近日,一則日本製鐵狀告寶鋼侵權的新聞引起熱議,爭議點在於無取向性電磁鋼的專利權,作為電機的組成部分,電磁鋼堪稱新能源汽車行業的晶片,掌握這項技術意味著未來的發展前景非常廣闊,那麼到底什麼是電磁鋼板,有何製造難度,下面我們選車偵探來詳細分析。
什麼是電磁鋼(電工鋼)
電磁鋼又稱為層壓鋼,矽電工鋼,矽鋼,變壓器鋼等,是一種可以產生特定合金磁特性的鋼材:其主要特點是迴圈低功耗,低鐵損和高磁導率。電磁鋼板通常用小於 2 毫米厚的冷軋帶鋼製造。這些條帶被切割成形,以疊片的方式堆疊在一起,透過模具將疊片切割成最終形狀,如果數量較少也可以透過鐳射切割。是變壓器和電動機定子及轉子的核心。
如何製作電磁鋼板
電磁鋼板是一種鐵合金,可能含有 0 .1%到 6.5% 的矽。商業合金的矽含量通常高達 3.2%,較高的濃度會增加冷軋過程中的脆性。而錳和鋁最多可新增 0.5%。矽使鐵的電阻率增加5倍以上,電阻率是什麼?這是材料的基本屬性,低電阻率表示材料容易允許電流透過,常見的比如銅。
相比普通鋼,矽鋼降低了感應渦流並縮小了材料的磁滯回線,對於電機來說更好,與傳統鋼相比,鐵芯損耗降低了3倍。但是加入矽也帶來了製作難點,晶粒結構使金屬變硬、變脆;這種變化會對材料的可加工性產生不利影響,尤其是在軋製時,汙染必須保持在低水平,因為碳化物、硫化物、氧化物和氮化物這些直徑小至 1 微米的顆粒,會降低磁導率。
碳的存在比硫或氧具有更有害的影響。碳在緩慢離開固溶體並以碳化物形式沉澱時也會引起磁老化,從而導致功率損耗隨時間增加。由於這些原因,碳含量保持在 0.005% 或更低。可以透過在脫碳氣氛(例如氫氣)中對合金進行退火來降低碳含量。而在具體的製造過程中,這就涉及到製造工藝,也就是我們最開始提到的專利技術。
無取向是什麼意思?
未經特殊加工控制晶體取向的電工鋼,就是無取向鋼,通常矽含量為2%~3.5%,各個方向的磁效能相似,即各向同性,在國際上冷軋無取向鋼常縮寫為CRNGO。
與之對應的是取向電工鋼,其矽含量通常為3%。由於相對於板材的晶體取向嚴格控制,複雜的加工方式使得在軋製方向上產生最佳效能。磁通量增加30%,成本高於無取向鋼,用於配電變壓器的鐵心,冷軋取向鋼簡稱為CRGO。
由於無取向鋼更便宜,因此用於成本比效率更重要的地方,或者是磁通量方向不恆定的情況下,也就是電動機和發電機。
什麼決定無取向性電磁鋼板的好壞
雖然製造流程一樣,但從索賠這件事就可以看出,各傢俱體的製造工藝並不相同,首先製造過程中還要對電磁鋼進行噴塗,塗層可以增加疊片之間的電阻,減少渦流,提供抗腐蝕或防鏽能力,噴塗方式和噴塗的厚度平均控制都會影響成品的質量。
在不同的質量下,電磁鋼的磁效能不同,完全加工的電磁鋼通常帶有絕緣塗層、完全熱處理和確定的磁效能,衝壓時也不會顯著降低其效能。生產時過度彎曲、不正確的熱處理、汙染控制都會對鋼的磁效能產生不利影響,因此製造工藝都是各家的專利。
選車偵探觀點:為何被告侵權
一臺新能源車電機需要的電磁鋼價值在1000-1500元,和稀土永磁體成本相當,可以說是電機的核心。目前國內可以供應車用電磁鋼的只有寶鋼和首鋼,海外有日本製鐵、日本JFE鋼鐵和韓國浦項鋼鐵,新能源汽車佔有率增長的情況下,企業之間的競爭更大,比如日本企業豐田,從去年7月開始使用寶鋼的電磁鋼,替代了日鐵的,作為寶鋼起步的老師,日本製鐵(新日鐵)看到搶了自己生意,難免使用極端的商業競爭手段。
而在2017年,日本另一大企業神戶制鋼就因為偽造合格證書,給豐田供應低質量鋼材被消費者訴訟,日本企業的信用神話早已崩塌。如今日鐵告寶鋼也是沒有任何憑證。你覺得寶鋼會如何處理,歡迎討論。