摘 要

目前，节能减排已经成为人类社会的重要主题，发展新能源汽车已经成为汽车领域改革的重点之一。电机是电动汽车的主要动力来源，其效率决定了汽车的性能。作为制作电机铁芯的主要材料，无取向硅钢的性能又直接决定了电机的性能。

已知无取向硅钢的织构对其磁性能以及电机效率具有影响，而且电机铁芯制造过程中，冲裁工艺会对无取向硅钢切割边缘的织构造成影响。因此，本课题将研究电机生产过程中冲裁参数对硅钢切割边缘织构的影响。本文首先结合国内外对硅钢以及硅钢织构的概念进行阐述；其次，借助X射线衍射技术对冲裁前后无取向硅钢板材的织构分布情况进行研究；最后，在此基础上，总结冲裁参数对硅钢切割边缘织构演变的影响。

实验结果表明：冲裁过程会对无取向硅钢的织构强度和各成分占比产生影响，但是总体影响程度不大，各织构成分的变化也比较微小。

关键词：无取向硅钢；织构；X射线衍射；冲裁参数

Abstract

At present, energy conservation and emission reduction have become an important theme of human society, and the development of new energy vehicles has become one of the key points of the reform in the automotive sector. Motor is the main power source of new energy vehicle, and its efficiency determines the performance of the vehicle. As the main material of motor core, the performance of the non-oriented silicon steel directly determines the performance of motor.

It’s know that that the texture of silicon steel has influence on its magnetic properties and motor efficiency. In addition, during the manufacturing process of the motor core, the punching process will affect the texture of the cutting edge of the non-oriented silicon steel.

Therefore, this paper will study the influence ofpunching parameters on the texture of cutting edge of silicon steel during the process of motor production. In this paper, the concept of silicon steel and silicon steel texture is described at home and abroad. Secondly, the texture distribution of non-oriented silicon steel plates before and after cutting was detected by means of X-ray diffraction technology. Finally, based on the above research results, the influence of punching parameters on the texture evolution of cutting edge is summarized.

The experimental results show that the punching process has an effect on the texture strength and the proportion of each component of the non-oriented silicon steel, but the overall impact is not significant, and the variation of the texture composition is also small.

Key Words：Non-oriented silicon steel；Texture；X-ray diffraction；Punching parameters

目 录

第1章 绪论 1

1.1 硅钢简介及其发展 1

1.2 无取向硅钢与织构 2

1.2.1 织构的定义 2

1.2.2 织构的类型 2

1.2.3 无取向硅钢的织构 3

1.3 国内外关于硅钢织构演变影响因素的研究现状 3

1.3.1 合金元素对硅钢织构的影响 3

1.3.2 工艺参数对硅钢织构的影响 4

1.4 课题目标以及研究内容 4

1.4.1 论文意义 4

1.4.2 研究目标 5

1.4.3 主要研究内容 5

第2章 冲裁及织构的测量实验 6

2.1 样品制备 6

2.1.1 实验选材 6

2.1.2 冲裁参数的选择 6

2.1.3 冲裁模具设计 7

2.1.4 冲裁设备——压力机的选取 8

2.2 冲裁实验过程 9

2.3 织构的测量 10

2.3.1 X射线衍射法测量原理 10

2.3.2 实验采用的测量设备 11

第3章 织构的表示方法 12

3.1 晶体学指数表示法 12

3.2 晶体极射赤道平面投影与极图 12

3.2.1 晶体极射赤道平面投影 12

3.2.2 单晶标准投影 13

3.2.3 极图 14

3.3 欧拉角与取向分布函数 15

3.3.1 晶体起始取向与一般取向 15

3.3.2 欧拉角 16

3.3.3 取向分布函数图（ODF） 17

第4章 织构的变化分析 19

4.1 冲裁后不同方向上织构的变化分析 19

4.1.1 样品初始织构 19

4.1.2 间隙率为4%时冲裁后的织构分析 20

4.1.3 间隙率为6%时冲裁后的织构分析 22

4.1.4 间隙率为8%时冲裁后的织构分析 25

4.1.5 间隙率为10%时冲裁后的织构分析 27

4.2 不同冲裁间隙对织构的影响分析 30

第5章 总结与展望 32

5.1 总结 32

5.2 展望 32

参考文献 34

致谢 36

第1章 绪论

1.1 硅钢简介及其发展

硅钢是从工业纯铁发展而来的一种铁与硅形成的固溶体合金，其主要成分是铁元素，其中硅的质量分数大概控制在0.5%～4.5%，且含碳量很低（质量分数lt;0.01%）。相较于其他的钢铁品种，硅钢在一定的磁感应强度和频率下，由于铁损较低，磁性能较好的原因，成为很多电器元件制作过程中必不可少的软磁材料，被广泛应于与电力、电子工业中。另一方面，由于硅钢在生产过程中的制造技术限定十分严格，同时生产工艺还比较复杂，因此，硅钢质量的好坏也成为了评定一个国家钢铁工业发展水平的重要标志。目前，在国家电网更新、“一带一路”国际合作平台的诞生、新能源汽车产业的飞速发展、国家绿色和环保的多重导向下，国内针对硅钢市场牌号和性能的要求也在逐步提高。

国际上有关硅钢的探索和研究已经持续了半个世纪。针对于硅钢的生产方面，国外的起步较早。美国的阿珂姆钢铁制造公司早在20世纪40年代初便开始进行无取向硅钢的生产。到了1958年，日本的新日本制铁公司开始进行冷轧无取向硅钢的生产。在上世纪九十年代初期，新日铁公司对于低碳硅钢的研究又有了重大突破，解决了无取向硅钢两个重要参数（磁感应强度与铁损）之间相互矛盾的问题，开始生产高效小电机用的低碳硅钢。这一突破对于后人继续无取向硅钢的研究具有重要的意义。

随着国外的一些学者通过特殊工艺成功制造出了低铁损，高渗透性的无取向硅钢，并刊登了有关微观结构参数对无取向电工钢磁感应强度影响的文章之后，国际上的钢铁公司也开始重视起来生产工艺对无取向硅钢组织及其磁性能影响方面的研究。在通过大量的人力物力投入后，硅钢材料的研究无论从理论上还是技术上都取得了较大的进步。在产品方面，欧洲的安赛乐米塔尔集团三年前在德国柏林举行的制造展览会上正式推出了第二代iCARe硅钢，美国的Carpenter科技公司也推出了一种新的软磁硅钢合金。这两种硅钢产品都是为电动汽车专门进行设计的，旨在通过母材的升级从而帮助客户提高电机、发电机和电磁设备的效率，从而使新能源汽车具备更强大的性能。