本申请涉及取向硅钢制造的,特别是涉及磁性能均匀的取向硅钢及其激光刻痕方法。
背景技术:
1、如今,电力行业的绿色发展和能效升级已经成为重要的发展方向。变压器作为电力传输系统中的核心设备,其损耗影响着电能传输效率,而取向硅钢作为变压器中的关键材料,其磁性能直接影响到变压器的能效和性能。
2、相关技术中,为了降低取向硅钢的铁损,即提高取向硅钢的磁性能,通常采用提高取向硅钢的晶粒取向度和减薄板厚的方法来降低磁滞损耗和经典涡流损耗,然而,随着取向硅钢制造技术的不断完善,取向硅钢的晶粒取向度已经接近理想状态,同时进一步减薄板厚也会使得生产难度大大提升,传统的冶金手段降损效果已十分有限,而通过细化磁畴的方法降低反常涡流损耗的磁畴细化技术逐渐成了一个重要的发展方向。例如,授权公告号为cn102477484b的专利文本中公开了一种通过将高度聚焦的连续激光束在钢带上下表面同时交错划线,以实现快速刻痕的方法,使得铁损改善率达到10%~16%;授权公告号为cn102941413b的专利文本中公开了一种通过在取向硅钢表面采用前后激光扫描形成复合叠加沟槽,以控制激光刻痕过程中产生的热扩散及熔融现象的方法,使得成品叠片系数和表面涂层附着性良好,且铁损在去应力退火后不发生劣化。然而,上述激光刻痕方法在激光束从取向硅钢板面的一边扫向另一边的过程中,由于激光束与板面之间的夹角发生变化,会导致激光能量密度不一致的问题,具体地,板宽边缘的能量密度远低于板宽中心,导致刻痕不够均匀,从而造成整个取向硅钢板面磁性能的不均匀。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对因激光刻痕不均匀而导致取向硅钢板面磁性能不均匀的问题,提供一种磁性能均匀的取向硅钢及其激光刻痕方法。
2、第一方面,本申请提供一种取向硅钢,该取向硅钢的板面上设有叠加刻痕线,叠加刻痕线的延伸方向垂直于取向硅钢的轧向,叠加刻痕线包括初始刻痕线和两条补偿刻痕线,初始刻痕线为贯穿整个取向硅钢板面宽度方向的连续刻痕线,初始刻痕线所受的激光能量从硅钢板面的板宽中心点朝边缘两侧递减,其中一补偿刻痕线从取向硅钢一侧的边缘朝取向硅钢板面的板宽中心点延伸,另一补偿刻痕线从取向硅钢另一侧的边缘朝板宽中心点延伸,补偿刻痕线形成时所受的激光能量从取向硅钢边缘侧至板宽中心点逐渐降低。
3、进一步地,叠加刻痕线上任意位置受到两次激光照射时的总能量密度e的取值范围为100~300mj/mm2。
4、进一步地,取向硅钢经过激光刻痕后铁损改善率在11%~13%之间,磁感损失量在0~0.01t之间。
5、进一步地,取向硅钢板沿板宽方向不同位置的铁损值差异在0~1%之间。
6、第二方面,本申请提供一种激光刻痕方法,适用于制备由第一方面提供的任一种磁性能均匀的取向硅钢,该激光刻痕方法包括:
7、控制激光沿着取向硅钢的板宽方向从板宽边缘一侧至另一侧进行蚀刻,得到初始刻痕线;
8、分别从初始刻痕线的两端沿着初始刻痕线朝取向硅钢的板宽中心点对初始刻痕线进行补偿刻痕,得到两条叠加于初始刻痕线的补偿刻痕线,补偿刻痕线和初始刻痕线叠加后形成叠加刻痕线,叠加刻痕线的延伸方向垂直于取向硅钢的轧向;
9、其中,两条补偿刻痕线所受的激光能量从取向硅钢位于初始刻痕线两端的边缘侧至板宽中心点逐渐降低。
10、进一步地,初始刻痕线所用的第一激光器和补偿刻痕线所用的第二激光器的水平高度一致,并沿取向硅钢轧向顺次分排设置,第一激光器比第二激光器靠近取向硅钢的上料侧,且第一激光器位于沿取向硅钢轧向的中心线的正上方,第二激光器有两个,其中一个第二激光器位于取向硅钢一侧边缘的正上方,另一个第二激光器位于取向硅钢另一侧边缘的正上方。
11、进一步地,第一激光器和第二激光器均为连续型激光器。
12、进一步地,第一激光器和第二激光器的布置高度h和取向硅钢的宽度l之间满足以下关系:h≥0.9l。
13、进一步地,两条补偿刻痕线在取向硅钢板面的板宽中心位置相互搭接或沿板宽方向存在间距,且搭接长度la的取值范围为(0,3]mm,间距lb的取值范围为[0,5]mm。
14、上述磁性能均匀的取向硅钢的板面上设有叠加刻痕线,叠加刻痕线的延伸方向垂直于取向硅钢的轧向,叠加刻痕线包括初始刻痕线和两条补偿刻痕线,初始刻痕线为贯穿整个取向硅钢板面宽度方向的连续刻痕线,初始刻痕线所受的激光能量从硅钢板面的板宽中心点朝边缘两侧递减,其中一补偿刻痕线从取向硅钢一侧的边缘朝取向硅钢板面的板宽中心点延伸,另一补偿刻痕线从取向硅钢另一侧的边缘朝板宽中心点延伸,补偿刻痕线形成时所受的激光能量从取向硅钢边缘侧至板宽中心点逐渐降低。
15、本申请的有益效果为:本申请的取向硅钢在初始刻痕线的基础上,叠加了补偿刻痕线,使得沿板宽方向不同位置受到激光照射时的能量密度差异较小,即有助于使得最终叠加形成的叠加刻痕线上任一位置处的激光能量分布较为均匀,从而有助于提高整个取向硅钢板面的刻痕能量均匀性,进而获得磁性能均匀的取向硅钢产品。
1.一种磁性能均匀的取向硅钢,其特征在于,所述取向硅钢的板面上设有叠加刻痕线,所述叠加刻痕线的延伸方向垂直于所述取向硅钢的轧向,所述叠加刻痕线包括初始刻痕线和两条补偿刻痕线,所述初始刻痕线为贯穿整个所述取向硅钢板面宽度方向的连续刻痕线,所述初始刻痕线所受的激光能量从所述硅钢板面的板宽中心点朝边缘两侧递减,其中一所述补偿刻痕线从所述取向硅钢一侧的边缘朝所述取向硅钢板面的板宽中心点延伸,另一所述补偿刻痕线从所述取向硅钢另一侧的边缘朝所述板宽中心点延伸,所述补偿刻痕线形成时所受的激光能量从所述取向硅钢边缘侧至所述板宽中心点逐渐降低。
2.根据权利要求1所述的一种磁性能均匀的取向硅钢,其特征在于,所述叠加刻痕线上任意位置受到两次激光照射时的总能量密度e的取值范围为100~300mj/mm2。
3.根据权利要求1所述的一种磁性能均匀的取向硅钢,其特征在于,所述取向硅钢经过激光刻痕后铁损改善率在11%~13%之间,磁感损失量在0~0.01t之间。
4.根据权利要求1所述的一种磁性能均匀的取向硅钢,其特征在于,所述取向硅钢沿板宽方向不同位置的铁损值差异在0~1%之间。
5.一种激光刻痕方法,适用于制备权利要求1-4中任一项所述的磁性能均匀的取向硅钢,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的激光刻痕方法,其特征在于,所述初始刻痕线所用的第一激光器和所述补偿刻痕线所用的第二激光器的水平高度一致,并沿所述取向硅钢轧向顺次分排设置,所述第一激光器比所述第二激光器靠近所述取向硅钢的上料侧,且所述第一激光器位于沿所述取向硅钢轧向的中心线的正上方,所述第二激光器有两个,其中一个所述第二激光器位于所述取向硅钢一侧边缘的正上方,另一个所述第二激光器位于所述取向硅钢另一侧边缘的正上方。
7.根据权利要求6所述的激光刻痕方法,其特征在于,所述第一激光器和所述第二激光器均为连续型激光器。
8.根据权利要求6所述的激光刻痕方法,其特征在于,所述第一激光器和所述第二激光器的布置高度h和所述取向硅钢的宽度l之间满足以下关系:h≥0.9l。
9.根据权利要求5或6所述的适用于取向硅钢的激光刻痕方法,其特征在于,两条所述补偿刻痕线在所述取向硅钢板面的板宽中心位置相互搭接,且搭接长度la的取值范围为(0,3]mm。
10.根据权利要求5或6所述的适用于取向硅钢的激光刻痕方法,其特征在于,两条所述补偿刻痕线在所述取向硅钢板面的板宽中心位置沿板宽方向存在间距,且所述间距lb的取值范围为[0,5]mm。
