鐵基非晶帶材及其制造方法、變壓器鐵芯和變壓器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種鐵基非晶帶材及其制造方法、變壓器鐵芯和變壓器。所述鐵基非晶帶材的化學(xué)式為：(Fe100-xCrx)aSibBc；其中，a、b、c、x按照原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)分別為：78≤a≤82，8≤b≤10，10≤c≤12，8≤x≤10。本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵基非晶帶材，具有較低的磁致伸縮系數(shù)，將其應(yīng)用于制造非晶配電變壓器的鐵芯，能夠有效的降低非晶配電變壓器的噪聲。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鐵基非晶帶材及其制造方法、變壓器鐵芯和變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鐵基非晶帶材及其制造方法、變壓器鐵芯和變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)內(nèi)外智能電網(wǎng)、綠色節(jié)能電網(wǎng)的快速發(fā)展，非晶合金配電變壓器作為一種節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品得到日益廣泛的應(yīng)用。但非晶合金配電變壓器噪音較傳統(tǒng)的硅鋼變壓器大很多，難以滿(mǎn)足國(guó)家電網(wǎng)對(duì)低噪音配電變壓器的要求。因此，非晶合金配電變壓器的噪音問(wèn)題成為變壓器領(lǐng)域亟待解決的難題之一。
[0003]變壓器本體噪聲主要有鐵芯材料磁致伸縮引起的鐵芯振動(dòng)、鐵芯接縫處和疊片之間漏磁引起的鐵芯振動(dòng)、繞組振動(dòng)等。鐵芯勵(lì)磁時(shí)，在交變磁場(chǎng)作用下，非晶帶材的尺寸會(huì)發(fā)生微小的變化，沿磁力線(xiàn)方向非晶帶材的尺寸要增加，而垂直于磁力線(xiàn)方向非晶帶材尺寸要縮小，這種尺寸變化稱(chēng)為磁致伸縮。非晶合金配電變壓器噪音的主要來(lái)源是由非晶帶材的磁致伸縮引起的。在同樣的磁場(chǎng)條件下，磁致伸縮率越大，則噪聲就越大。而磁致伸縮率大小與鐵芯的材質(zhì)有關(guān)。因此，想要降低非晶合金配電變壓器的噪音問(wèn)題，還需從非晶帶材的材料特性著手。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵基非晶帶材及其制造方法、變壓器鐵芯和變壓器，鐵基非晶帶材具有較低的磁致伸縮系數(shù)，將其應(yīng)用于制造非晶配電變壓器的鐵芯，能夠有效的降低非晶配電變壓器的噪聲。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵基非晶帶材，所述鐵基非晶帶材的化學(xué)式為:(Fe100-xCrx)aSibBc ;其中，a、b、C、x按照原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)分別為:78≤a≤82，8 < b < 10,10 < c < 12,8 < X < 10。
[0006]優(yōu)選的，所述鐵基非晶帶材采用工業(yè)純鐵、金屬硅、硼鐵和鉻鐵制備而成。
[0007]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵基非晶帶材的制造方法，包括:
[0008]在中頻感應(yīng)冶煉爐中，熔煉溫度為1300~1500°C的條件下熔煉母合金，得到熔煉后的鋼水；其中，所述母合金的組成包括:工業(yè)純鐵、金屬硅、硼鐵和鉻鐵；
[0009]采用非晶制帶設(shè)備對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行急冷快速凝固，得到所述鐵基非晶帶材。
[0010]優(yōu)選的，采用非晶制帶設(shè)備對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行急冷快速凝固具體為:
[0011]采用單輥快速凝固法對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行快速凝固；其中，噴帶溫度為1300~1400°C，冷卻輥線(xiàn)速度為20~25m/s。
[0012]優(yōu)選的，在所述得到所述鐵基非晶帶材之后，還包括:
[0013]將所述鐵基非晶帶材卷成鐵芯，在370~400°C，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200~1600A/m的條件下進(jìn)行縱向磁場(chǎng)熱處理，并對(duì)熱處理后的所述鐵芯進(jìn)行動(dòng)態(tài)磁性能測(cè)試。[0014]第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用上述第一方面所述的鐵基非晶帶材制成的變壓器鐵芯。
