Повышение производительности приводных электродвигателей для автомобилей на новых источниках энергии невозможно без инноваций в области электротехнической кремнистой стали и технологий покрытий.
Технология Z-покрытия (самоклеящегося клея) для безориентированной кремнистой стали, разработанная компанией Baosteel, благодаря своему специфическому самоклеящемуся изоляционному покрытию значительно упрощает способ сборки сердечников электродвигателей и оказывает «незримое влияние» на снижение потерь в сердечнике, уменьшение шума и повышение эффективности производства.
В данной статье, ориентированной на инженеров по разработке электродвигателей, подробно анализируется технология покрытия Z от Baosteel — начиная с принципов работы, материалов и технологий до характеристик и сравнения с другими отраслями, а также тенденций применения. Также проводится сравнение продуктов и рыночной ситуации в области самосвязывающихся силиконовых сталей у таких компаний, как южнокорейская POSCO и японская Nippon Steel.

Принцип технологии самоклеящегося покрытия 01Z и механизм адгезии
Принцип самоклеящегося изоляционного покрытия: Покрытие Z — это специальная органическая изоляционная композиция, в основе которой лежит термически отверждающаяся смола, наносимая на поверхность листов силиконовой стали. При выпуске листов из силиконовой стали, Покрытие Z выпускается в виде смолы B-стадии: путём нанесения водной эпоксидной композиции, модифицированной фенольными смолами, и последующей сушки при низкой температуре образуется сухая, гибкая и реакционноспособная плёнка. Толщина такого покрытия составляет примерно 4–6 мкм; оно содержит около 45%–48% водной фенольной эпоксидной смолы и соответствующее количество отвердителя, ускорителя и других добавок. После штамповки и резки листов из кремнистой стали при сборке слоёв на них воздействуют определённой температурой (около 170–180℃) и давлением для горячего прессования. В результате этого смолистое покрытие в стадии B быстро размягчается, плавится и подвергается сшивке с последующей полимеризацией (стадия C), образуя трёхмерную сетчатую структуру, которая надёжно скрепляет листы между собой. Проще говоря, Покрытие Z использует термоотверждаемый клей для фиксации соседних листов силицированной стали методом «поверхностного склеивания», заменяя традиционные механические соединения. 。
Механизм адгезии и состав материала: Покрытие Z обычно изготавливается на основе модифицированной эпоксидной смолы, матрица которой при сушке не полностью полимеризуется (остаётся активной) и быстро застывает при термопрессовании. В состав входит феноло-модифицированная эпоксидная смола, повышающая адгезионную прочность; отвердитель обеспечивает скрытую активность, ускоритель увеличивает скорость отверждения, а растворитель и вода гарантируют удобство нанесения. После отверждения на поверхности адгезионной границы образуется прочный слой смоляного клея, обладающий хорошими диэлектрическими изоляционными свойствами и механической прочностью. Согласно корпоративным стандартам, покрытие Z не содержит тяжёлых металлов, таких как хром, и является экологически чистым и безхромовым. После отверждения адгезионная прочность между железными пластинами высока — прочность на отрыв типа «Т» достигает более 3 Н/мм. Следует отметить, что... Силиконовая сталь с Z-покрытием должна быть использована в течение 6 месяцев с момента выпуска с завода, чтобы гарантировать активность покрытия и качество адгезии. (Рекомендуемый производителем срок хранения).
Особенности технологического процесса: Сталелитейный завод добавил операцию нанесения покрытия на линию непрерывной отжига силиконовой стальной ленты: клеевой состав с самоклеящимся эффектом наносится валиком на обе стороны ленты, после чего она подвергается поэтапному градиентному нагреву и сушке, чтобы избежать чрезмерного отверждения смолы. Подходящая кривая сушки (например, предварительная сушка при низкой и средней температуре 120–160℃, а затем быстрая сушка при высокой температуре 170–180℃) позволяет покрытию не только высохнуть, но и сохранить свою «активность». При штамповке сухое пленочное покрытие обладает определённым смазывающим и антифрикционным эффектом, обеспечивая хорошую прессовку. В процессе склеивания слоёв можно использовать метод общей нагревательной термопрессовки либо локальный нагрев в форме; таким образом достигается интеграция операций штамповки, склеивания слоёв и их соединения прямо в форме. Благодаря технологическим достижениям появились некоторые быстроотверждаемые покрытия, которые сократили время отверждения с традиционных 1,5 часов до нескольких минут, что ускорило темпы склеивания слоёв. В целом, технология Z-покрытия объединяет материалы науки (рецептуру смолы) с производственными процессами (штамповка/термопрессование), открывая совершенно новый подход к сборке сердечников электродвигателей.

