Silikon Çelik Nedir?
Silikon çelik, tipik olarak yüzde 1,0 - yüzde 4,5 oranında silikon alaşım bileşenleri içeren, çok düşük karbon içeriğine sahip yumuşak bir manyetik silikon-demir alaşımıdır. Silisyum, karbon için indirgenmemiş kararlı SiO2 oluşturmak üzere oksijenle reaksiyona girdiği ve böylece oksijen atomu katkısının neden olduğu demir kafes bozulmasını önlediği için çelik için yararlı bir deoksidize edicidir. Silikon, Fe'de katılaşarak direnci arttırırken aynı zamanda zararlı saf olmayan karbonun ayrılmasına da yardımcı olur. Sonuç olarak, silikonun dahil edilmesi demirin özdirencini ve maksimum geçirgenliğini artırır, zorlayıcılığı, çekirdek kaybını (demir kaybı) ve manyetik eskimeyi azaltır ve aletler yapılırken delme ve kesme işlemlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için belirli bir derecede esneklik gerektirir. Manyetik duyarlılığı iyileştirmek ve histerezis kaybını azaltmak için daha düşük miktarda zararlı kirleticiye, düz bir plaka şekline ve kabul edilebilir yüzey kalitesine sahip olmak gerekir. Bununla birlikte, silikon yüzdesinin arttırılması, malzemeyi sert ve kırılgan hale getirir, termal iletkenliği ve tokluğu azaltır, ısı dağılımını azaltır ve mekanik işlemeyi zorlaştırır; bu nedenle çelik sacların genel silikon içeriği yüzde 4,5'u geçmemelidir.
Silikon Çeliğin Sınıflandırılması
- Üretim tekniğine göre silisyum çelikler sıcak haddelenmiş veya soğuk haddelenmiş olarak sınıflandırılabilir; sıcak haddelenmiş silikon çeliğin sınırlı bir bulunabilirliği ve önemli bir enerji kaybı vardır ve kademeli olarak kullanımdan kaldırılmaktadır. İç tane yönelimine göre, soğuk haddelenmiş silikon çelik, yönlendirilmiş silikon çelik veya yönlendirilmemiş silikon çelik olarak sınıflandırılır.
- Elektrikli çelik, silikon içeriklerine göre iki türe ayrılır: düşük silikonlu levhalar (düşük dereceli) ve yüksek silikonlu levhalar (yüksek dereceli). Düşük silikonlu çelik sac belirli bir mekanik dayanıklılığa sahiptir ve genellikle "dinamo silikonlu çelik sac" olarak anılır. Yüksek silikonlu çelik levha manyetik olarak iyidir ancak daha kırılgandır ve genellikle transformatör çekirdeklerinin yapımında kullanılır ve "trafo silikon çelik levhası" olarak anılır.
| Tip | Silikon İçeriği (yüzde) | Nominal Kalınlık (mm) | Uygulamalar | ||
| Sıcak Haddelenmiş Silikon Çelik (Yönelimsiz) | Sıcak Haddelenmiş Düşük Silikonlu Çelik (Dynamo Steel) | 1.0-2.5 | 0.5 | Ev tipi motorlar ve mikro motorlar | |
| Sıcak Haddelenmiş Yüksek Silikonlu Çelik (Trafo Çeliği) | 3.0-4.5 | 0.35, 0.50 | Transformatörler | ||
| Soğuk Haddelenmiş Elektrikli Çelik | Soğuk Haddelenmiş Yönsüz Elektrikli Çelik (Dynamo Steel) | Düşük Karbonlu Elektrikli Çelik | 0.5'ten küçük veya eşittir | 0.50, 0.65 | Ev tipi motorlar, mikro motorlar, küçük transformatörler ve balastlar |
| silikon çelik | >0.5-3.5 | 0.35, 0.50 | Büyük ve orta ölçekli motorlar, jeneratörler ve transformatörler | ||
| Soğuk Haddelenmiş Tane Odaklı Silikon Çelik (Trafo Çeliği) | Genel Tane Odaklı Silikon Çelik (CGO) | 2.9-3.3 | 0.18, 0.23, 0.27, 0.30, 0.35 | Küçük, orta ve büyük transformatörler ve balastlar | |
| Yüksek Manyetik İndüksiyon Tane Odaklı Silikon Çelik (HiB) | |||||
| Özel Amaçlı Silikon Çelik | Soğuk Haddelenmiş Tane Odaklı İnce Silikon Çelik Şerit | 2.9-3.3 | 0.03, 0.05, 0.10 | Darbe transformatörleri, manyetik kuvvetlendiriciler, yüksek frekans transformatörleri ve kaynak makineleri | |
| Soğuk Haddelenmiş Yönsüz İnce Silikonlu Çelik Şerit | 3.0 | 0.15, 0.20 | Yüksek frekanslı motorlar ve jeneratörler | ||
| Manyetik Anahtarlar için Soğuk Haddelenmiş Yönsüz Silikon Çelik | 3.0 | 0.70 | Röleler ve manyetik anahtarlar | ||
| Soğuk Haddelenmiş Yüksek Silikonlu Çelik | 6.5 | 0.1-0.5 | Yüksek frekanslı motorlar, transformatörler ve manyetik ekranlama | ||
Tane Yönlü ve Yönsüz Silikon Çelik Arasındaki Fark
Tane yönelimli silikon çeliğin tane dağılımı düzensizdir, düşük silikon içeriğine sahiptir ve öncelikle motor imalatında kullanılır.
Yönlendirilmemiş silikon çeliğin tane dağılımı, düşük silikon içeriği ile kaotiktir ve öncelikle transformatör imalatında kullanılır. Silisyum konsantrasyonu için tipik sınır yüzde 3'tür. Soğuk haddelenmiş silikon çeliği iki türe ayrılır: yönlendirilmemiş silikon çeliği ve gren yönelimli silikon çeliği:
- Soğuk haddelenmiş yönlendirilmemiş silikon çeliğin imalatı oldukça basittir ve silikon kütle oranları yüzde 0,5 ile yüzde 3,0 arasında değişir. Soğuk haddelemeden sonra tamamlanmış ürünün kalınlığı tipik olarak 0,35 ve 0,5 mm arasındadır. Yönlendirilmiş silikon çeliğe göre daha yüksek bir BS'ye, aynı zamanda düzgün kalınlığa, mükemmel boyutsal hassasiyete, pürüzsüz ve düz bir yüzeye ve daha iyi doldurma faktörüne ve manyetik özelliklere sahiptir.
- Soğuk haddelenmiş gren yönelimli silikon çeliğin silikon kütle yüzdesi yüzde 3.0 veya daha yüksektir ve karbon kütle oranı yüzde 0.03 -yüzde 0.05'tir. Çelikteki oksit kalıntıları küçük olduğundan, inhibitörler gereklidir. Tane yönelimli silikon çeliği, soğuk haddelenmiş yönlendirilmemiş silikon çeliğe kıyasla haddeleme yönünde daha düşük çelik kayıpları, güçlü yönlü manyetizma ve üstün yüksek geçirgenlik ve düşük kayıp özellikleri sunar. "Soğuk haddelenmiş trafo silikon çeliği" olarak da bilinen soğuk haddelenmiş gren yönelimli silikon çeliği, öncelikle transformatör üretiminde kullanılır.
Soğuk haddelenmiş yönlendirilmiş silikon çeliği ayrıca iki türe ayrılır: ortak yönlendirilmiş silikon çeliği (CGO) ve yüksek manyetik indüksiyonla yönlendirilmiş silikon çeliği (Hi-B). Yüksek manyetik indüksiyonlu soğuk haddelenmiş yönlendirilmiş silikon çelik, öncelikle bobinler, transformatörler ve diğer elektromanyetik bileşenler gibi elektronik aletlerin üretiminde kullanılan tek yönlü bir çelik şerittir.
Silikon Çelik Sacın Performans Gereksinimleri
Silikon çelik sacların ana kalite özellikleri, demir kaybı değeri, manyetik akı yoğunluğu, sertlik, düzlük, kalınlık homojenliği, kaplama tipi ve sac delme kabiliyetidir.
- Düşük Demir Kaybı
Düşük demir kaybı, silikon çelik sac kalitesinin önemli bir göstergesidir; silikon çelik sacın demir kaybı, çeşitli silikon çelik sac sınıfları tarafından belirlenir; derece ne kadar yüksek olursa, demir kaybı değeri o kadar düşük olur.
- Yüksek Manyetik Akı Yoğunluğu
Silisyum çelik sacın diğer bir temel elektromanyetik özelliği, mıknatıslanma kolaylığını yansıtan akı yoğunluğudur. Manyetik akı yoğunluğu, belirli bir manyetik alan kuvveti frekansında birim alan başına manyetik akı miktarıdır. Bir silikon çelik levhanın akı yoğunluğu, tipik olarak, B50 olarak bilinen 5000 A/m'lik bir manyetik alan uygulanmış olarak 50 veya 60 Hz'lik bir frekansta Tesla cinsinden ölçülür.
Manyetik akı yoğunluğu, silikon çelik sacın genel yapısından, safsızlıklardan, iç gerilimlerden ve diğer faktörlerden etkilenir. Motorların, transformatörlerin ve diğer motor ekipmanlarının enerji verimliliği doğrudan manyetik akı yoğunluğundan etkilenir. Akı yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, birim alan başına akı o kadar büyük olur ve dolayısıyla enerji verimliliği o kadar iyi olur; bu nedenle, silikon çelik sacın akı yoğunluğu ne kadar yüksekse o kadar iyidir; yine de, çoğu spesifikasyon basitçe akı yoğunluğunun minimum değerini talep eder.
- Yüksek Sertlik
Silikon çelik sacların niteliklerinden biri de sertliğidir. Sac zımbalama için mevcut otomatik zımbalama makineleri kullanıldığında, sertlik gereklilikleri daha da sıkıdır, çünkü çok düşük bir sertlik otomatik zımbalama makinesinin besleme işlemi için uygun değildir ve aşırı uzun çapaklara yol açarak montajı zorlaştırır. Bu standartları yakalayabilmek için silisyum çelik sacın sertliğinin belirli bir sertlik değerinden büyük olması gerekir. Örneğin, 50AI300 silikon çelik sacın sertliği genellikle 47 olan HR30T sertlik derecesinden daha düşük değildir. Silikon çelik sacın kalitesi arttıkça sertliği de artar. Silisyum çelik levhanın kalitesi ne kadar yüksek olursa, genellikle o kadar fazla silisyum içeriği eklenir ve alaşımın katı eriyik güçlendirme etkisinden dolayı çelik o kadar sert olur.
- Pürüzsüz, Düz ve Düzgün Yüzey Kalınlığı
Düzlük ve kalınlık homojenliği, silikon çelik saclar için önemli kalite kriterleridir. Mükemmel düzlük sac delmeyi ve montajı kolaylaştırır. Haddeleme ve tavlama teknolojileri, düzlük ile yakından ilişkilidir. Haddeleme ve tavlama teknolojisinin ve proseslerinin ilerlemesi düzlüğe fayda sağlar; örneğin, sürekli tavlama kullanımı toplu tavlamaya göre daha üstündür. Silikon çelik sacın kalınlığının tutarlı olması da önemlidir. Çelik sacın merkezi ile kenarı arasındaki kalınlık farkı çok büyükse veya çelik sacın kalınlığındaki dalgalanma uzunluğu boyunca çok büyükse, montajdan sonra çekirdeğin kalınlığı etkilenecektir. Çekirdeğin farklı kalınlıkları, motorun ve transformatörün özelliklerini doğrudan etkileyen manyetik iletkenlikte büyük değişimlere neden olduğundan, silikon çelik levhanın kalınlık değişimi ne kadar düşükse o kadar iyidir. Çelik sac kalınlığı homojenliği, sıcak ve soğuk haddeleme teknolojisi ve süreçleriyle güçlü bir şekilde ilişkilidir, bu nedenle haddeleme teknolojisi geliştirilerek sac kalınlığındaki dalgalanma azaltılabilir.
- Kaplama
Kaplama, silikon çelik saclar için kritik bir kalite bileşenidir. Silikon çelik levhanın yüzeyi kimyasal olarak kaplanır ve yalıtım, pas koruması ve yağlama sağlamak için ince bir film uygulanır. Yalıtım, silikon çelik sacın çekirdekleri arasındaki girdap akımı kaybını azaltır; pas önleme, sacın üretim ve depolama sırasında paslanmasını önler; ve yağlama, delinebilirliği artırır ve hayatı öldürür.
- İyi delinebilirlik
Silikon çelik sacların en önemli özelliklerinden biri delinebilirliktir. Delinebilirlik kalıp ömrünü uzatır ve zımbadaki çapakları azaltır. Silikon çelik sacın delinebilirliği, kaplama türü ve sertliği ile yakından bağlantılıdır. Daha yeni kaplama türleri, öncelikle silikon çelik sacların delinebilirliğini artırır. Ayrıca, çelik sacın sertliği çok düşüktür, bu da büyük çapaklara neden olur ve zımbalamayı zorlaştırır; yine de sertlik çok yüksektir ve kalıp ömrünü kısaltır; bu nedenle silikon çelik sacın sertliği optimum bir aralıkta yönetilmelidir.
Silikon Çelik Sac Üretim Süreci
- Asitleme
Tamamlanmış soğuk haddelenmiş ürünlerin yüzeyindeki sorunları önlemek için, sıcak haddelenmiş çelik şeritlerdeki oksitleri hidroklorik asit tanklı bir kireç çözme ekipmanı kullanarak çıkarın.
- Soğuk damga ile damgalama
Çeşitli uygulamalar için kalınlık ve malzeme sağlamak için küçültme oranı yüzde 40 - yüzde 90 olarak seçilir ve otomatik kalınlık kontrolü ve otomatik şekil kontrolünün gerçekleştirilmesi için gelişmiş kontrol ekipmanı sağlanır.
- tavlama
Sert çelik şerit malzemeyi yumuşatmak için soğuk preslemede kullanılan bir yöntemdir. Metali ısıtıp hızla soğutarak derin işlem çeliği ve yüksek gerilim çeliği yapıyoruz, kutu (kapak) tavlaması ve sürekli tavlama işlemlerini uyguluyoruz.
- Yalıtım için kaplama
Sürekli kaplama ekipmanı kullanılarak, silikon çelik plakalar, işleme kalitelerini iyileştirmek ve plakaların kalınlığına karşılık gelen girdap akımı kayıplarını ortadan kaldırmak için plakaların altına püskürtülen yalıtıcı bir kaplama solüsyonu ile çekirdekler halinde işlenir.
İlgili Bağlantı:
