CN101314807B - 无取向磁性材料的高温处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无取向磁性材料的高温处理方法，包括表面设有绝缘涂层的无取向磁性材料，其包括如下步骤：(1)加温：将无取向磁性材料或制品置入恒温炉体中，在氮气气氛中，控制炉体加热升温，升温速率为200℃/每小时；(2)恒温：加热升温至740～780℃度开始恒温，恒温时间为tx小时：tx＝材料或制品截面积/13～18mm2；(3)炉内降温：控制炉体降温，其降温速率为：75～80℃/小时；降至400℃时关闭炉体，使其自然降至室温。由于本发明采用的是对无取向磁性材料在高温(740～780℃)的炉温下进行退火处理，该磁性材料还原性能达到最佳状态，导磁性能提高40％以上；可广泛应用于磁芯、电感线圈、发电机等产品或设备的制造。
Description
技术领域
本发明涉及磁性材料加工技术，具体的涉及一种无取向磁性材料的高温处理方法。
背景技术
现有技术中，黑色金属中的无取向磁性材料，通常为低碳、含硅或不含硅的铁或铁合金材料及制品，例如矽钢片。这种材料在投入使用前，通常需要进行去应力退火操作，这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起其制备的构件在一定时间以后，或在随后的切削、共烤漆等加工过程中产生变形或裂纹。高温退火之后的硅钢铁芯片中的金属晶格发生了取向一致的变化，叫做退火织构，这样的织构使得它的磁性能大大提高。
现有的矽钢片等无取向磁性材料或制品，在被机器冲压或卷绕出来成型后，必须进行退火操作，目的是去掉残余应力，同时使导磁率增加。退火条件根据不同材料而有所不同，一般是要求无氧环境退火防止高温氧化，缓慢升高温度，使退火温度达到800℃左右，退火时间大约需要6个到10小时不定。退火后的矽钢片由原来的发亮的颜色变成了灰褐色，表面形成了一层薄薄的氧化层，以达到绝缘的效果。中国专利申请200510028263.4《带绝缘涂层的无取向电工钢板的制造方法》公开了一种带有绝缘涂层的无取向电工钢板的制造方法，其工艺流程为：轧硬卷→前清洗→连续退火→弱酸酸洗→后清洗→涂层→干燥烘烤→成品卷。
但是，由于现有技术中，由于磁性铁合金材料所涂覆的绝缘涂料不能耐受高温，在对其二次加工为具体的构件或制品后，通常只能在小于680℃以下的温度中进行再次热处理，如果再次退火的温度大于680℃时，其层间绝缘性能损失较大，而在小于680℃以下的温度进行退火处理时，其金属晶格织构不能得到有效还原，即其还原性能达不到最佳状态。
发明内容
针对现有技术中的无取向矽钢片等磁性材料处理方法的上述不足，本发明目的在于，提供一种可通过高温处理、绝缘性能不损失、且可增强材料导磁效果的无取向磁性材料的高温处理方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种无取向磁性材料的高温处理方法，包括表面设有绝缘涂层的无取向磁性材料，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)加温：将无取向磁性材料或制品置入恒温炉体中，在氮气气氛中，控制炉体加热升温，升温速率为200℃/每小时；
(2)恒温：加热升温至740～780℃度开始恒温，恒温时间为tx小时：tx＝材料或制品截面积/13～18mm2；
(3)炉内降温：控制炉体降温，其降温速率为：75～80℃/小时；降至400℃时关闭炉体，使其自然降至室温。
所述的无取向磁性材料的高温退火方法，其特征在于，其还包括如下步骤，先于所述步骤(1)：
(1a)制备混合绝缘涂料：制备A料：氧化硅/1800～2200目；制备B料：磷酸二氢铝/2000目；制备C料：工业酒精；按照重量百分比A∶B∶C＝1∶1∶1.2的配比将三者搅拌，室温下使其均匀混合后备用；根据需要还可以加入粘结剂等其他成分。
(1b)涂覆混合绝缘涂料：将上述混合绝缘涂料，置于在室温28～35℃下，将搅拌均匀的混合绝缘涂料放入加粉装置中，并将其均匀涂覆在所述无取向磁性材料表面上，形成新的涂层。
所述的无取向磁性材料的高温退火方法，其特征在于，所述的步骤(1b)，还包括：在涂覆绝缘涂料的同时，对该无取向磁性材料进行卷绕或层压，使该涂料填充因卷绕或层压而产生的微小缝隙并渗透至材料内部。
所述的无取向磁性材料的高温退火方法，其特征在于，所述的无取向磁性材料，包括设有单面或双面绝缘层的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金材料及其制品。
所述的无取向磁性材料的高温处理方法，其特征在于，所述的无取向磁性制品，包括多层叠加的片状、或卷绕为环形的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金构件。
