取向电工钢板及其磁畴细化方法技术

根据本发明专利技术的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于取向电工钢板上的步骤；以及对取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。

Oriented Electrical Steel Plate and Its Domain Refinement Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取向电工钢板及其磁畴细化方法
本专利技术涉及取向电工钢板及其磁畴细化方法。
技术介绍
取向电工钢板用作变压器等电气产品的铁芯材料。因此，为了降低电气设备的功率损耗提高能量转换效率，铁芯材料的铁损应该优异，而且需要层叠及卷取时占空比高的钢板。取向电工钢板是指具有通过热轧、冷轧及退火工艺二次再结晶的晶粒沿轧制方向排列成{110}<001>取向的织构(又称“高斯织构”)的功能性钢板。作为降低取向电工钢板铁损的方法，已知有磁畴细化方法。也就是说，针对磁畴，通过形成划痕或者施加能量冲击，使得取向电工钢板所具有的大磁畴的尺寸细化。在此情况下，当磁畴磁化以及改变方向时，与磁畴尺寸大时相比，可减少能量消耗量。磁畴细化方法有热处理后也保持改善效果的永久磁畴细化和不会保持改善效果的临时磁畴细化。在出现回复(Recovery)的热处理温度以上的去应力热处理后也显示出铁损改善效果的永久磁畴细化方法可分为蚀刻法、辊压法及激光法。蚀刻法是通过溶液中的选择性电化学反应在钢板表面上形成沟槽(groove)，因此难以控制沟槽形状，从而难以沿着宽度方向均匀地确保最终产品的铁损特性。同时，由于用作溶剂的酸溶液，存在不环保的缺陷。基于压辊的永久磁畴细化方法是具有铁损改善效果的磁畴细化技术，在压辊上加工出突起形状后，对压辊或板件施压，从而在板件表面上形成具有一定宽度和深度的沟槽，然后进行退火，使得局部上产生沟槽底部的再结晶。辊压法的缺点在于，对机械加工的稳定性、难以确保基于厚度的稳定铁损的可靠性及工艺性复杂，并且形成沟槽后(去应力退火前)铁损和磁通密度特性变差。基于激光的永久磁畴细化方法所采用的方法是向快速移动的电工钢板表面部照射高输出激光，通过激光照射来形成随着基底部熔化而产生的沟槽(groove)。为了快速加工出沟槽，需要使用输出较大的激光，因此存在购买和维护激光器的成本很高的缺点。此外，当形成沟槽时，必然会产生熔化铁的隆起(hill-up)，而隆起的产生会造成漏磁。因此，将会出现铁损增加的趋势。隆起的形成也会对绝缘产生影响，从而造成永久磁畴细化钢板的磁性能变差。为了去除隆起所采用的方法使用水洗、刷除、酸洗。但是，在对表面用刷子刮刷的过程或通过酸进行熔化的过程中，粗糙度会严重受损，而且不易去除隆起。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术旨在提供一种通过组合蚀刻法和激光法以较快的生产速度改善磁性和占空比的取向电工钢板及其磁畴细化方法。(二)技术方案根据本专利技术的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于取向电工钢板上的步骤；以及对取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。掩膜层可包含铝、镁、锰或它们的氧化物或复合有机物。掩膜层的厚度可为1μm至10μm。激光束的输出可为1kW至3kW，照射速度可为70m/s至100m/s。激光束的焦点位置和取向电工钢板的表面之差可小于等于200μm。预制沟槽的深度可为2μm至5μm。在形成沟槽的步骤中，部分隆起可被去除。在形成沟槽的步骤中，酸洗液的酸浓度可为30体积％至50体积％，温度可为50℃至90℃。在形成沟槽的步骤中，沟槽的深度可为15μm至30μm。在形成沟槽的步骤之后，还可包含形成绝缘膜层于掩膜层上面和沟槽上面的步骤。根据本专利技术的一个实施例的取向电工钢板，其包含：沟槽，其从电工钢板的表面向电工钢板的内部方向形成；以及掩膜层，其形成在电工钢板的表面上，沟槽部分的表面粗糙度(Ra)可为0.1μm至0.7μm。沟槽在沟槽深度1/2处的沟槽宽度Wb与在电工钢板表面的沟槽上宽Wa之比(Wb/Wa)可为0.3至0.8。所述沟槽的深度可为15μm至30μm。所述取向电工钢板还可包含形成在掩膜层和沟槽上的绝缘膜层。(三)有益效果根据本专利技术的一个示例性实施方案，可以较快的生产速度形成所需形状的沟槽。此外，根据本专利技术的一个示例性实施方案，可改善磁性和占空比。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的取向电工钢板表面的模式图。图2是根据本专利技术的一个实施例的磁畴细化方法的流程图。图3是形成掩膜层后的取向电工钢板截面的模式图。图4是照射激光后的取向电工钢板截面的模式图。图5是酸洗后的取向电工钢板截面的模式图。图6是形成绝缘膜层后的取向电工钢板截面的模式图。图7是放大沟槽截面的模式图。图8是用于说明沟槽的宽度和深度的示意图。具体实施方式文中术语第一、第二、第三等用于描述各种部分、成分、区域、层和/或段，但这些部分、成分、区域、层和/或段不应该被这些术语限制。这些术语仅用于区分某一部分、成分、区域、层和/或段与另一部分、成分、区域、层和/或段。因此，在不脱离本专利技术的范围内，下面描述的第一部分、成分、区域、层和/或段也可以被描述为第二部分、成分、区域、层和/或段。