מהי פלדת סיליקון?
פלדת סיליקון היא סגסוגת סיליקון-ברזל מגנטית רכה עם תכולת פחמן נמוכה מאוד, בדרך כלל בעלת 1.0 אחוז -4.5 אחוז רכיבי סגסוגת סיליקון. סיליקון הוא מסיר חמצון שימושי לפלדה מכיוון שהוא מגיב עם חמצן כדי ליצור SiO2 יציב שאינו מופחת עבור פחמן, ובכך נמנע עיוות סריג הברזל הנגרם על ידי סימום אטומי חמצן. הסיליקון מתמצק ב-Fe, מגביר את ההתנגדות ובמקביל מסייע בהפרדה של פחמן הטומאה המזיק. כתוצאה מכך, הכללת סיליקון משפרת את ההתנגדות והחדירות המרבית של הברזל, מפחיתה את הכפייה, אובדן הליבה (אובדן הברזל) והזדקנות מגנטית, ומחייבת מידה מסוימת של גמישות כדי לספק את הצרכים של עיבוד ניקוב וגזירה בעת ייצור מכשירים. יש צורך בכמות נמוכה יותר של מזהמים מזיקים, כמו גם צורת צלחת שטוחה ואיכות פני שטח מקובלת, על מנת לשפר את הרגישות המגנטית ולהפחית את אובדן ההיסטרזיס. עם זאת, הגדלת אחוז הסיליקון הופכת את החומר לקשה ושביר מקטינה את המוליכות התרמית והקשיחות מפחיתה את פיזור החום, ומקשה על העיבוד המכני; לפיכך, תכולת הסיליקון הכללית של יריעות פלדה לא תעלה על 4.5 אחוזים.
סיווגים של פלדת סיליקון
- על פי טכניקת הייצור, ניתן לסווג פלדת סיליקון כגלגול חם או קר; לפלדת סיליקון מגולגלת חמה יש זמינות מוגבלת ואיבוד אנרגיה משמעותי, והיא מתבטלת בהדרגה. על פי כיוון התבואה הפנימי, פלדת סיליקון מגולגלת קרה מסווגת כפלדת סיליקון מכוונת או פלדת סיליקון לא מכוונת.
- פלדת חשמל מסווגת לשני סוגים על פי תכולת הסיליקון שלהן: יריעות סיליקון נמוכות (דרגה נמוכה) ויריעות סיליקון גבוהות (דרגה גבוהה). ליריעת פלדה דלת סיליקון יש חוזק מכני מסוים והיא מכונה בדרך כלל "פלדת סיליקון דינמו". יריעת פלדה בעלת סיליקון גבוהה היא טובה מבחינה מגנטית אך שבירה יותר והיא משמשת בדרך כלל בבניית ליבות שנאי והיא מכונה "יריעת פלדת סיליקון שנאי".
| סוּג | תוכן סיליקון ( אחוזים ) | עובי נומינלי (מ"מ) | יישומים | ||
| פלדת סיליקון מתגלגלת (לא מכוונת) | פלדת סיליקון נמוכה מגולגלת חמה (פלדת דינמו) | 1.0-2.5 | 0.5 | מנועים ביתיים ומנועי מיקרו | |
| פלדת סיליקון גבוהה מתגלגלת (פלדת שנאי) | 3.0-4.5 | 0.35, 0.50 | רוֹבּוֹטרִיקִים | ||
| פלדת חשמל בגלגול קר | פלדה חשמלית לא מכוונת בגלגול קר (פלדת דינמו) | פלדה חשמלית דלת פחמן | קטן או שווה ל-0.5 | 0.50, 0.65 | מנועים ביתיים, מיקרו-מנועים, שנאים קטנים ונטלים |
| פלדת סיליקון | >0.5-3.5 | 0.35, 0.50 | מנועים גדולים ובינוניים, גנרטורים ושנאים | ||
| פלדת סיליקון בגלגול קר (פלדת שנאי) | פלדת סיליקון מוכוונת דגנים כללית (CGO) | 2.9-3.3 | 0.18, 0.23, 0.27, 0.30, 0.35 | שנאים ונטלים קטנים, בינוניים וגדולים | |
| פלדת סיליקון עם אינדוקציה מגנטית גבוהה (HiB) | |||||
| פלדת סיליקון לשימוש מיוחד | רצועת פלדת סיליקון דקה בגלגול קר | 2.9-3.3 | 0.03, 0.05, 0.10 | שנאי פולסים, מגברים מגנטיים, שנאים בתדר גבוה ומכונות ריתוך | |
| רצועת פלדת סיליקון דקה בגלגול קר ללא אוריינטציה | 3.0 | 0.15, 0.20 | מנועים וגנרטורים בתדר גבוה | ||
| פלדת סיליקון לא מכוונת בגלגול קר למתגים מגנטיים | 3.0 | 0.70 | ממסרים ומתגים מגנטיים | ||
| פלדת סיליקון גבוהה בגלגול קר | 6.5 | 0.1-0.5 | מנועים בתדר גבוה, שנאים ומיגון מגנטי | ||
ההבדל בין פלדת סיליקון מוכוונת דגנים ללא כיוון
התפלגות התבואה של פלדת סיליקון מוכוונת גרגרים אינה מסודרת, בעלת תכולת סיליקון נמוכה, והיא משמשת בעיקר בייצור מנוע.
