一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品及其制造方法

摘要

本发明公开了一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其包括硅钢基板，形成于硅钢基板表面的硅酸镁底层和涂覆于硅酸镁底层上的绝缘涂层，所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为40‑60％。相应地，本发明还公开了一种所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的制造方法。本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，通过严格控制硅钢基板的硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，并且所述的硅酸镁底层的光泽均一，达到降低铁损，减小磁致伸缩，从而使所述硅钢产品噪音小，特别适用于变压器。

权利要求

1.一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其包括硅钢基板，形成于硅钢基板表面的硅酸镁底层和涂覆于硅酸镁底层上的绝缘涂层，其特征在于，所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为40-60％；

其中，所述硅钢基板的化学元素质量百分比为：

C 0.035～0.120％，Si 2.5～4.5％，Mn 0.05～0.20％，S 0.005～0.012％，Als 0.015～0.035％，N 0.004～0.009％，Cu 0.01～0.29％，Sn 0.01～0.20％，Nb 0.05～0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；

其中，所述低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品进行制造时，包括脱碳退火步骤以及激光刻痕步骤：脱碳退火步骤：采用脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm以下，氧含量控制

2.0g/m2以下，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在150-350ppm，其中在升温阶段具有快速升温阶段快速升温的起始温度不高于600℃，终了温度不低于700℃，升温速度不低于80℃/s；此外，控制脱碳退火保护气氛升温段氧化势和保温段氧化势差值满足如下公式：式中，A为氧化势工艺系数，氧化势工艺系数A的取值范围为0.08～1.6； 和 分别为脱碳退火保护气氛中H2O和H2的分压，量纲为Pa；Vh为快速升温段的升温速度，量纲为℃/s；[Sn]为基板中Sn的含量，量纲为％；

激光刻痕步骤：采用激光刻痕的方式在产品表面形成垂直于轧制方向的刻痕线，激光刻痕的参数满足如下公式：其中，p为入射激光能量密度，量纲为mJ/mm2，入射激光能量密度p的取值范围为50-

200mJ/mm2；a为激光聚焦光斑在轧制方向上的长度，单位为mm；R为硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，量纲为％；d为刻痕线在轧制方向上的间距，量纲为mm；λ0为入射激光的波长,量纲为nm；激光在产品表面停留的时间不大于0.005ms。

2.如权利要求1所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为45-55.3％。

3.如权利要求1所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ不大于7.5。

4.如权利要求3所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ不大于4。

5.如权利要求1所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，所述硅酸镁底层的厚度为0.5-3μm。

6.如权利要求1所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，所述硅酸镁底层的表面粗糙度为Ra为0.13-0.48μm。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其特征在于，其厚度≤0.30mm，且其铁损不大于1.02W/kg。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的制造方法，其依次包括步骤：(1)冶炼和铸造；

(2)热轧；

(3)常化；

(4)冷轧；

(5)进行所述脱碳退火步骤；

(6)高温退火：在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，之后进行高温退火；

(7)涂覆绝缘涂层；

(8)进行所述激光刻痕步骤。

9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，激光聚焦光斑在轧制方向上的长度a≤

0.08mm。

10.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，退火保温温度为

1150～1250℃，保温15hr以上。

11.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，板坯在加热炉内加热到1090～1200℃，然后进行轧制。

说明书

一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢产品及其制造方法，尤其涉及一种硅钢产品及其制造方法。

背景技术

[0002] 近年来，全球能源环境问题日益突出，威胁人类的可持续发展，节能降耗需求在世界范围内不断增长，各国普遍提高了相应能耗设备标准，降低各类设备对能源的无功消耗。在电力传输系统中，变压器损耗约占总损耗的40％，其中由取向硅钢材料制造而成的铁芯是变压器的核心部件，其损耗约占总损耗的20％左右。铁芯损耗通常简称为铁损。可见，降低取向硅钢的铁损具有巨大的经济和社会效益。

[0003] 此外，城市变电设备的噪声污染正逐步受到人们的关注。研究表明，变压器噪音源于硅钢片磁致伸缩、电磁力和机械装置振动等因素。其中，磁致伸缩是变压器噪音基本来源之一。一方面，磁致伸缩的存在使得硅钢片在交流电磁场下发生周期性振动，从而产生噪音；另一方面，硅钢片振动与水槽、冷却装置、存油器等变压器的附加装置发生共振，从而产生噪音。

[0004] 因而，如何降低取向硅钢片铁损和磁致伸缩是取向硅钢发展的重要方向，也是当今取向硅钢产品及技术进一步发展所面临的主要难题。

[0005] 现有技术中生产硅钢片的制造方法中，按照板坯加热的温度主要分为：高温工艺、中温工艺以及低温工艺。通常，高温工艺中板坯需要加热到最高1400℃，以使抑制剂充分固溶，然而，高温度加热已达到传统加热炉的极限水平。并且，由于加热温度高，烧损严重，加热炉需频繁修补，利用率低。同时能耗高，热轧卷的边裂大，致使冷轧工序生产困难，成材率低，成本相对较高。中温工艺板坯的加热温度在1250℃～1320℃，采用AlN和Cu为抑制剂；低温工艺板坯的加热温度在1100℃～1250℃，主要采用脱碳后渗氮形成抑制剂的方法获得抑制能力，然而，低温工艺的不足之处在于抑制剂形态难以控制，导致稳定磁性能和底层质量的难度都很大。

[0006] 现有技术中获得更低铁损硅钢片的方法主要包括：1)增加Si含量；2)添加Sn和Sb等合金元素增强抑制剂抑制能力；3)在脱碳退火过程升温阶段实施快速加热。然而，对于1)，由于Si属于不导电元素，增加Si含量可使硅钢片电阻率增大，降低硅钢片涡流损耗，但同时，也会导致脱碳退火过程中表面氧化膜中SiO2形成量大幅增加；此外，关于2)，Sn和Sb均属于易偏聚元素，因而添加Sn和Sb可以降低析出物界面能量，从而抑制析出物发生奥斯特沃特长大，保持抑制剂强的抑制能力，但由于Sn和Sb等合金元素在脱碳退火过程中易在表面富集，因此会造成抑制O和Si元素在近表面的扩散与反应，引起脱碳退火过程中形成的以Fe2SiO4、FeO、SiO2为主的氧化膜组分和结构发生一定改变；另外，3)存在的问题是，在脱碳退火过程采用快速升温技术可提高再结晶所需的储能，使初次晶粒均匀和提高表层二次晶核数量并防止其他位向晶粒长大，二次晶粒尺寸减小，硅钢片铁损降低，但极短的升温时间使得氧化膜形成时间大幅缩短，氧化膜组分比例发生变化。