Преимущества покрытия 02Z при изготовлении сердечников электродвигателей
Применение покрытия Z к листам сердечников статора и ротора электродвигателя обеспечивает многосторонние преимущества:
1. Устранение потерь напряжения и снижение потерь в железе: Традиционные методы заклёпывания и сварки приводят к локальному возникновению механических напряжений или термического воздействия на листы силиконовой стали, что ухудшает магнитные свойства и увеличивает потери на гистерезис. В свою очередь, самосклеивающееся покрытие обеспечивает монолитное сцепление между листами, исключая давление от заклёпок и тепловые напряжения в местах сварных соединений. В результате листы силиконовой стали практически не подвергаются деформациям, вызванным напряжениями, и их электромагнитные характеристики остаются неизменными. Кроме того, само покрытие Z обладает отличной изоляцией, что предотвращает межслойные короткие замыкания и снижает потери на гистерезис. Исследования POSCO показали, что... После замены сварки на самоклеящуюся технологию общий уровень потерь сердечника снизился примерно на 5%. 。
2. Повышение прочности и стабильности сердечника: Самоклеящийся клей образует широкую зону адгезии между листами, обладая высокой прочностью сцепления и значительно повышая общую жесткость сердечника. В отличие от механического крепления, которое обеспечивает лишь локальную фиксацию, клеевое соединение равномерно распределяет эксплуатационные напряжения, что улучшает стабильность конструкции сердечника. При высокоскоростном вращении листы не подвержены ослаблению или смещению, что позволяет удовлетворить требования к надежности двигателей с высокой скоростью вращения и высокой плотностью мощности. 3. Снижение вибрационного шума: Клеевой слой между листами обладает демпфирующим эффектом и эффективно подавляет микровибрации между листами, вызванные магнитострикцией. Кроме того, поскольку отпадает необходимость в использовании штампованных заклёпок или сварки для крепления, сердечник не подвергается ослаблению и ударным воздействиям, что позволяет избежать характерного резонансного шума, часто возникающего при механическом соединении. Согласно сообщениям, После внедрения технологии самоклеящегося соединения шум приводного двигателя может быть снижен примерно на 5 децибел. Для автомобилей на новых источниках энергии этот эффект шумоподавления особенно ценен и способствует улучшению общей NVH-качества автомобиля. 4. Упрощение технологического процесса, повышение эффективности: Благодаря покрытию Z, при сборке сердечников можно исключить операции по заклёпыванию и сварке, заменив их однократной горячей прессовой формовкой. В частности, В процессе внутриматричного склеивания возможно одновременное автоматическое выполнение операций по вырубке и складыванию листов; весь технологический цикл упрощается до одного этапа, что ускоряет производственную тактовую частоту. Это не только сокращает затраты на труд и оборудование, но и снижает накопление погрешностей между технологическими операциями, повышая согласованность размеров сердечников. 5. Оптимизация конструкции сердечника и изоляционной обработки: Самоклеящееся соединение предоставляет новые возможности для проектирования сердечников. Поскольку отпадает необходимость в проектировании заклепочных отверстий или мест сварки, повышается коэффициент использования листов из кремнистой стали, а распределение магнитного потока в местах становится более равномерным. После полимеризации клея сердечник становится плотным и водонепроницаемым; поэтому в некоторых применениях можно обойтись без последующей пропитки лаком, что упрощает процесс изоляции и предотвращает возможное загрязнение обмоток при застывании лака. 6. Экологичность и ремонтопригодность: Покрытие Z представляет собой экологически чистую формулу без хрома и соответствует таким экологическим требованиям, как RoHS и REACH. При склеивании сердечника не остаётся остатков припоя, поверхность сердечника чистая и аккуратная. При разборке и утилизации достаточно нагреть покрытие, чтобы оно отделилось; это делает процесс переработки материалов удобным и не приводит к повреждению структуры силиконовой стали, как это происходит при механическом соединении. Благодаря вышеперечисленным преимуществам технология покрытия Z предлагает эффективные решения для ключевых проблем в производстве электродвигателей — таких как потери, шум и сложность технологических процессов. В условиях стремления к созданию высокоэффективных и бесшумных современных электродвигателей, особенно в области приводов для автомобилей на новых источниках энергии, самоклеящееся клеевое покрытие быстро набирает популярность.

03 Продукты с покрытием Z от Baosteel и ключевые параметры производительности
Являясь лидером в данной области технологий, компания Baosteel представила серию марок безориентационной электротехнической стали с покрытием Z, охватывающую различные толщины и уровни характеристик. В таблице ниже приведены несколько типичных моделей кремнистой стали Baosteel с покрытием Z и их ключевые параметры (типовые значения):
Примечание: Класс изоляции указывает на термостойкость покрытия; класс F соответствует примерно 155℃, а класс H — примерно 180℃.
