非晶铁芯退火工艺
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非晶超微晶热处理分析编写:肖育泳安庆天瑞科技股份有限公司述:本人自2005年从事非晶行业下面是本人参考了部分文献与在生产实际操作中对非晶热处理的见解,有误之处请凉解并指正。
1、热处理对非晶、超微晶的作用硅钢磁芯热处理主要是为了消除加工(剪切、成形)应力,铁镍软磁合金磁芯热处理主要目的有:消除加工应力,改善材料的结晶结构;去除部份有害杂质;非晶超微晶的热处理:消除应力:将非晶体转化为晶体。
2、影响热处理质量的关键因数在非晶、超微晶磁性生产的整个工艺流程中,热处理是最关键的一道工序。
许多磁特性:高导磁、低损耗、低剩磁、高矩形比等都是通过不同的热处理方法获得的.而热处理的设备性能、工艺方法,又是保证磁性能的重要手段。
3、热处理设备非晶、超微晶热处理对设备的要求,重点有四个方面:最高工作温度和温度控制的精确度;工作区温度的均匀性加纵、横向磁场强度的大小;热处理时炉内防氧化保护措施。
4、最高工作温度和温度控制精确度要求非晶、超微晶磁芯,根据其使用材料的特性,其退火温度一般在380℃~570℃之间。
所以设备的最高工作温度只需高于600℃即可一般的中温退火设备,都能满足这一要求。
而其主要难题是在于保温点的精度要求,其波动范围要求控制在土5℃的误差以内(不同产品对精度有不同要求)。
所以对设备的结构、加热的方式、温度的调节控制方式、热处理仪表的精度等等、都要求进行综合的考虑和选择。
目前国内有很多企业采用手动控温方式,这对产品的品质是无法保证的。
5、炉内温度均匀性的影响设备由于在结构、加热方式、冷却措施、保护手段(真空或气体保护)等方面的差异,如:卧式真空炉、钟罩式气氛炉、自冷式气氛炉、井式炉、卧式井式管式磁场炉(纵磁或横磁)、隧道式炉等。
炉内温度不可能是绝对均匀的。
容易产生上下层磁芯以及炉中心和炉边缘磁芯在受温过程中的均匀性,使最终的产品性能出现一定的离散性。
所以热处理温度工艺要从产品尺寸、单重、带材型号及生产工艺、热处理炉性能、产品性能要求来设计热处理温度工艺。
非晶合金带的一种新退火方法
何正明;姜永君
【期刊名称】《中国科学技术大学学报》
【年(卷),期】1990(020)004
【摘要】用直流电直接流过非晶条带样品,达到同时施加磁场和加温退火的双重目的,实现磁场退火.测量了退火样品的磁化曲线和磁致伸缩。
【总页数】5页(P491-495)
【作者】何正明;姜永君
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TG139.8
【相关文献】
1.非晶纳米晶软磁合金退火工艺研究进展 [J], 吕玮;陈国钧
2.非晶转变为纳米晶的一种新途径——非晶合金Fe_(78)B_(13)Si_9在激波作用下的晶化 [J], 刘应开;周效峰;刘佐权;李德修
3.预退火对Fe_(73.5)Cu_1Mo_3Si_(13.5)B_9非晶合金的晶化及磁性的影响 [J], 赵玉华;何峻;赵恒和;付玉君;张玉梅;何开元
4.对非晶质合金工件进行退火处理的方法 [J],
5.Fe_(73.5)Cu_1 Nb_3 B_9 Si_(13.5)非晶合金激波晶化及其再退火的实验研究[J], 周效锋;刘应开;刘佐权
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非晶纳米晶软磁材料1、非晶纳米晶软磁材料非晶/纳米晶软磁材料一.应用领域非晶态软磁合金材料为20世纪70年月问世的一种新型材料,因具有铁芯损耗小、电阻率高、频率特性好、磁感应强度高、抗腐蚀性强等优点,引起了人们的极大重视,被誉为21世纪新型绿色节能材料。
其技术特点为:采纳超急冷凝固技术使合金钢液到薄带材料一次成型;采纳纳米技术,制成介于巨观和微观之间的纳米态(10-20nm)软磁物质。
非晶、纳米晶合金的优异软磁特性都来自于其特别的组织结构,非晶合金中没有晶粒和晶界,易于磁化;纳米晶合金的晶粒尺寸小于磁交换作用长度,导致平均磁晶各向异性很小,并且通过调整成分,可以使其磁致伸缩趋近于零。
【表1】列出了非晶/纳米晶软磁材料的典型性能及主要应用领域。
近年来,随着信息处理和电力电子技2、术的快速进展,各种电器设备趋向高频化、小型化、节能化。
在电力领域,非晶、纳米晶合金均得到大量应用。
其中铁基非晶合金的最大应用是配电变压器铁芯。
由于非晶合金的工频铁损仅为硅钢的1/5~1/3,利用非晶合金取代硅钢可使配电变压器的空载损耗降低60﹪~70﹪。
因此,非晶配电变压器作为换代产品有很好的应用前景。
纳米晶合金的最大应用是电力互感器铁芯。
电力互感器是特地测量输变电线路上电流和电能的特种变压器。
近年来高精度等级〔如0.2级、0.2S级、0.5S级〕的互感器需求量快速增加。
传统的冷轧硅钢片铁芯往往达不到精度要求,虽然高磁导率玻莫合金可以满足精度要求,但价格高。
而采纳纳米晶铁芯不但可以到达精度要求、而且价格低于玻莫合金。
在电力电子领域,随着高频逆变技术的成3、熟,传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代,而且为了提高效率,减小体积,开关电源的工作频率越来越高,这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。
硅钢高频损耗太大,已不能满足使用要求。
铁氧体虽然高频损耗较低,但在大功率条件下仍旧存在许多问题,一是饱和磁感低,无法减小变压器的体积;二是居礼温度低,热稳定性差;三是制作大尺寸铁芯成品率低,本钱高。
非晶带材生产工艺
非晶带材生产工艺是一种应用于电子、光学和储能等领域的新型材料生产工艺。
非晶带材具有高饱和磁感应强度、低磁损耗、优良的导电性和电阻率等特性,因此在电感、变压器、电源等领域有广泛的应用。
下面将介绍非晶带材生产的基本工艺。
首先,非晶带材生产的原料是由铁、镍、钴、硅等金属元素组成的合金,这些金属元素按一定比例混合,并通过高温熔炼,形成液态合金。
接下来,将液态合金倾倒在冷却铜轮上进行连铸。
在连铸过程中,通过调节铜轮的转速和冷却条件,使合金迅速凝固并形成带状结构。
同时,通过调节液态合金的成分和温度,可以控制非晶带材的组分和性能。
然后,将连铸得到的带材放置在真空中进行退火处理。
退火处理是为了消除内部应力,提高材料的饱和磁感应强度和导磁性能。
退火温度和时间根据具体材料的成分和要求而定。
在退火处理后,需要对带材进行切割和磨削。
切割是将连铸的带材剪成一定长度的片状材料,以便后续加工。
磨削是为了使带材的表面更加平滑,以提高接触导电性能。
最后,对切割和磨削后的带材进行绝缘处理以防止电流泄露。
绝缘处理可以通过涂覆绝缘漆或者在带材表面形成氧化保护膜来实现。
综上所述,非晶带材生产工艺包括原料制备、连铸、退火处理、切割和磨削、以及绝缘处理等步骤。
通过合理控制每个环节的参数和条件,可以获得优质的非晶带材。
非晶带材的生产工艺的不断改进和创新,将推动该材料在各个应用领域的发展和应用。
非晶态合金的制备工艺流程
非晶态合金是一种具有特殊结构和性质的金属材料,具有高硬度、高强度、耐腐蚀等优点,在电子、汽车、航空航天等领域有广泛应用。
非晶态合金的制备工艺流程主要包括原料选择、原料预处理、熔炼、快速冷却和后处理等步骤。
首先是原料选择,非晶态合金的制备需要选择合适的原料,通常选择金属元素和非金属元素组成的合金。
常用的原料有铁、镍、钴、铜、钛、锆等金属,以及硼、磷、碳等非金属元素。
接下来是原料预处理,原料需要进行预处理以提高合金的纯度和均匀性。
预处理包括原料的粉末制备、化学清洗以去除杂质和氧化物,以及高温煅烧等步骤。
然后是熔炼,预处理后的原料被放入熔炼炉中进行熔融。
熔融温度通常较高,达到元素的熔点以上。
可以采用多种方法进行熔炼,如电弧熔炼、感应熔炼、真空熔炼等。
接着是快速冷却,熔融的合金需要经过快速冷却以形成非晶态结构。
快速冷却的常用方法是快速凝固或轧制。
快速冷却可以使合金中的原子无法有序排列,形成非晶态结构,从而使合金具有非晶态合金的特性。
最后是后处理,快速冷却后的非晶态合金需要进行后处理以提高其性能和稳定性。
后处理包括退火、热处理、表面处理等步骤。
通过退火和热处理可以消除内部应
力,提高合金的硬度和强度;而表面处理可以增加合金的耐腐蚀性和装饰性。
总的来说,非晶态合金的制备工艺流程包括原料选择、原料预处理、熔炼、快速冷却和后处理等步骤。
每个步骤的参数和工艺条件都会影响合金的成分和性能,因此需要通过合理的工艺控制来获得理想的非晶态合金材料。
非晶态合金的制备工艺还在不断发展和改进中,以满足不同领域的应用需求。
退火工艺流程
《退火工艺流程》
退火是一种对金属材料进行热处理的工艺,通过加热和冷却的过程来改变材料的结晶状态和性能。
退火工艺流程在金属加工中起着非常重要的作用,可以降低材料的硬度,增加塑性,改善加工性能,提高材料的韧性和强度。
退火工艺流程一般包括以下几个步骤:
1. 加热
首先将金属材料加热到一定温度,使其达到所需的结晶状态。
根据不同的金属材料和要求的性能,加热温度和时间也会有所不同。
2. 保温
在达到所需温度后,需要将金属材料保持在这个温度下一定的时间,以确保金属内部的组织能够完全达到均匀稳定状态。
这个步骤也被称为恒温保温。
3. 冷却
经过保温后,将金属材料慢慢地冷却到室温。
冷却速度的调整对材料性能也有很大的影响,通常采用缓冷的方式进行。
通过这一系列的加热、保温和冷却过程,金属材料的结晶状态和组织结构会发生改变,从而使材料的性能得到提高。
退火工艺流程在金属加工中有着广泛的应用,可用于改变金属材料的硬度、强度、韧性等性能,以满足不同场合的要求。
同时,良好的退火工艺流程也可以有效地降低材料的内应力,提高材料的加工性能和稳定性,是一项非常重要的工艺技术。
a)将成型好的铁芯吊入退火架上,关合炉门;
b)将退火炉吊入真空罩内,关合真空罩,将真空罩内部抽成真空;
c)接通退火炉电源,开启加热,记录时间及环境温度;
d)向真空罩内充入氮气,开始记录测试点温度,每隔15 分钟记录一次;
e)开启加磁电流;
f)当至少50% 铁芯温度测试点温度达到370℃~ 380℃时,进行保温,保温时间为
40min ~ 75min ;
g)保温时间到达后,关闭氮气控制阀,打开炉门;
h)将铁芯用铲车取出,完成退火过程。
2. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,其中步
骤c)中,接通电源后,将退火炉的炉温设定在390℃~ 400℃,再开启加热。
3. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,其中步
骤d)中,向真空罩内充入氮气的时机为在退火炉第一只线圈的温度到达100℃时。
4. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,其中步
骤e)中,开启加磁电流的时机为在退火炉内任一铁芯温度测试点的温度达到200℃时。
5. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,所述步
骤e)与步骤f)之间,还包括退火炉温度重设步骤,具体为:当至少50% 铁芯温度测试点温
度达到350℃~ 360℃时,将退火炉炉温设置为370℃~ 385℃。
6. 根据权利要求5 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,所述步
骤e)与步骤f)之间,还包括退火炉温度重设步骤,具体为:当至少50% 铁芯温度测试点温
度达到355℃时,将退火炉炉温设置为375℃。
7. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,所述的
步骤f)中,当至少50% 铁芯温度测试点温度达到370℃时,进行保温,保温时间为45min。
8. 根据权利要求1 所述的一种非晶合金变压器铁芯的退火工艺,其特征在于,所述步
骤h)进一步为,在所有铁芯温度降至200℃以下后,再用铲车将铁芯取出。
非晶合金变压器铁芯的退火工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及变压器制造领域,具体的说,本发明涉及一种非晶合金变压器铁芯的
退火方法。
背景技术
[0002] 申请人生产的SBH15 型非晶合金变压器是目前国内最节能环保的配电变压器,其
铁芯主要由非晶合金带材制作而成。在制作过程中,铁芯必须经过退火流程才能使用。而
目前国内唯一一家生产非晶带材的企业所生产的非晶带材由于受到材料成份比例的制约,
材料受温度,湿度的影响较大,所以其在退火过程中容易出现铁损和激磁功率超标现象,容
易造成铁芯的报废。
[0003] 针对现有技术存在的上述不足,提出本发明。
发明内容
[0004] 鉴于现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种非晶合金变压器铁芯的
退火工艺方法。
[0005] 为实现上述发明目的,本发明提供的技术方案是:一种非晶合金变压器铁芯的退
火工艺,包括以下步骤:
[0006] a)将成型好的铁芯吊入退火架上,关合炉门;
[0007] b)将退火炉吊入真空罩内,关合真空罩,将真空罩内部抽成真空;
[0008] c)接通退火炉电源,开启加热,记录时间及环境温度;
[0009] d)向真空罩内充入氮气,开始记录测试点温度,每隔15 分钟记录一次;
[0010] e)开启加磁电流;
[0011] f)当至少50% 铁芯温度测试点温度达到370℃~ 380℃时,进行保温,保温时间为
40min ~ 75min ;
[0012] g)保温时间到达后,关闭氮气控制阀,打开炉门;
[0013] h)将铁芯用铲车取出,完成退火过程。