[0007] 由此可见，以上降低铁损的技术均会不同程度导致脱碳退火板氧化膜发生变化，使得成品底层容易产生底层偏薄、亮点等缺陷。底层的不均匀和缺陷的存在使得晶体内部能量分布不均匀，在缺陷附近90°畴数量增加，取向硅钢片磁致伸缩量增大，因此增大制成变压器的振动噪音。且，后续在采用激光刻痕进一步降低铁损过程中，底层不均匀和缺陷将显著影响基板对激光能量的吸收，因此造成最终产品的性能不均匀。

[0008] 名称为“方向性電磁鋼板の磁区構造と低磁歪化”，刊登于日本応用磁気学会誌Vol.22，No.4-1，1998的日本非专利文献指出硅钢片磁致伸缩是由材料内部90°磁畴在磁化过程中磁极转动产生，因此减少90°磁畴以降低硅钢片磁致伸缩的方法有：提高取向度、提高涂层张力、降低残余应力、保持钢板平直度以及钢板减薄化。目前提高取向度的方法采用前述冶金学方法，近年来已将二次再结晶晶粒与Goss方位平均偏离角降低到5°以下，接近理论极限水平；然而，采用张力涂层降低硅钢片的磁致伸缩量难点在于，一方面传统磷酸盐张力涂层限于其成分体系的热膨胀系数限制，张力提高空间不大，为了进一步提高张力，势必要增大涂层厚度，但涂层厚度增大后会造成硅钢片叠片系数下降；另一方面，采用物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)技术实现高张力涂层技术工业化生产成本高，技术难度大。

[0009] 此外，现有技术采用使用激光刻痕平滑磁致伸缩波形的方式，需要严格控制涂层后和激光刻痕后磁致伸缩量的变化，实际生产过程中需要增加磁致伸缩测量步骤，工序较为复杂，成本较高。

[0010] 上述技术只考虑了采用冶金学和后续涂层、刻痕工序的方法降低了硅钢片铁损和磁致伸缩，但并未考虑对于硅钢基板底层对磁致伸缩的影响及其与后续刻痕工序相结合降低硅钢片磁致伸缩的方法。

发明内容

[0011] 本发明的目的之一在于提供一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，通过严格控制硅钢基板的硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，并且所述的硅酸镁底层的光泽均一，达到降低铁损，减小磁致伸缩，从而使所述硅钢产品噪音小，特别适用于变压器。

[0012] 基于上述发明目的，本发明提供了一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，其包括硅钢基板，形成于硅钢基板表面的硅酸镁底层和涂覆于硅酸镁底层上的绝缘涂层，所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为40-60％。

[0013] 经过高温退火后，由于硅钢基板在脱碳退火阶段表面形成的氧化膜与退火隔离剂中的MgO发生反应，形成硅酸镁底层，因硅酸镁底层的热膨胀系数与钢不同，所以硅酸镁底层可向硅钢基板提供一定张力，并且由于其吸光度和光折射率和钢不同，使得硅钢基板表面失去原有金属光泽，而是呈现黑灰色泽。本案发明人经过详细研究发现，硅钢基板的磁致伸缩对内应力及硅酸镁底层不均匀或缺陷极为敏感，这是因为内应力和硅酸镁底层不均匀区域或缺陷附近易产生大量的90°磁畴，并且硅酸镁底层不均匀或缺陷导致其对激光能量的吸收大大不同，对硅钢片的后续工艺造成影响。

[0014] 基于上述发现，本案发明人通过控制硅钢基板的硅酸镁底层色泽实现铁损及磁致伸缩的有效降低，其中，硅钢基板的硅酸镁底层色泽可用其对可见光的垂直反射率R来衡量。本案发明人通过大量实验研究发现，垂直反射率R的大小与硅酸镁底层的底层厚度、近表面Sn、Al元素偏聚、底层钉扎结构以及表面粗糙度相关，而这些因素是影响硅酸镁底层的底层张力和其对磁畴壁移动阻碍作用的关键要素。

[0015] 当垂直反射率R在40-60％之间时，铁损显著降低；而当垂直反射率R低于40％时，硅酸镁底层厚度过大，钉扎作用对磁畴壁移动显著增加，增大铁损并降低磁感；而当垂直反射率R高于60％时，硅酸镁底层厚度过薄，不能对硅钢基板形成有效张力，也无法实现降低铁损。因此，本发明技术方案中将所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R控制在40-60％。

[0016] 为了取得更好的实施效果，优选地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，所述硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为45-55.3％。

[0017] 进一步地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ不大于7.5。

[0018] 本发明人经过研究还发现硅钢基板的磁致伸缩大小对硅酸镁底层色泽的均匀性极为敏感，这主要是因为硅钢基板内部90°磁畴的数量受到硅酸镁层底层影响，例如硅酸镁底层偏薄、硅酸镁层具有亮点、硅酸镁底层不均匀或是其他缺陷均会导致硅钢基板晶体内部能量分布不均匀，导致内部部分区域例如不均匀区域内的90°磁畴数量增加，进而影响硅钢基板磁致伸缩增大，因而产生较大噪音。

[0019] 因此，本技术方案中将硅酸镁底层的均匀性以垂直反射率R在硅酸镁底层的2 2
100mm内的统计分布σ衡量，σ在本发明技术方案中定义为：硅酸镁底层的100mm连续取不少于10个测量点所测得的垂直反射率R值的统计标准差，σ数值越小，则说明各个测量点间的垂直反射率R差异越不明显，也就是说所得到的硅酸镁底层的均匀性越高，因此所获得的硅钢产品磁致伸缩越低，噪音越低。

