RU2767370C1 - Method of producing anisotropic electrical steel with thermostable laser barriers - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, namely to production of sheet anisotropic electrical steel, mainly with oriented grain structure, which can be used for production of various types of magnetic cores, including cores of transformers and other electrical machines. Method of manufacturing a sheet workpiece for the production of magnetic conductors, consisting of a substrate from anisotropic electrical steel with a forsterite coating formed on its surface and a powder mineral dielectric coating formed on top of it, includes the manufacture of a sheet workpiece from anisotropic electrical steel with a forsterite coating formed on its surface and the subsequent application of a powder mineral dielectric coating containing complex oxides containing Mg, Si and Al, drying the coating by heating, after which the surface of the coated sheet workpiece is heated by a laser beam moving along the width of the sheet workpiece, with provision of formation of grooves made in the form of tracks and formation of granules from ceramic particles of Mg, Si and Al oxides during melting of surface layer in said grooves.

EFFECT: reduced specific magnetic and electrical losses in cores with simultaneous stabilization of steel sheet properties during manufacture of finished products, including during process annealing, as well as during operation of finished magnetic cores.

5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии производства листовой анизотропной электротехнической стали, преимущественно, с ориентированной зеренной структурой, которая может быть использована для изготовления различного типа магнитопроводов, в том числе, сердечников трансформаторов и других электрических машин.The invention relates to metallurgy, specifically to the production technology of sheet anisotropic electrical steel, mainly with a grain-oriented structure, which can be used for the manufacture of various types of magnetic circuits, including the cores of transformers and other electrical machines.

Такая сталь должна иметь низкие удельные магнитные потери на перемагничивание и обеспечивать высокую индукцию после сборки магнитопроводов.Such steel should have low specific magnetic reversal losses and provide high induction after the assembly of magnetic cores.

Одним из эффективных способов снижения удельных магнитных потерь является создание в поверхностном слое стального листа различных структурных барьеров, которые обеспечивают оптимизацию доменной структуры.One of the effective ways to reduce specific magnetic losses is to create various structural barriers in the surface layer of the steel sheet, which provide optimization of the domain structure.

Известен способ изготовления анизотропной электротехнической стали, который включает горячую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку, обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиги и обработку поверхности полосы лазером перпендикулярно направлению прокатки в магнитном поле с заданной напряженностью (по пат. SU 1744128 А1 1992). С целью снижения магнитных потерь обработку лазером предложено проводить в магнитном поле, ориентированном вдоль направления прокатки.A known method of manufacturing anisotropic electrical steel, which includes hot rolling, at least one cold rolling, decarburization and recrystallization annealing and laser strip surface treatment perpendicular to the direction of rolling in a magnetic field with a given intensity (according to US Pat. SU 1744128 A1 1992). In order to reduce magnetic losses, laser treatment is proposed to be carried out in a magnetic field oriented along the rolling direction.

Недостатком данного способа является его недостаточно высокая эффективность, кроме того, применение известного решения связано с неизбежными дополнительными энергозатратами и технологическими трудностями применения. Кроме того, наблюдается нестабильность получаемого эффекта после изготовления магнитопровода.The disadvantage of this method is its insufficiently high efficiency, in addition, the use of the known solution is associated with the inevitable additional energy costs and technological difficulties in the application. In addition, there is an instability of the effect obtained after the manufacture of the magnetic circuit.

