激光刻痕技术是通过激光束在材料表面进行高速扫描,形成细小的刻痕线的技术。激光刻痕技术具有高效率、高精度、非接触加工、适用性广等特点,可用于改善材料的性能和外观,在电工钢(硅钢)处理、半导体、光学系统、医疗器械、电子、汽车、材料研究等领域应用空间广阔。
电工钢处理是激光刻痕技术重要应用领域,尤其是取向电工钢处理。电工钢是各种电机、发电机、变压器铁芯的关键组成材料,根据晶粒排列方向不同,电工钢分为取向电工钢和无取向电工钢两大类。电工钢影响着变压器的成本和节能性,在节能降耗背景下,降低取向电工钢的铁损已成为钢铁行业研究热点。
目前主要采用磁畴细化方式降低取向电工钢的铁损,细化磁畴是通过放电处理法、火花烧蚀法、机械刻痕法、激光刻痕法、等离子束流照射法等方式来使得原本磁畴的宽度持续变小的过程。激光刻痕法具有加工速度快、能量稳定、效率高等优点,是改善取向电工钢磁畴分布、降低铁损的有效手段,近年来随着技术迭代,激光刻痕法应用越来越广泛。
激光刻痕技术是通过在电工钢表面刻线,使组织产生变形和错位,在非刻痕区域产生残余应力,来达到细化磁畴、降低铁损的目的。通过调整激光的脉冲宽度、扫描速度、功率、焦距等参数,可以获得不同形状、深度和尺寸的刻痕效果。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029年中国激光刻痕市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,激光刻痕技术是取向电工钢刻痕技术发展方向,其可替代机械刻痕技术、火花烧蚀技术等。我国激光刻痕技术或激光刻痕设备相关企业有宝山钢铁股份有限公司(宝钢股份,中国宝武钢铁集团有限公司全资子公司)、广州翔声智能科技有限公司(翔声智能)等,其中翔声智能在取向电工钢激光刻痕设备市场的占比约60%。
宝钢股份于2020年正式启动全球首条耐热激光刻痕产线,该产线已有4项产品实现全球首发。2024年宝钢股份的“第二代在线激光刻痕技术产线”选入《中央企业科技成果应用拓展工程首批项目清单》,说明该技术成果已得到权威部门的高度认可。
新思界
行业分析人士表示,变压器损耗大,节能空间广阔,在节能降耗背景下,国家能源局、工信部等部门已明确提出提高高效节能变压器在网运行比例。取向电工钢是卷铁芯变压器等节能变压器的关键材料,而激光刻痕技术又是取向电工钢刻痕技术的发展方向,随着节能变压器应用扩展,激光刻痕市场空间将持续扩大。