[0020] 需要说明的是，σ与硅酸镁底层的底层厚度，钉扎结构、表面缺陷及表面粗糙度有密切关系。其中，σ的值反映了硅酸镁底层的均匀性，会直接影响磁致伸缩波形的对称性及平滑性。

[0021] 为了取得更好的实施效果，优选地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ不大于4。

[0022] 在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中σ不大于7.5时，硅钢基板的磁致伸缩所导致的振动噪音值可下降1～2dBA；当σ不大于4时，硅钢基板的磁致伸缩致所导致的振动噪音值可进一步降低3～4dBA。

[0023] 进一步地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，所述硅酸镁底层的厚度为0.5-3μm。这是因为：在本发明所述的技术方案中，硅酸镁底层厚度小于0.5μm一方面不利于晶体内部能量分布均匀，另一方面也不利于硅钢基板形成有效张力，然而硅酸镁底层厚度大于3μm则会使钉扎作用对磁畴壁移动显著增加，增大铁损并降低磁感。

[0024] 进一步地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，所述硅酸镁底层的表面粗糙度Ra为0.13-0.48μm。

[0025] 进一步地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，所述硅钢基板含有质量百分比为0.01～0.20％的Sn。

[0026] 本发明采用合金元素Sn来提高抑制剂的抑制力，其作用原理为：Sn在MnS质点与基体的界面处偏聚，降低析出物界面能量，从而抑制析出物发生奥斯特沃德长大，保持强抑制力；并且Sn的偏聚使脱碳退火后初次晶粒更细小均匀，{110}、{211}、{111}极密度增高，{100}极密度减小，二次晶核数量增多，二次再结晶温度降低，二次晶粒尺寸更小。在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，Sn的质量百分比低于0.01％时，Sn的偏聚对抑制剂和初次晶粒组织影响过小，不能有效降低晶粒尺寸减小的二次再结晶组织，对降低铁损和磁致伸缩不利；然而，Sn的质量百分比高于0.20％时，大量的Sn元素偏聚在抑制剂质点周围，使得Goss晶粒晶界难以发生迁移，二次再结晶不完善，磁感降低，铁损增大。

[0027] 进一步地，在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中，所述硅钢基板的化学元素质量百分比为：

[0028] C 0.035～0.120％，Si 2.5～4.5％，Mn 0.05～0.20％，S 0.005～0.012％，Als 0.015～0.035％，N 0.004～0.009％，Cu 0.01～0.29％，Sn 0.01～0.20％，Nb 0.05～
0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

[0029] 本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品中各化学元素的设计原理为：

[0030] C：C可以使硅钢在热轧板常化时保持γ相，由于氮在γ相中固溶度远高于在α相中的固溶度，因此快冷时可获得大量细小的AlN析出相，冷轧时钉扎位错，可保持较高的位错密度，退火时再结晶形核位置增多，初次晶粒细小均匀，促进二次再结晶发展，进而获得磁性能优良的硅钢产品。当C的质量百分比低于0.035％时，常化时形成γ相过少，不利于形成完善的二次再结晶组织，磁性能劣化；C的质量百分比高于0.120％时，后续退火过程中脱碳困难，成品发生磁时效现象，并且会造成MnS析出困难，抑制力减弱。因此，本发明根据实验研究控制碳的质量百分比在0.035～0.120％。

[0031] Si：Si为不导电元素，增加钢中Si含量可降低硅钢产品导磁过程中内部产生的涡电流，从而降低硅钢产品损耗。但Si的质量百分比过高会减少热轧板常化时的γ相数量，从而减少抑制剂析出量，造成硅钢产品二次再结晶困难，降低成品磁性能。因此，本发明根据实验研究限定了Si的质量百分比为2.5～4.5％。

[0032] Mn：MnS是本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的重要抑制剂之一。Mn与S的质量百分比的固溶乘积对二次再结晶和磁性有很多影响。Mn的质量百分比低于
0.05％，热轧后析出MnS抑制剂过少，二次再结晶不完善；Mn的质量百分比高于0.20％，MnS抑制剂析出相过于粗大，超过临界尺寸，钉扎抑制作用减弱，同样对二次再结晶不利，成品磁性能较差。鉴于此，本发明将Mn的质量百分比限定为0.05～0.20％。

[0033] S：S元素在取向硅钢产品中与Mn结合形成MnS抑制剂，完善二次再结晶组织的取向硅钢需要二者含量相互匹配。由于S在α相中固溶度比在γ相中更高，因此S含量过高会使后续高温退火时脱S困难，从而使成品中S含量过高而引发磁时效现象。本发明根据实验研究确定最佳S含量范围为0.005～0.012％.

[0034] Als：Als表示硅钢中的酸溶性铝，是形成AlN抑制剂的关键要素，对磁性能的影响最为明显。Als的质量百分比低于0.015％，造成形成AlN抑制剂不足，二次再结晶不完全，不能获得良好磁性的硅钢产品；Als的质量百分比高于0.035％，一方面会使形成AlN抑制剂过于粗大，抑制力减弱，此外也会造成硅酸镁底层质量变差。因此，本发明将Als的质量百分比限定为0.015～0.035％。

[0035] N：AlN是本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的重要抑制剂之一。由于热轧常化后形成相对细小弥散的AlN抑制剂相对二次再结晶最为有利，因而N的质量百分比低于0.004％时，常化后形成AlN抑制剂数量不足，抑制力减弱，产品二次再结晶不完善；然而当N的质量百分比高于0.009％时，一方面会使AlN抑制剂过于粗大，另一方面会形成较多的硅酸镁底层缺陷。同时，为了减少热轧后期γ相减少而使AlN抑制剂沿晶界析出严重的现象，在本发明所述的技术方案中，对N的质量百分比控制在0.004～0.009％。

[0036] Cu：Cu元素扩大γ相区。这有利于热轧过程中钢种Als含量的稳定性，这是因为Als在γ相中固溶度更高。且Cu的加入可以减少脱碳退火过程中Sn在近表面的富集浓度，有利于形成均匀良好的底层，降低取向硅钢产品噪音；但质量百分比高于0.29％的Cu会使脱碳退火时脱碳效率降低。因此，本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品Cu的质量百分比控制在0.01～0.29％。

