих виробів.

1. Огляд досліджень орієнтованих кремнієвих сталевих покриттів за кордоном

Поверхневі ізоляційні покриття з орієнтованої кремнієвої сталі, які використовуються у вітчизняних та закордонних дослідженнях, в основному включають органічні покриття, напівнеорганічні покриття та неорганічні покриття. Органічні покриття є відносно традиційними ізоляційними покриттями в Китаї. Це переважно органічні смоли, такі як акрилова смола, вінілацетатна смола, модифікована алкідна смола та епоксидна смола, і зазвичай використовуються для виробництва високоякісної кремнієвої сталі для великих двигунів. Органічне покриття має хороші плівкоутворювальні властивості, хорошу ізоляцію та ударостійкість, високу міцність на зсув і міжшаровий опір, але плівка фарби має низьку твердість, велику деформацію при термоусадці, погану термостійкість і зварюваність, а потім легко виникає теплова повзучість. Однак у деяких особливих випадках покриття потрібно піддати термічній обробці при температурі 600 градусів, перш ніж використовувати його як ізоляційне покриття. Більша частина смоли в органічному покритті розкладається та випаровується при 600 градусах, втрачаючи свою ізоляційну здатність і випаровуючи шкідливі гази, спричиняючи забруднення навколишнього середовища. Тому не можна проводити обробку відпалом для зняття напруги. В даний час органічні покриття поступово виключені.

Щоб зменшити несприятливий вплив великих вторинних зерен на втрату заліза, Nippon Steel запропонувала напружене покриття з наддисперсного колоїдного SiO2, змішаного з розчином фосфату. Напружене покриття створює ізотропну напругу розтягування на поверхні сталевої пластини, завдяки чому втрати заліза P і магнітострикція майже зменшуються, і в той же час воно може компенсувати несприятливий вплив зовнішнього навантаження на кремнієву сталь. Kawasaki використовує фосфат магнію (Mg(H2PO4)2) як основне напружене покриття з колоїдним Si02 і Cr03, що покращує вологостійкість покриття, а також покращує зовнішній вигляд. Однак сполука хрому містить шестивалентний Cr, фарба забруднює навколишнє середовище, а очищення відпрацьованої рідини викликає труднощі. Компанія Nippon Steel запропонувала використовувати твердий розчин композитного гідроксиду металу із середнім розміром частинок менше 1 мкм або 2-3 мкм, а також борат і ацетат. , силікат тощо, хороша адгезія, стійкість до корозії та спікання, але вологостійкість і термостійкість не ідеальні. Додавання дрібних частинок колоїдного оксиду може реагувати з вільною фосфорною кислотою з утворенням більш стабільної сполуки фосфорної кислоти, тим самим покращуючи вологостійкість і термостійкість, а також кращу змащувальну здатність. Щоб запобігти агломерації частинок колоїдного оксиду, додається сіль органічної кислоти, але розчин для покриття не є стабільним. Додайте неорганічні сполуки, такі як надтонкі частинки приблизно 10 нм, такі як Fe(OH)2, щоб відрегулювати структуру колоїдного оксиду та зробити розчин фосфату більш стабільним. .

Напівнеорганічне покриття — це ізоляційне покриття, утворене шляхом змішування неорганічних розчинів фосфатів і хроматів і розчинів латексної смоли. Додайте частинки органічної смоли з розміром 2-50 мкм до латексної смоли, потім змішайте з неорганічним розчином і нанесіть їх на поверхню кремнієвої сталі для запікання. Неорганічним компонентом традиційного напівнеорганічного покриття є хромат, який має хорошу стійкість до корозії. Порошок органічної смоли зазвичай є одним або декількома видами поліетилену, поліпропілену, поліфталаміду, бензодіамінотриацетину, поліпропіленової смоли або сополімеру або суміші полістиролу, серед яких полістирол, скріплений сополімером, має найкращу міцність адгезії.

Розтяжне покриття, вперше запропоноване компанією Nippon Steel у 1973 році, його основним компонентом є наддисперсний колоїдний SiO2 (золь кремнезему), змішаний із розчином фосфатного покриття. Розтягуюча напруга, створювана покриттям, може покращити магнітні домени та ефективно зменшити втрати заліза та магнітострикцію. Відповідні дослідження показали, що шляхом коригування формули покриття та використання відповідних процесів сушіння та спікання втрати заліза P1.7 можна зменшити на 0.1 Вт/кг.

