專利名稱：：一種取向硅鋼涂層表面拉應力的測試方法
技術領域：
：本發明屬于取向電工鋼測試
技術領域：
，特別是提供了一種取向硅鋼涂層表面拉應力的測試方法。
背景技術：
：涂層是生產冷軋硅鋼的一個重要工序，對取向硅鋼來說，盡管取向硅鋼在最終高溫退火工序中能生成一種硅酸鎂底層，但是，它能提供的絕緣性能是不夠的，還需要再涂上一層絕緣涂層，以增加絕緣性能。而隨著變壓器鐵芯功率的增大，控制變壓器噪音和降低鐵損就成了一個重要的問題。磁滯伸縮和鐵芯疊片間的壓應力是產生變壓器噪音的主要原因。沿壓向外加拉應力和垂直于軋向劃痕控制磁籌結構都能改善取向硅鋼的鐵損和磁滯伸縮。如果我們在硅鋼片表面涂布一層比硅鋼基體膨脹系數還要小的涂層，當涂層燒成后從高溫冷卻下來時，由于收縮的差異而對鋼板產生拉應力，這就是應力涂層。應力涂層給予鋼板的拉應力是各向同性的，但其改善鐵損和磁滯伸縮的效果則與沿軋向外加拉應力的效果基本相同，因而，應力涂層不僅能夠降低硅鋼片對壓應力的敏感性，減少磁滯伸縮，降低變壓器的噪音，而且還能夠改善磁籌結構，降低鐵損。因此，測量涂層對硅鋼片產生的應力，研究所產生的應力對鋼片磁性能的影響就顯得十分重要。在以往的研究中，很少提到硅鋼片應力涂層拉應力與磁性能的關系，使用的方法也通常是x射線衍射法。x射線衍射法雖然測量的數據比較準確，但是測量周期較長，費用較高，而且對測試環境有著比較高的要求。因此，為了工業生產和實驗室研究，需要找到一種簡易而且準確的方法。
發明內容本發明的目的在于提供一種取向硅鋼涂層表面拉應力的測試方法，找到了一種分析硅鋼片拉應力的簡易方法。此方法對儀器設備要求較低，實現較容易。在不同的氣候條件下使用化學性能穩定，達到了縮短實驗周期，降低實驗成本，分析操作簡便。并且能夠保證實驗結果精確，數據重現性好。本發明的測試步驟是制試樣將兩面帶有應力涂層的取向硅鋼片的其中一面用蟲膠漆片保護起來，然后使用氟化氨、鹽酸和水配成的溶液在7090'C的溫度下將另一面涂層溶解；再使用丙酮作為有機溶劑將保護漆去掉；測試根據鋼片的彎曲程度，計算出涂層對硅鋼片試樣產生的拉應力。制試樣的步驟如下(1)試樣高溫退火后，表面帶硅酸鎂底層，試樣尺寸為30X300mm(2)使用應力涂層對(1)所述的試樣兩面分別進行涂敷，在750—85(TC的爐溫下烘烤3090秒，冷卻至室溫，稱取鋼片涂層前后的重量，計算出單位面積上的涂層涂敷量，一般涂層量控制在56g/m"面。(3)消除應力退火涂層烘干后冷卻至室溫，鋼板會產生一定的熱應力，因此測量磁性前需要對試樣進行消除應力退火，800°C，90XN2+10XH2中保溫2小時后5(TC/h降溫，隨爐冷卻至室溫。(4)分別測量涂層前后的鐵損和磁感并進行對比(測量應力涂層后的磁性能仍然按照涂層前的試樣重量計算，不記入對磁性無效的涂層重量)。(5)涂敷耐酸保護層23層蟲膠漆片。涂敷方法先涂一層漆片，次日再加涂一層漆片，第3日在邊緣部分再加涂l層漆片，在空氣中晾干后進行酸洗。(6)酸洗酸洗液為3~5gNH4F+40~60mlHCl+2040ml水，放在鉛制容器或者聚四氟乙烯容器中，加熱至608(TC進行酸洗，將未涂敷耐酸保護層的一面的涂層洗掉，洗至露出光亮的晶粒，用清水沖洗并吹干。(7)清洗保護層酸洗后的試樣放在丙酮中浸泡1015分鐘，除去耐酸保護層，如漆片層未去除干凈，再在乙醇中浸泡515分鐘。本發明所述拉應力的計算方法如下(1)量出試樣的翹曲高度，通過公式計算出涂層所產生的拉應力；_&(f+d)22孖(2)拉應力的計算公式為°^=Y^^'~"^~~'"^"式中式中EB為鋼板的楊氏彈性模量，硅鋼結構中EB=21000Kg/mm2，t鋼板厚度mm，d涂層厚度mm，r曲率半徑mm，^為泊松比，硅鋼的泊松比為-圖1為試樣的彎曲曲率半徑與翹曲高度的關系。AB為翹曲后的鋼片示例，H為翹曲高度，l為鋼板長度。通過此圖可以很清楚的看出翹曲高度和曲率半徑的關系。具體實施例方式方法概要將涂敷好應力涂層的取向硅鋼片使用蟲膠漆片將一面保護起來，將另一面使用酸洗的方法進行去除。再將保護漆除去。儀器和器皿鉛槽長*寬*高為150*50*80厚度為2mm竹夾子1個雙聯電爐1臺天平l臺精度0.01g另一端自由下垂。此時由于應力可以忽略不計。用直尺測量翹曲2、試劑氟化銨分析純鹽酸分析純丙酮分析純乙醇分析純蟲膠漆片蒸餾水應力涂層涂液測定硅鋼涂層表面拉應力的方法(1)測量方法將已處理好的鋼片其中固定于垂直物體的表面，作用，下端會向上翹起。此處重力的作用影響很小，端最高點和垂直物體表面之間的距離并做好記錄。(2)計算方法測定應力的公式如下一^"~式中EB為鋼板的楊氏彈性模量。硅鋼結構中EB=21000Kg/mm2t鋼板厚度mmd涂層厚度mmr曲率半徑薩式中R為涂層材料的彈性模量Ec與鋼板彈性模量EB之比。