Например, при изготовлении витых магнитопроводов, используемых в трансформаторах высокой и средней мощности, существует необходимость проведения отжига для снятия напряжений полученных в процессе изготовления. Однако, в процессе снятия напряжений, нейтрализуется эффект оптимизации доменной структуры полученный за счет поверхностных структурных барьеров, что приводит к незапланированному росту удельных магнитных потерь. При изготовлении плоских магнитопроводов также существуют проблемы с изменением свойств пакетов стали, поскольку вибрация пластин в процессе эксплуатации под действием сил, формируемых магнитным полем, а также вследствие магнитострикции пластин, приводит к разрыхлению изоляционного покрытия, ослаблению сил трения между пластинами пакета и повышению уровня шума, что часто является недопустимым. Пропитка готовых сердечников диэлектрическими смолами, см., например, http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?27131-%C7%F3%E4%E8%F2-%F2%F0%E0%ED%F1%F4%EE%F0%EC%E0%F2%EE%F0&s=a156ae36b330 4af9b295bfa7c479835e, решает проблему, но является дорогостоящей операцией и существенно повышает стоимость готовых изделий.For example, in the manufacture of twisted magnetic circuits used in transformers of high and medium power, there is a need for annealing to relieve stresses obtained during the manufacturing process. However, in the process of stress relief, the effect of domain structure optimization obtained due to surface structural barriers is neutralized, which leads to an unplanned increase in specific magnetic losses. In the manufacture of flat magnetic cores, there are also problems with changing the properties of steel packages, since the vibration of the plates during operation under the action of forces generated by the magnetic field, as well as due to the magnetostriction of the plates, leads to loosening of the insulating coating, weakening of the friction forces between the plates of the package and an increase in the noise level, which is often unacceptable. Impregnation of finished cores with dielectric resins, see for example http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?27131-%C7%F3%E4%E8%F2-%F2%F0%E0%ED%F1 %F4%EE%F0%EC%E0%F2%EE%F0&s=a156ae36b330 4af9b295bfa7c479835e, solves the problem, but is an expensive operation and significantly increases the cost of finished products.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ производства текстурованного листа электротехнической стали (по пат. RU 2509163 С1 2011), включающий формирование канавок, каждая из которых имеет заданную длину и вытянута в направлении пересечения с направлением транспортировки текстурованного листа электротехнической стали, при заданных интервалах в направлении транспортировки, посредством облучения лазерным лучом при сканировании поверхности, причем лазерный луч представляет собой луч лазера непрерывного излучения с длиной волны λ от 1,0 до 2,1 мкм, с плотностью мощности Pd [Вт/мм²], полученной делением интенсивности Р лазерного луча на площадь S сфокусированного луча, составляющей 5-105 Вт/мм² или более, при этом плотность мощности Pd [Вт/мм²] и скорость сканирования V [мм/с] сфокусированного пятна лазерного луча на поверхности текстурованного листа электротехнической стали удовлетворяет соотношению 0,005⋅Pd+3000≤V≤0,005⋅Pd+40000. При этом возможно формирование затвердевшего слоя на внешней поверхности канавки.The closest to the described invention in terms of technical essence and the achieved result is a method for the production of a grain-oriented sheet of electrical steel (according to US Pat. RU 2509163 C1 2011), including the formation of grooves, each of which has a given length and is elongated in the direction of intersection with the direction of transportation of a grain-oriented sheet of electrical steel , at predetermined intervals in the transport direction, by irradiating a laser beam while scanning the surface, the laser beam being a continuous laser beam with a wavelength λ of 1.0 to 2.1 µm, with a power density of Pd [W/mm ² ], obtained by dividing the intensity P of the laser beam by the area S of the focused beam, which is 5-105 W/mm ² or more, while the power density Pd [W/mm ² ] and the scanning speed V [mm/s] of the focused spot of the laser beam on the surface of the textured electrical steel sheet satisfies the ratio 0.005⋅Pd+3000≤V≤0, 005⋅Pd+40000. In this case, the formation of a hardened layer on the outer surface of the groove is possible.

Недостатком данного способа является сложность реализации данной технологии в промышленных условиях с учетом необходимости производить расплавление металла в зоне обработки лазером для получения затвердевшего слоя на внешней поверхности канавки без прожига полосы и обеспечить его застывание без коробления металла. Кроме того, эффект от оптимизации доменной структуры, получаемый после такой обработки, нестабилен и зачастую снижается в результате отжига магнитопроводов.The disadvantage of this method is the difficulty of implementing this technology in industrial conditions, taking into account the need to melt the metal in the laser treatment zone to obtain a hardened layer on the outer surface of the groove without burning the strip and to ensure its solidification without metal warping. In addition, the effect of domain structure optimization obtained after such treatment is unstable and often decreases as a result of magnetic circuit annealing.

Таким образом, существующие способы производства электротехнической стали, в том числе, анизотропной электротехнической стали со структурными барьерами не обеспечивают стабильности получаемого эффекта по снижению удельных магнитных потерь после отжига витых магнитопроводов, не являются универсальными и не обеспечивают стабильность механических свойств готовых изделий при эксплуатации.Thus, the existing methods for the production of electrical steel, including anisotropic electrical steel with structural barriers, do not provide stability of the effect obtained in reducing specific magnetic losses after annealing of twisted magnetic cores, are not universal and do not provide stability of the mechanical properties of finished products during operation.

Предлагаемое техническое решение направлено на решение задачи по получению анизотропной электротехнической стали с барьерами, эффективно снижающими удельные магнитные потери за счет оптимизации доменной структуры и обладающими эффектом термостабильности в процессе отжига витых магнитопроводов. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в уменьшении удельных магнитных и электрических потерь в сердечниках с одновременной стабилизацией свойств стального листа при изготовлении готовых изделий, в том числе, при проведении технологического отжига, а также в процессе эксплуатации готовых магнитопроводов.The proposed technical solution is aimed at solving the problem of obtaining anisotropic electrical steel with barriers that effectively reduce specific magnetic losses by optimizing the domain structure and have the effect of thermal stability in the process of annealing twisted magnetic cores. The technical result achieved by using the invention is to reduce the specific magnetic and electrical losses in the cores while stabilizing the properties of the steel sheet in the manufacture of finished products, including during technological annealing, as well as during the operation of finished magnetic cores.

Указанный результат достигается за счет того, что предложен способ изготовления листовой заготовки для производства магнитопроводов, заключающийся в том, что изготавливают лист анизотропной электротехнической стали, с нанесенным на поверхность листа форстеритным защитным покрытием;This result is achieved due to the fact that a method for manufacturing a sheet blank for the production of magnetic circuits is proposed, which consists in the fact that a sheet of anisotropic electrical steel is made with a forsterite protective coating applied to the surface of the sheet;

наносят на поверхность листа порошковое минеральное покрытие;a mineral powder coating is applied to the surface of the sheet;

закрепляют частицы порошкового минерального покрытия на поверхности листа с формированием диэлектрического покрытия;fixing the particles of powdered mineral coating on the surface of the sheet with the formation of a dielectric coating;

и нагревают поверхность листа пучком лазерного излучения, перемещающимся по поверхности листа с обеспечением расплавления поверхностного слоя, формирования канавки на поверхности анизотропной электротехнической стали, и образованием вдоль канавки поверх канавки гранул керамических частиц, связанных стекловидной массой. Перед нагреванием поверхности листа пучком лазерного излучения, в частном случае реализации, закрепляют частицы минерального порошкового покрытия на поверхности листа путем нагрева листа при проведении выпрямляющего отжига. Также, в частном случае реализации, нагрев поверхности листа пучком лазерного излучения, перемещающимся по поверхности листа с обеспечением расплавления поверхностного слоя, формированием канавки на поверхности анизотропной электротехнической стали, и образованием вдоль канавки поверх канавки гранул керамических частиц, связанных стекловидной массой производят до нанесения порошкового минерального покрытия. Еще в одном частном случае реализации, перед нагреванием поверхности листа пучком лазерного излучения, закрепляют частицы минерального порошкового покрытия на поверхности листа путем нагрева листа при проведении выпрямляющего отжига. Нагрев поверхности листа пучком лазерного излучения, перемещающимся по поверхности листа, может быть проведен с обеспечением расплавления поверхностного слоя, формированием канавки на поверхности анизотропной электротехнической стали, и образованием вдоль канавки поверх канавки гранул керамических частиц, связанных стекловидной массой может быть произведен до нанесения на поверхность листа минерального покрытия.and heating the surface of the sheet with a laser beam moving over the surface of the sheet to melt the surface layer, form a groove on the surface of the anisotropic electrical steel, and form along the groove over the groove granules of ceramic particles bound by the vitreous mass. Before heating the surface of the sheet with a laser beam, in the particular case of implementation, the particles of the mineral powder coating are fixed on the surface of the sheet by heating the sheet during straightening annealing. Also, in a particular case of implementation, heating of the sheet surface with a laser radiation beam moving over the sheet surface to ensure the melting of the surface layer, the formation of a groove on the surface of anisotropic electrical steel, and the formation along the groove over the groove of granules of ceramic particles bound by a vitreous mass is carried out before applying a powdered mineral coatings. In another particular implementation, prior to heating the surface of the sheet with a laser beam, particles of the mineral powder coating are fixed on the surface of the sheet by heating the sheet during straightening annealing. The heating of the sheet surface by a laser beam moving over the sheet surface can be carried out to ensure the melting of the surface layer, the formation of a groove on the surface of anisotropic electrical steel, and the formation along the groove over the groove of granules of ceramic particles bound by a vitreous mass can be carried out before application to the sheet surface mineral coating.

