Что такое неориентированная электротехническая сталь - свойства, производство и применение

Неориентированная электротехническая сталь (часто сокращенно НОЭС) - это холоднокатаный прокат, легированные кремнием Электротехническая сталь, созданная для того, чтобы иметь практически одинаковые магнитные свойства во всех направлениях в плоскости. Такая изотропия делает ее материалом для вращающихся машин - двигателей, генераторов и многих типов приводов, - где магнитный поток постоянно меняет направление.

В качестве ведущий поставщик и переработчик стали, Weijunli Steel расскажет о составе, производстве, магнитных характеристиках, стандартах, типичных областях применения, а также даст практические рекомендации по закупкам для инженеров и покупателей.

Основная химия и формы продуктов

По своей сути, неориентированная электротехническая сталь это сплав низкоуглеродистой стали с добавлением кремния (обычно около 1,0-3,5% Si) и строго контролируемые примеси (очень низкое содержание C, S и P). Кремний увеличивает электрическое сопротивление и снижает потери на вихревые токи на переменных частотах, а низкое содержание углерода минимизирует магнитное старение и гистерезисные потери.

Распространенные формы продукции включают:

• Катушки: Это основная форма закупок для крупных производителей и крупных штамповочных заводов. Она позволяет заказчикам гибко штамповать сердечники статоров и роторов по собственным проектам, что является основой для достижения крупносерийного производства и контроля затрат.
• Резка ламината и штабелированные стержниПодходит для разработки прототипов, мелкосерийного производства или для производителей, не имеющих возможности штамповки. Прямая поставка готовых изделий значительно сокращает цикл исследований и разработок и снижает сложность производства.

Типичная толщина: 0,35 мм, 0,50 мм, 0,65 мм (более тонкие калибры используются для снижения потерь на высоких частотах)

NOES производится и продается в соответствии с критериями магнитных потерь, проницаемости и пробиваемости, требуемыми разработчиками двигателей.

Как это сделано - основные этапы производства

Производственный маршрут для неориентированная электротехническая сталь Сочетание термомеханической обработки и отжига позволяет получить чистый изотропный материал с низкими потерями:

1. Сталеплавильное и литейное производство: Химический состав расплава строго контролируется, чтобы минимизировать количество примесей и установить содержание Si. Непрерывное литье позволяет получать слябы с низким содержанием примесей.
2. Горячая прокатка и травление: Слябы подвергаются горячей прокатке, травлению для удаления окалины и подготовке к холодной прокатке.
3. Холодная прокатка: Многопроходная холодная прокатка уменьшает толщину до заданного калибра и вносит деформацию, которая будет устранена при отжиге.
4. Промежуточный отжиг (отжиги): Контролируемые отжиги частично рекристаллизуют структуру, улучшая формуемость и подготавливая микроструктуру к окончательному отжигу.
5. Окончательный отжиг (обезуглероживание): Обезуглероживающий отжиг в контролируемой атмосфере уменьшает остаточный углерод и создает магнитную текстуру, необходимую для низких потерь.
6. Изолирующее покрытие: Тонкий изоляционный лак или неорганическое покрытие (обычно 1-3 мкм) наносится для увеличения межламинарного сопротивления и уменьшения вихревых токов в собранных сердечниках.
7. Резка и упаковка: Рулоны разрезаются на отрезки необходимой ширины и упаковываются в защитные прокладки для транспортировки.

Контроль качества на каждом этапе (химический анализ, контроль толщины и магнитные испытания) необходим для обеспечения стабильности магнитные характеристики

Магнитные и физические свойства

Определяющие атрибуты неориентированная электротехническая сталь Это низкие потери в сердечнике и достаточно высокая проницаемость во всех направлениях в плоскости:

• Потери в сердечнике (Вт/кг): Измеряется при заданной плотности потока и частоте (например, 1,5 Т @ 50 Гц). Покупатели должны запросить данные о потерях в рабочей точке, соответствующей их машине.
• Проницаемость: Высокая начальная и максимальная проницаемость снижает ток намагничивания и повышает эффективность.
• Изотропия: Магнитные свойства мало зависят от направления, поэтому NOES подходит для вращающихся потоков.
• Пробиваемость и формуемость: При выборе покрытия и толщины соблюдайте баланс между легкостью штамповки и характеристиками потерь. Более тонкие покрытия снижают вихревые потери на высоких частотах, но их может быть сложнее штамповать.

