摘 要:某無取向硅鋼板在生產過程中表面出現涂層缺陷.采用宏觀觀察、化學成分分析、硬度 測試、能譜分析及涂層厚度測試等方法對缺陷產生原因進行了分析.結果表明:該無取向硅鋼板在 生產過程中進行了寬度規格的切換,生產窄硅鋼板時殘留的非環保涂料與生產寬硅鋼板時板面上 的環保涂料不相容,導致了該無取向硅鋼板涂層缺陷的產生,出現了涂層不均的現象.

關鍵詞:無取向硅鋼板;涂層缺陷;涂層不均;寬度規格切換 

中圖分類號:TG１１５．２ 文獻標志碼:B 文章編號:１００１Ｇ４０１２(２０２０)０２Ｇ００６４Ｇ０３

硅鋼板的制造技術和產品質量是衡量一個國家 高端鋼生產能力和科技發展水平的重要標志之一. 無取向硅鋼具有鐵損低、矯頑力小、磁導率和磁感應 強度高、節能降耗等特點,被譽為鋼鐵產品中的“工 藝品”,憑借其優異的磁性能被廣泛應用于電機、電 器、變壓器、電工儀表等家電行業及相關領域[１Ｇ２]. 無取向硅鋼板作為電機的鐵芯材料,為減少鐵芯的 渦流損失,需要在無取向硅鋼板表面涂覆絕緣涂層. 無取向硅鋼板的涂層以是否含有鉻元素可大體分為 非環保涂層和環保涂層,涂層質量的好壞直接影響 著無取向硅鋼板的使用性能.不好的涂層質量使得 無取向硅鋼板的耐蝕性、沖片性和焊接性降低,還可 能影響無取向硅鋼板的層間絕緣能力,導致無取向 硅鋼板產品渦流損耗大[３Ｇ５]. 

某無取向硅鋼板在生產過程中涂層表面出現缺 陷,筆者采用宏觀觀察、化學成分分析、硬度測試、能 譜分析及涂層厚度測試等方法對缺陷產生的原因進 行了分析,并提出了相應的改進建議. 

１ 理化檢驗 

１．１ 宏觀觀察 

無取向硅鋼板涂層缺陷的宏觀形貌如圖 １ 所 示,可見缺陷處有肉眼可見的淡黃色、白色斑塊,觸 之手感粗糙,不符合企業技術要求.

１．２ 化學成分分析

使用 CXＧ９９００型直讀光譜儀對無取向硅鋼板 涂層缺陷處和非缺陷處的基板進行化學成分分析, 結果見表１.結果表明,缺陷處和非缺陷處基板的 化學成分均符合企業內部標準對無取向硅鋼板基板 的技術要求.

１．３ 硬度測試 

使用 HVSＧ５型顯微硬度計對無取向硅鋼板的 涂層缺陷處和非缺陷處進行硬度測試,試驗載荷為 ９．８N(１kgf),保持載荷時間１０s,試驗結果見表２, 可見硬度均符合企業技術要求.

１．４ 能譜分析 

采用能譜(EDS)儀對無取向硅鋼板的涂層缺陷 進行分析,淡黃色缺陷的測試位置如圖２a)所示,白 色缺陷的測試位置如圖２b)所示,鉻元素的測試結 果見表３.結果表明,淡黃色缺陷和白色缺陷均含 有鉻元素.

１．５ 涂層厚度測試 

采用膜厚儀對無取向硅鋼板的涂層缺陷進行厚 度測試,測試結果,見表４.結果表明,淡黃色缺陷 處的涂層厚度比技術要求值的要薄,而白色缺陷處 的涂層厚度比技術要求值的要厚,這表明涂層缺陷 處的涂層厚度不均. 

２ 分析與討論 

該無取向硅鋼板涂層缺陷處和非缺陷處的基板 化學成分均符合企業內部標準對無取向硅鋼板基板 的技術要求,且涂層缺陷處和非缺陷處的硬度均符 合技術要求,說明涂層缺陷的產生與化學成分無關. EDS分析結果表明淡黃色缺陷和白色缺陷含有鉻元素.涂層厚度測試結果表明淡黃色缺陷處的涂層 厚度比技術要求值的要薄,而白色缺陷處的涂層厚 度比技術要求值的要厚,涂層缺陷處存在涂層厚度 不均.該無取向硅鋼板涂層為環保涂層,企業技術 要求該涂層不應含有鉻元素,查閱生產記錄可知生 產線之前生產的產品是含有鉻元素的非環保涂層無 取向硅鋼板,由此推測在生產過程中含有鉻元素的 非環保涂料與不含有鉻元素的環保涂料不相容,導 致無取向硅鋼板涂層不均的發生.現場調查發現涂 層機與硅鋼板接觸的兩根轉向輥表面都有黃色印 跡,該印跡應為殘留的非環保涂料.非環保涂料殘 留位置如圖３所示,由殘留的非環保涂料出現的位 置推測,殘留的非環保涂料為生產窄硅鋼板時產生, 當生產比之前寬的硅鋼板時,涂料被蹭到了寬硅鋼 板上,與寬硅鋼板上的環保涂料不相容,導致了涂層 缺陷的產生.這說明在進行寬、窄硅鋼板產品切換時,涂層機沒有按技術要求進行徹底清洗,才使得兩 種涂料混在一起,導致了涂層不均的出現.

３ 結論及建議 

該無取向硅鋼板在生產過程中進行了寬度規格 的切換,生產窄硅鋼板時殘留的非環保涂料與生產 寬硅鋼板時的環保涂料不相容,導致了該無取向硅 鋼板涂層缺陷的產生,出現了涂層不均的現象. 

建議嚴格規范涂層工序中轉向輥表面清洗方 案,在切換環保涂料前機組運行過渡卷時擦拭干凈 轉向輥表面,確保轉向輥表面無殘留的非環保涂料; 合理安排生產計劃,有寬度變化的產品切換時,中間 應通入過渡卷,以保證產品切換順利. 

參考文獻: 

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<文章來源 >材料與測試網 > 期刊論文 > 理化檢驗－物理分冊 > 56卷 > 2期 (pp:64-66)>