В другом частном случае реализации перед нанесением защитного покрытия проводят завершающую холодную прокатку и обезуглероживающий отжиг стального листа в отдельных случаях совмещенный с азотированием, также перед нанесением защитного покрытия проводят холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг и завершающую холодную прокатку стального листа.In another particular implementation, before applying the protective coating, the final cold rolling and decarburization annealing of the steel sheet are carried out, in some cases combined with nitriding, and before applying the protective coating, cold rolling, decarburization annealing and the final cold rolling of the steel sheet are carried out.

Нагрев поверхности листа пучком лазерного излучения, перемещающимся по поверхности листа с обеспечением расплавления поверхностного слоя, формированием канавки на поверхности анизотропной электротехнической стали, и образованием вдоль канавки поверх канавки гранул керамических частиц, связанных стекловидной массой может быть произведен до или перед нанесением на поверхность листа минерального покрытия.Heating of the sheet surface with a laser beam moving over the sheet surface to melt the surface layer, form a groove on the surface of anisotropic electrical steel, and form along the groove over the groove granules of ceramic particles bound by a vitreous mass can be performed before or before applying a mineral coating to the surface of the sheet. .

Материал минерального порошкового покрытия может содержать окислы Mg, Si, Al, а также неизбежные примеси.The mineral powder coating material may contain oxides of Mg, Si, Al, as well as unavoidable impurities.

На фиг. 1 показан внешний вид гранул, формируемых в процессе реализации изобретения.In FIG. 1 shows the appearance of the granules formed during the implementation of the invention.

Изобретение реализуется следующим образом:The invention is implemented as follows:

На первом этапе производят выплавку слябов из стали с содержанием кремния от 3 до 3,3%, где остальное железо и неизбежные примеси и внесенные элементы для обеспечения технологии, например, алюминий, используемый в качестве раскислителя, азот, формирующий нитриды и сера, используемая для формирования сульфидов.At the first stage, slabs are smelted from steel with a silicon content of 3 to 3.3%, where the rest is iron and inevitable impurities and introduced elements to ensure technology, for example, aluminum used as a deoxidizer, nitrogen forming nitrides and sulfur used for sulfide formation.

Далее производится горячая прокатка стали до толщины около 3 мм. В процессе нагрева слябов растворяются сформировавшиеся при выплавке включения, материал которых повторно выпадает при охлаждении, но с уменьшением размера включений относительно исходных.Next, the steel is hot rolled to a thickness of about 3 mm. In the process of heating the slabs, the inclusions formed during smelting are dissolved, the material of which precipitates again upon cooling, but with a decrease in the size of the inclusions relative to the original ones.

Далее производится нормализация проката целью охлаждения и формирования однородной структуры в толще листа. А также травление, в процессе которого поверхность листа очищается от окалины и окислов, а результате чего существенно повышается стабильность свойств готовой продукции.Next, the rolled products are normalized in order to cool and form a homogeneous structure in the thickness of the sheet. As well as etching, during which the surface of the sheet is cleaned of scale and oxides, and as a result, the stability of the properties of the finished product is significantly increased.

В процессе холодной прокатки до толщины от 0,65 до 1 мм формируется стальной лист с анизотропной структурой, а последующее однократное уменьшение толщины листа в три раза и более, существенно повышает анизотропность проката, обеспечивает стабильность свойств стали при технологическом отжиге, а также при механической обработке, в том числе при точечной сварке, ударных воздействиях и создании зон локальной напряженности, например, при соединении листов в пакет с использованием механического крепежа.In the process of cold rolling to a thickness of 0.65 to 1 mm, a steel sheet with an anisotropic structure is formed, and the subsequent one-time reduction in sheet thickness by a factor of three or more significantly increases the anisotropy of rolled products, ensures the stability of steel properties during technological annealing, as well as during machining , including when spot welding, impact and creating zones of local tension, for example, when connecting sheets into a package using mechanical fasteners.