В таблице B35A230-Z — это классический высокосортный немагнитный кремнистый стальной лист производства Baosteel (номинальная толщина 0,35 мм, потери в железе 2,30 Вт/кг); после нанесения покрытия Z он может использоваться в высокоэффективных малых и средних электродвигателях. B50A800-Z относится к обычному сорту (толщина 0,5 мм, потери в железе около 8,00 Вт/кг) и подходит для стандартных промышленных электродвигателей; соответствует старому национальному стандарту под маркой 50W800. Следует отметить, что в последние годы Baosteel первым в мире выпустил сверхтонкий высокопрочный немагнитный кремнистый стальной лист B10AHV900M-Z, толщиной всего 0,10 мм, с потерями в железе не более 9 Вт/кг при условиях 1,0 Т/400 Гц (типичное значение — 8,5). Это означает, что материал сохраняет крайне низкие потери даже на высоких частотах, тем самым устанавливая новый предел по характеристикам неориентированной кремнистой стали. Данная марка сочетает в себе сверхвысокое содержание легирующих элементов и чрезвычайно малую толщину; при этом для обеспечения надёжного склеивания листов используется покрытие Z. Двигатели для автомобилей на новых источниках энергии и двигатели для человекообразных роботов Материалы передовой технологии.
Продукты с покрытием Z от Baosteel обычно обладают высокой магнитной индукцией (B50 обычно находится в диапазоне от 1,65 до 1,75 тесла) и низкими потерями на железо. Различные модели предназначены для разных частот и уровней мощности: толстые листы (0,50–0,65 мм) подходят для двигателей промышленной частоты, тонкие листы (0,20–0,35 мм) — для двигателей средней и высокой скорости, а сверхтонкие листы (до 0,15 мм) специально разработаны для высокоскоростных и высокочастотных применений (например, высокоскоростные электрические шпиндели, двигатели для автомобилей на новых источниках энергии и т.п.). Прочность адгезии покрытия Z может варьироваться в зависимости от толщины покрытия и состава рецептуры; как правило, прочность на отрыв превышает 3 Н/мм, при особых требованиях возможно согласование более высоких показателей. Кроме того, Baosteel также разработала термостойкие версии покрытий (класс термостойкости H) для различных применений, чтобы соответствовать условиям с повышенным температурным режимом статора.
В целом, серия электротехнических сталей с покрытием Z от Baosteel обеспечивает оптимальный комплекс параметров, таких как потери на железо, магнитная индукция, прочность и толщина, и позволяет предоставлять материалы, необходимые для проектирования двигателей различного типа — от низкоскоростных высокоэффективных до высокоскоростных экстремальных. Благодаря этому китайские отечественные заводы по производству двигателей получают доступ к связующим кремнистым стальным материалам мирового уровня без необходимости полагаться на импорт.

04 Продукты и технологии из силициевой стали с самоклеющимся силиконовым покрытием от POSCO
Южнокорейская компания POSCO также обладает ведущими технологиями в области самоклеящихся покрытий для неориентированной кремнистой стали. Соответствующие продукты POSCO иногда называют «самоклеящейся электротехнической сталью» или Hi-M Core (материал для сердечников высокоэффективных электродвигателей). Категории их покрытий соответствуют покрытиям Z компании Baosteel; например, внутренние коды POSCO SM и SH обозначают два типа самоклеящихся покрытий.
1. Покрытие SM (Стандартный двигатель) Высокопрочное самоклеящееся покрытие, предназначенное для повышения эффективности двигателей. Клей с покрытием SM обладает высокой адгезией и подходит для технологий, где после обычной штамповки не требуется дополнительного отжига; благодаря самому покрытию сердечник надёжно приклеивается и фиксируется. Тем самым пропускается этап сварки или механического крепления .
2. Покрытие SH (отжиг с снятием напряжений) Самоклеящееся покрытие, пригодное для отжига с целью снятия напряжений (SRA). Этот покрытие выдерживает однократную низкотемпературную отжиговую обработку после штамповки листов из кремнистой стали, что позволяет максимально снять напряжение перед склеиванием и дополнительно повысить эффективность. SH подходит для технологических процессов производства двигателей, ориентированных на предельные характеристики.
Самоклеящееся силиконовое покрытие POSCO по принципу аналогично покрытию Z от Baosteel: на поверхность листов силиконовой стали предварительно наносится слой органического клея, после чего листы складываются и спекаются под горячим прессом. Отличие заключается в том, что POSCO раньше внедрила эту технологию в коммерческое производство для высококлассной серии силиконовой стали Hyper NO. Ещё в 2017 году POSCO объявила, что её высококлассная силиконовая сталь серии Hyper NO использует самоклеящийся процесс, заменяющий традиционную сварку и повышающий прочность соединения сердечников. Результаты испытаний показали, что по сравнению с традиционными материалами, не применявшими эту технологию, потери на магнитные потери в сердечнике Hyper NO снизились примерно на 5%, а уровень шума двигателя уменьшился примерно на 5 дБ. Это достигается за счёт двух факторов: Во-первых, компания Posco добилась сверхтонкого листа толщиной до 0,15 мм за счёт усовершенствования прокатного процесса, что позволило значительно снизить потери на вихревые токи. Во-вторых, самоклеящееся покрытие исключает сварочные напряжения и межлистовые вибрации, снижая дополнительные потери и шум.
