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摘 要： 摘要：硅鋼片是農用泵電機用量最大的導磁材料，其價格高，利用率低，致使電機成本增加。碳鋼資源豐富、價格低廉，具有良好的可加工性。為此，研究了用普通薄鋼片經過脫碳退火，藍化處理替代硅鋼片在農用泵電機中應用的工藝原理及工藝方案。對Q195藍化處理前
摘要：硅鋼片是農用泵電機用量最大的導磁材料，其價格高，利用率低，致使電機成本增加。碳鋼資源豐富、價格低廉，具有良好的可加工性。為此，研究了用普通薄鋼片經過脫碳退火，藍化處理替代硅鋼片在農用泵電機中應用的工藝原理及工藝方案。對Q195藍化處理前后材質及硅鋼片進行磁性能對比，并通過試驗對比分析了樣機與硅鋼片電機的性能。試驗證明，樣機各項技術性能均能達到產品規定的要求。
關鍵詞：金屬學與金屬工藝;熱處理;試驗;碳鋼片;硅鋼片;脫碳
0引言
硅鋼片是各種電機使用廣泛的導磁材料，理想的導磁材料必須具備高磁感應強度和低鐵損值。一直以來國內都是采用工藝型無取向熱軋硅鋼片作為電機的導磁材料，鑒于碳鋼具有豐富的資源、低廉的價格、良好的可加工性，而國產硅鋼片供不應求，很大程度上還依賴于進口;并且硅鋼片的價格較高，造成電機成本增加。原蘇聯及東歐國家已將低碳純鐵(含碳量為0.108%)成功地應用于大功率的工業電機上，并在電風扇、家用冰箱等家用電器產品上廣泛使用。20世紀50年代，我國曾試圖應用熱軋普通薄鋼作為電機的導磁材料，到70年代末又提出了用電工純鐵作為電機導磁材料，但都由于設備陳舊，熱處理工藝性差，板形差，導致所制成的成品質量較差。隨著科學技術的迅猛發展，新材料、新工藝應運而生，因此研制一套用普通薄鋼片替代硅鋼片作為電機導磁材料的熱處理工藝，具有重要的現實意義，同時用低價位的碳鋼達到高價位的硅鋼片性能可為企業帶來可觀的經濟效益。
1熱處理系統
1.1系統組成
1)燃氣罩式爐總成：配備熱馬氟罐，爐底座上安裝強有力的循環分扇及獨特的靜動密封機構。
2)全自動電控系統：實現爐溫的PID調節控制及PLC氣氛的聯控。
3)氣氛分析及控制系統：由氣控柜及執行元件等組成，實現氣氛的控制。
4)蒸汽發生系統：產生過熱蒸汽，自動保持發藍蒸汽的需要。
5)保護冷卻系統：按工藝要求實現某個階段的快速冷卻。
6)真空系統：實現不同階段排氣、排水、去油的要求。
7)制氮機保護系統：包括制氮機及純化，以提供高純氮保護氣氛。
8)氨分解及純化裝置：用以調節氮基氛中的含H2量。
9)輔助裝置。
1.2熱處理設備
罩式退火爐結構如圖1所示。
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1.3系統功能
在同一爐子內同時完成脫碳退火與氧化烤藍兩個工序，達到消除薄鋼片在沖切、迭片時的應力;在沖切斷面生成致密的氧化膜層，減少渦流損耗同時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。工藝參數曲線如圖2所示。
2.2工藝過程
裝料、蓋內罩、抽真空及密封性測試、蓋外罩、充入成品氣N2和H2、加熱(升溫)、加熱(保溫)、吊外罩冷卻、特定溫度時保溫、充水蒸氣降溫、關閉水蒸氣充入N2、出爐。
3實驗結果及其分析
3.1實驗結果
磁性能測定，如表1所示。
退火藍化后Q195鋼片主要磁性能(單位損耗、磁感)明顯提高，其主要原因是：一是晶粒尺寸發生變化，平均粒徑越大，相對來說晶界越少，減小了晶界對疇壁移動產生的阻礙作用，使得磁疇運動順暢;二是碳雜質急劇減少從0.790%降至0.006%。因雜質的存在阻礙晶粒生長、長大(效果大小因雜質不同而異)，因而析出物的出現會阻礙磁疇壁的移動;三是內應力降低,材料經退火，發生點缺陷復合，位錯合并，重排等致使缺陷密度減少，部分或全部消除應力，使得磁導率提高;四是藍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結論分析
1)由表3可知藍化熱處理后的低碳鋼片制成的電機主要技術性能如啟動電流、啟動轉矩、功率因素、繞組溫升等各項指標都得到了提高。
2)Q195經退火藍化后單位損耗略大于DR470，使得電機的鐵耗也略高;同時，因電流降低，銅耗的減少值大于鐵耗的增加值，所以電機的輸入功率和功率因素增大。
3)試制電機的效率與硅鋼片電機基本一致，達到產品的標準值。
4結束語
普通薄碳鋼片退火藍化熱處理工藝，采用液化氣加熱點火裝置，設計合理、技術先進，對農用泵電機定子集中批處理，提高了材料和設備的利用率。電機采用經過退火藍化的定子能夠達到硅鋼片定子電機的性能要求，既降低了企業的制造成本，又解決了硅鋼片資源不足的問題。因此，該工藝的研究與運用對推動熱處理行業的技術進步具有重要理論和實用價值。——論文作者：臧群，王洋