Щоб зменшити втрати заліза в орієнтованій кремнієвій сталі, одним із найефективніших методів є розробка нової технології покриття. Результати досліджень показують, що покриття з оксиду магнію має важливий вплив на магнітні властивості та властивості поверхні орієнтованої кремнієвої сталі. Крім того, Японія прийняла хімічне осадження з парової фази для покриття плівки з утворенням керамічної ізоляційної плівки замість форстеритової плівки, використовуючи лазерну обробку та зміну типу неорганічної кислоти в рідині для покриття ізоляційної плівки, щоб зменшити втрати заліза. Результати показують, що шляхом покращення складу розчину ізоляційного плівкового покриття, підвищення стабільності в’язкості та натягу плівки можна отримати орієнтовані листи кремнієвої сталі з високою магнітною індукцією та низькими втратами заліза.

В даний час зарубіжні країни досягли певного наукового прогресу в галузі дослідження нових технологій екологічно захисних покриттів, але не було досягнуто задовільних результатів щодо забезпечення загальних характеристик ізоляційних покриттів.

2. Науковий станорієнтована кремнієва стальпокриття поверхні в моїй країні

У гарячекатаній кремнієвій сталі в 1940-х роках використовувався метод нанесення ізоляційної фарби на поверхню. У 1980-х роках моя країна все ще продовжувала використовувати цей метод, навіть покриваючихолоднокатана кремнієва стальзі скляним покриттям ізоляційною фарбою. На початку існування нашої країни в основному вивчали чисті органічні покриття. Зважаючи на недоліки низької твердості та поганої термостійкості, вітчизняні компанії з кремнієвої сталі в даний час використовують менше.

Пізніше Сполучені Штати, Японія та інші компанії послідовно розробляли фосфатні покриття для поверхні з кращими ізоляційними властивостями. Однак хромат зазвичай додають до попередніх покриттів для покращення корозійної стійкості та міжшарової стійкості покриття. Протягом тривалого часу майже всі ізоляційні покриття, що містять шестивалентний хром, використовуються у виробництві холоднокатаної кремнієвої сталі в Китаї. Не існує чіткого стандарту щодо захисту ізоляційних покриттів від навколишнього середовища. Водні безхромові покриття з кремнієвої сталі зазвичай використовують воду як основний розчинник. Це екологічно чисте покриття, але цей вид неорганічного покриття обмежений різними умовами практичного застосування. В даний час напівнеорганічні покриття все ще є основою в Китаї.

3.Напрям розвитку ізоляційного покриття на поверхні кремнієвої сталі

Втрати в сердечнику, магнітострикція та якість поверхні орієнтованої кремнієвої сталі тісно пов’язані з поверхневим ізоляційним покриттям. Напруга розтягування, створювана покриттям на листі кремнієвої сталі, може компенсувати напругу стиску, створювану матеріалом у вузлі трансформатора, тим самим зменшуючи шум трансформатора. Завдяки покриттю сталевий лист менш чутливий до навантажень при магнітострикції, а також знижується шум трансформатора. У той же час ізоляційне покриття орієнтованого кремнієвого сталевого листа зменшує питомі загальні втрати, а втрати заліза можна зменшити на 9%-14%. Дослідження та застосування високоефективних поверхневих ізоляційних покриттів кремнієвої сталі мають важливий вплив на покращення загальних характеристик орієнтованої кремнієвої сталі.

При виробництві та використанні покриттів і скиданні відпрацьованих рідин шестивалентний хром завдасть серйозної шкоди. Хоча напівнеорганічні покриття усунули деякі недоліки неорганічних покриттів і органічних покриттів і в даний час є найбільш широко використовуваними, деякі з летких органічних розчинників, що містяться в них, також є токсичними. Необхідно звести до мінімуму або навіть виключити летючі органічні розчинники. Розробка неорганічних покриттів із відмінними характеристиками є центром досліджень ізоляційних покриттів. Таким чином, екологічно чисте неорганічне ізоляційне покриття з кремнієвої сталі, що не містить хрому, є ключовим напрямком розвитку ізоляційного покриття з орієнтованої кремнієвої сталі.

4 Висновок

1. Поверхневе ізоляційне покриття може зменшити втрати заліза, послабити чутливість магнітострикції до напруги та зменшити шум трансформатора. Це важливий процес у процесі виробництва орієнтованої кремнієвої сталі.

2. Поверхневі ізоляційні покриття з орієнтованої кремнієвої сталі, які використовуються у вітчизняних та закордонних дослідженнях, в основному включають органічні покриття, напівнеорганічні покриття та неорганічні покриття. Органічні покриття були ліквідовані, і неорганічні покриття поступово замінять напівнеорганічні покриття.

3. Для того, щоб відповідати вимогам охорони навколишнього середовища, дослідження та вдосконалення безхромових екологічно чистих неорганічних покриттів, які не містять елементів хрому та не містять летких органічних компонентів, є напрямком розвитку ізоляційних покриттів із кремнієвої сталі.