Типичные марки ориентированной кремнистой стали POSCO, такие как серии 35PNV и 50PNM, доступны с двумя вариантами покрытий — изоляционным и самоклеящимся. Например, сталь POSCO 35PNS250 (толщина 0,35 мм) имеет потери на магнитное гистерезисное нагревание около 2,25 Вт/кг и магнитную индукцию B50 примерно 1,66 Тл; эти характеристики сопоставимы с показателями стали Baosteel B35A230. Если в ту же серию добавить самоклеящееся покрытие SM, то при сборке сердечников можно будет обойтись без заклепочного или сварного крепления, что в итоге повысит эффективность двигателя. Кроме того, POSCO разработала специальный материал PNM-Core, который отличается высокой износостойкостью и низкой остаточной магнитностью и подходит для магнитных цепей малогабаритных высокоскоростных реле, где требуется самоклеящаяся технология соединения.
В области адаптации к рынку Пхохан, опираясь на свою дочернюю компанию Mobility Solution, напрямую поставляет автопроизводителям готовые многослойные сердечники с самоклеящимся покрытием. Такой интегрированный подход к продаже материалов и компонентов позволил POSCO занять прочную позицию в глобальной цепочке поставок электромобилей. Например, заводы двигателей таких компаний, как Hyundai и General Motors, закупают высокосортную кремниевую сталь POSCO и применяют её технологию склеивания и сборки. Согласно официальным данным POSCO, её технология самоклеящегося покрытия подходит не только для производства сложных или малогабаритных сердечников; ключевым преимуществом является «отказ от заклёпок и сварки, что обеспечивает высокую эффективность сборки». Кроме того, POSCO инвестирует в строительство центров по обработке кремниевой стали для двигателей за рубежом — в Европе и Америке, что указывает на перспективу более широкого выхода её продукции из самоклеящейся кремниевой стали на международный рынок. В целом, технические параметры самоклеящейся кремниевой стали Пхохана (потери на магнитное гистерезисное нагревание, магнитная индукция и другие показатели) близки к аналогичным характеристикам Baosteel; при этом в некоторых тонких размерах у POSCO есть свои конкурентные преимущества. Что касается рыночного применения, POSCO благодаря своей глобальной сети уже раньше вошла в цепочки поставок транснациональных автопроизводителей, и этот опыт заслуживает внимания отечественных производителей.

05 Продукты и особенности силиконовой стали с самоклеющимся покрытием от Nippon Steel
В отличие от активного продвижения, осуществляемого компаниями Baosteel и POSCO, японская Nippon Steel & Sumitomo Metal предоставляет меньше открытой информации о самоклеящихся покрытиях для безориентационной кремнистой стали. «Самоклеящиеся покрытия» не являются ключевым элементом маркетинговой стратегии Nippon Steel, однако это вовсе не означает, что у компании отсутствуют соответствующие технологические наработки. Японские производители на протяжении долгого времени уделяли больше внимания повышению предельных характеристик самих материалов из кремнистой стали — например, снижению толщины, повышению чистоты сплава и прочности; при этом для соединения листов чаще применялись традиционные технологии (механическое зацепление, сварка с последующим окунанием в лак). Согласно сообщениям, Японские компании ранее использовали методы напряжённого покрытия и отжига для снижения влияния напряжений в штампованных деталях, обеспечивая тем самым электромагнитные характеристики на уровне материала. Однако с ростом спроса на высокоскоростные двигатели и бесшумность японские сталелитейные предприятия также начали обращать внимание на самосклеивающиеся решения. Например, компания Nippon Steel, возможно, предложит индивидуальные клеевые покрытия из кремнистой стали для тестирования некоторыми клиентами, хотя пока это не оформилось в отдельный товарный бренд.
С точки зрения уровня технологий, Японская ориентированная кремнистая сталь сохраняет лидерство в области тонких размеров и высокой магнитной индукции. Как Ниппон Сталь, так и JFE способны производить сверхтонкую кремнистую сталь толщиной 0,20 мм и менее (серия 10JNEX от JFE даже позволяет получить ориентированную кремнистую сталь толщиной 0,10 мм). В области стали для приводных двигателей новых энергетических автомобилей Япония делает акцент на разработке высокопрочных марок, чтобы удовлетворить требования к пределу текучести, обусловленные высокоскоростными роторами. У некоторых высокопрочных марок стали NO предел текучести даже превышает 700 МПа. Что касается самоклеящихся покрытий, японские компании, вероятно, используют более устойчивые к высоким температурам клеевые составы, чтобы соответствовать термообработке для снятия напряжений после сварки листов (подобно концепции покрытия SH от POSCO). Однако, поскольку японская электромашиностроительная отрасль предъявляет чрезвычайно высокие требования к надежности и длительности процессов проверки, широкое применение таких самоклеящихся технологий пока осуществляется с большой осторожностью до полного подтверждения их эффективности и безопасности.