При первичной холодной прокатке листа до толщины менее 0,65 мм, существенное повышение анизотропности стали, при последующем уменьшении толщины листа, не происходит, а при последующей прокатке листа толщиной более 1 мм происходит снижение качества проката в части механической прочности готовой продукции и магнитных свойств проката. Последующее уменьшение толщины стали менее чем в 2,5During the primary cold rolling of the sheet to a thickness of less than 0.65 mm, a significant increase in the anisotropy of the steel, with a subsequent decrease in the thickness of the sheet, does not occur, and during the subsequent rolling of the sheet with a thickness of more than 1 mm, the quality of the rolled products decreases in terms of the mechanical strength of the finished product and the magnetic properties of the rolled products . Subsequent reduction in steel thickness of less than 2.5

раза не обеспечивает существенное повышение анизотропности проката, а максимальное уменьшение толщины проката, обеспечивающее повышение анизотропности, ограничивается только параметрами технологического процесса. Например, образование трещин и разрывов в готовой продукции, при чрезмерном истончении проката, недопустимо.times does not provide a significant increase in the anisotropy of the rolled products, and the maximum decrease in the thickness of the rolled products, which provides an increase in the anisotropy, is limited only by the parameters of the technological process. For example, the formation of cracks and breaks in the finished product, with excessive thinning of rolled products, is unacceptable.

Обезуглероживающе-рекристаллизационный отжиг проводится в агрегатах непрерывного отжига полосы. При этом происходит разупрочнение металла вследствие проходящей рекристаллизации и из полосы удаляется избыточный углерод, внесенный в процесс выплавки сляба. Кроме этого происходит окисление поверхности полосы с образованием зоны внутреннего окисления (ЗВО) металла глубиной несколько мкм. Данный слой впоследствии используется в качестве подложки для формирования грунтового слоя электроизоляционного покрытия. В частном случае данная операция совмещается с дополнительным азотированием стали.Decarburizing-recrystallization annealing is carried out in continuous strip annealing units. In this case, the metal is weakened due to ongoing recrystallization, and excess carbon introduced in the slab melting process is removed from the strip. In addition, the surface of the strip is oxidized with the formation of an internal oxidation zone (IEO) of the metal with a depth of several microns. This layer is subsequently used as a substrate to form the ground layer of the electrical insulating coating. In a particular case, this operation is combined with additional steel nitriding.

Нанесение термостойкого покрытия производится на агрегатах защитных покрытий протяжного типа. После задачи и размотки полоса очищается от остатков смазочно-охлаждающей жидкости, сохранившихся после холодной прокатки, после чего на полосу наносится водная суспензия MgO в виде водной суспензии, после чего полоса сушится в процессе прохождения полосы через печь. На выходе из печи полоса сматывается в рулон, после чего проводится высокотемпературный отжиг.Application of a heat-resistant coating is carried out on units of protective coatings of a lingering type. After tasking and unwinding, the strip is cleaned of cutting fluid residues remaining after cold rolling, after which an aqueous suspension of MgO is applied to the strip in the form of an aqueous suspension, after which the strip is dried during the passage of the strip through the furnace. At the exit from the furnace, the strip is wound into a roll, after which high-temperature annealing is carried out.

Высокотемпературный отжиг (ВТО) проводится путем отжига рулонов в высокотемпературных печах в атмосфере водорода. Температуры отжига превышают 1100°С. Длительность отжига - несколько суток. В процессе отжига проходит первичная, а затем вторичная рекристаллизация. При этом происходит избирательный рост зерна с получением текстуры Госса. Часть MgO проникает в поверхность ЗВО и формирует на поверхности соединение форстерит.High temperature annealing (HTO) is carried out by annealing coils in high temperature furnaces in a hydrogen atmosphere. Annealing temperatures exceed 1100°C. The duration of annealing is several days. During the annealing process, primary and then secondary recrystallization takes place. In this case, selective grain growth occurs to obtain a Goss texture. A part of MgO penetrates into the surface of the HZO and forms a forsterite compound on the surface.

Последующее нанесение электроизоляционного покрытия и выпрямляющий отжиг проводится в протяжных агрегатах. После размотки полоса промывается от остатков MgO и сушится. Далее наносится электроизоляционное покрытие которое пропитывает грунтовый слой. Покрытие сушится в печи, в процессе чего осуществляется выпрямляющий отжиг для снятия остаточных внутренних напряжений.The subsequent application of an electrically insulating coating and straightening annealing is carried out in broaching units. After unwinding, the strip is washed to remove MgO residues and dried. Next, an electrically insulating coating is applied that impregnates the soil layer. The coating is dried in an oven, during which straightening annealing is carried out to relieve residual internal stresses.

