Dünne und ultradünne Siliziumstähle

Dünne und ultradünne Siliziumstähle

Eine Vielzahl von elektrischen Geräten verwendet ein weichmagnetisches Material als Fluxträger. Silizium-Eisen (Si-Fe), oft auch als „Elektrostahl“ oder „Elektroband“ bezeichnet, ist das am häufigsten verwendete Material für Motoren, Generatoren, Transformatoren und Induktoren.

Eine hohe Permeabilität, niedrige Koerzitivfeldstärke und duktile Eigenschaften machen den kornorientierten (GOES) Siliziumstahl und den nicht kornorientierten (NGOES) Siliziumstahl von Arnold zu einer perfekten Lösung für Ihre hochtourigen, hocheffizienten Motoren und Transformatorenanwendungen. Jede Art von Siliziumstahl ist in verschiedenen Dicken und Breiten erhältlich. Beide Typen weisen gegenüber alternativen Materialien besondere Vorteile für eine Vielzahl von Anwendungen auf. Optimal auf eine bestimmte Anwendung abgestimmt, bietet jeder Typ eine effizientere Nutzung des Elektrobandes, was zu einer höheren Leistungsdichte sowie zu Energieeinsparungen führt.

Die kornorientierten und nicht kornorientierten Siliziumstähle von Arnold sind in den folgenden Stärken und Abmessungen erhältlich:

DickeMinimale SchnittbreiteMaximale Schnittbreite
Nicht kornorientiert/CRNO
Arnon 5 0,127 mm (0,005”)5,08 mm (0,20")431,8 mm (17,0") als Rollkante, 419,1 mm (16,5") mit einer Schnittkante
Arnon 7 0,178 mm (0,007”)5,08 mm (0,20")444,5 mm (17,5") als Rollkante, 431,8 mm (17,0") mit einer Schnittkante
Kornorientiert/CRGO
0,025 mm (0,001") 0,05 mm (0,002") 0,10 mm (0,004")5,08 mm (0,20")Alle Dicken: 431,8 mm (17,0") als Rollkante, 419,1 mm (16,5") mit einer Schnittkante
0,15 mm (0,006")5,08 mm (0,20")444,5 mm (17,5") als Rollkante, 431,8 mm (17,0") mit einer Schnittkante

Unsere Siliziumstahl-Materialien entsprechen der IEC 60404-8-8.

Erfahren Sie mehr darüber, was die kornorientierten und nicht kornorientierten Siliziumstähle von Arnold für Ihre Anwendung leisten können.

Der Arnold-Vorteil für Service und Support

Wir ergänzen unsere Siliziumstähle und andere Präzisionsfeinmaterialien mit umfangreichen internen Labor- und Prüfeinrichtungen, die es unseren Kunden ermöglichen, Spitzenleistungen bei gleichzeitig niedrigen Kosten zu erzielen. Das Team für Präzisionsfeinmetalle von Arnold unterstützt Kunden vor und nach dem Verkauf bei der Überprüfung der Leistungsfähigkeit von Materialien und Beschichtungen bei verschiedenen Umgebungsbedingungen und Frequenzen. Die fortschrittlichen Laborfähigkeiten von Arnold ermöglichen es uns auch, mechanische Eigenschaften zu testen und zu bewerten, um festzustellen, wie das Produkt verarbeitet, gestanzt und geschnitten werden kann. Unser unvergleichliches technisches Know-how und unsere Unterstützung helfen unseren Kunden, das Beste aus dünngewalzten Siliziumstählen, Siliziumstahlblechen und anderen Walzprodukten herauszuholen.

Der PTM-Bereich von Arnold bietet präzisionsgewalzte Siliziumstähle in einer Vielzahl von Dicken und Ausrichtungen, die auf Standardanwendungen zugeschnitten sind. Siliziumstähle von Arnold sind mit oder ohne standardmäßige C5-Isolierbeschichtung erhältlich und bieten eine Auswahl an Beschichtungschemikalien für eine optimale Leistung.

Kontaktieren Sie das PTM-Team, um Ihre Anforderungen zu besprechen.

Messung in Mikron?

Bitte beachten Sie die Referenztabelle für Materialstärken.

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Kornorientiert und nicht kornorientiert – Kontrolle der internen Struktur und warum sie wichtig ist

Abb. 1: Kristallographische Struktur von Silizium-Eisen

Abb. 2: Kornstruktur von kornorientiertem Silizium-Eisen

Kornorientiertes und nicht kornorientiertes Silizium-Eisen unterscheiden sich durch die innere Struktur, die deren charakteristische magnetische Eigenschaften bestimmt. Der Eisen-Einkristall weist eine bevorzugte Richtung auf, welche für die Magnetisierung vorteilhafter ist. Wie in Abb. 1 dargestellt, liegt die einfache Achse (der Magnetisierung) entlang der Kristallachse <100>, d. h. entlang der Kante des Würfels. Die harte Achse erstreckt sich von einer Ecke bis zur diagonal gegenüberliegenden Ecke der Kristallachse <111>. (Abb. 1)

Dies führt zu einer höheren Permeabilität und einem geringeren Kernverlust in Walzrichtung, der Richtung „Würfel an der Kante“. Wenn der Großteil der Partikel in einer Laminierung auf diese Weise ausgerichtet wird, kann die Laminierung geschnitten werden, um die Vorteile der Leistungssteigerung zu nutzen.

Beim Walzen zu einem Band werden die kubisch-raumzentrierten Silizium-Eisen-Kristalle gestreckt und abgeflacht, wodurch die magnetischen Eigenschaften in Walzrichtung über die Länge des Bandes optimiert werden. In diesem kontrastverstärkten Foto (Abb. 2) sehen wir die längliche und abgeflachte Struktur von kornorientiertem Elektroband (GOES).

Bei einer abschließenden Wärmebehandlung werden durch die nahezu vollständige Beseitigung der Kornstruktur annähernd isotrope magnetische Eigenschaften innerhalb der Bands erreicht.

Die Behandlungsverfahren von Arnold zielen darauf ab, die gewünschte Orientierung im gewalzten Siliziumstahlband zu erreichen. Das Verfahren beinhaltet eine Kombination aus Kaltumformung und Wärmebehandlung, um ein Band herzustellen, bei dem die meisten Metallkörnchen entlang der Walzrichtung ausgerichtet sind. Obwohl das Material nicht in alle Richtungen einheitlich ist, können viele Komponenten wie gewickelte Kerne und gestanzte/gestapelte E-Kerne hergestellt werden, um die positiven Aspekte der Orientierung zu maximieren.

Anpassung der Ausrichtung an die Anwendung

Die gezielte Kristallausrichtung des kornorientierten Siliziumstahls von Arnold sorgt für anisotrope Eigenschaften wie Permeabilität, Flussdichte und Kernverlust mit optimalen Eigenschaften entlang der Walzrichtung. Orientiertes Silizium-Eisen wird am besten in Transformatoren oder Induktoren eingesetzt, bei denen die relativen Winkel des Magnetfeldes und die Walzrichtung des Legierungsbandes eng aufeinander abgestimmt werden können.

Der nicht kornorientierte Siliziumstahl von Arnold, hergestellt unter dem Markennamen Arnon™, eignet sich am besten für rotierende Maschinen, die einen sich ständig ändernden Anstellwinkel des angewandten Feldes gegenüber der Walzrichtung des laminierten Stahls aufweisen. Obwohl einige segmentierte Konstruktionen getestet wurden, kommen bei den meisten rotierenden Maschinen nicht kornorientierte Elektrostähle (NGOES) zum Einsatz.

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