Дизайнеры выбирают марку, которая обеспечивает наилучший баланс между электрическими потерями, технологичностью и стоимостью.

Оценки, стандарты и баллы спецификации

Укажите неориентированная электротехническая сталь использование международно признанных метрик, а не только торговых названий. Основные ссылки включают IEC/EN (серия IEC 60404), JIS, GB/T и спецификации поставщиков. При заказе указывайте:

• Магнитные потери при заданном потоке и частоте (например, Вт/кг при 1,5 Т, 50 Гц).
• Толщина (мм) и допустимые отклонения.
• Тип покрытия (например, C5, C3) и толщина покрытия.
• Рейтинг перфораторов или пригодность штамповки для предполагаемой геометрии штампа.

В общепринятых коммерческих обозначениях могут использоваться номера потерь (например, 50 Вт, 35 Вт) или коды серий (серия M). Для окончательного выбора всегда запрашивайте кривые потерь, прошедшие испытания.

Типовые применения

Неориентированная электротехническая сталь оптимизирован для устройств с разнонаправленным или вращающимся магнитным потоком:

• Асинхронные двигатели переменного тока и синхронные двигатели (промышленные, HVAC, насосы, воздуходувки).
• Тяговый электродвигатель и электродвигатель помощи при трогании с места (электромобили и гибридные автомобили) при использовании специальных марок NOES.
• Малые генераторы и генераторы переменного тока где присутствует изотропный поток.
• Дроссели, реакторы и некоторые типы трансформаторов с разнонаправленными потоками (хотя зернисто-ориентированная сталь остается выбором для силовых трансформаторов с однонаправленным потоком).

Для высокочастотных или очень высокоэффективных конструкций могут быть выбраны более тонкие марки NOES или специализированные сплавы с низкими потерями.

NOES против GOES - когда использовать каждый из них

• Неориентированная электротехническая сталь (NOES): Изотропные магнитные свойства - используется во вращающихся машинах и с разнонаправленным потоком.

• Зерноориентированная электротехническая сталь (GOES): Имеет очень высокий уровень анизотропии, что связано с очень низкими потерями относительно направления прокатки - используется для сердечников трансформаторов, которые, как правило, имеют флюс вдоль направления прокатки.

Практическое правило: используйте неориентированную электротехническую сталь для двигателей и генераторов; используйте GOES для сердечников силовых трансформаторов.

Контрольный список испытаний, контроля качества и закупок

Необходимые анализы и документы для запроса:

• Кривые потерь в сердечнике и данные о проницаемости при соответствующем потоке/частоте.
• Химический анализ и сертификат о проверке мельницы (MTC).
• Технические характеристики покрытия (тип и толщина) и испытания на адгезию.
• Механические испытания (растяжение, удлинение) необходимы, если механическая формовка является критически важной.
• Образцы ламинатов для испытаний штампов с целью проверки наличия заусенцев, качества кромок и укладки.

Приобретите небольшую пробную катушку или образец ламината перед полным производственным заказом, чтобы убедиться, что штамповка и электромагнитные характеристики соответствуют ожиданиям.

Рекомендации по хранению, обращению и штамповке

Катушки следует хранить в сухих помещениях. Изоляционные покрытия могут быть хрупкими и повреждаться при обращении, поэтому будьте осторожны с катушками, чтобы не поцарапать их и не загрязнить. При штамповке необходимо оптимизировать зазор в штампе, подобрать смазку и выбрать марку NOES, удовлетворяющую условиям образования заусенцев и кромок при производстве больших объемов.

Заключение

Неориентированная электротехническая сталь является основным, экономически эффективным магнитным материалом для вращающихся электрических машин благодаря изотропному магнитному поведению и низким потерям при правильном выборе. Для разработчиков и закупщиков двигателей правильный выбор марки NOES, основанный на данных о потерях в рабочих точках, толщине, покрытии и возможности штамповки, напрямую влияет на эффективность, технологичность и общую стоимость жизненного цикла.

О компании Weijunli Steel

В качестве ведущий поставщик и переработчик стали, Weijunli Steel предлагает оптовая поставка неориентированной стали и другие распространённые оптовые поставки стали. Опираясь на наш высокопроизводительный завод, Weijunli Steel способна предоставить индивидуальные индивидуальные стальные решения которые основаны на ваших конкретных потребностях. На протяжении многих лет наша фабрика поддерживает стабильное качество, гибкие спецификации и конкурентоспособные сроки поставки для клиентов по всему миру.