Ultrasonic method for processing local areas of anisotropic electrical steel to improve its dynamic magnetic characteristics

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article describes a new method for selectively applying structural barriers to the surface of samples of anisotropic electrical steel of nuclear power plants in order to crush its domain structure to reduce its total magnetic losses due to magnetization reversal. The use of selective treatment of nuclear power plant areas with a maximum value of magnetic permeability when the working tool is exposed to ultrasound has made it possible to reduce the total magnetic losses of processed samples by 10–15% with minimal damage to their magnetically active coating. This will lead to an increase in the corrosion resistance of nuclear power plants used for the manufacture of magnetic cores of transformers for various purposes.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. F. Tiunov

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: tiun46@yandex.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620108

References

  1. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М.: Энергия, 1974. 240 с.
  2. Ргу R.Н., Веаn С.Р. Calculation of the energy loss in magnetic sheet materials using a domain model // J. Appl. Phys. 1958. V. 29. P. 532–533.
  3. Соколов Б.К., Драгошанский Ю.Н., Губернаторов В.В. Совершенствование магнитных свойств анизотропной электротехнической стали, обработанной лазером // ФММ. 1989. Т. 68. С. 570–577.
  4. Пужевич Р.Б., Каренина Л.С. Дефекты электроизоляционного покрытия, образующиеся в процессе лазерной обработки анизотропной стали и их влияние на магнитные свойства // Дефектоскопия. 2011. № 4. С. 17–21.
  5. Буханова И.Ф., Дивинский В.В., Журавель В.М. Лазерная обработка пластин магнитопроводов силовых трансформаторов // Электричество. 2004. № 1. С. 39–42.
  6. Тиунов В.Ф., Соколов Б.К., Губернаторов В.В. Влияние деформированных зон на динамическое поведение доменной структуры и магнитных потерь в кристаллах Fе–3 мас. %Si // ФММ. 1991. № 11. С. 79–84.
  7. Тиунов В.Ф. Влияние особенностей искусственного дробления доменной структуры анизотропной электротехнической стали Fe–3% Si на эффективность снижения величины ее магнитных потерь // ФММ. 2022. Т. 3. № 3. С. 326–332.
  8. Wang H., Li C., Zhu T., Chukwuchekwa N., Cai B., Huo G. Effect of Ball Scribing on Relative Permeability of Grain-oriented Electrical Steel // Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.). 2013. V. 26. Р. 618–622.
  9. Suzuki H., Misawa H., Akita K., Imafuku M. Mechanism of Magnetic Domain Refinement on Grain-Oriented Silicon Steel by Laser Irradiation // J. Soc. Mater. Sci. Japan. 2002. V. 51. Р. 207–212.
  10. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М.–Л.: Гостехиздат, 1948. 816 с.
  11. Nesser M., Maloberti O., Dupuy J., Salloum E., Panier S., Fortin J., Dassonvalle P. Correlation between laser energetic parameters and magnetic properties of GO laminations under surface treatments with long or short pulsed lasers // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 504. Р. 166696.
  12. Каюков С.И., Зайчиков Е.Г., Дудоров И.А., Крысанов С.А., Поляков В.Н. Оптимизация режимов лазерной обработки анизотропной электротехнической стали // Изв. Самарского научного центра РАН. 2003. Т. 5. С. 66–73.
  13. Rauscher P., Nikolai S., Hauptmann J., Wetzig A., Beyer E. Effects of laser irradiation on the isolation layer of grain oriented electrical steel / 6th International Conference on Magnetism and Metallurgy, WMM 2014: Cardiff, UK, 2014. Р. 434–441.
  14. Тиунов В.Ф., Корзунин Г.С. Контроль неоднородности магнитной проницаемости листовой анизотропной электротехнической стали // Дефектоскопия. 2019. № 3. С. 46–49.
  15. Корзунин Г.С., Чистяков В.К., Рубцов В.И., Кожевников Р.В. Устройство для контроля неоднородности структуры и магнитных свойств движущейся полосы рулонной электротехнической стали / Авторское свид. № 612019. Бюллетень № 32 от 30.08.1978 г.
  16. Попилов Л.Я. Справочник по электрическим и ультразвуковым методам обработки материалов. М.–Л.: Мангиз, 1963. 400 с.
  17. Nakamura M., Hirose K., Iuchi T., Yamaguchi S., Ichiyama T., Ohya Y. Characteristics of laser irradiated grain-oriented silicon steel // JEEE Trans. Magn. 1982. V. 18. Р. 1508–1510.
  18. Kuroki K., Fukawa K., Wada T. Application of artificial domain control // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. № 3. P. 2422–2424.
  19. Пудов В.И., Драгошанский Ю.Н. Способ улучшения магнитных свойств анизотропной электротехнической стали лазерной обработкой / Патент № 2501866. Бюл. № 35. 20.12.2013.
  20. Коновалов Д.А. Новые технологии в изготовлении магнитопроводов. Минск: БНТУ, 2020. С. 37–41.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Scheme of the installation: 1 - set generator (Wien bridge); 2 - power amplifier; 3 - submagnetising device; 4 - magnetostrictor; 5 - concentrator; 6 - tool.

Download (70KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Block diagram of ultrasonic processing unit: 1 - guides of 2-coordinate table; 2 - treated strip; 3 - magnetostrictive radiator; 4 - concentrator.

Download (44KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Cross-section of a section with a locally deformed zone.

Download (127KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence of variation of total magnetic losses on induction. Sample st. 3407 (0.27 mm). (f = 50 Hz): 1, 2 - before treatment, 1ʹ, 2ʹ - after surface treatment.

Download (61KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. View of the ‘oblique’ joint of the magnetic core halves.

Download (131KB)
Indexing metadata