本发明的优点在于：由于本发明采用的是对无取向磁性材料在高温(740～780℃)的炉温下进行退火处理，该磁性材料还原性能达到最佳状态，导磁性能能提高40％以上；同时，本发明为了提高设有绝缘层、低碳的含硅或不含硅磁性铁合金材料及制品的导磁性能，在退火操作前进行涂覆绝缘涂料的操作，在材料层间加入涂料以实现良好的层间绝缘性能，同时利用退火时的高温，对材料进行硅渗透，提高材料中硅的含量，以提高铁的电阻率和最大导磁率，降低矫顽力、铁芯损耗(铁损)和磁滞。
本发明可广泛应用于磁芯、电感线圈、电动机、发电机、变压器及其它电气设备或制品的制造。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
具体实施方式
实施例1：一种无取向磁性材料的高温处理方法，包括表面设有绝缘涂层的无取向磁性材料，其包括如下步骤：
(1)加温：将无取向磁性材料或制品置入恒温炉体中，在氮气气氛中，控制炉体加热升温，升温速率为200℃/每小时；
(2)恒温：加热升温至740～780℃度开始恒温，恒温时间为tx小时：tx＝材料或制品截面积/13～18mm2；
(3)炉内降温：控制炉体降温，其降温速率为：75～80℃/小时；降至400℃时关闭炉体，使其自然降至室温。
所述的无取向磁性材料，是设有单面或双面绝缘层的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金材料及其制品之一，本实施例中具体为设有单面绝缘层的H系列冷轧无取向硅钢片，其型号为H250～H1300，其厚度为0.1～0.5mm。
其他实施例中，所述的无取向磁性材料，也可以是设有单面或双面绝缘层的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金材料及其制品；其也可以是多层叠加的片状、或卷绕为环形的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金构件之一。
实施例2：一种无取向磁性材料的高温处理方法，其基本与实施例相同，其不同之处在于，其还包括如下步骤，该步骤先于所述步骤(1)：
(1a)制备混合绝缘涂料：制备A料：氧化硅/1800～2200目；制备B料：磷酸二氢铝/2000目；制备C料：工业酒精；按照重量百分比A∶B∶C＝1∶1∶1.2的配比将三者搅拌，室温下使其均匀混合后备用；根据不同需要，还可以加入粘结剂等其他成分；
(1b)涂覆混合绝缘涂料：将上述混合绝缘涂料，置于在室温28～35℃下，将搅拌均匀的混合绝缘涂料放入加粉装置中，并将其均匀涂覆在所述无取向矽钢片磁性材料表面上，形成新的涂层；在涂覆绝缘涂料的同时，对该无取向磁性材料进行卷绕或层压，使该涂料填充因卷绕或层压而产生的微小缝隙并渗透至材料内部。
所述的无取向磁性材料制品，是多层叠加的片状、或卷绕为环形的低碳含硅或不含硅的软磁铁合金构件之一。本实施例中具体采用的是环形铁芯。
如本发明上述实施例所述，凡采用与其相同或相近方法而得到的其他无取向磁性材料的高温处理方法，均在本发明所保护范围内。
Claims (5)
1.一种无取向磁性材料的高温处理方法，该无取向磁性材料的表面设有绝缘涂层，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)加温：将无取向磁性材料置入恒温炉体中，在氮气气氛中，控制炉体加热升温，升温速率为200℃/每小时；
(2)恒温：加热升温至740～780℃开始恒温，恒温时间为tx小时：tx＝无取向磁性材料截面积/(13～18mm2)；
(3)炉内降温：控制炉体降温，其降温速率为：75～80℃/小时；降至400℃时关闭炉体，使其自然降至室温。
2.根据权利要求1所述的无取向磁性材料的高温处理方法，其特征在于，其还包括如下步骤，先于所述步骤(1)：
(1a)制备混合绝缘涂料：制备A料：氧化硅为1800～2200目；制备B料：磷酸二氢铝为2000目；制备C料：工业酒精；按照重量比A∶B∶C＝1∶1∶1.2的配比将三者搅拌，室温下使其均匀混合后备用；
(1b)涂覆混合绝缘涂料：将上述混合绝缘涂料，置于在室温28～35℃下，将搅拌均匀的混合绝缘涂料放入加粉装置中，并将其均匀涂覆在所述无取向磁性材料表面上，形成新的涂层。
3.根据权利要求2所述的无取向磁性材料的高温处理方法，其特征在于，所述的步骤(1b)，还包括：在涂覆混合绝缘涂料的同时，对该无取向磁性材料进行卷绕或层压，使该混合绝缘涂料填充因卷绕或层压而产生的微小缝隙并渗透至无取向磁性材料内部。
4.根据权利要求1所述的无取向磁性材料的高温处理方法，其特征在于，所述的无取向磁性材料，为设有单面或双面绝缘层之一的，低碳含硅或低碳不含硅的软磁铁合金材料。
5.根据权利要求4所述的无取向磁性材料的高温处理方法，其特征在于，所述无取向磁性材料的制品为软磁铁合金构件，其形状为多层叠加的片状，或多层叠加并卷绕为环形；其材料成分为低碳含硅或低碳不含硅。
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