本文所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本专利技术。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包含复数形式。还应该理解的是，术语“包含”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。如果某一部分被描述为在另一个部分之上，则可以直接在另一个部分上面或者其间存在其他部分。当某一部分被描述为直接在另一个部分上面时，其间不会存在其他部分。虽然没有另作定义，但本文使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)的含义与所属领域的技术人员通常理解的意思相同。对于辞典里面有定义的术语，应该被解释为具有与相关技术文献和本文中公开的内容一致的意思，而不应该以理想化或过于正式的含义来解释它们的意思。下面详细描述本专利技术的实施例，以使本专利技术所属领域的普通技术人员容易实施本专利技术。本专利技术能够以各种不同方式变形实施，并不局限于本文所述的实施例。图1中示出了根据本专利技术的一个实施例磁畴得到细化的取向电工钢板10的模式图。如图1所示，取向电工钢板10的表面上沿着轧制方向形成有多个沟槽30。图2中示意性地示出了根据本专利技术的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法的流程图。图2的磁畴细化方法的流程图只是用于例示本专利技术，本专利技术不限于图2所示的流程。因此，可对磁畴细化方法进行各种变形。如图2所示，根据本专利技术的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤S10；在取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤S20；向部分掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于取向电工钢板上的步骤S30；以及对取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤S40。下面按照各步骤进行详细描述。首先，在步骤S10中准备取向电工钢板。在本专利技术的一个实施例中，取向电工钢板的特征在于磁畴细化方法和所形成的沟槽形状，而作为磁畴细化对象的取向电工钢板可以不受限制地使用任何取向电工钢板。尤其，无论取向电工钢板的合金组分如何，都会发挥本专利技术的效果。因此，省略对取向电工钢板合金组分的详细描述。在本专利技术的一个实施例中，取向电工钢板可使用通过热轧和冷轧从板坯轧制成预定厚度的取向电工钢板。接下来，在步骤S20中准备的取向电工钢板的表面上形成掩膜层。图3中示意性地示出了形成有掩膜层20的取向电工钢板10。掩膜层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在所述取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分所述掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于所述取向电工钢板上的步骤；以及对所述取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.23 KR 10-2016-01778901.一种取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在所述取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分所述掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于所述取向电工钢板上的步骤；以及对所述取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。2.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，所述掩膜层包含铝、镁、锰或它们的氧化物。3.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，所述掩膜层的厚度为1μm至10μm。4.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，所述激光束的输出为1kW至3kW，照射速度为70m/s至100m/s。5.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，所述激光束的焦点位置和取向电工钢板的表面之差小于等于200μm。6.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，所述预制沟槽的深度为5μm至10μm。7.根据权利要求1所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴世珉，韩奎锡，权五烈，权玟锡，朴钟泰，闵基荣，李原杰，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR