IEC 60404-8-32023 磁性材料.第8-3部分单项材料规范.半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板标准立项发展报告

磁性材料第8-3部分：单项材料规范半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Magneticmaterials-Part8-3:Specificationsforindividualmaterials-Cold-rollednon-orientedelectricalsteelstripandsheetdeliveredinthesemi-processedstate摘要磁性材料作为现代电气工业的核心基础材料，其标准化工作对推动电机、变压器等电力设备的能效提升与质量管控具有关键支撑作用。IEC60404-8-3:2023《磁性材料第8-3部分：单项材料规范半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板》是国际电工委员会（IEC）发布的最新版单项材料规范标准，取代了此前的历史版本，全面更新了半加工状态下冷轧无取向电工钢带和薄板的技术指标体系。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容框架、主要修订要点及其行业价值。报告指出，新版标准在磁性能分级体系、几何尺寸公差、工艺适应性要求等方面进行了系统性优化，引入了更严格的测试条件界定和更细化的牌号分类方案，充分反映了近年来电工钢制造技术在薄规格化、高磁感化、低铁损化方向上的最新进展，以及下游电机和发电设备行业对材料一致性和可加工性的更高要求。本报告旨在为国内电工钢生产企业、电机及变压器制造商、检测机构和标准化工作者提供全面的标准解读与实施参考。关键词：磁性材料；无取向电工钢；冷轧钢带；半加工状态；单项材料规范；国际电工委员会；标准化一、引言1.1标准立项背景与研究意义电工钢（ElectricalSteel）又称硅钢片，是电力工业和电子信息产业中不可或缺的软磁材料，广泛应用于电动机、发电机、变压器、继电器等电磁装置的铁芯制造。在全球碳中和战略深入推进和工业电机能效标准持续升级的背景下，高性能电工钢的需求量逐年攀升，其质量水平直接决定了各类电机产品的效率等级与运行可靠性。无取向电工钢（Non-OrientedElectricalSteel,NOES）作为电工钢的两大品类之一，其磁性能在各方向上基本一致，主要应用于旋转电机（如交流电机、微型电机、新能源汽车驱动电机）的铁芯制造。按交付状态划分，无取向电工钢可分为全加工状态（FullyProcessed）和半加工状态（Semi-Processed）两类。其中，半加工状态产品是指钢材在交付用户时未经最终退火处理，磁性在钢厂只部分地通过热处理予以保证，用户冲片后需经过最终退火方能获得所需的完整磁性能。这种方式使用户可以根据自身冲片工艺和退火设备条件灵活调控最终磁性，在成本和性能之间实现更优平衡。IEC60404-8-3作为国际电工委员会磁性材料技术委员会（IEC/TC68）归口管理的单项材料规范标准，是无取向电工钢国际贸易和质量仲裁的核心依据。2023年11月27日，IEC正式发布IEC60404-8-3:2023第三版，这是该标准自发布以来的首次全面技术修订，对全球电工钢产业的供需两侧均将产生深远影响。1.2国际标准体系定位IEC60404标准系列是国际电工委员会下设的磁性材料与元件技术领域的核心标准族，涵盖了磁性材料分类、磁性能测试方法、几何特性检测以及单项材料规范等各个方面。其中：-IEC60404-1：磁性材料分类标准，界定了各类磁性材料的定义与分类体系；-IEC60404-2：规定了用爱泼斯坦方圈测量电工钢带和薄板磁性能的方法；-IEC60404-3：规定了用单片测试仪测量电工钢带和薄板磁性能的方法；-IEC60404-8系列：单项材料规范，逐项规定了各类磁性材料的具体技术指标。IEC60404-8-3属于IEC60404-8系列中的组成部分，专门针对"半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板"制定详细的技术规范。该标准与IEC60404-8-2（全加工状态无取向电工钢）和IEC60404-8-4（取向电工钢）等标准共同构成了电工钢产品国际标准的完整体系。