Что касается моделей продукции, официальные источники Nippon Steel пока не раскрыли специфических наименований марок самоклеящихся покрытий. Можно предположить, что высокосортная ориентированная кремнистая сталь (например, серия NS EDGE) при наличии соответствующего запроса со стороны клиентов также может быть дополнительно покрыта самоклеящимся слоем. Однако в отличие от продуктов Baosteel «Z» или POSCO «SM/SH», у Nippon Steel нет широко известных на рынке самоклеящихся изделий с конкретными буквами в обозначении. Возможно, это связано с тем, что японские производители электродвигателей в настоящее время чаще применяют метод механической установки с последующим погружением в изоляционный лак — путём плотной посадки штампованных пластин в каркас статора и полного пропитывания их изоляционным лаком с последующим отверждением, что позволяет добиться определённого снижения шума и усиления конструкции. В сравнении с этим, использование технологии самоклеящихся покрытий для кремнистой стали пока не стало основным направлением на японском рынке. Таким образом, особенность Nippon Steel в этой области проявляется скорее в выдающихся свойствах самого материала (например, низкие потери и высокая магнитная индукция, сверхтонкая и высокопрочная сталь), тогда как в вопросах технологий нанесения покрытий компания пока придерживается осторожного подхода и следования за лидерами рынка. Тем не менее, нельзя игнорировать глубокий опыт японских производителей в области изоляционных покрытий (они уже давно разработали такие решения, как покрытия с высокой прочностью и неорганические покрытия, направленные на улучшение характеристик кремнистой стали). Этот опыт вполне можно транслировать и на разработку рецептур самоклеящихся покрытий. Как только потребности рынка станут ясны, Nippon Steel и JFE будут готовы представить продукты из кремнистой стали с самоклеящимися покрытиями, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками. В целом, на данный момент у Nippon Steel нет явно выраженных лидеров среди самоклеящихся покрытий для неориентированной кремнистой стали; уровень технологий, вероятно, схож с аналогичными показателями Baosteel и POSCO, однако степень коммерциализации несколько ниже. В качестве отличительной черты компания, возможно, больше акцентирует внимание на прочности и надежности материалов, чтобы лучше соответствовать технологическим особенностям японского производства электродвигателей.

06 Сравнение продуктов трёх предприятий: сильные и слабые стороны, рыночная обратная связь и кооперация в цепочке поставок
При горизонтальном сравнении продуктов компаний Baosteel, POSCO и Nippon Steel в области силистальной стали с самоклеящимся покрытием можно увидеть их соответствующие приоритеты и вызовы:
1. Эксплуатационные характеристики и технологии продукта В ключевых магнитных характеристиках (потери на гистерезис и магнитная индукция) разница между тремя высококлассными продуктами минимальна, все они достигают ведущих международных стандартов. Например, потери на гистерезис стали Baosteel B35A230-Z и POSCO 35PNS250 составляют примерно 2,3 Вт/кг, а магнитная индукция — около 1,66–1,70 Тл. Что касается сверхтонких продуктов, марка Baosteel 0,1 мм первой преодолела технологический барьер по потерям; компании POSCO и японские предприятия также располагают продуктами толщиной около 0,15 мм. Что касается характеристик адгезионных покрытий, как Baosteel, так и POSCO уже наладили серийное производство и поставку таких покрытий; их адгезионная прочность удовлетворяет большинству требований к сборке статоров (прочность отслаивания — 3–5 Н/мм). Покрытие Z от Baosteel выгодно тем, что быстро адаптируется к местным условиям: например, путём оптимизации рецептуры удалось повысить соотношение прочности сцепления к толщине покрытия, добившись увеличения прочности на 50% при том же уровне толщины пленки. Покрытие SM/SH от POSCO, напротив, обладает преимуществом в плане технологической адаптивности: например, покрытие SH можно использовать совместно с отжигом для достижения крайне низких потерь. Хотя соответствующие продукты Nippon Steel пока не представлены официально, их материалы отличаются высокой прочностью, а покрытия — устойчивостью к высоким температурам, что делает их перспективными. В целом, Baosteel/Pohang на полшага опережает конкурентов в нише «с клеем», тогда как Nippon Steel по-прежнему сохраняет свои традиционные сильные стороны в области высокопроизводительных базовых материалов «без клея».
