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國產非晶合金鐵芯帶材熱處理的技術關鍵

文字:[大][中][小] 2014-10-15    瀏覽次數:2966    
    非晶合金具有高飽和磁感應強度、矯頑力小、損耗低等優點,故以高效、節能、環保的效果被廣泛運用于電力變壓器中。
    目前的非晶合金鐵心采用近似矩形的搭接式卷繞結構,成型的鐵心內在應力非常大,磁特性被嚴重破壞,必須通過熱處理退火才能消除這些應力。熱處理退火工藝是非晶合金鐵心整個制作過程中最關鍵也是最難控制的工序。國產非晶合金帶材橫向呈弧形,其內在應力比進口帶材更大些,再加上成分的不同,對熱處理時溫度的敏感性更強一些,因此,制定適宜的熱處理退火工藝,對國產非晶合金帶材的最終鐵心性能和質量至關重要。
  一、 熱處理退火溫度。適宜的鐵心退火溫度,不僅要保證消除鐵心的內在應力,恢復其磁特性,而且要能夠盡量降低非晶合金帶材的脆性,減少在鐵心后續操作中破碎的風險。試驗表明,國產非晶合金帶材鐵心最終的退火溫度控制在375~380℃為最佳。
  二、 熱處理保溫時間。實驗表明,單位激磁功率隨著退火時間的延長而降低,而鐵心的單位空載損耗隨著退火時間的延長而增大,而且,鐵心帶材的脆性,也是隨著退火時間的增加而增大。因此,必須根據用戶對鐵心性能的要求,選擇最佳的保溫時間。
  三、 熱處理保護氣氛。鐵心在高溫熱處理退火時很容易被氧化。鐵心表面被氧化后,除了表面有銹跡,更主要的是會導致鐵心的空載損耗明顯增大。因此,鐵心在整個熱處理退火過程中必須采用氣氛保護。目前常用的工藝保護氣體為氮氣或氬氣。
  四、 升溫和降溫速度。由于鐵心在批量生產時都是多個裝載、批次性熱處理,所以,合理的升溫和降溫速度,不僅影響非晶合金鐵心的性能結果,而且也影響到生產效率和生產成本。一般來說,升溫速度越快,離散性越大。不過,實驗表明,國產非晶合金帶材鐵心在到達高溫區并接近最佳退火溫度點時的溫度離散性較小,幾乎可以控制在3℃之內。因此,在升溫階段,國產非晶合金帶材鐵心可以直接進行快速升溫。另外,降溫速度快,對于降低鐵心的空載損耗是有益的,但同時會增大鐵心的激磁功率。所以,最佳降溫速度需要積累經驗數據來作最佳選擇。
  五、 外加磁場。成型后的非晶合金鐵心,在退火時需附加直流磁場獲得良好的磁疇取向,以此來改善其磁特性。試驗表明:國產非晶合金帶材鐵心退火時的場強需2000A/m左右或磁場電流大小在1400A時可保證退火時鐵心材料飽和,這樣才能達到最佳的退火效果。
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