退火处理对无取向电工钢冲片边缘组织和磁性能的影响研究

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新能源汽车是汽车行业未来发展的必然趋势,驱动电机系统作为新能源汽车的核心部件,决定着汽车行驶的主要性能指标。作为驱动电机关键材料的无取向电工钢片又决定了电机的驱动特性和服役性能。当电工钢定转子叠片加工时,冲剪边缘效应会引入残余应力,从而导致无取向电工钢叠片磁性能恶化。针对该工程问题,本文研究了剪切方式对三种类型超薄无取向电工钢片边缘组织和形貌的影响,并探究了退火温度和时间对超薄无取向电工钢片织构、磁畴以及磁性能的影响规律,得出以下结论:(1)剪切方式对超薄无取向电工钢片的形貌和组织影响较大。与铁皮剪和线切割相比,剪板机剪切后的电工钢片边缘平直,无明显毛刺。微观观察发现,剪板机剪切后的电工钢片剪切边缘发生塑性变形。(2)退火处理导致超薄电工钢片边缘变形区发生回复、再结晶,且退火温度升高会诱发再结晶晶粒逐渐长大。此外,退火处理会降低电工钢片微观硬度,尤其是边缘硬度大幅降低,硬度值接近于未发生加工硬化的区域。(3)退火时间与温度变化可明显影响三种超薄电工钢片中的α*、γ纤维织构。经过750℃或800℃,1 h退火处理后,ES20电工钢片中不利的{111}、{111}织构被弱化。经过700℃,1 h退火处理后,ES25电工钢片出现对提升其磁性能有利的{110}高斯织构。经过750℃,1.5 h退火处理后,ES27电工钢片中的{111}织构转变为S{023}织构,{111}织构转变为{111}织构。(4)退火时间和温度变化可显著影响三种超薄电工钢片的磁畴结构。经过800℃,1 h退火处理后,ES20电工钢片的磁畴结构以180°畴为主,90°畴基本消失,磁畴密度增加,磁畴得到细化。经过750℃,2h退火处理后,ES25电工钢片的180°畴得到充分细化,单个晶粒内磁畴方向一致、畴壁细长、宽度窄。经过750℃,1.5 h退火处理后,ES27电工钢片的主畴为180°畴,90°畴数量大幅减少,磁畴间距变小,密度增大。(5)在退火处理后,超薄无取向电工钢片的磁性能可得到不同程度的提升。经过750℃,2 h退火处理后,ES25电工钢片的铁损值P1.0/50和P1.5/50均最低,P1.0/50降至0.52W/kg,较原始试样降低13.79%,P1.5/50为1.21 W/kg,降低幅度达12.95%。退火800℃,1 h试样的磁感应强度最高,最高值为32.3±0.3 Gs,较退火前升高了0.7 Gs,满足新能源汽车用电工钢片的性能需求。
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