2. Технология производства и кооперация Покрытие Z от Baosteel соответствует потребностям отечественных заводов по производству электродвигателей в плане модернизации технологических процессов. Температура отверждения этого покрытия близка к температуре отверждения обычных изоляционных лаков (около 180℃), что делает его внедрение менее затратным для отечественных производителей. Компания POSCO, опираясь на собственное оборудование для производства шихтованных сердечников, предлагает комплексные решения — от материалов до самой железной сердцевины — и лучше всего подходит клиентам, ориентированным на масштабное производство с высокой степенью автоматизации. В Японии, где цепочка производства электродвигателей характеризуется консерватизмом, сталелитейные и электродвигательные предприятия недостаточно сотрудничают друг с другом в этой области, что замедляет внедрение технологии самоклеящихся покрытий. Основные сложности в координации цепочки поставок связаны прежде всего с изменением привычек на нижестоящем уровне: производителям приходится устанавливать дополнительные нагревательные устройства для форм или организовывать отдельные операции термопрессования; также возникают проблемы с хранением и транспортировкой — рулоны самоклеящихся покрытий должны быть защищены от влаги и просроченного срока годности, что требует тесного взаимодействия между сталелитейными заводами и пользователями (примером служит рекомендация Baosteel о необходимости использовать покрытие в течение 6 месяцев). Благодаря совместным опытным разработкам и испытаниям с ведущими отечественными компаниями-производителями электродвигателей Baosteel постепенно преодолел эти опасения и создал образец эффективного взаимодействия между материалами и технологиями. В свою очередь, POSCO, опираясь на глобальную техническую поддержку, помогает клиентам модернизировать свои производственные процессы. Для Ниппон Стальной, напротив, распространение данной технологии может столкнуться с большими препятствиями, связанными с нежеланием клиентов менять существующие практики.
3. Отклик рынка Судя по обратной связи с рынка, моторные изделия, в которых используется самоклеящаяся кремнистая сталь, в целом получают положительные отзывы. Применение продукции Baosteel с покрытием Z в приводных двигателях для автомобилей на новых источниках энергии показало значительное улучшение показателей шума и потерь сердечников; модели автопроизводителей-конечных потребителей (таких как BYD, GAC Aion и др.) стали позиционировать эти характеристики как конкурентное преимущество в области шумоизоляции. В особенности в условиях гонок на высоких оборотах уникальные преимущества самоклеящихся сердечников — высокая прочность и низкий уровень шума — привлекают повышенное внимание. Продукция Pohang завоевала хорошую репутацию в сфере бытовой техники и промышленных двигателей за рубежом; некоторые производители высокоэффективных компрессоров для кондиционеров и электродвигателей для лифтов специально выбирают её самоклеящуюся кремнистую сталь для повышения класса энергоэффективности. Рынок также выдвинул несколько предложений по усовершенствованию: например, некоторые производители ранее отмечали, что после длительной эксплуатации при высоких температурах клеевой слой сердечников может стареть и трескаться. В ответ Baosteel модернизировал систему термостойких смол, и сейчас надёжность склейки успешно прошла строгую проверку (соответствующую тепловым циклам на протяжении всего срока службы двигателя). В целом рынок приветствует новые материалы, сочетающие высокие эксплуатационные характеристики с экологической устойчивостью, однако при этом ожидает достаточного времени для подтверждения их эффективности. Японские клиенты относительно консервативны и требуют долгосрочных данных эксплуатации; в этой связи Baosteel и Pohang должны продолжать накапливать опыт реализации крупных проектов, чтобы добиться более широкого признания.
4. Цены и тенденции спроса и предложения Высокосортная безориентированная кремнистая сталь сама по себе является продуктом с высокой добавленной стоимостью; при этом обработка с применением самоклеющегося покрытия делает её цену несколько выше, чем у обычных покрытий (примерно на 10–20% выше). В последние годы, благодаря бурному росту производства и продаж электромобилей, спрос на этот материал превысил предложение, что привело к значительному повышению цен. Однако крупные сталелитейные компании активно расширяют производственные мощности: группа Baowu запустила новую линию по производству кремнистой стали, а компания POSCO увеличила годовую производственную мощность с 160 тысяч тонн до более чем 300 тысяч тонн. Ожидается, что по мере ввода в эксплуатацию новых мощностей соотношение спроса и предложения стабилизируется, и цены станут более адекватными. В то же время, за последние несколько лет технология самоклеющегося покрытия получила широкое распространение, что позволило снизить её себестоимость (например, экономия на сборке и сварке, возникающая благодаря сокращению соответствующих операций, частично компенсирует рост цены на материалы). Все звенья цепочки создания стоимости прилагают усилия для снижения затрат на формулы самоклеящихся клеев и повышения эффективности нанесения покрытий, тем самым уменьшая порог цен. В долгосрочной перспективе соотношение цена-эффективность высокопроизводительной кремнистой стали с самоклеющимся покрытием будет только улучшаться. Особенно в условиях всё более жёстких нормативов по энергоэффективности, преимущества этой стали в области энергосбережения на протяжении всего жизненного цикла способны заметно компенсировать первоначальные затраты на материалы.
Таким образом, потенциальные самоклеящиеся продукты компаний Baosteel Z-покрытие, POSCO SM/SH-покрытие и Nippon Steel обладают своими преимуществами: Baosteel отличается быстрой реакцией на местный рынок и полным ассортиментом продукции, что способствует её быстрому росту на развивающихся рынках; POSCO — обладает зрелыми технологиями и прочной базой международных клиентов, специализируясь на комплексных решениях; Nippon Steel — имеет сильную материальную базу и высокий авторитет на консервативных рынках. Что касается недостатков: у Baosteel несколько слабее зарубежное присутствие и позже начало работы за границей; у POSCO цены немного выше, а сроки поставки длиннее; у Nippon Steel замедлился темп инноваций, в результате чего компания упустила некоторые первоначальные возможности. Для обеспечения эффективной координации в цепочке поставок необходимо совместными усилиями сталелитейных заводов и заводов по производству электродвигателей решать трудности «последней мили» при внедрении технологий, такие как модернизация производственных процессов и сертификация стандартов. По мере того как все стороны лучше взаимодействуют, самоклеящиеся силиконовые стали могут в будущем стать одним из стандартных материалов для высокоэффективных электродвигателей.

07 Состояние применения в Китайском электромашинном заводе и будущие тенденции технологии покрытия Z
В настоящее время китайские предприятия по производству электродвигателей активно исследуют возможности применения технологии покрытия Z, чтобы сохранить конкурентоспособность своей продукции. Производители автомобилей на новых источниках энергии, такие как BYD, благодаря высокому объему производства и собственным разработкам электродвигателей, первыми начали использовать самоклеящуюся кремнистую сталь от Baosteel и Shougang для изготовления пакетов статоров приводных двигателей, что позволило снизить шум и повысить пиковую эффективность. Согласно информации отраслевых источников, В некоторых высококлассных моделях BYD для сердечников электродвигателей используется технология склеивания листов, что приводит к значительно более низкому уровню электромагнитного шума в зоне высоких оборотов по сравнению с конкурентами. Отдел электроприводов Huawei в сотрудничестве с Baosteel разработал прототип «супердвигателя F», используя сверхтонкий силиконовый стальной материал толщиной 0,10 мм с Z-покрытием от Baosteel; этот двигатель способен развивать скорость до 31 000 об/мин и при этом работает плавно и стабильно. Новые автопроизводители, такие как GAC Aion и Geely, также проявляют большой интерес к этой технологии и включили в тендерные процедуры дополнительный пункт — оценку типа покрытия из кремнистой стали. Некоторые традиционные производители электродвигателей (например, совместные поставщики Volkswagen и United Electronic) также начали использовать самосклеивающиеся сердечники в производимых в Китае приводных электродвигателях. В целом, отраслевое внедрение данной технологии постепенно переходит от пилотных испытаний к этапу небольших серийных производств, особенно в таких сегментах, как легковые автомобили на новых источниках энергии, требующие высокой эффективности и бесшумности, а также в области электронно-управляемых компрессоров — здесь уровень проникновения самосклеивающейся технологии постепенно растёт.
Перспективы будущих тенденций: Глядя вперёд, технология самоклеящихся покрытий Z, вероятно, получит более широкое распространение или претерпит дальнейшее развитие в следующих направлениях:
1. Более высокая скорость, более тонкая конструкция По мере развития электродвигателей в направлении высоких оборотов и миниатюризации сверхтонкая кремниевая сталь толщиной 0,1 мм и технология склеивания станут стандартными. Технология склеивания гарантирует, что более сотни сверхтонких листов будут работать на высоких скоростях без распада. Мы... Увидеть, как высокоскоростные двигатели с частотой вращения 60 тысяч и даже 100 тысяч оборотов в минуту используют самоклеящиеся сердечники. Стало возможным удовлетворить потребности в экстремальных применениях, таких как маховиковые накопители энергии и электрические турбины.
2. Интеграция стандартизации и технологий Ожидается, что отрасль разработает стандарты производства склеенных листовых сердечников (включая спецификации по проверке прочности склейки и методы испытаний на долговечность), что обеспечит надёжность массового применения. В то же время, технологическое оборудование для штамповки, интегрирующее такие процессы, как нагрев и автоматическая укладка листов, станет более совершенным, превратив внутриматричную склейку в стандартную технологию и тем самым дополнительно сократив затраты времени и труда. Автоматическое управление процессом склейки (влажностью, температурой и давлением) также будет оснащено интеллектуальными системами, что позволит гарантировать однородность каждого сердечника.
3. Синхронизированная оптимизация материалов и технологий Сталелитейные и электромоторостроительные заводы укрепят взаимодействие в области совместных разработок. Например, для конкретных моделей электродвигателей будут настраиваться толщина покрытия и кривая отверждения таким образом, чтобы при достаточной прочности адгезии максимально снизить толщину слоя (повышая коэффициент штамповки). Как показало недавно опубликованное новое покрытие компании Shougang, при сохранении той же прочности толщина пленки снизилась на 30%. В будущем возможно появление инновационных решений, таких как градиентные адгезионные покрытия (локальное усиление клеевого слоя в ключевых зонах), которые позволят одновременно обеспечивать высокую прочность и улучшенные эксплуатационные характеристики.
