פלדה חשמלית: ייצור ויישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

ייצור פלדה מסוג זה תופס עמדה מובילה בין חומרים מגנטיים אחרים. פלדה חשמלית היא סגסוגת של ברזל עם סיליקון, ששיעורה הוא בין 0.5% ל-5%. הפופולריות הרחבה של מוצרים מסוג זה יכולה להיות מוסברת על ידי תכונות אלקטרומגנטיות ומכניות גבוהות. פלדה כזו מיוצרת מרכיבים בשימוש נרחב, שאין בהם מחסור. זה מסביר את העלות הנמוכה שלו.

השפעת הסיליקון

רכיב זה, באינטראקציה עם ברזל, יוצר תמיסה צפופה עם התנגדות גבוהה, שערכה תלוי באחוז הסיליקון בסגסוגת. כאשר הוא נחשף לברזל טהור, הוא מאבד את התכונות המגנטיות שלו.

אבל כשזה משפיע על הטכני, להיפך, יש לזה השפעה חיובית. חדירות הברזל עולה ויש שיפור ביציבות המתכת. ניתן להסביר את ההשפעה החיובית של סיליקון (Si) באופן הבא. בהשפעת יסוד זה, פחמן מועבר לגרפיט ממצב של צמנטיט, בעל תכונות מגנטיות פחות. לאלמנט Si יש השפעה לא רצויה עלירידה באינדוקציה. השפעתו משתרעת על מוליכות תרמית ועל צפיפות הברזל.

זיהומים בהרכב

בהרכב שלה, פלדה חשמלית עשויה להכיל רכיבים נוספים: גופרית, פחמן, מנגן, זרחן ואחרים. המזיק שבהם הוא פחמן (C). זה יכול להיות בצורת גם צמנטיט וגם גרפיט. זה משפיע אחרת על הסגסוגת, וכך גם אחוז הפחמן. כדי למנוע הכללות לא רצויות של אלמנט C, אסור לקרר את הפלדה במהירות לקראת היישון והייצוב הבאים.

לרכיבים הבאים יש השפעה שלילית על תכונות החומר: חמצן, גופרית, מנגן. הם מפחיתים את האיכויות המגנטיות שלו. ברזל טכני בהרכבו יש בהכרח זיהומים. כאן יש לקחת אותם בחשבון במצטבר, לא באותו אופן כמו עבור ברזל טהור.

תוכל לשפר את תכונות הפלדה על ידי הסרת זיהומים. אבל שיטה זו לא תמיד מועילה בייצור בקנה מידה גדול. אבל בעזרת גלגול קר, פלדה חשמלית יוצרת תכונות מגנטיות במבנה שלה. זה מאפשר לך להגיע לתוצאות הטובות ביותר. אבל נדרש ירי נוסף.

גלגול קר

סיליקון נחשב זה מכבר כמגביר את שבירות הפלדה. הייצור התקיים בעיקר באמצעות גלגול חם. הרווחיות של גלגול קר הייתה נמוכה.

רק לאחר שהתגלה שעבודה קרה לאורך כיוון החומר מגבירה את התכונות המגנטיות, נעשה בו שימוש נרחב. כיוונים אחרים הראו את עצמם רק עםהצד הגרוע ביותר. גלגול קר משפיע לטובה על התכונות המכניות וכן משפר את איכות משטח היריעות, מגדיל את גליו ומאפשר להחתים.

ניתן להסביר את התכונות הייחודיות שקיבלה פלדה חשמלית באמצעות עיבוד קר באמצעות היווצרות מרקם קריסטלוגרפי בה. זה שונה בכמה דרגות. הם, בתורם, תלויים בטמפרטורה שבה מתרחש הגלגול, כמו גם בעובי של היריעה הנדרשת ובמידת הקטנתו.

העלות של יריעה בעובי אחד של פלדה מגולגלת חמה נמוכה פי 2 מזו של פלדה מגולגלת קרה.

אבל איכות שלילית זו מפוצה במלואה על ידי הפסדי חום נמוכים (יש פחות מפעמיים בערך), איכות גבוהה ואפשרות של הטבעה טובה של סגסוגת מגולגלת קרה. ההבדל בפלדות הללו הוא תכולת הסיליקון. הסכום שלו הוא מ-3.3% ל-4.5% בהתאמה.

GOST

יצרנים מייצרים רק שני סוגי פלדה התואמים ל-GOST.

צפייה ראשונה - 802-58 "גיליון אלקטרוטכני". השני הוא פלדה חשמלית GOST 9925-61 "רצועה מגולגלת קרה עשויה פלדה חשמלית".

Designation

מסומן באות "E", ואחריה מספר שלספרותיו יש משמעות ספציפית:

• הספרה הראשונה בערך הסימון פירושה מידת הסגסוגת של פלדה עם סיליקון.מסגסוגת נמוכה עד סגסוגת גבוהה, בהתאמה, במספרים מ-1 עד 4. דינמית - אלו פלדות מקבוצות E1 ו-E2. שנאי - E3 ו-E4.
• הספרה השנייה של הסימון היא בטווח שבין 1 ל-8. היא מציגה את התכונות האלקטרומגנטיות של החומר בשימוש בתנאי הפעלה מסוימים. לפי סימון זה, תוכל לגלות באילו אזורים ניתן להשתמש בפלדה זו או אחרת.