[0014] 其中步骤c)中,接通电源后,将退火炉的炉温设定在390℃~ 400℃,再开启加热。
[0015] 其中步骤d)中,向真空罩内充入氮气的时机为在退火炉第一只线圈的温度到达
100℃时。
[0016] 其中步骤e)中,开启加磁电流的时机为在退火炉内任一铁芯温度测试点的温度达
到200℃时。
[0017] 步骤e)与步骤f)之间,还包括退火炉温度重设步骤,具体为:当至少50% 铁芯温
度测试点温度达到350℃~ 360℃时,将退火炉炉温设置为370℃~ 385℃。当至少50% 铁
芯温度测试点温度达到355℃时,将退火炉炉温设置为375℃。
[0018] 所述的步骤f)中,当至少50% 铁芯温度测试点温度达到370℃时,进行保温,保温
时间为45min。
[0019] 所述步骤h)进一步为,在所有铁芯温度降至200℃以下后,再用铲车将铁芯取出。
[0020] 本发明的有益效果是:本发明有效解决了铁芯的退火这一难题,有效的控制了铁
芯的铁损和激磁功率2 个关键性参数,大大提高了铁芯退火的稳定性。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图对本发明的实施例进行说明。
[0022] 实施例1 :
[0023] 本方案主要把铁心退火炉放到真空罩内,使非晶合金铁心退火炉在真空的环境下
完成整个退火过程。其退火过程如下:
[0024] a)将成型好的铁心按大小、依次吊入退火架上,关合炉门;
[0025] b)将退火炉吊入真空罩内,关合真空罩后把真空罩内部抽成真空;
[0026] c)接通电源,将炉温设定在400℃,开启加热,记录时间及环境温度;
[0027] d)当第一只线圈温度到达100℃时,打开氮气控制阀向真空罩内充入氮气,开始记
录测试点温度,每隔15 分钟记录一次;
[0028] e)第1 只铁心温度到200℃时,开启加磁电流;
[0029] f)当所有测试点铁心温度有50% 以上达到355℃的设定值时,将炉温设置在
375℃ ;
[0030] g)当测试点温度有一半达到370℃的设定值时,开始保温,保温时间在45min ;
[0031] h)保温时间到达后,关闭氮气阀,打开炉门;
[0032] i)当所有铁心温度均降至200℃以下时,将铁心用铲车取出,完成退火过程。
[0033] 由于在真空环境下对退火炉内及整个真空罩充入氮气,从而有效的保证了非晶合
金铁心在退火过程中不受外界空气的温度、湿度等条件的影响,提高了其稳定性。
[0034] 实施例2 :
[0035] 本实施例方案主要把铁心退火炉放到真空罩内,使非晶合金铁心退火炉在真空的
环境下完成整个退火过程。其退火过程如下:
[0036] a)将成型好的铁心按大小、依次吊入退火架上,关合炉门;
[0037] b)将退火炉吊入真空罩内,关合真空罩后把真空罩内部抽成真空;
[0038] c)接通电源,将炉温设定在390℃,开启加热,记录时间及环境温度;
[0039] d)当第一只线圈温度到达100℃时,打开氮气控制阀向真空罩内充入氮气,开始记
录测试点温度,每隔15 分钟记录一次;
[0040] e)第1 只铁心温度到200℃时,开启加磁电流;
[0041] f)当所有测试点铁心温度有50% 以上达到350℃的设定值时,将炉温设置在
385℃ ;
[0042] g)当测试点温度有一半达到380℃的设定值时,开始保温,保温时间在40min ;
[0043] h)保温时间到达后,关闭氮气阀,打开炉门;
[0044] i)当所有铁心温度均降至200℃以下时,将铁心用铲车取出,完成退火过程。
[0045] 实施例2 :
[0046] 本实施例方案主要把铁心退火炉放到真空罩内,使非晶合金铁心退火炉在真空的
环境下完成整个退火过程。其退火过程如下:
[0047] a)将成型好的铁心按大小、依次吊入退火架上,关合炉门;
[0048] b)将退火炉吊入真空罩内,关合真空罩后把真空罩内部抽成真空;
[0049] c)接通电源,将炉温设定在395℃,开启加热,记录时间及环境温度;
[0050] d)当第一只线圈温度到达100℃时,打开氮气控制阀向真空罩内充入氮气,开始记
录测试点温度,每隔15 分钟记录一次;
[0051] e)第1 只铁心温度到200℃时,开启加磁电流;
[0052] f)当所有测试点铁心温度有50% 以上达到360℃的设定值时,将炉温设置在
380℃ ;
[0053] g)当测试点温度有一半达到375℃的设定值时,开始保温,保温时间在75min ;
[0054] h)保温时间到达后,关闭氮气阀,打开炉门;
[0055] i)当所有铁心温度均降至200℃以下时,将铁心用铲车取出,完成退火过程。