硅钢表面双脉冲复合电镀Fe-Si涂层及退火后磁性能的研究

发布时间：2017-10-11 05:08

  本文关键词：硅钢表面双脉冲复合电镀Fe-Si涂层及退火后磁性能的研究

  更多相关文章： 高硅电工钢 双脉冲电源 复合电镀 镀液配方 铁损

【摘要】：6.5wt%Si电工钢具有高频铁损低,磁致伸缩系数接近零的优异软磁性能,但其脆性大而难以用传统轧制工艺生产。本文选用双脉冲电源,采用复合电镀法在普通硅钢表面形成Fe-Si涂层,再通过扩散退火使表层硅扩散进入硅钢内层来制备高硅钢。首先在直流电镀下优化镀液,通过测量正交和单因素变量试验后样品表面涂层硅含量,并结合SEM分析,优化出最佳镀液配方:氯化亚铁浓度为350g/L,KI浓度为3g/L,硅粉微粒浓度为30g/L,镀液pH值为1.3。随后进行双脉冲复合电镀实验,通过研究正脉冲电流密度、负脉冲电流密度、正占空比和负占空比对涂层表面形貌、涂层厚度和硅含量的影响,优化出的电源参数:正脉冲电流密度为10A/dm~2,负脉冲电流密度为1.0A/dm~2,正占空比为60%,负占空比为10%,并分析出施加负脉冲电流能改善涂层质量和消除内裂纹。在最佳双脉冲复合电镀条件下,涂层厚度为46μm,硅含量为22wt%。将样品在66.6%N_2和33.3%H_2气氛中于1000℃保温3h处理,样品表面硅浓度为8.92wt%,距涂层表面90μm处硅浓度为4.89wt%,其磁性能为:B_8=1.79T,P_(2/1k)=3.01W/kg,与3.5wt%Si普通取向硅钢和退火前样品软磁性能相比有大幅度提高。
【关键词】：高硅电工钢 双脉冲电源 复合电镀 镀液配方 铁损
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-21
• 1.1 硅钢发展及其应用8-12
• 1.1.1 Fe-Si二元合金相图9-10
• 1.1.2 Si在电工钢中的作用10-12
• 1.2 6.5wt%Si电工钢的特性及其应用12-13
• 1.2.1 6.5wt%Si电工钢物理性能12
• 1.2.2 6.5wt%Si电工钢软磁性能12-13
• 1.2.3 6.5wt%Si电工钢应用13
• 1.3 6.5wt%Si电工钢发展现状13-15
• 1.3.1 改善钢的脆性法制备 6.5wt%Si电工钢14
• 1.3.2 避开钢的脆性法制备 6.5wt%Si电工钢14-15
• 1.4 复合电镀原理及特点15-17
• 1.4.1 复合电镀特点16
• 1.4.2 复合电镀原理16-17
• 1.5 影响复合电镀涂层质量因素17-18
• 1.5.1 溶液因素17-18
• 1.5.2 电源种类和电源参数因素18
• 1.6 脉冲电镀18-19
• 1.6.1 双电层模型18
• 1.6.2 脉冲电镀特点和优势18-19
• 1.6.3 脉冲电源工作方式19
• 1.6.4 脉冲电镀发展现状19
• 1.7 研究目的和意义19-21
• 第2章 复合电镀溶液参数对涂层中硅含量的影响21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 实验过程与方法21-23
• 2.2.1 实验材料21-22
• 2.2.2 实验过程22-23
• 2.2.3 试样的分析方法23
• 2.3 实验结果与分析讨论23-28
• 2.3.1 用正交法优化溶液参数23-25
• 2.3.2 溶液的pH值对复合涂层的影响25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 脉冲电镀工艺参数对复合涂层的影响29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 实验过程与方法29-31
• 3.2.1 实验材料29
• 3.2.2 实验过程与步骤29-30
• 3.2.3 实验后样品的分析30-31
• 3.3 脉冲电镀参数对涂层硅含量和厚度的影响31-35
• 3.3.1 正脉冲电流密度对涂层硅含量和厚度的影响31-33
• 3.3.2 正占空比对涂层硅含量和厚度的影响33-34
• 3.3.3 负脉冲电流密度对涂层硅含量和厚度的影响34
• 3.3.4 负脉冲占空比对涂层硅含量和厚度的影响34-35
• 3.4 负脉冲电流对涂层表面质量的影响35-41
• 3.4.1 直流电流对涂层表面质量影响35-36
• 3.4.2 正脉冲电流对涂层表面质量的影响36-38
• 3.4.3 负脉冲电流对涂层表面质量的影响38-40
• 3.4.4 负占空比对涂层表面质量的影响40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 热处理对试样形貌、成分和磁性能的影响42-57
• 4.1 引言42
• 4.2 实验材料和试验过程42-44
• 4.2.1 实验材料42-44
• 4.2.2 热处理工艺44
• 4.2.3 试样硅含量的测定及磁性能的测试44
• 4.3 复合电镀后热处理对涂层中Si分布的影响44-55
• 4.3.1 试样表面无覆盖剂的扩散退火结果44-49
• 4.3.2 试样表面有覆盖剂的扩散退火结果49-55
• 4.3.3 退火工艺对样品磁性能影响55
• 4.4 本章小结55-57
• 第5章 全文总结57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文63

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本文编号：1010640