[0015]第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種包括上述第三方面所述的變壓器鐵芯的變壓器。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的鐵基非晶帶材，從帶材的材料特性著手，通過(guò)在帶材母合金冶煉過(guò)程中加入適量的Cr，利用Cr的原子磁矩與Fe的原子磁矩反平行耦合的特性使非晶帶材的飽和磁致伸縮系數(shù)降低，從而將其應(yīng)用于制造的非晶配電變壓器，能夠有效的降低非晶配電變壓器的噪聲。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鐵基非晶帶材。該鐵基非晶帶材采用工業(yè)純鐵、金屬硅、硼鐵和鉻鐵制備而成。上述合金材料經(jīng)冶煉爐冶煉后，在非晶制帶設(shè)備中采用急冷快速凝固工藝，將熔煉后的鋼水噴成厚度一定的非晶帶材。
[0019]選擇在冶煉過(guò)程中加入Cr的原因是，Cr的原子磁矩與Fe的原子磁矩反平行耦合，因此加入Cr能夠使帶材的飽和磁致伸縮系數(shù)降低。
[0020]本實(shí)施例提供的非晶帶材的化學(xué)式為(Fe1(l(l_xCr丄SibB。；其中，a、b、c、x按照原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)分別為:78<a<82，8<b<10，10<c<12，8<X<10。
[0021]在一個(gè)具體的例子中，非晶帶材的厚度為23~28 μ m，根據(jù)不同的原材料，即不同的工業(yè)純鐵、金屬硅、硼鐵和鉻鐵的配比，分別制得下述兩種帶材。
[0022]市材1、(Fe91.5Cr8.5)78.6Si9.6Bn.7
[0023]帶材2、(Fe91Cr9) 78 6Si9 6B117
[0024]本例還提供了一種不摻入Cr的鐵基非晶帶材用于與上述帶材1、2進(jìn)行比較。
[0025]帶材3、Fe78.6Si9.6Bn.7
[0026]將帶材1、帶材2與帶材3中，Si與B的配比完全一致，帶材I和2中分別以不同含量的Cr替代了一部分Fe。對(duì)帶材1、帶材2和帶材3的磁性能以及飽和磁致伸縮系數(shù)(As)分別進(jìn)行比較，其中磁性能以勵(lì)磁容量(VA/kg)和功率損耗(W/Kg)兩個(gè)參數(shù)來(lái)衡量。
[0027]具體詳見(jiàn)表1、表2。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵基非晶帶材，其特征在于，所述鐵基非晶帶材的化學(xué)式為:(Fei(1(1_xCrx)aSibB。；其中，a、b、c、X按照原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)分別為:78≤a≤82，8≤b≤10,10 ≤ c ≤ 12，8 < X < 10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基非晶帶材，其特征在于，所述鐵基非晶帶材采用工業(yè)純鐵、金屬娃、砸鐵和絡(luò)鐵制備而成。
3.—種如權(quán)利要求1所述的鐵基非晶帶材的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 在中頻感應(yīng)冶煉爐中，熔煉溫度為1300~1500°C的條件下熔煉母合金，得到熔煉后的鋼水；其中，所述母合金的組成包括:工業(yè)純鐵、金屬硅、硼鐵和鉻鐵； 采用非晶制帶設(shè)備對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行急冷快速凝固，得到所述鐵基非晶帶材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，采用非晶制帶設(shè)備對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行急冷快速凝固具體為: 采用單輥快速凝固法對(duì)所述熔煉后的鋼水進(jìn)行快速凝固；其中，噴帶溫度為1300~1400°C，冷卻輥線(xiàn)速度為20~25m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在所述得到所述鐵基非晶帶材之后，還包括: 將所述鐵基非晶帶材卷成鐵芯，在370~400°C，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1200~1600A/m的條件下進(jìn)行縱向磁場(chǎng)熱處理，并對(duì)熱處理后的所述鐵芯進(jìn)行動(dòng)態(tài)磁性能測(cè)試。
6.一種應(yīng)用上述權(quán)利要求1所述的鐵基非晶帶材制成的變壓器鐵芯。
7.一種包括上述權(quán)利要求6所述的變壓器鐵芯的變壓器。
【文檔編號(hào)】C22C45/02GK103451578SQ201310364602
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】龐靖, 劉紅玉, 尹麗娟 申請(qǐng)人:青島云路新能源科技有限公司