發(fā)布時(shí)間：2021-05-20所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：硅鋼片是農(nóng)用泵電機(jī)用量最大的導(dǎo)磁材料，其價(jià)格高，利用率低，致使電機(jī)成本增加。碳鋼資源豐富、價(jià)格低廉，具有良好的可加工性。為此，研究了用普通薄鋼片經(jīng)過(guò)脫碳退火，藍(lán)化處理替代硅鋼片在農(nóng)用泵電機(jī)中應(yīng)用的工藝原理及工藝方案。對(duì)Q195藍(lán)化處理前
摘要：硅鋼片是農(nóng)用泵電機(jī)用量最大的導(dǎo)磁材料，其價(jià)格高，利用率低，致使電機(jī)成本增加。碳鋼資源豐富、價(jià)格低廉，具有良好的可加工性。為此，研究了用普通薄鋼片經(jīng)過(guò)脫碳退火，藍(lán)化處理替代硅鋼片在農(nóng)用泵電機(jī)中應(yīng)用的工藝原理及工藝方案。對(duì)Q195藍(lán)化處理前后材質(zhì)及硅鋼片進(jìn)行磁性能對(duì)比，并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析了樣機(jī)與硅鋼片電機(jī)的性能。試驗(yàn)證明，樣機(jī)各項(xiàng)技術(shù)性能均能達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的要求。
關(guān)鍵詞：金屬學(xué)與金屬工藝;熱處理;試驗(yàn);碳鋼片;硅鋼片;脫碳
0引言
硅鋼片是各種電機(jī)使用廣泛的導(dǎo)磁材料，理想的導(dǎo)磁材料必須具備高磁感應(yīng)強(qiáng)度和低鐵損值。一直以來(lái)國(guó)內(nèi)都是采用工藝型無(wú)取向熱軋硅鋼片作為電機(jī)的導(dǎo)磁材料，鑒于碳鋼具有豐富的資源、低廉的價(jià)格、良好的可加工性，而國(guó)產(chǎn)硅鋼片供不應(yīng)求，很大程度上還依賴于進(jìn)口;并且硅鋼片的價(jià)格較高，造成電機(jī)成本增加。原蘇聯(lián)及東歐國(guó)家已將低碳純鐵(含碳量為0.108%)成功地應(yīng)用于大功率的工業(yè)電機(jī)上，并在電風(fēng)扇、家用冰箱等家用電器產(chǎn)品上廣泛使用。20世紀(jì)50年代，我國(guó)曾試圖應(yīng)用熱軋普通薄鋼作為電機(jī)的導(dǎo)磁材料，到70年代末又提出了用電工純鐵作為電機(jī)導(dǎo)磁材料，但都由于設(shè)備陳舊，熱處理工藝性差，板形差，導(dǎo)致所制成的成品質(zhì)量較差。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，新材料、新工藝應(yīng)運(yùn)而生，因此研制一套用普通薄鋼片替代硅鋼片作為電機(jī)導(dǎo)磁材料的熱處理工藝，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)用低價(jià)位的碳鋼達(dá)到高價(jià)位的硅鋼片性能可為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
1熱處理系統(tǒng)
1.1系統(tǒng)組成
1)燃?xì)庹质綘t總成：配備熱馬氟罐，爐底座上安裝強(qiáng)有力的循環(huán)分扇及獨(dú)特的靜動(dòng)密封機(jī)構(gòu)。
2)全自動(dòng)電控系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)爐溫的PID調(diào)節(jié)控制及PLC氣氛的聯(lián)控。
3)氣氛分析及控制系統(tǒng)：由氣控柜及執(zhí)行元件等組成，實(shí)現(xiàn)氣氛的控制。
4)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)：產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，自動(dòng)保持發(fā)藍(lán)蒸汽的需要。