Дополнительная лазерная обработка проводится селективно для определенного объема металла. В процессе обработки поверхность проката скрайбируется лазерным пучком по ширине полосы с образованием «дорожки» которая является барьером для областей самопроизвольного магнитного насыщения (магнитных доменов) на которые разбивается ферромагнетик. При этом мощность лазерного излучения и ширина пятна выбираются такими, что обеспечивается расплавление окислов металлов до вязкости, достаточной для формирования стекловидных гранул или керамических частиц, связанных стекловидной массой, содержащих керамические включения, пример которых показан на фиг.1. Кристаллическая структура керамических включений обеспечивает более наиболее плотное сцепление гранул с поверхностью металла, однако, с формированием под гранулами углублений, получение гранул состоящих из керамических частиц, связанных стекловидной массой или полностью стекловидных гранул не снижает прочность сцепления гранул с поверхностью металла за счет повышения общей поверхности границы соприкосновения и общего соотношения вогнутости/выпуклости границ. В частном случае дополнительная лазерная обработка проводится после промывки полосы от остатков MgO и сушки и до нанесения электроизоляционного покрытия.Additional laser processing is carried out selectively for a certain amount of metal. During processing, the surface of the rolled product is scribbled by a laser beam along the width of the strip with the formation of a "track" which is a barrier to the regions of spontaneous magnetic saturation (magnetic domains) into which the ferromagnet is broken. In this case, the power of laser radiation and the width of the spot are chosen such that melting of metal oxides is ensured to a viscosity sufficient to form vitreous granules or ceramic particles bound by a vitreous mass containing ceramic inclusions, an example of which is shown in Fig.1. The crystalline structure of ceramic inclusions ensures the tightest adhesion of granules to the metal surface, however, with the formation of recesses under the granules, the production of granules consisting of ceramic particles bound by a vitreous mass or completely vitreous granules does not reduce the adhesion strength of the granules to the metal surface due to an increase in the total interface surface contact and the general ratio of concavity / convexity of the boundaries. In a particular case, additional laser processing is carried out after washing the strip from MgO residues and drying, and before applying an electrically insulating coating.

В процесс лазерной обработки, частицы окислы кремния и магния, входящие в состав электроизоляционного покрытия, избирательно расплавляются и под действием сил поверхностного натяжения, собираются в гранулы, увлекая также тугоплавкие керамические частицы, расположенные на поверхностном слое. Повышенная твердость гранул обеспечивает плотное соединение листов в пакете между собой, что гарантирует стабильность механических свойств пакетов в процессе эксплуатации, также экспериментально установлено, что под гранулами в поверхности листа формируются углубления, которые являются барьерами для областей самопроизвольного магнитного насыщения, магнитных доменов, формирующих микроструктуру ферромагнетика, что существенно снижает магнитные потери в материале. Кроме этого, разделение листов электроизоляционным материалом гранул снижает электрические потери в готовой продукции.During the laser processing, silicon and magnesium oxide particles, which are part of the electrical insulating coating, are selectively melted and, under the action of surface tension forces, are collected into granules, also entraining refractory ceramic particles located on the surface layer. The increased hardness of the granules provides a tight connection of the sheets in the package to each other, which guarantees the stability of the mechanical properties of the packages during operation, it has also been experimentally established that recesses are formed under the granules in the surface of the sheet, which are barriers for the regions of spontaneous magnetic saturation, magnetic domains that form the microstructure of the ferromagnet , which significantly reduces magnetic losses in the material. In addition, separating the sheets with electrical insulating material granules reduces electrical losses in the finished product.

Сформированные дорожки с керамическими включениями являются эффективными барьерами для дробления доменов и при этом стойкими к воздействию температуры и операциям по переработке листа для изготовления магнитопроводов.The formed tracks with ceramic inclusions are effective barriers to domain fragmentation while being resistant to temperature and sheet processing operations for the manufacture of magnetic circuits.