4. Альтернативные пути и конкурирующие технологии Хотя самоклеящиеся клеи обладают явными преимуществами, параллельно продвигаются и другие пути. Во-первых, усовершенствование механического соединения: Так, Шоугань разработала новую технологию для соединения внахлёст с ласточкиным хвостом и обратной натяжной посадки, позволяющую добиться высокоточной стыковки без использования клея, что снижает зависимость от клеевых материалов (в настоящее время технология всё ещё проходит испытания). Во-вторых, лазерная сварка + отжиг: Некоторые производители экспериментируют с точной лазерной сваркой пластин и проводят термическую обработку для снятия остаточных напряжений во всём сердечнике, чтобы восстановить его потери. Этот метод предъявляет крайне высокие требования к инвестициям в оборудование и контролю технологических процессов; пока что он не применяется в масштабах. В-третьих, вакуумное пропитывание клеем: Подготовленный и просто зажатый сердечник помещают в смолу, затем проводят вакуумное пропитывание и далее отверждают его до получения цельной конструкции. Этот процесс аналогичен методу склеивания сердечников трансформаторов, хотя...

Прочность сцепления уступает методу нанесения покрытия Z, а смола может проникать в зазоры и ухудшать характеристики; тем не менее, некоторые малые и средние предприятия по-прежнему используют этот метод в качестве переходного решения. Четвёртое — замена на новые материалы: Например, такие материалы, как нанокристаллические сплавные листы или аморфные ленты на железной основе, благодаря крайне низким собственным потерям, могут удовлетворять требованиям по эффективности даже без использования клея. Однако эти материалы обладают плохими механическими свойствами и сложны в обработке; в настоящее время они чаще применяются в специальных случаях (например, в высокоэффективных электродвигателях для вентиляторов), чем в массовых автомобильных двигателях. В целом, в области массовых приводных двигателей в ближайшей перспективе самоклеящаяся кремнистая сталь остаётся наиболее реалистичным и надёжным решением; другие подходы вряд ли смогут полностью заменить её и скорее будут конкурировать лишь в отдельных сегментах.
5. Экономичное приложение В будущем технология покрытия Z также начнёт проникать в сегмент двигателей среднего и низкого класса, особенно в области бытовой техники и малогабаритных промышленных двигателей. Как только производители освободятся от затрат на модернизацию технологических процессов, склеенные сердечники станут привлекательными благодаря своим преимуществам в снижении шума и энергосбережении. Например, если в двигателях стиральных машин и электровентиляторов использовать склеенные сердечники, это позволит добиться более тихой и плавной работы, что станет ярким конкурентным преимуществом на рынке. В сегментах, где цена играет ключевую роль, поставщики материалов могут предложить упрощённые версии самоклеящихся покрытий (с уменьшением толщины и исключением некоторых дорогостоящих компонентов), чтобы снизить стоимость и удовлетворить базовые потребности в склеивании. Это ещё больше расширит область применения самоклеящихся технологий.

08 Итоги

Технология самоклеящегося покрытия Z для безориентированной кремнистой стали Baosteel, представляющая собой инновацию в области материалов для электродвигателей, уже продемонстрировала огромный потенциал как в Китае, так и на мировом рынке высокоэффективных двигателей. В перспективе, с успешным внедрением и демонстрационным эффектом со стороны всё большего числа местных предприятий, занимающихся производством двигателей (таких как BYD, Huawei и других), эта технология, несомненно, ускорит своё распространение и способствует переходу дизайна электродвигателей от парадигмы «механической сборки» к парадигме «связывания материалов». В условиях постоянно растущих требований к производительности самоклеящееся покрытие из кремнистой стали вместе с новыми электромагнитными решениями будет играть ключевую роль в удовлетворении потребностей следующего поколения двигателей в высокой эффективности, низком уровне шума и интеллектуальном производстве. Можно предположить, что широкое применение технологии покрытия Z станет новой визитной карточкой Китая в сфере возобновляемых источников энергии и производства высокотехнологичного оборудования; это также побудит международных коллег активнее инвестировать в данное направление, что в конечном итоге принесёт пользу всему двигателестроительному сектору. Как инженеры-техники, мы должны продолжать внимательно отслеживать новые достижения в области материалов и технологий, активно формировать соответствующие научно-исследовательские и производственные мощности, чтобы максимально использовать возможности, предоставляемые этим технологическим прорывом.

ТЕМУ   КОНЕЦ

  Эта статья взята из аккаунта « Глядя на реку, понимаешь мельчайшие детали.   Динь И Шу Чуань — сопровождение предприятий,赋能, консалтинг Если есть нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нашей компанией для удаления.