[0037] Nb：Nb可在钢种形成NbN作为辅助抑制剂，由于NbN分解温度较高，约为1030℃，有利于高温退火后期形成完善的二次再结晶。但Nb易在AlN、MnS析出相上偏聚使其长大，因此含量不宜过高。鉴于此，本发明限定Nb的质量百分比为0.05～0.10％。

[0038] 进一步地，本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的厚度≤0.30mm，且其铁损不大于1.02W/Kg。

[0039] 相应地，本发明的另一目的在于提供一种低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的制造方法，采用所述制造方法可获得的硅钢产品，铁损少，磁致伸缩小，噪音小。

[0040] 基于上述发明目的，本发明提供了一种上述低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的制造方法，其依次包括步骤：

[0041] (1)冶炼和铸造；

[0042] (2)热轧；

[0043] (3)常化；

[0044] (4)冷轧；

[0045] (5)脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm以下，氧含量控制2.0g/m2以下，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在150-350ppm，其中在升温阶段中具有快速升温段，，快速升温段的起始温度不高于600℃，终了温度不低于700℃，升温速度不低于80℃/s；此外，控制脱碳退火保护气氛升温段氧化势和保温段氧化势差值满足如下公式：

[0046]

[0047] 式中，A为氧化势工艺系数； 和 分别为脱碳退火保护气氛中H2O和H2的分压，量纲为Pa；Vh为快速升温段的升温速度，量纲为℃/s；[Sn]为基板中Sn的含量，量纲为％；

[0048] (6)高温退火：在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，之后进行高温退火；

[0049] (7)涂覆绝缘涂层；

[0050] (8)激光刻痕：采用激光刻痕的方式在产品表面形成垂直于轧制方向的刻痕线，激光刻痕的参数满足如下公式：

[0051]

[0052] 其中，p为入射激光能量密度，量纲为mJ/mm2；a为激光聚焦光斑在轧制方向上的长度，单位为mm；R为硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，量纲为％；d为刻痕线在轧制方向上的间距，量纲为mm；λ0为入射激光的波长,量纲为nm。

[0053] 在本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的制造方法的步骤(5)中对脱碳退火的工艺的控制，这是因为：由于Sn元素具有显著的界面偏聚效应，在脱碳退火过程这种偏聚作用影响硅钢基板内部Si元素向外扩散和O元素向内扩散，从而导致步骤(5)中脱碳退火的硅钢基板的氧化膜中SiO2组分偏少，进而使得步骤(6)中的高温退火后硅酸镁含量偏少，这样易发生所述硅酸镁底层偏薄和色泽不均匀现象，因而导致其张力下降，对进一步细化磁畴效果不利。本发明人通过详细研究和大量数据积累，发现通过匹配脱碳退火过程中升温段与保温段氧化势差值、升温速度以及Sn元素含量，使其满足步骤(5)中所述的公式，可实现形成较好的硅酸镁底层，从而降低硅钢片铁损。采用渗氮处理硅钢基板中的氮含量是为了控制抑制剂的形成量，减少热轧后期γ相减少而使AlN抑制剂沿晶界析出严重的现象。此外，还需要说明的是，除快速升温阶段以外的升温采取常规工艺，因而不再赘述。

[0054] 另外，需要说明的是，在本发明所述的制造方法的步骤(7)中，在一些实施方式中，涂覆绝缘涂层前进行表面处理，例如：对表面残余氧化镁进行清洗。

[0055] 此外，在本发明所述的制造方法的步骤(8)中，激光刻痕是为了在硅钢基板表面局部引入微应力区细化磁畴。磁畴细化后磁畴平均宽度减小，反常涡流损耗和磁致伸缩均得到降低。但微应力区使90°磁畴数量有所增加，当90°磁畴数量增大到一定数量时，将会抵消磁畴宽度减小的作用，从而使硅钢片磁致伸缩产生的振动噪音增大。

[0056] 另外，本案发明人还发现采用激光刻痕细化磁畴降低硅钢基板铁损和磁致伸缩振动噪音的同时，必须将入射激光的能量密度与硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R精确匹配，才能得到振动噪音显著降低的硅钢片。

[0057] 因此，本案发明人综合各个影响因素，通过大量实验数据，提出采用激光刻痕的方式在产品表面形成垂直于轧制方向的刻痕线，激光刻痕的参数满足如下公式，从而获得本案所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品：

[0058]

[0059] 因为硅钢基板的磁致伸缩对各种缺陷极为敏感，因此，需要将激光刻痕的参数代入公式中运算所得的数值控制在0.4～2.0之间，当所得的数值超过2.0时，硅钢基板上输入到的有效激光能量过大，造成局部区域内缺陷明显增加，硅钢基板振动噪音增大；当所得的数值低于0.4时，硅钢基板输入到的有效激光能量过小，无法形成有效的磁畴细化效果，从而导致硅钢基板铁损不能有效降低，磁致伸缩致振动噪音同样也会增加。

[0060] 需要说明的是，步骤(8)中p为入射激光能量密度，p的计算公式为：

[0061]

[0062] 其中，p为入射激光能量密度，量纲为mJ/mm2；P为激光输出功率，量纲为W；tdwell为激光在产品表面停留时间，指硅钢基板上单点所接受激光辐照的时间，量纲为ms；π为圆周率；a为激光聚焦光斑在轧制方向上的长度，量纲为mm；b为激光聚焦光斑横向宽度，量纲为mm。

