[00741902]高品质节能电力变压器用非晶软磁合金带材研发及产业化

铁基非晶合金材料由于其优异的软磁性能，正在逐渐替代硅钢而应用到变压器等电力电子器件上，其核心技术被少数发达国家列为战略性技术，长期对中国进行严格封锁。因此，研发出拥有独立知识产权、性能优异和成本低廉的新型铁基非晶态软磁材料，并开发相关配套的关键工艺和装备、实现产业化，是中国急需攻克的重大课题之一。 该项目依托国家自然基金、地方政府和产学研项目，历经十余年，成功研发出具有独立知识产权的适用于高品质节能电力变压器软磁非晶合金材料及配套关键生产工艺和装备，取得了如下创新成果： 1.首次提出了铁基非晶合金中结构非均匀性与磁各向异性的相关性，揭示了其产生的机理。从Bs及软磁性能与铁磁性元素的异常关系这一新的角度出发，克服单纯提高Fe含量而带来的非晶形成能力降低的影响。从理论层面获得了提升材料软磁性能的创新型方法，为研发适用于高品质节能电力变压器的软磁性能优异的新型铁基非晶合金材料奠定了坚实的基础。 2.针对传统软磁非晶合金材料产业化中存在的Bs值相对于硅钢偏低、带材出现斑蚀关键技术问题，研发出了高Bs值耐蚀铁基非晶合金。 在广泛使用的FeSiB系非晶态合金基础上，成功开发出具有独立知识产权的FeSiBM系非晶软磁合金系，Bs值达1.67T，明显高于传统的软磁非晶合金，解决了传统的FeSiB系合金Bs值相对于硅钢偏低及表面腐蚀问题。 3.针对传统软磁非晶合金材料生产中熔池温度和流量难以控制，造成带材成形性不高，无法应用于变压器等电力功能装置上这一技术屏障，发明了易于熔池温度和流量控制的金属液喷出及喷嘴关键装置。该装置使得熔池温度温度分布均匀，最终喷出的金属液体的金属液体流量易于控制，实现了非晶宽带的工业化大批量稳定生产，成功地应用到了非晶变压器等器件上。 4.针对国内工业生产中大批量退火装置热处理工艺过程存在的温度分布不均、非晶合金磁芯磁性能不一致、严重影响变压器品质这一现象，发明了可精确控温的连续退火热处理工艺。针对不同型号的铁芯，根据其重量和热容量，采用连续恒温退火工艺方法对铁芯带材进行去应力退火，保证了非晶铁芯具有较高的磁性能的一致性、从而实现了高品质变压器非晶铁芯的生产。 该项目的主要科技创新之处体现为集成创新，即以非晶软磁合金带材成分原创为核心、以新的生产工艺研发和关键装备部分创新发明为产业化为保障。该项目相关成果已经国内多家相关企业使用，近三年主要完成单位经济效益17180万元，应用单位新增销售额30191万元，新增利润3113万元。该项目团队被认定为河南省创新型科技团队，合作企业在新三板挂牌上市，被认定为省级企业技术中心。双方联合培养硕士研究生12人，培养中级技术人才和技术职工150余人。依托该项目产生了13项专利，其中发明专利5项，实用新型8项，并发表多篇SCI期刊收录的学术论文，对新产品进一步开发、应用推广及后续改进打下了坚实的基础。