二、标准基本信息与技术概况2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC60404-8-3:2023||中文名称|磁性材料第8-3部分：单项材料规范半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板||英文名称|Magneticmaterials-Part8-3:Specificationsforindividualmaterials-Cold-rollednon-orientedelectricalsteelstripandsheetdeliveredinthesemi-processedstate||国际标准分类号（ICS）|29.030（磁性材料）||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2023年11月27日||替代版本|IEC60404-8-3:1998（第一版）及修订件||标准状态|现行有效||技术归口|IEC/TC68（磁性材料和元件技术委员会）||语言|英语、法语||版本说明|电子版加密PDF格式|2.2标准适用范围IEC60404-8-3:2023规定了半加工状态下交付的冷轧无取向电工钢带和薄板的牌号、磁性能要求、几何尺寸公差、技术条件以及检验程序等内容。该标准适用于厚度通常为0.35mm至1.00mm的冷轧无取向电工钢带和薄板，这些产品以半加工状态（即未经最终退火处理）交付给用户，用户在进行冲片、叠片后需进行最终退火以获得完整的磁性能。值得注意的是，本次版本在适用范围方面对厚度范围和技术条件进行了更清晰的界定，增加了与实际制造工艺和用户端加工条件相关的技术条款，进一步增强了标准的可操作性。三、标准主要技术内容分析3.1牌号分类体系IEC60404-8-3:2023延续了以比总损耗（SpecificTotalLoss）为核心分类参数的国际通用牌号编制原则。按照IEC60404-8-1的规定，电工钢牌号通常以规定的最大比总损耗值和材料厚度来标识。半加工无取向电工钢的牌号体系按照1.5T、50Hz条件下的最大比总损耗来划分，其数值范围覆盖了从较高损耗的普通级到低损耗的高效级各档位。2023版标准对牌号分类体系进行了结构性优化，增补了近年发展起来的薄规格高效产品牌号，并对部分传统牌号的磁性能指标进行了适当调整，以反映制造技术的进步。特别是在新能源汽车驱动电机等高端应用需求的牵引下，0.35mm和0.50mm厚度的低铁损牌号得到了明显扩充。3.2磁性能技术要求标准中磁性能指标主要包括比总损耗、磁极化强度（磁感）和叠装系数等关键参数：（1）比总损耗（SpecificTotalLoss）：在规定频率（50Hz或60Hz）和规定磁极化强度峰值条件下，材料单位质量的铁损值。标准对每个牌号给出了明确的损耗上限值，这是评价电工钢质量水平的最核心指标。（2）磁极化强度（MagneticPolarization）：在规定磁场强度（通常为H=2500A/m、5000A/m或10000A/m）下的磁极化强度值。2023版对磁感的考核频率和磁场强度条件进行了综合评估，以确保相关指标能够在实际电机设计中被有效利用。（3）叠装系数（LaminationFactor）：反映钢带表面绝缘涂层质量和厚度均匀性的重要指标，标准规定了不同厚度规格对应的最小叠装系数。值得注意的是，对于半加工状态产品，标准明确规定上述磁性能是指在用户完成最终退火后应当达到的保证值。为此，2023版标准增加了对推荐退火工艺制度的指导性附录，包括退火温度范围、保温时间和冷却方式等参数建议，为下游用户提供了更明确的热处理工艺指引。3.3几何尺寸与公差要求标准对冷轧无取向电工钢带和薄板的厚度、宽度、长度及相应公差作出了明确规定。2023版标准在几何公差方面的主要更新包括：-厚度公差：根据不同厚度等级和宽度范围，细化了厚度允许偏差的要求，对高精度等级的薄规格产品提出了更严格的公差控制；-宽度与纵向剪切断面公差：规定了带材宽度偏差及镰刀弯等形状公差；-不平度（Flatness）：对薄板的平面度要求进行了修订，引入了更符合现代高速冲床加工要求的平整度指标。这些更新体现了下游电机制造业向高速化、自动化冲压方向发展的现实需求，高精度的几何尺寸控制是确保冲片质量和模具寿命的关键前提。3.4表面质量与涂层要求表面质量直接影响电工钢的绝缘性能和层间电阻，进而影响铁芯的涡流损耗。2023版标准对半加工无取向电工钢的表面涂层类型、绝缘等级和表面缺陷允许范围提出了分类要求：-涂层类型：按绝缘涂层分类，涵盖了有机涂层、无机涂层及有机-无机复合涂层等不同类别；-绝缘等级：按层间电阻值划分绝缘等级，确保冲片退火后仍能保持良好的绝缘性能；-表面缺陷：规定了表面不允许存在的缺陷类型（如重皮、裂纹、夹杂等）以及允许存在的轻微缺陷范围。3.5检验规则与符合性评定2023版标准在检验规则方面引入了更完善的符合性评定框架：-检验分类：明确了型式检验和出厂检验的检验项目、抽样方案和判定规则；-测试方法引用：磁性能测试方法严格引用IEC60404-2（爱泼斯坦方圈法）和IEC60404-3（单片测试仪法），确保测试结果的可比性和可重复性；-测量不确定度：增加了对测量不确定度评估的要求，为供需双方在质量争议仲裁中提供了更科学的依据。四、主要技术修订内容相较于1998年发布的第一版标准，IEC60404-8-3:2023在技术内容上有以下几方面的重要修订：第一，更新了规范性引用文件。新版标准全面更新了引用的测试方法标准，采用了IEC60404-2:2019和IEC60404-3:2019等最新版本的方法标准，确保了磁性测试方法与当前实验室实践的一致性和先进性。第二，重构了牌号和磁性能指标体系。结合近二十余年全球电工钢制造技术的飞速发展，标准对原有的牌号系列进行了调整与扩充。特别是细化了高磁感、低铁损的高端牌号系列，使标准能够覆盖当前市场主流的半加工无取向电工钢产品。第三，增加了对测试条件和试样制备的详细规定。针对半加工状态产品的特殊性，新版标准对试样在磁性能测试前的退火处理条件进行了更明确的规定，包括退火气氛、加热速率、保温时间、冷却速率等工艺参数的推荐范围，以减小因用户退火工艺差异导致的性能评定分歧。第四，引入了更严格的质量一致性评价方法。标准加强了统计过程控制理念在质量符合性判定中的应用，对批量产品的质量一致性和均匀性提出了更高的要求。五、标准发布机构及主要参与单位介绍5.1IEC/TC68技术委员会IEC60404-8-3:2023由国际电工委员会磁性材料和元件技术委员会（IEC/TC68）归口制定。TC68成立于20世纪50年代，是IEC内部负责磁性材料、磁性元件及磁测量技术标准化的专业技术委员会。其主要工作范围包括：-磁性材料（包括软磁材料、永磁材料、粉心材料等）的分类、测试方法和规范标准的制定；-磁性元件的术语定义、测试方法和质量评定标准的制定；-与磁性测量相关的计量和校准标准的协调。TC68下设多个工作组（WG），其中负责电工钢标准制修订的工作组汇集了来自全球主要电工钢生产企业、电机制造商、检测机构和科研院所的权威专家。IEC60404-8-3:2023正是在TC68框架下，由相关工作组在前版标准基础上组织国际专家历时数年讨论、验证和修改后完成的。5.2主要参与单位——日本JFE钢铁株式会社在IEC60404-8-3的制修订过程中，来自日本、德国、中国、韩国等电工钢生产大国的企业专家积极参与了技术内容的讨论与验证工作。其中，日本JFE钢铁株式会社（JFESteelCorporation）作为全球领先的电工钢制造商之一，在该标准的修订中发挥了重要的技术支撑作用。JFE钢铁是日本第二大钢铁生产商，其电工钢产品在全球市场享有盛誉。公司拥有多家电工钢专业生产工厂，产品涵盖取向电工钢和无取向电工钢两大类别，广泛应用于高效电机、新能源汽车驱动电机、大型发电机和变压器等对磁性材料要求极高的领域。在IEC60404-8-3:2023的修订过程中，JFE钢铁的技术专家凭借其在无取向电工钢制造工艺和磁性能控制方面的深厚积累，重点贡献了以下几个方面的技术输入：1.薄规格高磁感牌号的技术数据支撑：JFE钢铁在0.35mm及更薄规格高磁感无取向电工钢的生产方面具有丰富经验，为新增牌号的磁性能指标设定提供了大量可靠的实测数据。2.半加工产品退火工艺对磁性能影响的系统研究：JFE钢铁针对半加工状态产品在用户端最终退火过程中磁性能的变化规律进行了系统研究，为标准的推荐的退火工艺规范提供了试验依据。3.表面绝缘涂层技术的更新建议：随着环保法规的趋严和用户对涂层性能要求的提高，JFE钢铁在无铬环保绝缘涂层方面的技术成果为标准中涂层类型的扩展提供了技术参考。除JFE钢铁外，德国的蒂森克虏伯钢铁欧洲公司（thyssenkruppSteelEurope）、韩国浦项制铁（POSCO）、中国宝武钢铁集团等全球主要电工钢制造商也参与了标准的制修订工作，从不同技术角度为标准的技术完善提供了支撑。六、标准实施意义与行业发展展望6.1标准的行业应用价值IEC60404-8-3:2023的发布对全球电工钢产业链具有多重价值：对电工钢生产企业的意义：新版标准提供了更具区分度的牌号系列和更科学的质量评价体系，有利于生产企业精准定位产品等级、优化生产流程、提升质量管理水平。特别是对于出口型企业而言，符合IEC标准是进入国际市场的必要条件。对电机和发电设备制造商的意义：新版标准为电机设计选材提供了更丰富的材料数据库，设计人员可以依据标准中的磁性能保证值进行更精准的电磁方案设计；同时，标准对半加工产品退火工艺的推荐规范也有助于用户优化热处理工艺、稳定产品质量。对第三方检测和认证机构的意义：标准更新对检测设备、测试方法和测量不确定度评定提出了新的要求，有助于推动检测机构能力建设的持续提升。6.2标准未来发展趋势展望未来，IEC60404-8-3的发展将呈现以下几个方面的趋势：第一，更高能效等级牌号的持续扩充。随着全球电机能效法规（如IEC60034-30-1能效等级标准）的持续升级，市场对更低铁损、更高磁感电工钢的需求将保持增长，这将继续推动标准中高端牌号的扩充和指标的加严。第二，与新能源汽车产业的深度融合。新能源汽车驱动电机对电工钢提出了高频率（400Hz~1000Hz以上）、高强度、薄规格化的特殊要求，标准可能需要增加高频磁性能评价指标，或建立面向新能源应用场景的补充技术规范。第三，绿色制造