חלוקת התבואה של פלדת סיליקון שאינה מכוונת היא כאוטית עם תכולת סיליקון נמוכה והיא משמשת בעיקר בייצור שנאים. הגבול האופייני לריכוז סיליקון הוא 3 אחוזים. פלדת סיליקון מגולגלת קרה מסווגת לשני סוגים: פלדת סיליקון לא מכוונת ופלדת סיליקון מכוונת גרגר:
- ייצור פלדת סיליקון ללא אוריינטציה מגולגלת קרה הוא די פשוט, עם שברי מסת סיליקון הנעים בין 0.5 אחוזים ל-3.0 אחוזים. עובי המוצר המושלם לאחר גלגול קר הוא בדרך כלל בין 0.35 ל-0.5 מ"מ. יש לו BS גדול יותר מאשר פלדת סיליקון מכוונת, כמו גם עובי אחיד, דיוק ממדי מעולה, משטח חלק ושטוח, וגורם מילוי טוב יותר ומאפיינים מגנטיים.
- אחוז מסת הסיליקון בפלדת סיליקון מגולגלת קר הוא 3.0 אחוזים ומעלה, ושבר מסת הפחמן הוא 0.03 אחוזים –0.05 אחוזים. מכיוון שתכלילי התחמוצת בפלדה הם מינוריים, נדרשים מעכבים. פלדת סיליקון מכוונת גרגר מציעה הפסדי פלדה נמוכים יותר, מגנטיות כיוונית חזקה ומאפיינים חדירים גבוהים ואיבודים נמוכים בכיוון הגלגול שלה בהשוואה לפלדת סיליקון לא מכוונת. פלדת סיליקון מוכוונת דגנים מגולגלת קרה, הידועה גם בשם "פלדת סיליקון שנאי בגלגול קר", משמשת בעיקר בייצור שנאים.
פלדת סיליקון מגולגלת קרה מתחלקת עוד יותר לשני סוגים: פלדת סיליקון מכוונת (CGO) ופלדת סיליקון מכוונת אינדוקציה מגנטית גבוהה (Hi-B). פלדת סיליקון בעלת אוריינטציה קרה מגנטית גבוהה היא פס פלדה בעל אוריינטציה יחידה המשמשת בעיקר בייצור מכשירים אלקטרוניים כגון משנקים, שנאים ורכיבים אלקטרומגנטיים אחרים.
דרישות ביצועים של פלדת סיליקון
מאפייני האיכות העיקריים של יריעות פלדת סיליקון הם ערך אובדן ברזל, צפיפות שטף מגנטי, קשיות, שטוחות, אחידות עובי, סוג ציפוי ויכולת ניקוב ביריעות.
- איבוד ברזל נמוך
איבוד ברזל נמוך הוא אינדיקטור חשוב לאיכות פלדת סיליקון; אובדן הברזל של פלדת סיליקון נקבע על ידי המעמדות השונים של פלדת סיליקון; ככל שהציון גבוה יותר, ערך איבוד הברזל נמוך יותר.
- צפיפות שטף מגנטית גבוהה
תכונה אלקטרומגנטית חיונית נוספת של פלדת סיליקון היא צפיפות השטף, המשקפת את הקלות שבה ניתן למגנט אותה. צפיפות השטף המגנטי היא כמות השטף המגנטי ליחידת שטח בתדר מסוים של עוצמת השדה המגנטי. צפיפות השטף של יריעת פלדת סיליקון נמדדת בדרך כלל בטסלה בתדר של 50 או 60 הרץ עם שדה מגנטי מופעל של 5000 A/m, המכונה B50.
צפיפות השטף המגנטי מושפעת מהמבנה הכללי של יריעת פלדת הסיליקון, זיהומים, מתחים פנימיים וגורמים אחרים. יעילות האנרגיה של מנועים, שנאים וציוד מנוע אחר מושפעת ישירות מצפיפות השטף המגנטי. ככל שצפיפות השטף גבוהה יותר, כך השטף ליחידת שטח גדול יותר ולכן יעילות האנרגיה טובה יותר; לפיכך, ככל שצפיפות השטף של פלדת סיליקון גבוהה יותר, כך ייטב; עם זאת, רוב המפרטים פשוט דורשים את הערך המינימלי של צפיפות השטף.
- קשיות גבוהה
אחת התכונות של יריעות פלדת סיליקון היא הקשיות שלה. כאשר משתמשים במכונות ניקוב אוטומטיות עכשוויות עבור ניקוב יריעות, דרישות הקשיות מחמירות אף יותר, שכן קשיות נמוכה מדי אינה חיובית לפעולת ההזנה של מכונת האגרוף האוטומטית ונוטה לייצר חריצים ארוכים מדי, מה שמקשה על ההרכבה. הקשיות של יריעת פלדת הסיליקון חייבת להיות גדולה מערך קשיות מסוים על מנת להשיג סטנדרטים אלו. הקשיות של יריעת פלדת סיליקון 50AI300, למשל, בדרך כלל אינה נמוכה מדרוג הקשיות HR30T של 47. ככל שהאיכות של יריעות פלדת סיליקון גדלה, כך גדלה הקשיות שלה. ככל שאיכות פלדת הסיליקון גבוהה יותר, בדרך כלל מוסיפים יותר תכולת סיליקון, והפלדה קשה יותר בשל אפקט חיזוק התמיסה המוצקה של הסגסוגת.
- עובי משטח חלק, שטוח ואחיד
הומוגניות שטוחות ועובי הם קריטריונים משמעותיים לאיכות עבור יריעות פלדת סיליקון. שטוחות מצוינת מקלה על ניקוב יריעות והרכבה. טכנולוגיות הגלגול והחישול קשורות קשר הדוק לשטיחות. התקדמות הטכנולוגיה והתהליכים של הגלגול והחישול מיטיבה עם השטיחות; לדוגמה, השימוש בחישול מתמשך עדיף על חישול אצווה. זה גם קריטי שעובי פלדת הסיליקון יהיה עקבי. עובי הליבה לאחר ההרכבה יושפע אם הפרש העובי בין המרכז לקצה יריעת הפלדה גדול מדי או אם התנודתיות בעובי יריעת הפלדה גדולה מדי לאורכה. מכיוון שעוביים שונים של הליבה גורמים לשינויים עצומים במוליכות המגנטית, המשפיעים ישירות על מאפייני המנוע והשנאי, ככל ששוריית העובי של יריעת הפלדת הסיליקון נמוכה יותר, כך ייטב. אחידות עובי יריעת הפלדה קשורה מאוד לטכנולוגיה ולתהליכים של גלגול חם וקר, כך שניתן להפחית את תנודת העובי של הגיליון על ידי שיפור טכנולוגיית הגלגול.
- ציפוי
הציפוי הוא מרכיב איכות קריטי ליריעות פלדת סיליקון. פני השטח של יריעת פלדת הסיליקון מצופים כימיים, וסרט דק מוחל כדי להציע בידוד, הגנה מפני חלודה ושימון. בידוד מקטין את אובדן זרם המערבולת בין הליבות של יריעת פלדת הסיליקון; מניעת חלודה שומרת על החלודה של הסדין במהלך הייצור והאחסון; ושימון משפר את יכולת האגרוף וממת חיים.
- יכולת אגרוף טובה
אחת התכונות החיוניות ביותר של יריעות פלדת סיליקון היא יכולת ניקוב. יכולת אגרוף מאריכה את חיי התבנית ומפחיתה כתמים במכה. יכולת האגרוף של פלדת סיליקון קשורה קשר הדוק לסוג הציפוי והקשיות. סוגי ציפוי חדשים יותר משפרים בעיקר את יכולת הניקוב של יריעות פלדת סיליקון. יתרה מזאת, הקשיות של יריעת הפלדה נמוכה מדי, מה שגורם לקוצים גדולים ומקשה על ניקוב; עם זאת, הקשיות גבוהה מדי, ומפחיתה את חייו; לפיכך, הקשיות של יריעת פלדת הסיליקון חייבת להיות מנוהלת בטווח אופטימלי.
תהליך ייצור של פלדת סיליקון
- כבישה
כדי למנוע בעיות על פני השטח של פריטים שהושלמו בגלגול קר, הסר תחמוצות מרצועות פלדה מגולגלות חם באמצעות ציוד להסרת אבנית עם מיכל חומצה הידרוכלורית.
- הטבעה בחותמת קרה
יחס ההפחתה נבחר ב-40 אחוז -90 אחוז כדי להבטיח את העובי והחומר עבור יישומים מגוונים, וציוד בקרה מתקדם מסופק למימוש בקרת עובי אוטומטית ובקרת צורה אוטומטית.
- חישול
זוהי שיטה המשמשת להטבעה קרה כדי לרכך חומר רצועת פלדה קשיחה. אנו מייצרים פלדה בתהליך עמוק ופלדה במתח גבוה על ידי חימום וקירור מהיר של המתכת, ואנו משתמשים בתהליכי חישול קופסא (כיסוי) ותהליכי חישול מתמשכים.
- ציפוי לבידוד
באמצעות ציוד ציפוי רציף, לוחות פלדת סיליקון מעובדים לליבות עם תמיסת ציפוי מבודדת המרוססת מתחת ללוחות כדי לשפר את איכויות העיבוד שלהן ולמנוע הפסדי זרם מערבולת התואמים לעובי הלוחות עצמם.
קישור קשור:
