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半工艺电工钢在高效电机行业推广运用展望技术中心王仕华前言简要介绍了半工艺电工钢板的发展历史、国内外使用半工艺的基本情况、应用领域及优点。根据国家推广高效电机的政策，分析了高效电机用电工钢的市场，根据高效电机使用电工钢特性论证了半工艺电工钢板在高效电机中应用的可行性。1半工艺电工钢基本情况1.1半工艺电工钢国内外情况1.1.1半工艺电工钢由来半工艺电工钢是热轧电工钢蓬勃发展时期为了进一步提高磁性能、改善冲片性，增加了平整、连续退火炉退火等工艺后诞生的一种电工钢生产工艺，随后冷轧电工钢迅速发展并得到推广，半工艺电工钢的生产工艺也进行了进一步优化，即热轧电工钢通过冷轧酸轧、罩退、平整、冲片、消除应力退火及发蓝处理等工艺，使用磁性能得了进一步提高，加工性能也得到了很好的改善。如美国1960年开始生产冷轧低碳低硅电工钢板时为了改善热加工性和冲片性，提高了钢中锰和磷的含量，在不完全退火状态下进行二次退火的产品，用户冲片后经完全退火，磁性能得到进一步提高，随后其它国家也陆续大量生产低碳电工钢产品和半成品产品。1.1.2国外半工艺电工钢基本情况国外低碳低硅电工钢约70%以上都是以半成品状态出厂，如美国AISI标准中M27～M47牌号、前苏联的2011～2113牌号和日本的S20～S60牌号半成品，可代替绝大多数≤2%Si钢完全退火牌号电工钢，部分磁性能值如表1～3所示。已知目前国外生产半工艺电工钢主要钢厂有：Am集团下美国生产中心，日本住友金属、日本川崎等钢厂，韩国浦项、前苏联部分钢厂。其中Am集团下美国生产中心，目前每年半工艺电工钢产量约有40万吨，美国175万吨/年的无取向电工钢中半工艺电工钢产量为150万吨/年，占85.7%。在欧美、前苏联、日本已广泛采用半工艺电工钢板，特别是压缩机电机冲片都采用半成品半工艺电工钢板制造。表1美国ASTM标准中部分半工艺牌号的磁特性值表2日本部分企业半工艺牌号的磁特性值表3 美国AISI标准中完全退火和半成品无取向电工钢磁特性值1.1.3 国内半工艺电工钢基本情况国内半工艺电工钢是70年代末期在对热轧电工钢研究的基础上，武钢引进了日本新日铁公司的11个牌号冷轧电工钢专利技术及制造设备协议的情况下，钢铁研究院根据冶金部的要求，在验证和消化日本专利基础上同时也研制了含磷冷轧低碳低硅电工钢，并在80年代成批生产了低碳低硅电工钢和高效电机用的低硅电工钢和半工艺电工钢。武钢在1994年申请了《半工艺电工钢板的生产方法》，1995年3月22日正式公开。随后本钢、马钢、宝钢、涟钢等相继也申请了各自的专利，同时批量生产半工钢电工钢。2002年国家标准《半工艺电工钢带（片）》正式下发，标准对半工艺电工钢磁特性值及热处理温度参考值要求如表4所示。国内主要生产钢厂有武钢、宝钢、马钢、涟钢、宝钢、本钢、攀钢等，2012年国内半工艺冷轧无取向电工钢产量约为6万吨，国内无取向电工钢产量约为760万吨，仅占无取向电工钢总产量的7%。表4 国标中半工艺牌号的磁特性值及参考热处理温度1.2半工艺钢电工钢主要应用领域半工艺电工钢主要用于家电行业，另外还包括电动工具行业。主要应用领域如下：家电行业：制冷压缩机主要代表产品有冰箱、冰柜、空调器、饮水机、热泵热水器等；电机：空调器、洗衣机、洗碗机、电冰箱、微波炉、吸尘器、电风扇、食品加工机、豆浆机、个人护理产品等；其它行业：电动工具行业的各种电机定子、转子等等。1.3半工艺电工钢的优点半工艺电工钢相对全工艺冷轧电工钢板具有以下优点。1）消除冲片产生的应力，晶粒更粗大，铁损明显降低，μ15提高 35%，至少提高一个牌号。如果经临界变形冷轧，退火时晶粒明显粗化，P15至少可提高两个牌号，B50变化不大或略有降低。2）半成品硬度和冲片性提高。低碳电工钢完全退火后产品HV=110～130，半成品HV=150～200。3）冲片磁性更均匀。4）冲片的切边和毛刺通过发蓝处理都可绝缘。5）冲片毛刺软化。6）冲片更平和外观更好，改善了叠片系数。7）冲片防锈和耐蚀性提高。8）材料价钱便宜。总之半工艺电工钢板充分发挥了低碳低硅电工钢的最佳性能，缓解了P15和B50磁性参量的矛盾，制成的微、小电机效率高，可节省大量的电能。2高效电机的市场分析2.1高效电机标准及国家政策2.1.1 高效电机高效电机（High Efficiency Motor）是指效率较高的电机，其效率应该满足相关的能效等级要求。高效电机是对普通电的设计、材料和工艺加以改进，从而提高能量利用效率的电机。高效电机与普通电机相比效率要高出1%～10%，可减少大约20%～40%的电能损失。电动机的损耗一般可分为固定损耗、可变损耗和杂散损耗三部分。其中固定损耗中的铁芯损耗是由电工钢材料决定的，实践证明，通过改变热处理或提高电工钢牌号，铁芯损耗可降低10%～20