[0063] 上述停留时间tdwell可以通过计算公式为：tdwell＝b/Vs，其中Vs为激光扫描速度，b为激光聚焦光斑横向宽度。

[0064] 进一步地，在本发明所述的制造方法中，氧化势工艺系数A的取值范围为0.08～1.6。

[0065] 为了获得更好的实施效果，在本发明所述的制造方法中，对于氧化势工艺系数A的取值范围进行了进一步限定，这是因为：当A取值低于0.08时，容易造成硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R大于60％，这是因为脱碳退火升温段氧化势过高，形成的氧化膜中含有过量FeO，作为与退火隔离剂中MgO起催化作用的Fe2SiO4的生成量少，氧化膜反应活性过低，在后续高温退火过程中所形成的硅酸镁底层偏薄，且FeO在高温退火后期还原性气氛中被还原为Fe，导致硅酸镁底层易形成缺陷，表现为硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R大于60％，硅酸镁底层张力有限，不能得到铁损低、磁致伸缩低的取向硅钢板；而当A取值高于
1.6时，升温段硅钢冷轧板表面吸附O量小，向硅钢钢板内部扩散不足，Sn元素在近表面晶界附近偏聚导致Si和O难以结合，造成局部硅酸镁底层不均匀，而硅酸镁底层不均匀对硅钢基板施加张力因区域不同而不同，因此产生了较多的90°磁畴，增大了磁致伸缩所造成的硅钢板噪音。

[0066] 进一步地，在本发明所述的制造方法中，入射激光能量密度p的取值范围为50-200mJ/mm2。这是因为：入射激光能量p高于200mJ/mm2时，由于激光热效应使得在硅钢基板的厚度方向形成了较大的应力区域，90°磁畴数量迅速增加，磁致伸缩量增大。而当入射激光能量密度p低于50mJ/mm2，则会因热应力区域过小而无法产生有效的磁畴细化效果。

[0067] 进一步地，在本发明所述的制造方法中，激光聚焦光斑在轧制方向上的长度a≤0.08mm。这是因为：为了优化激光刻痕产生的有益磁畴细化效果，对激光聚焦光斑在轧制方向上的长度进行进一步地限定为a≤0.08mm，当激光聚焦光斑在轧制方向上的长度a大于
0.08mm时，受热扩散效应影响，激光刻痕的实际影响区域超过0.12mm，所形成的热应力区域过大，不能使硅钢基板的铁损降低；

[0068] 进一步地，在本发明所述的制造方法中，在所述步骤(8)中，激光在产品表面停留的时间不大于0.005ms。由于停留的时间与热扩散效应密切相关，因此，停留时间大于0.005ms，则激光能量通过热扩散影响较大区域，不能降低硅钢基板铁损和磁致伸缩，影响噪音降低程度。因此，在本发明所述的制造方法中，激光在产品表面停留的时间控制在不大于0.005ms。

[0069] 进一步地，在本发明所述的制造方法中，在所述步骤(6)中，高温退火温度为1150～1250℃，保温15hr以上。

[0070] 需要说明的是，由于在本发明所述的制造方法通过控制对硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R以及激光刻痕从而实现降低铁损噪音，获得所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品，因而对于硅钢基板的加热温度并不特别限定，可以采用高温工艺对板坯加热到1400℃以上后轧制，也可以采用中温工艺对板坯加热到1250-1300℃后轧制，也可以采用低温工艺对板坯加热到1100-1250℃后轧制。

[0071] 另外需要说明的是，在本发明所述的制造方法的步骤(3)中，常化优选采用两段式常化：第一段常化温度为1050～1180℃，第一段常化时间为1～20s，而第二段常化温度为850～950℃，第二段常化时间为30～200s，随后进行冷却，冷却速度为10-60℃/s。

[0072] 此外，步骤(4)中冷轧可以采用一次冷轧或可以采用中间具有退火的两次冷轧法，总冷轧压下率保持在80％以上。

[0073] 为了获得更好的实施效果，优选地，在本发明所述的制造方法中，在所述步骤(2)中，板坯在加热炉内加热到1090～1200℃，然后进行轧制。

[0074] 本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品及其制造方法通过对硅酸镁底层对可见光的垂直反射率的控制，使其光泽均一，由此克服磁致伸缩对硅酸镁底层缺陷的各种不利影响，从而实现铁损的降低以及磁致伸缩的减小，进而使得所得的硅钢产品的噪音降低。

[0075] 此外，本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品及其制造方法将硅酸镁底层对可见光的垂直反射率与工艺中的激光刻痕精确匹配，使其能够适用于各种工艺生产，所获得硅钢产品铁损低、噪音小。

附图说明

[0076] 图1为现有技术中关于硅钢片磁通密度与磁致伸缩的时域图。

[0077] 图2为了本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于垂直反射率R与铁损及磁感间的曲线分布示意图。

[0078] 图3为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于垂直反射率R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ与振动噪音值的曲线分布示意图。

[0079] 图4为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于不同的垂直反射率R的统计分布σ对磁致伸缩波形及振动噪音的曲线示意图。

[0080] 图5为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于氧化势工艺系数A与垂直反射率R以及统计分布σ的曲线分布示意图。

[0081] 图6为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于激光刻痕参数与振动噪音值的曲线分布示意图。

具体实施方式

[0082] 下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

[0083] 实施例A1-A9和对比例B1-B8采用下述步骤制得：

[0084] (1)按照表1所示的化学组分配比冶炼和铸造；

[0085] (2)热轧：板坯在加热炉内加热到1090～1200℃，然后进行轧制至厚度2.3mm；

[0086] (3)常化：采用两段式常化，第一段常化温度为1050～1180℃，第一段常化时间为1～20s，而第二段常化温度为850～950℃，第二段常化时间为30～200s，随后进行冷却，冷却速度为10-60℃/s；

[0087] (4)冷轧：采用一次冷轧，将钢板厚度轧制最终厚度0.27mm，总冷轧压下率保持在88.3％；

[0088] (5)脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm以下，氧含量控制2.0g/m2以下，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在150-350ppm，其中在升温阶段中具有快速升温段，快速升温段的起始温度不高于600℃，终了温度不低于700℃，升温速度不低于80℃/s，升温阶段具体工艺参数参见表2-2；此外，控制脱碳退火保护气氛升温段氧化势和保温段氧化势差值满足如下公式：

[0089]

[0090] 式中，A为氧化势工艺系数； 和 分别为脱碳退火保护气氛中H2O和H2的分压，量纲为Pa；Vh为快速升温段的升温速度，量纲为℃/s；[Sn]为基板中Sn的含量，量纲为％；

[0091] (6)高温退火：在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，其中，退火保温温度为1150～1250℃，保温时间15hr以上。此外，使用以H2、N2为主要成分的混合气体为保护气体，其中，H2比例为25％-100％，气氛露点D.P.<0℃。

[0092] (7)涂覆绝缘涂层：对表面残余氧化镁进行清洗后涂覆绝缘涂层，对硅钢基板进行热拉伸平整退火，得到初步的硅钢产品；

[0093] (8)激光刻痕：采用激光刻痕的方式在产品表面形成垂直于轧制方向的刻痕线，激光刻痕的参数满足如下公式：

[0094]

[0095] 其中，p为入射激光能量密度，量纲为mJ/mm2；a为激光聚焦光斑在轧制方向上的长度，单位为mm；R为硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，量纲为％；d为刻痕线在轧制方向上的间距，量纲为mm；λ0为入射激光的波长,量纲为nm。

[0096] 另外，需要说明的是步骤(8)中，氧化势工艺系数A的取值范围为0.08～1.6；入射激光能量密度p的取值范围为50-200mJ/mm2；激光聚焦光斑在轧制方向上的长度a≤0.08mm；激光在产品表面停留的时间不大于0.005ms。入射激光的波长为1066nm，激光扫描速度为200-500m/s，激光输出功率为1000W。

[0097] 表1列出了实施例A1-A9和对比例B1-B8中各化学元素的质量百分配比。

[0098] 表1.(wt％，余量为Fe和其他的不可避免的杂质元素)

[0099]序号 C Si Mn S N Als Cu Sn Nb
A1 0.054 3.26 0.12 0.009 0.006 0.028 0.12 0.12 0.05
A2 0.035 3.2 0.11 0.008 0.008 0.024 0.11 0.12 0.10
A3 0.12 3.35 0.1 0.007 0.009 0.019 0.11 0.12 0.08
A4 0.065 2.5 0.13 0.009 0.006 0.031 0.11 0.12 0.07
A5 0.062 4.5 0.15 0.01 0.007 0.034 0.11 0.12 0.06
A6 0.068 3.35 0.18 0.007 0.007 0.023 0.01 0.08 0.10
A7 0.071 3.15 0.14 0.009 0.008 0.018 0.29 0.08 0.09
A8 0.062 3.18 0.2 0.011 0.009 0.022 0.11 0.01 0.06
A9 0.065 3.21 0.12 0.009 0.008 0.03 0.11 0.2 0.06
B1 0.122 3.22 0.12 0.009 0.007 0.028 0.12 0.12 0.08
B2 0.014 3.08 0.11 0.009 0.006 0.029 0.14 0.11 0.07
B3 0.056 4.7 0.11 0.007 0.007 0.026 0.11 0.1 0.06
B4 0.048 2.46 0.11 0.009 0.006 0.025 0.15 0.12 0.09
B5 0.061 3.29 0.11 0.009 0.006 0.028 0.009 0.15 0.11
B6 0.069 3.31 0.11 0.009 0.007 0.025 0.3 0.15 0.04
B7 0.065 3.09 0.13 0.008 0.006 0.026 0.1 0.009 0.08
B8 0.069 3.12 0.12 0.009 0.006 0.031 0.1 0.21 0.06

[0100] 表2-1以及表2-2列出了实施例A1-A9和对比例B1-B8的制造方法中的具体工艺参数。表2-1列出了步骤(2)、(3)、(4)、(6)以及(8)的具体工艺参数，表2-2列出了步骤(5)中的具体工艺参数。

[0101] 表2-1

[0102]

[0103]

[0104] 表2-2

[0105]

[0106] 其中，需要说明的是，升温段氧化势是指 保温段氧化势是指

[0107] 对上述实施例A1-A9以及对比例B1-B8的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品取样进行各项测试，采用500mm*500mm单片法测量其铁损，根据IEC60076-10-1中的方法采用100mm*500mm硅钢片测量交流磁致伸缩振动噪音值，将试验测得到的相关性能参数列于表3中。

[0108] 表3列出了A1-A9以及对比例B1-B8的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品。

[0109] 表3

[0110]

[0111] 从表3可看出，本案实施例A1-A9的硅钢产品铁损均在1.02W/kg以下，交流磁致伸缩振动噪音值均低于58.1dBA；而对比例B1-B8由于其化学组分配比没有符合本发明所述的限定范围，因而其铁损率和交流磁致伸缩振动噪音值综合而言不如本案各实施例。

[0112] 此外，为了说明氧化势工艺系数A对磁性能的影响，实施例A10-14和对比例B9-B11进行了如下步骤：

[0113] (1)按照Si：3.25％，C：0.070％，Mn：0.12％，S：0.008％，N：0.008％，Als：0.023％，Cu：0.11％，Sn：0.09％，Nb：0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质，进行配比冶炼和铸造；

[0114] (2)热轧：板坯在加热炉内加热到1150℃，然后进行轧制至厚度2.3mm；

[0115] (3)常化：采用两段式常化，第一段常化温度为1120℃，第一段常化时间为15s，而第二段常化温度为870℃，第二段常化时间为150s，随后进行冷却，冷却速度为20℃/s；

[0116] (4)冷轧：采用一次冷轧法，将钢板厚度轧制最终厚度0.27mm，总冷轧压下率为88.3％；

[0117] (5)脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm，氧含量控制2.0g/m2，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在200ppm，其中在升温阶段中具有快速升温段，快速升温段的起始温度不高于600℃，终了温度不低于700℃，升温速度不低于80℃/s，升温至845℃，之后保温132s，此外，控制脱碳退火保护气氛升温段氧化势和保温段氧化势差值。

[0118] (6)高温退火：对表面残余氧化镁进行清洗后在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，其中，退火温度为1200℃，保温20hr。此外，控制气氛为体积百分数为100％H2的氮氢混合气，气氛露点D.P.＝-10℃。

[0119] (7)涂覆绝缘涂层：经过刷洗涂覆绝缘涂层，对硅钢基板进行热拉伸平整退火，得到初步的硅钢产品；

[0120] (8)激光刻痕：开卷后经过刷洗、涂覆绝缘涂层及热拉伸平整退火。根据其表面对可见光的垂直反射率R及其统计分布σ，采用连续激光扫描方式在其表面形成沿轧向平行分布的刻痕线。此外，激光刻痕参数中，入射激光能量p为141mJ/mm2，停留时间为0.005ms，激光聚焦光斑在轧制方向上的长度a为0.045mm，刻痕线在轧制方向上的间距d为5.0mm，入射激光波长为1066nm，激光扫描速度为200m/s，激光输出功率为1000W；

[0121] (9)取样测试：用500mm×500mm单片方法测量其铁损，根据IEC60076-10-1中的方法，采用100mm*500mm硅钢片测量其交流磁致伸缩振动噪音值，所得的性能数据列于表4中。

[0122] 表4

[0123]

[0124] 其中，需要说明的是，升温段氧化势是指 保温段氧化势是指

[0125] 由表4可以看出，本案实施例A10-A14的硅钢产品铁损均在1.02W/kg以下，交流磁致伸缩振动噪音值均低于58.9dBA以下，而对比例B9的升温速度低于本案所限定的范围，因而其导致其铁损增大，交流磁致伸缩振动噪音值较高；而对比例B10-B11的氧化势工艺参数并未符合本案所限定的范围，因而，导致其硅酸镁底层的色泽均匀性较差，σ值较高，铁损及交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案实施例。

[0126] 此外，为了说明硅酸镁底层对可见光垂直反射率R及其统计分布σ和激光刻痕对磁性能的影响，实施例A15-A20和对比例B12-B19进行了如下步骤：

[0127] (1)按照Si：3.25％，C：0.070％，Mn：0.12％，S：0.008％，N：0.008％，Als：0.023％，Cu：0.11％，Sn：0.09％，Nb：0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质，进行配比冶炼和铸造；

[0128] (2)热轧：板坯在加热炉内加热到1150℃，然后进行轧制至厚度2.6mm；

[0129] (3)常化：采用两段式常化，第一段常化温度为1120℃，第一段常化时间为15s，而第二段常化温度为870℃，第二段常化时间为150s，随后进行冷却，冷却速度为20℃/s；

[0130] (4)冷轧：采用带有中间退火的两次冷轧法，将钢板厚度轧制最终厚度0.27mm，总冷轧压下率保持在为89.6％；

[0131] (5)脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm，氧含量控制2.0g/m2，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在190ppm，其中在升温阶段中具有快速升温段，快速升温阶段的起始温度为600℃，终了温度为700℃，升温速度为100℃/s，随后升温至845℃之后，保温132s，并根据使其满足

[0132]

[0133] 其中A为0.54， 为0.36以及 为0.48。

[0134] (6)高温退火：对表面残余氧化镁进行清洗后在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，其中，退火温度为1200℃，保温20hr。此外，控制气氛为体积百分数为100％H2的氮氢混合气，气氛露点D.P.＝-10℃。

[0135] (7)涂覆绝缘涂层：经过刷洗涂覆绝缘涂层，对硅钢基板进行热拉伸平整退火，得到初步的硅钢产品；

[0136] (8)激光刻痕：开卷后经过刷洗、涂覆绝缘涂层及热拉伸平整退火。根据其表面对可见光的垂直反射率R及其统计分布σ，采用连续激光扫描方式在其表面形成沿轧向平行分布的刻痕线，激光波长为533nm，激光扫描速度为400m/s，激光输出功率为1300W；

[0137] (9)取样测试：用500mm×500mm单片方法测量其铁损，根据IEC60076-10-1中的方法，采用100mm*500mm硅钢片测量其交流磁致伸缩振动噪音值，所得的性能数据列于表5中。

[0138] 表5

[0139]

[0140] 从表5中可以看出，实施例A15-A20的硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为40-60％，并且满足统计分布σ不大于7.5，说明其硅酸镁底层的色泽均匀，而对比例B12和B13中硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R没有控制在本案限定的范围内，因而，其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例；对比例B14的统计分布σ大于7.5，说明其硅酸镁底层的色泽不均匀，因而影响了其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值；此外，对比例B15-19中由于其不满足对于激光刻痕中各工艺参数的限定，其中对比例B15的激光在产品表面停留的时间大于0.005ms，而对比例B16-17的入射激光能量密度p不符合本案所限定的取值范围，因而其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例；对比例B18-B19则是因为其无法在硅酸镁底层与激光刻痕无法精确匹配，即其代入本案限定的公式时所得数值不落在0.4～2.0，因而其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例。

[0141] 此外，为了进一步说明激光刻痕工艺对磁性能的影响，实施例A21-A26和对比例B20-B27进行了如下步骤：

[0142] (1)按照Si：3.25％，C：0.070％，Mn：0.12％，S：0.008％，N：0.008％，Als：0.023％，Cu：0.11％，Sn：0.09％，Nb：0.07％，其余为Fe及不可避免的杂质，进行配比冶炼和铸造；

[0143] (2)热轧：板坯在加热炉内加热到1150℃，然后进行轧制至厚度2.3mm；

[0144] (3)常化：采用两段式常化，第一段常化温度为1120℃，第一段常化时间为15s，而第二段常化温度为870℃，第二段常化时间为150s，随后进行冷却，冷却速度为20℃/s；

[0145] (4)冷轧：采用一次冷轧法，将钢板厚度轧制最终厚度0.23mm，总冷轧压下率为90％；

[0146] (5)脱碳退火以将硅钢基板中的碳降低到30ppm，氧含量控制2.0g/m2，在脱碳退火之前、之后或者同时进行渗氮处理以将硅钢基板中的氮含量控制在180ppm，其中在升温阶段中具有快速升温段，快速升温的起始温度为580℃，终了温度为720℃，升温速度为102℃/s，随后升温至845℃之后，保温132s，并使其满足

[0147]

[0148] 其中A为0.54， 为0.36，以及 为0.48。

[0149] (6)高温退火：对表面残余氧化镁进行清洗后在硅钢基板表面涂覆退火隔离剂，所述退火隔离剂中含有MgO，其中，退火温度为1200℃，保温22hr。此外，控制气氛为体积百分数为100％H2的氮氢混合气，气氛露点D.P.＝-10℃。

[0150] (7)涂覆绝缘涂层：经过刷洗涂覆绝缘涂层，对硅钢基板进行热拉伸平整退火，得到初步的硅钢产品；

[0151] (8)激光刻痕：开卷后经过刷洗、涂覆绝缘涂层及热拉伸平整退火。根据其表面对可见光的垂直反射率R及其统计分布σ，采用连续激光扫描方式在其表面形成沿轧向平行分布的刻痕线，激光波长为533nm，激光扫描速度为350m/s，激光输出功率为1000W；

[0152] (9)取样测试：用500mm×500mm单片方法测量其铁损，根据IEC60076-10-1中的方法，采用100mm*500mm硅钢片测量其交流磁致伸缩振动噪音值，所得的性能数据列于表6中。

[0153] 表6

[0154]

[0155] 从表6中可以看出，实施例A21-A26的硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R为40-60％，并且满足统计分布σ不大于7.5，说明其硅酸镁底层的色泽均匀，而对比例B20和B21中硅酸镁底层对可见光的垂直反射率R没有控制在本案限定的范围内，因而，其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例；对比例B22的统计分布σ大于7.5，说明其硅酸镁底层的色泽不均匀，因而影响了其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值；此外，对比例B23-27中由于其不满足对于激光刻痕中各工艺参数的限定，其中对比例B23的激光在产品表面停留的时间大于0.005ms，而对比例B24-25的入射激光能量密度p不符合本案所限定的取值范围，因而其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例；对比例B26-B27则是因为其无法在硅酸镁底层与激光刻痕无法精确匹配，即其代入本案限定的公式时所得数值不落在0.4～2.0，因而其铁损率和其交流磁致伸缩振动噪音值均不如本案的实施例。

[0156] 图1显示了现有技术中关于硅钢片磁通密度与磁致伸缩的时域图。

[0157] 如图1所示，实线表示磁通密度曲线，虚线表示磁致伸缩曲线。在磁化过程中硅钢片以两倍于外加交流励磁场的频率为基频发生振动。同时，由于磁滞效应振动带有明显的谐波特征，表现为硅钢片磁致伸缩存在一定基频整数倍的振动频谱。表征磁致伸缩大小的基本量有λ0-p、λp-p，前者是在指定外场强度下，磁致伸缩的最大量与无外场、即硅钢片处于自由状态下的差值；后者表示在指定外场强度下，硅钢片磁致伸缩的最大值和最小值的差值。

[0158] 以λ0-p、λp-p定义的硅钢片磁致伸缩反应了交流磁化过程中硅钢片振幅的变化，无法反映振动频率的信息。而振动的频率特征也直接影响到噪音值的大小。为了综合衡量硅钢片磁致伸缩所产生的振动噪音，IEC60076-10-1采用指定磁场强度下的AWV值作为评价方法。

[0159]

[0160] 其中，AWV为A计权下硅钢片磁致伸缩产生的振动噪音计算值；ρ为空气密度；c为空气中声音传播速度；fi为磁致伸缩i次谐波频率，λi为磁致伸缩i次谐波振幅；αi为频率fi处的滤波加权因子；Pe0为参考最低可闻声压，大小为2×10-5Pa。

[0161] AWV综合磁致伸缩的振幅和波形，能够更直接地反映硅钢片的振动噪音情况。将图1中磁致伸缩波形以傅立叶变换方式转换为频域信号，将各频率下的振幅带入公式(1)即可得到相应硅钢片的AWV值。

[0162] 图2为了本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品的硅酸镁底层对可见光垂直反射率R与铁损及磁感间的曲线示意图。

[0163] 如图2所示，硅钢产品的导磁功能表现为磁感，一般用B8表征，即在800A/m的激励磁场下硅钢产品的磁通密度，B8的量纲为T；硅钢产品的铁损一般用P17/50表征，即在50Hz的交流励磁场下带钢中磁通密度达到1.7T时硅钢产品磁化所消耗的无效电能，其量纲为W/kg。图2中I表示本发明技术方案中R的取值范围在40-60％，II表示优选地R的取值范围在45-55.3％。

[0164] 图3为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于垂直反射率R在硅酸镁底层的100mm2内的统计分布σ与振动噪音值的曲线分布示意图。

[0165] 如图3所示，III表示本发明技术方案中，统计分布σ不大于7.5时振动噪音值分布情况，IV表示优选地，本发明技术方案中统计分布σ不大于4时振动噪音值分布情况。

[0166] 图4为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于不同的垂直反射率R的统计分布σ对磁致伸缩波形及振动噪音的曲线示意图。

[0167] 如图4所示，实线曲线表示σ＝7.9时，振动噪音值为58.94dBA，虚线曲线表示σ＝4.52时，振动噪音值为57.51dBA。

[0168] 图5为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于氧化势工艺系数A与垂直反射率R以及统计分布σ的曲线分布示意图。

[0169] 如图5所示，V表示在氧化势工艺系数取0.08～1.6时，获得的垂直反射率R落在40-60％以及统计分布σ小于7.5的硅钢产品，直线VI表示垂直反射率取R＝60％，直线VII表示统计分布σ＝7.5。

[0170] 图6为本发明所述的低噪音变压器用低铁损取向硅钢产品关于激光刻痕参数与振动噪音值的曲线分布示意图。

[0171] 如图6所示，激光刻痕的参数满足如下公式：

[0172]

[0173] 其中，p为入射激光能量密度，量纲为mJ/mm2；a为激光聚焦光斑在轧制方向上的长度，单位为mm；R为硅酸镁底层对可见光的垂直反射率，量纲为％；d为刻痕线在轧制方向上的间距，量纲为mm；λ0为入射激光的波长,量纲为nm。

[0174] 由图6可以看出，VIII表示在激光刻痕参数取0.4～2范围时，可以获得振动噪音值取低于60dBA的硅钢产品，直线IX表示振动噪音值＝60dBA。

[0175] 需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。