המספר אפס אחרי המספר השני אומר שהפלדה בעלת מרקם. אם יש שני אפסים, אז זה לא מספיק בעל מרקם.

בסוף הסימון ניתן למצוא את האותיות הבאות:

• "A" - אובדן חומרי ספציפי נמוך מאוד.
• "P" הוא חומר בעל חוזק גלגול גבוה וגימור משטח גבוה.

אזור הפעלה

הסגסוגת מחולקת לשלושה סוגים לפי תחום היישום:

• מתאים לעבודה בשדות מגנטיים חזקים ובינוניים (טוהר מגנטיזציה 50 הרץ);
• מתאים לעבודה בשדות בינוניים עד 400Hz;
• פלדה המופעלת בשדות מגנטיים בינוניים ונמוכים.

יריעות פלדה חשמלית מיוצרות בגדלים הבאים: רוחב מ-240 עד 1000 מ"מ, אורך יכול להיות מ-720 מ"מ עד 2000 מ"מ, עובי - בטווח שבין 0.1 ל-1 מ"מ. יותר מכל, נעשה שימוש בפלדות מוכוונות תבואה, שכן יש להן ערך גבוה של תכונות אלקטרומגנטיות. גיליונות מחומר זה משמשים לעתים קרובות בהנדסת חשמל.

פלדה חשמלית - מאפיינים

נכסי סגסוגת:

• התנגדות. איכות החומר תלויה ישירות במדד זה. פלדה משמשת במקום בו יש צורך להכיל חשמל בתוך המוליך ולהעבירו ליעדו.
• כוח כפייה. אחראי על יכולתו של השדה המגנטי הפנימי להתבטל. עבור מכשירים מסוימים, תכונה זו נדרשת בדרגות שונות. רובוטריקים ומנועים חשמליים משתמשים בחלקים בעלי יכולת דה-מגנטיזציה גבוהה. עבור פלדה, מחוון זה יש ערך נמוך. אבל באלקטרומגנטים, להיפך, יש צורך בכוח כפייה גבוה. כדי לתקן את התכונות המגנטיות, מוסיפים לסגסוגת הפלדה את האחוז הנדרש של סיליקון.

• רוחב לולאת ההיסטרזיס. מחוון זה צריך להיות נמוך ככל האפשר.
• חדירות מגנטית. ככל שמדד זה גבוה יותר, כך החומר "עושה" טוב יותר עם המשימות שלו.
• עובי הגיליון. לייצור מכשירים וחלקים רבים משתמשים בחומרים שעובים אינו עולה על מילימטר אחד. עם זאת, במידת הצורך, מחוון זה מופחת לערך של 0.1 מ"מ.

Application

חומרי גיליון מהשורה הראשונה יכולים לשמש לייצור סוגים שונים של מעגלים מגנטיים עבור ממסרים ווסתים.

פלדה חשמלית מדרגה שנייה יכולה לשמש עבור מתנעי AC ו-DC, ליבות רוטור.

המחלקה השלישית תתאים לייצור מעגלים מגנטיים עבורשנאי כוח, כמו גם סטרטרים של מכונות סינכרוניות גדולות.

כדי ליצור מסגרת למכונה חשמלית, עליך להשתמש ביציקת פלדה, שבה תכולת הפחמן אינה עולה על 1%. מוצרים העשויים מחומר כזה נתונים לחישול הדרגתי. פלדת פחמן משמשת לייצור חלקי מכונות מרותכים.

עמודים ראשיים למכונות DC עשויים מסוגים אלה של חומרים.

עבור אותם חלקי מכונות הנושאים את העומס המרבי (קפיצים, רוטורים, פירי אבזור), נעשה שימוש בסגסוגות בעלות תכונות מכניות גבוהות. חומר כזה עשוי להכיל ניקל, כרום, מוליבדן וטונגסטן. אפשר לייצר מעגלים מגנטיים מפלדה חשמלית. הם משמשים עבור שנאים בתדר נמוך - 50Hz.

מעגל מגנטי עומד

הליבות המגנטיות מחולקות לשריון ולמוט. לכל מין יש מאפיינים משלו.

מוט: עבור מעגל מגנטי כזה, המוט הוא אנכי ויש לו קטע מדורג רשום במעגל. פיתולי המעגל המגנטי ממוקמים עליהם בצורה גלילית מיוחדת.

משוריינים

המוצרים בעיצוב זה הם בצורת מלבני, ולמוטות שלהם יש חתך רוחב, הם ממוקמים אופקית. סוג זה של מעגל מגנטי משמש רק במכשירים ומבנים מורכבים. לכן, עיצובים כאלה אינם נמצאים בשימוש נרחב.

אז הבנו מהי פלדהחשמל והיכן הוא משמש.