5)保護(hù)冷卻系統(tǒng)：按工藝要求實(shí)現(xiàn)某個(gè)階段的快速冷卻。
6)真空系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)不同階段排氣、排水、去油的要求。
7)制氮機(jī)保護(hù)系統(tǒng)：包括制氮機(jī)及純化，以提供高純氮保護(hù)氣氛。
8)氨分解及純化裝置：用以調(diào)節(jié)氮基氛中的含H2量。
9)輔助裝置。
1.2熱處理設(shè)備
罩式退火爐結(jié)構(gòu)如圖1所示。
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1.3系統(tǒng)功能
在同一爐子內(nèi)同時(shí)完成脫碳退火與氧化烤藍(lán)兩個(gè)工序，達(dá)到消除薄鋼片在沖切、迭片時(shí)的應(yīng)力;在沖切斷面生成致密的氧化膜層，減少渦流損耗同時(shí)起到防止銹蝕的作用。
2材料及熱處理工藝
2.1材料選用
選用Q195普通碳素鋼。工藝參數(shù)曲線如圖2所示。
2.2工藝過(guò)程
裝料、蓋內(nèi)罩、抽真空及密封性測(cè)試、蓋外罩、充入成品氣N2和H2、加熱(升溫)、加熱(保溫)、吊外罩冷卻、特定溫度時(shí)保溫、充水蒸氣降溫、關(guān)閉水蒸氣充入N2、出爐。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析
3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果
磁性能測(cè)定，如表1所示。
退火藍(lán)化后Q195鋼片主要磁性能(單位損耗、磁感)明顯提高，其主要原因是：一是晶粒尺寸發(fā)生變化，平均粒徑越大，相對(duì)來(lái)說(shuō)晶界越少，減小了晶界對(duì)疇壁移動(dòng)產(chǎn)生的阻礙作用，使得磁疇運(yùn)動(dòng)順暢;二是碳雜質(zhì)急劇減少?gòu)?.790%降至0.006%。因雜質(zhì)的存在阻礙晶粒生長(zhǎng)、長(zhǎng)大(效果大小因雜質(zhì)不同而異)，因而析出物的出現(xiàn)會(huì)阻礙磁疇壁的移動(dòng);三是內(nèi)應(yīng)力降低,材料經(jīng)退火，發(fā)生點(diǎn)缺陷復(fù)合，位錯(cuò)合并，重排等致使缺陷密度減少，部分或全部消除應(yīng)力，使得磁導(dǎo)率提高;四是藍(lán)化處理后鋼片表面形成一層致密的氧化膜厚度約為1～2μm，獲得較高的絕緣電阻，減少了鐵心的渦流損耗。
3.2結(jié)論分析
1)由表3可知藍(lán)化熱處理后的低碳鋼片制成的電機(jī)主要技術(shù)性能如啟動(dòng)電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、功率因素、繞組溫升等各項(xiàng)指標(biāo)都得到了提高。
2)Q195經(jīng)退火藍(lán)化后單位損耗略大于DR470，使得電機(jī)的鐵耗也略高;同時(shí)，因電流降低，銅耗的減少值大于鐵耗的增加值，所以電機(jī)的輸入功率和功率因素增大。
3)試制電機(jī)的效率與硅鋼片電機(jī)基本一致，達(dá)到產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值。
4結(jié)束語(yǔ)
普通薄碳鋼片退火藍(lán)化熱處理工藝，采用液化氣加熱點(diǎn)火裝置，設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，對(duì)農(nóng)用泵電機(jī)定子集中批處理，提高了材料和設(shè)備的利用率。電機(jī)采用經(jīng)過(guò)退火藍(lán)化的定子能夠達(dá)到硅鋼片定子電機(jī)的性能要求，既降低了企業(yè)的制造成本，又解決了硅鋼片資源不足的問(wèn)題。因此，該工藝的研究與運(yùn)用對(duì)推動(dòng)熱處理行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有重要理論和實(shí)用價(jià)值。——論文作者：臧群，王洋