Лазерную обработку поверхности проката проводят таким образом, что подбираемая совокупность параметров лазерной обработки, включая размер проекции пятна, мощность излучения и скорость сканирования луча, должны обеспечивать оплавление тонкого поверхностного слоя полосы с образованием в зоне воздействия луча вкраплений керамических соединений, содержащих Mg, Si, О.The laser treatment of the rolled surface is carried out in such a way that the selected set of laser treatment parameters, including the size of the spot projection, the radiation power and the beam scanning speed, should ensure the melting of a thin surface layer of the strip with the formation of inclusions of ceramic compounds containing Mg, Si, O in the beam impact zone. .

Указанные вкрапления керамических соединений являются стойкими к термическому воздействию и при этом эффективно оптимизируют доменную структуры анизотропной электротехнической стали. Последующее дополнительное нанесение электроизоляционного покрытия и его сушка не оказывают влияния на общий характер сформированной доменной структуры, сформированные на дне канавок множество вкраплений керамических соединений являются стойкими к воздействию температуры и операциям по переработке листа и эффективными барьерами для дробления доменов.These inclusions of ceramic compounds are resistant to thermal effects and at the same time effectively optimize the domain structure of anisotropic electrical steel. The subsequent additional deposition of an electrically insulating coating and its drying do not affect the general nature of the formed domain structure, the many inclusions of ceramic compounds formed at the bottom of the grooves are resistant to temperature and sheet processing operations and effective barriers to fragmentation of domains.

Полученный общий эффект по снижению удельных магнитных потерь в результате проведенных операций сохраняется после отжига собранного пакета магнитопровода.The resulting overall effect of reducing specific magnetic losses as a result of the operations performed is retained after annealing the assembled package of the magnetic core.

Claims (5)

1. Способ изготовления листовой заготовки для производства магнитопроводов, состоящей из подложки из анизотропной электротехнической стали со сформированным на ее поверхности форстеритовым покрытием и сформированным поверх него порошковым минеральным диэлектрическим покрытием, включающий изготовление листовой заготовки из анизотропной электротехнической стали со сформированным на ее поверхности в процессе изготовления форстеритовым покрытием и последующее нанесение порошкового минерального диэлектрического покрытия, содержащего сложные окислы, имеющие в своем составе Mg, Si и Al, сушку покрытия путем нагрева, после чего поверхность листовой заготовки с нанесенными покрытиями нагревают лазерным пучком, перемещающимся по ширине листовой заготовки, с обеспечением формирования выполненных в виде дорожек канавок и образования при расплавлении поверхностного слоя в указанных канавках гранул из керамических частиц окислов Mg, Si и Al.1. A method for manufacturing a sheet blank for the production of magnetic circuits, consisting of a substrate of anisotropic electrical steel with a forsterite coating formed on its surface and a powder mineral dielectric coating formed over it, including the manufacture of a sheet blank of anisotropic electrical steel with forsterite formed on its surface during the manufacturing process. coating and subsequent application of a powder mineral dielectric coating containing complex oxides containing Mg, Si and Al, drying the coating by heating, after which the surface of the coated sheet blank is heated by a laser beam moving across the width of the sheet blank, ensuring the formation of completed in the form of tracks of grooves and the formation of granules from ceramic particles of oxides of Mg, Si and Al during melting of the surface layer in these grooves. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при проведении сушки покрытия осуществляют выпрямляющий отжиг.2. The method according to p. 1, characterized in that during the drying of the coating, straightening annealing is carried out. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед формированием форстеритового покрытия проводят холодную прокатку и обезуглероживающий отжиг листовой заготовки из анизотропной электротехнической стали.3. The method according to p. 1, characterized in that before the formation of the forsterite coating, cold rolling and decarburizing annealing of a sheet blank of anisotropic electrical steel are carried out. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед формированием форстеритового покрытия проводят холодную прокатку и обезуглероживающий отжиг листовой заготовки из анизотропной электротехнической стали, совмещенный с азотированием.4. The method according to p. 1, characterized in that before the formation of the forsterite coating, cold rolling and decarburizing annealing of a sheet blank of anisotropic electrical steel, combined with nitriding, are carried out. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед формированием форстеритового покрытия проводят холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг и завершающую прокатку листовой заготовки из анизотропной электротехнической стали.5. The method according to claim 1, characterized in that before the formation of the forsterite coating, cold rolling, decarburization annealing and final rolling of the sheet blank from anisotropic electrical steel are carried out.

Images