节能降噪低成本高附加值高硅钢薄带

合作方式： - ☒整体转让 - ☒技术许可 - ☒作价入股 - ☒合作开发 - ☐其它_

成果简介： 高速电机、高频变压器等高端电力电子装备对高性能软磁材料需求迫切。目前广泛使用的含硅量小于 3.5wt.%的普通硅钢，因其铁损高、磁致伸缩大，造成能耗高、噪音大等问题，严重影响我国高端装备制造业的发展。Fe-6.5wt.%高硅钢铁损低、磁致伸缩小，可实现高速电机、高频变压器产品更新换代。但因该材料加工塑性差，世界上仅有一条日本的商业化生产线可以生产 Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带。项目组开发的 Fe-6.5wt.%Si 高硅钢薄带制备技术，能够批量稳定生产 60 毫米宽高硅钢薄带，解决高硅钢薄带塑性加工性能差、成材率低等问题，填补了国内空白。另外，项目组开发的 Fe-4.5wt.%Si 高硅钢，在成熟工业设备基础上，可实现 Fe-4.5wt.%Si 高硅钢薄带的成功制备，有望在新能源汽车驱动电机、中高频变压器等领域实现性能升级。

成熟程度及推广应用情况： - 目前处于何种研发阶段： - ☐研发 - ☒小试 - ☒中试 - ☐小批量生产 - ☐产业化 - 样机： - ☒有 - ☐无 - 推广应用情况： 高硅钢薄带产品已分别送高速电机（400 赫兹，1kVA）、高频变压器（20 千赫兹，20kVA）用户试用，就高硅钢铁芯的损耗、噪音、性价比等与现有应用材料如普通硅钢、非晶纳米晶性能比较，出具了使用评价报告。在高频（400Hz）电机中，与普通硅钢相比铁损降低 67%。在高频（20kHz）变压器中，与普通非晶相比噪音降低 30%。

期望技术转移成交价格（大概金额）：500 万元。

技术优势： - 利用单辊甩带快速凝固方法制备高硅钢薄带，具有短流程、高效率的特点。 - 由于快速凝固制备的薄带从无序相区快冷，最大程度抑制了高硅钢中有序相的生成和长大，薄带具有一定的弯折能力，可以进行缠绕，热处理后也具备一定的韧塑性，满足加工、使用要求。 - 薄带在热处理后具备磁性能得到提高，适合在中高频领域应用。 - 相比较其它主要的制备方法，如化学气相沉积和轧制法，本技术路线具有高效率、短流程的特点。 - 本项目所制备薄带经过一次喷带直接成形，成分和厚度达到理想要求，不需要后续的渗硅、冷轧等步骤。 - 由于在制备过程中抑制了高硅钢有序相的生成，制备的薄带具备较好的塑性，可以弯折、卷取，满足生产工艺卷绕要求。

性能指标： - 铁损 1T/400Hz≤9.0W/kg - 铁损 0.1T/20kHz 耗≤12.0 瓦/公斤 - 磁致伸缩系数≤0.1e-6 - 饱和磁感应强度≥1.8 特斯拉 - 拉伸强度≥400 兆帕 - 塑性延伸率≥0.3%

市场分析： 1. 高硅钢在电动汽车领域应用前景广阔，需求总量为 600 万吨。无取向高硅钢，最大的应用在电动汽车的驱动马达上。 2. 高硅钢在家电、能源等领域应用前景广阔，需求量为 60 万吨。高速电机通常是指转速超过 10000r/min 的电机。 3. 有噪声体积诉求的中频变压器等领域，需求量 40 万吨。在 400Hz~10kHz 领域，因为高硅钢比非晶噪声低 25dB，饱和磁密高 25%，在舰船、航空电源领域很有前途。

经济效益分析： 1. 直接经济效益：日本 JFE 钢铁公司采用 CVD 渗硅法量产厚度 0.05~0.1mm，幅宽为 400mm高硅钢带，是目前唯一一家量产并商业化供应的公司。 2. 间接经济效益：由于该高硅钢的应用，可大幅降低铁损。 3. 社会效益：日本 JFE 钢铁公司是目前唯一一家量产并商业化供应的公司。由于该产品亦有广泛的军事用途，属巴统管制目录，严格限制对中国军事应用领域的出口，民用领域也只是以成品器件形式出口。

成果亮点： 1. 具有自主知识产权，研究成果已授权发明专利 1 项，申请 4 项。 2. 成果来源：自然基金 2 项目、973 项目 2 项等。 3. 技术先进性：国际领先。

成熟程度及推广应用情况：

技术优势：

性能指标：

2.高硅钢在家电、能源等领域应用前景广阔，需求量为60万吨。高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机。因为转速高，体积远小于功率普通的电机，与原动机相连，取消了传统的减速机构，高速电机转动惯量小等原因，所以具有电机功率密度高，可以有效的节约材料，传动效率高，噪音小，动态响应快等优点。高速电机已在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用。并将在体积小、重量轻的高速发电机上得到充分的重视。另外，由燃气轮机驱动的高速发电机体积小，具有较高的机动性，可用于一些重要设施的备用电源，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的不足，具有重要的实用价值。高硅钢在家电、能源等领域需求量为30万吨/年。

经济效益分析：

2.间接经济效益

3.社会效益

成果亮点：