由于應力涂層的厚度僅為鋼板厚度的1~2%。公式(1)中的R對應力的影響極微。因此在計算是假定涂層材料與硅鋼的彈性模量相同R=EG/EB=1。公式(1)為僅有單面涂層時涂層給予鋼板的拉應力。如將鋼板另一側的涂層去除。則試樣向相反方向彎曲產生另一個同樣大小的應力。因此兩面涂層所給予的鋼板的拉應力為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(1)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>公式(2)此公式是僅按照縱向應力的慣矩計算。但實際上表面涂層所產生的應力是各向同性的。除了在縱向產生拉應力。在橫向也必然回產生一個拉應力。因此，我們認為下面的公式更加切合于實際情況。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>公式(3)式中^為泊松比，硅鋼的泊松比為Vs=0.3為了能夠方便并且能夠批量測量和批量計算，我們選擇測量翹曲高度進而求出曲率半徑的方法。計算方法如圖(1)所示。127/r爿52經驗表明，H〈0。/ol時，用1代替AB的誤差〈20/。，即丄=^綜合公式(3)和公式(4)得出通過翹曲高度計算應力的公式為:公式(4)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>實施例隨機抽取幾片取向硅鋼試樣，用此方法進行測試。結果如下表:公式(5)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表中可以看出，在不同的涂敷量下，通過更改酸洗時間，能夠得到一系列拉應力和鐵損降低值。這些數值與實際中經驗的拉應力鐵損降低值基本相同。權利要求1、一種測定取向硅鋼涂層表面拉應力的方法，其特征在于測試步驟是制試樣將兩面帶有應力涂層的取向硅鋼片的其中一面用蟲膠漆片保護起來，然后使用氟化氫、鹽酸和水配成的溶液在70～90℃的溫度下將另一面涂層溶解；再使用丙酮作為有機溶劑將保護漆去掉；測試根據鋼片的彎曲程度，計算出涂層對硅鋼片試樣產生的拉應力。2、根據權利l所述的方法，其特征在于制試樣的步驟如下(1)試樣高溫退火后，表面帶硅酸鎂底層，試樣尺寸為30X300mm;(2)使用類似應力涂層對(1)所述的試樣兩面分別進行涂敷，在750—85(TC的爐溫下烘烤3090秒，冷卻至室溫，稱取鋼片涂層前后的重量，計算出單位面積上的涂層涂敷量，一般涂層量控制在56g/m2面；(3)消除應力退火涂層烘干后冷卻至室溫，鋼板會產生一定的熱應力，因此測量磁性前需要對試樣進行消除應力退火，800°C，90XN2+10XH2中保溫2小時后5(TC/h降溫，隨爐冷卻至室溫；(4)分別測量涂層前后的鐵損和磁感并進行對比，測量應力涂層后的磁性能仍然按照涂層前的試樣重量計算，不記入對磁性無效的涂層重量；(5)涂敷耐酸保護層23層蟲膠漆片。涂敷方法先涂一層漆片，次日再加涂一層漆片，第3日在邊緣部分再加涂l層漆片，在空氣中晾干后進行酸洗；(6)酸洗酸洗液為3~5gNH4F+40~60mlHCl+2040ml水，放在鉛制容器或者聚四氟乙烯容器中，加熱至608(TC進行酸洗，將未涂敷耐酸保護層的一面的涂層洗掉，洗至露出光亮的晶粒，用清水沖洗并吹干；(7)清洗保護層酸洗后的試樣放在丙酮中浸泡約10~15分鐘，除去耐酸保護層，如漆片層未去除干凈，再在乙醇中浸泡515分鐘。3、根據權利l所述的方法，其特征在于所述拉應力的計算方法如下(1)量出試樣的翹曲高度，通過公式計算出涂層所產生的拉應力；(2)拉應力的計算公式為=1+v^"~'"7T"，式中EB為鋼板的楊氏彈性模量，硅鋼結構中EB=21000Kg/mm2，t鋼板厚度mm，d涂層厚度mm，r曲率半徑mm，^為泊松比，硅鋼的泊松比為^=0.3。全文摘要一種取向硅鋼涂層表面拉應力的測試方法，屬于取向電工鋼測試
技術領域：
。測試步驟是制試樣將取向硅鋼涂層中的一面用特殊的漆保護起來，然后使用氟化氫、鹽酸和水配成的溶液將另一面涂層溶解；再使用丙酮作為有機溶劑將保護漆去掉；所述的特殊的漆為蟲膠漆片，試樣為取向硅鋼片。測試根據鋼片的彎曲程度，計算出涂層對硅鋼片試樣產生的拉應力。優點在于，對儀器設備要求較低，實現較容易。在不同的氣候條件下使用化學性能穩定，達到了縮短實驗周期，降低實驗成本，分析操作簡便。并且能夠保證實驗結果精確，數據重現性好。文檔編號G01N19/04GK101354336SQ20081022202公開日2009年1月28日申請日期2008年9月5日優先權日2008年9月5日發明者倪獻娟,王全禮,王崇學,羅文彬,立耿申請人:首鋼總公司