CN104131146A - 一种取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法 - Google Patents

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张彦文
王志奋
吴立新
陈士华
周顺兵
徐国涛
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Abstract

本发明公开了一种取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，通过测定刻痕部位铁含量的多少，来反映出刻痕凹槽的相对深浅，结果稳定、可靠，为生产中排除设备故障大幅提高效率，也可为激光刻痕设备参数调试提供有效依据。本发明方法中用到的仪器设备易得，可采用扫描电镜及能谱仪确定刻痕的最佳工艺参数。

Description

一种取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法
技术领域
本发明涉及取向硅钢生产技术领域，具体地指一种取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法。
背景技术
目前，取向硅钢后续处理方法通过细化磁畴可以进一步降低铁损，激光刻痕法是其中最为重要的一种。采用激光刻痕法细化磁畴技术可以使取向硅钢铁损降低10～20％。激光刻痕后，刻痕部位绝缘涂层受到一定的破坏，破坏程度与激光器脉冲能量有关。激光器脉冲能量E的选择极为关键，过大或过小都会影响降低铁损的效果。因为脉冲能量E太大，则激光刻痕过深，刻痕区的硅钢片较薄，叠片断面积减小，部分磁通从表面逸出而产生漏磁现象，铁损增高；脉冲能量E太小，则刻痕过浅，也会失去刻痕的细化磁畴作用。
因刻痕是脉冲能量形成的，传统方法采用金镶嵌截面观察取向硅钢截面的刻痕深浅，因激光刻痕截面深度随脉冲能量周期性发生变化，某一个截面的刻痕深度不具代表性，且镶嵌制样后机械研磨也会使刻痕变形，很难观察到刻痕深度的真实情况，所以截面观察法不可取。
发明内容
本发明的目的在于克服现有金镶嵌截面观察法确定刻痕深度不准确的缺陷，提供一种简单，便捷的取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法。
为实现上述目的，本发明所设计的取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，其步骤如下：
1)去除待测取向硅钢表面的杂质；
2)将待测取向硅钢表面置于扫描电镜下放大观察，定位刻痕部位；
3)针对刻痕部位进行微区成分分析，测得刻痕部位处的Fe元素含量值；
4)将测得的Fe元素含量值与相同牌号取向硅钢的正常刻痕的Fe元素含量范围进行比较，当测得的Fe元素含量值超出范围上限或低于下限，则分别表明待测取向硅钢的刻痕过深或过浅。
优选地，所述步骤1)为利用酒精擦拭和/或超声波清洗去除待测取向硅钢表面的杂质。
优选地，所述步骤3)为针对刻痕部位用能谱仪进行微区成分分析，测得刻痕部位处的Fe元素含量值。
本发明原理：
取向硅钢在激光刻痕时，会造成刻痕表面的涂层重熔并引起涂层厚度的改变，激光脉冲器能量大涂层就薄，刻痕部位涂层的质量百分比就少，反之就多。因此可用扫描电镜及能谱仪通过测定刻痕部位成分的变化来确定刻痕的最佳工艺参数。
生产过程中新购激光刻痕设备，可以通过该方法确定合适的工艺参数；常常因为设备故障等原因造成刻痕深度异常，通过该方法也可以很方便地找出原因。
本发明的有益效果：该方法通过测定刻痕部位铁含量的多少，来反映出刻痕凹槽的相对深浅，结果稳定、可靠，为生产中排除设备故障大幅提高效率，也可为激光刻痕设备参数调试提供有效依据。本发明方法中用到的仪器设备易得，可采用扫描电镜及能谱仪确定刻痕的最佳工艺参数。
附图说明
图1为本发明实施例中待测取向硅钢表面刻痕部位的扫描电镜图。
图2为刻痕部位的成分分析能谱图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，其步骤如下：
1)利用酒精擦拭和超声波清洗去除待测取向硅钢表面的杂质；
2)将待测取向硅钢表面置于扫描电镜下放大300倍观察，定位刻痕部位(如图1所示)；
3)针对刻痕部位用能谱仪进行微区成分分析(能谱图如图2所示)，测得刻痕部位处的Fe元素含量值(各元素含量值见表1)；
4)将测得的Fe元素含量值与相同牌号取向硅钢的正常刻痕的Fe元素含量范围(如取向硅钢Fe含量在4～5wt％为正常范围)进行比较，当测得的Fe元素含量值超出范围上限，说明待测取向硅钢的刻痕过深，脉冲能量E太大，反之Fe元素含量值低于下限则说明刻痕过浅，脉冲能量E太小。
表1刻痕部位处的各元素含量值
Element Wt％ At％
OK 29.87 48.73
MgK 12.62 13.55
AlK 04.10 03.97
SiK 15.57 14.47
PK 04.11 03.46
TiK 00.41 00.22
CrK 01.49 00.75
MnK 00.10 00.05
FeK 31.32 14.64
ZnK 00.41 00.16
因成分是在一个刻痕区域测定的平均值，结果具有可靠的重复性和稳定性。该方法可以快速判断激光脉冲参数是否异常，参数是过大还是过小，为生产中排除设备故障大幅提高效率，也可为激光刻痕设备参数调试提供有效依据。

Claims (3)

1.一种取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，其步骤如下：
1)去除待测取向硅钢表面的杂质；
2)将待测取向硅钢表面置于扫描电镜下放大观察，定位刻痕部位；
3)针对刻痕部位进行微区成分分析，测得刻痕部位处的Fe元素含量值；
4)将测得的Fe元素含量值与相同牌号取向硅钢的正常刻痕的Fe元素含量范围进行比较，当测得的Fe元素含量值超出范围上限或低于下限，则分别表明待测取向硅钢的刻痕过深或过浅。
2.根据权利要求1所述的取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，其特征在于：所述步骤1)为利用酒精擦拭和/或超声波清洗去除待测取向硅钢表面的杂质。
3.根据权利要求1所述的取向硅钢激光刻痕最佳深度的确定方法，其特征在于：所述步骤3)为针对刻痕部位用能谱仪进行微区成分分析，测得刻痕部位处的Fe元素含量值。
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