鋼品製程
中鋼鋼品生產流程圖
煉鋼
根據含碳量的不同，可以將鋼鐵分為以上幾種。當含碳量增加，會使得鋼的硬度提高，變得比較脆。
https://www.phyworld.idv.tw/Nature/Jun_2/B4_CH2/2-2_POINT.htm
煉鋼的原料包含鐵礦、煤焦以幾灰石。煤焦經過高溫燃燒，會產生一氧化碳，與氧化鐵產生化學反應，使得鐵礦還原成鐵。此時的鐵仍由較高的含碳量，為生鐵。 而鐵礦中的泥沙則會與灰石形成熔渣，熔渣密度較低，會浮於生鐵上。
轉爐
在轉爐中會以大量氧氣吹向鋼液，使其燃燒產生二氧化碳與一氧化碳，進一步地降低鋼液的碳含量。 此時鋼液中仍有空氣，因此要對其進行真空處裡。 降低碳含量之後，會對鋼液進行二次精煉，並在此步驟調整鋼液成份。以電磁鋼片為例，會加入矽並進行攪拌。
連續鑄模
調整後的鋼液，會經過分配器，倒入鑄模，如圖所示，最後根據不同應用場合，形成扁鋼胚或是大鋼坯，再進行熱軋。
熱軋
經過煉鋼步驟後，在進行熱軋以及冷軋和多種熱處理與表面處理，最後產出鋼品電磁鋼捲。
分條
矽鋼片裁切
現今馬達定、轉子之製程，主要有雷射切割、線切割或沖壓加工如圖四所示，將矽鋼片裁切成定、轉子所須的形狀後，再進行壓接的製程。雷射切割與線切割之差異，在於雷射切割是聚焦高功率的雷射光束到物件上，使物件達到燃點進行熱切割；而線切割則是利用金屬線通電，在物件上放電腐蝕物件，進行放電切割。根據切割精準度，雷射切割精度誤差值可小於0.1mm，而線切割技術，分為快走絲、中走絲和慢走絲，其中慢走絲精度可達0.01mm。雷射切割與線切割兩者相比，雖然線切割精度較高，但製造成本與操作難度較高，較常用於高精密工業的加工製程。沖壓加工與前兩者相比，其產品精度與線切割接近，但施工時間短、生產速度快，適合於大量生產，而本文內容將以沖壓製程之介紹為主。
沖壓 (Stamping)
沖壓製程屬於金屬塑性加工的方法之一，可使產品品質一致性高，並且適合少樣大量之薄金屬加工，常用於製造生產馬達定、轉子之矽鋼片。使用高結構強度、設計良好的模具，能夠維持產品品質均一；而高速沖床是能增加沖壓速度，提高單位時間的產量。然而模具的製作技術與成本較高，且一組模具只能生產一種成品，加工適應性差，除此之外，產品精度亦會受模具的影響。沖床為進行沖壓製程的主要設備，由模墊(Bolster)及滑塊(Ram)所組成，其上模鎖固在滑塊、下模鎖固在模墊上，將金屬薄片置於上模與下模之間，藉由閉合上模與下模的作動，將衝頭壓入於衝模穴，對金屬薄片進行分離或成形的加工作動。
沖壓加工依照加工方式與產品特徵，大致可分為分離加工(沖切加工)、成形加工及壓合加工等三大類。分離加工是藉著沖壓機械之能量及模具設計，將金屬板料加以分離，而得到所要的尺寸及形狀。成形加工則是將金屬板料之全部或部分區域施以永久變形或塑行變形，而得到所要的尺寸及形狀；壓合加工則是將二件以上之零件施以壓合，而得到一個組合件，馬達矽鋼片之製程主要為分離與壓合之加工。
分離加工 (Shearing)
分離加工又稱沖切加工(shearing)，利用沖頭與沖模，使材料產生應力，造成破裂分離。常見的加工方式包含有沖孔、落料、切邊、切斷等。其中沖孔與落料之差別，在於前者之沖下部分為廢料，後者沖下的部分為工件。切斷加工則是使用剪刃或模具，切斷板料或條料的部分周邊；切邊是使用切邊模，將坯件邊緣的多餘材料沖切下來。以上為馬達定、轉子常用的沖壓製程之加工方式。
壓合加工
矽鋼片在經過落料後，會進行壓合加工，以堆疊矽鋼片的方式，來處理定、轉子的渦流問題。常見的堆疊製程包含拉扣、焊接、疊鉚、點膠以及自黏等。
拉扣(Cleating) 係使用條狀金屬材料，放置在定子鐵芯外徑的槽內，再以滾輪將其壓入，最後成為扣住的方式，以固定矽鋼片，缺點為矽鋼片堆疊上可能會產生不夠緊密的問題。
鉚接(Interlocking) 為在矽鋼片上，沖出鉚點，但不沖破，然後兩矽鋼片透過鉚點之凸部與凹部過盈配合，而固定在一起。鉚接形式可以分為圓形鉚接、V形鉚接、梯形、方型、扭斜型等，其中以圓形鉚接以及V形鉚接為最具代表性。圓形鉚點在預成型時，板材並未發生破裂；V形鉚點在預成形時，則是由兩邊材料發生破裂以及兩邊材料拉伸組成之矩形。在電磁特性上，未發生破裂之圓形鉚點性能會較好，但若材料之延展性較差，或是材料之厚度較薄，會使預成形之深度受限，進而降低鉚接品質時，當使用V形之鉚接，因為V形鉚接之預成形深度可超過一個板厚，會有較佳的鉚接性。一般鉚接所使用的鉚點，會造成過大的磁阻，因此鉚點的設計位置，應避開主要磁通迴路。
焊接(Welding) 係以加熱於欲接合之矽鋼片，使之局部融化而形成熔池(Weld pool)，熔池冷卻凝固之後，便會自然接合。有時會在熔池附近，引入不會與金屬起化學反應的惰性氣體，例如氬氣，藉此形成保護罩，使得電弧、熔池等，以處於高溫之金屬，不與空氣接觸，進而防止氧化與產生有害氣體。然而焊接方式所產生的焊縫(Weld Bead)，易造成矽鋼片間短路，焊縫的大小與渦流損呈現正向相關。
點膠(Glued) 顧名思義是通過膠水，例如AB膠，來牢固矽鋼片。點膠與前三者相比，會擁有較好的絕緣與結構特性，使定、轉子之渦流損較低，然而在加工上，對於定子齒部較細或是轉子的設計較複雜，點膠位置的選擇較為困難。如改以噴膠的方式解決，亦會遇到溢膠的問題，導致殘膠留於沖壓模具內，易增加生產成本。
目前新發展的自黏矽鋼片，能有效避免溢膠問題，在矽鋼片沖壓完成後，係以烘烤或加熱的方式，使得矽鋼片塗層產生黏性，進而變得牢固。然而，自黏矽鋼片在製程上，因為需要進行烘烤或加熱，如需將其整合進沖床時，會遇到矽鋼片升溫較慢，無法與落料速度匹配的問題，故現今自黏矽鋼片的加工大都使用模外加溫。
斜槽製程
一般徑向式設計的永磁同步馬達(PMSM)，因為槽開口之設計，造成徑向各點的磁阻變化，導致會有頓轉轉矩的產生。斜槽之設計能改善磁阻變化，進而降低頓轉轉矩。從圖中可看到齒部為傾斜的，當馬達旋轉時，磁鐵的等效磁阻幾乎不會隨著位置而有明顯的變化，利用軸向的斜槽設計，來降低徑向的頓轉轉矩的影響。
分段斜槽(Step Skew)與線性斜槽(Linear Skew)
斜槽之設計種類主要可分為分段斜槽(Step Skew)和線性斜槽(Linear Skew)兩種，其中因為磁鐵多為長方體，故轉子在設計上，可使用分段斜槽，而定子為了配合繞線，是使用線性斜槽。
定子線性斜槽之製程，會在矽鋼片進入落料槽後，使用束緊環搭配馬達，將矽鋼片做旋轉，再進行接合的動作，亦可使用旋轉之沖頭，進行沖壓。而轉子之分段式斜槽為使用鍵槽進行角度對位，在每段轉子上，沖壓出依序旋轉的鍵槽，在與軸心凸鍵進行對位組裝。
沖壓自動化生產線主要包含料架、S形整平機、滾輪送料機以及沖床等。矽鋼片薄金屬通常會以捲料的形式販售，故在自動化產線上，除了料架，須經S型整平機先將矽鋼片整平，再藉由滾輪送料機，將矽鋼片推入沖床，進行沖壓加工。
馬達製造上，定、轉子電磁鐵芯的製程，扮演著極為重要的角色。良好的矽鋼片加工方式，能製造出所需的高結構強度、低渦流損鐵芯，提升馬達的強健性及其效率。本文簡介現今馬達鐵芯的製程，從金屬原料煉製成電磁鋼捲，再從電磁鋼捲沖壓成定、轉子鐵芯。每一項加工製程都有其優缺點及適合的場域，只有對製程先有充分的了解，才能以更快速且有效的方式，製造出優質的馬達定、轉子鐵芯。
致謝
本文的完成特別感謝國立成功大學馬達科技研究中心謝旻甫教授的指導，與黃柏維博士、高子睿工程師與中鋼陳冠銘博士的協助。