方向性电磁钢板及其制造方法技术

提供一种可以制造具有优异特性的变压器的、兼顾低铁损和良好的磁致伸缩特性的方向性电磁钢板。本发明专利技术的方向性电磁钢板具有在与轧制方向交叉的方向上线状延伸的线状应变区域，线状应变区域具有在轧制方向上具有压缩应力的区域，在与该具有压缩应力的区域的轧制方向邻接的区域具有在轧制方向上具有拉伸应力的区域。区域。区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方向性电磁钢板及其制造方法


[0001]本专利技术涉及适合作为变压器等的铁芯材料的方向性电磁钢板和该方向性电磁钢板的制造方法。

技术介绍

[0002]方向性电磁钢板例如用作变压器铁芯用材料。这里，在变压器中需要抑制能量损失和噪声的情况下，方向性电磁钢板的铁损影响这样的变压器的能量损失，方向性电磁钢板的磁致伸缩特性影响变压器的噪声。特别是近年来，从节能
·
环境限制的观点出发，强烈要求降低变压器的能量损失和变压器的工作时的噪声，所以开发铁损和磁致伸缩特性良好的方向性电磁钢板非常重要。
[0003]在此，方向性电磁钢板的铁损主要由磁滞损耗和涡流损耗构成。作为改善磁滞损耗的方法，开发有使被称为GOSS方位的(110)[001]方位高度取向于钢板的轧制方向的方法以及减少钢板中的杂质的方法等。另外，作为改善涡流损耗的方法，开发有通过添加Si来增大钢板的电阻的方法以及在钢板的轧制方向上赋予被膜张力的方法等。然而，在追求方向性电磁钢板的进一步低铁损化时，这些方法在制造上有限制。
[0004]因此，作为追求方向性电磁钢板的进一步低铁损化的方法，开发有磁畴细化技术。磁畴细化技术是指如下方法：通过对最终退火后或绝缘被膜烧结后等的钢板，采用形成槽或导入局部应变等物理方法导入磁通的不均匀性，从而将沿轧制方向形成的180
°
磁畴(主磁畴)的宽度细化，减少方向性电磁钢板的铁损、特别是涡流损耗。
[0005]例如，在专利文献1中提出了如下技术：通过将宽度300μm以下且深度100μm以下的线状槽导入到钢板表面，将0.80W/kg以上的铁损改善到0.70W/kg以下。
[0006]另外，在专利文献2中提出了如下方法：通过在二次再结晶后的钢板表面的板宽方向上照射等离子体火焰并局部地导入热应变，以800A/m的磁化力进行励磁时的钢板的磁通密度(B8)为1.935T，在这种情况下，将以最大磁通密度1.7T且频率50Hz进行励磁时的铁损(W
17/50
)降低到0.680W/kg。
[0007]一般而言，在如专利文献1所记载的形成线状槽的方法中，即使在铁芯成型后进行去应力退火，磁畴细化效果也不消失，因此被称为耐热型磁畴细化。另一方面，在如专利文献2所记载的导入热应变的方法中，由于去应力退火而不能得到热应变导入的效果，因此被称为非耐热型磁畴细化。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特公平6－22179号公报
[0011]专利文献2：日本特开平7－192891号公报

技术实现思路

[0012]在非耐热型磁畴细化中，通过将局部应变导入到钢板，可以大幅降低涡流损耗。另
一方面，已知非耐热型磁畴细化导致由导入应变引起的磁滞损耗的劣化和磁致伸缩的劣化。因此，为了开发铁损
·
磁致伸缩特性比以往更优异的方向性电磁钢板，进而开发能量损失
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噪声特性比以往更优异的变压器，需要优化非耐热型磁畴细化中的应变导入模式。
[0013]本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供可以制造具有优异特性的变压器、兼顾低铁损和良好的磁致伸缩特性的方向性电磁钢板。另外，本专利技术的目的在于提供制造上述方向性电磁钢板的方法。
[0014]如上所述，非耐热型磁畴细化是通过将应变导入到钢板并形成局部应力场来控制磁畴的技术。因此，本专利技术人等为了开发可以实现具有比以往更低能量损失且更低噪声特性的变压器、兼顾低铁损和良好的磁致伸缩特性的方向性电磁钢板，在着眼于导入到钢板的应变和应力分布的同时对于它们对磁特性产生的影响进行调查。
[0015]在非耐热型磁畴细化中，例如在最终退火后或绝缘被膜烧结后等的钢板(以下简称为“钢板”或统称为“应变导入前的方向性电磁钢板”)的表面且与轧制方向交叉的方向上照射能量束，局部地导入热应变。此时，在与轧制方向交叉的方向上照射能量束的地方，压缩应力在轧制方向上残留。而且，在轧制方向上集成有具有成为易磁化轴的GOSS方位(110)[001]的晶粒的方向性电磁钢板中，如果通过导入热应变而压缩应力作用于轧制方向，则由于磁弹性效果在板宽方向(即与轧制方向正交的方向)上形成具有磁化方向的磁畴(闭合磁畴)。
[0016]这里，磁弹性效果是指如下效果：如果对方向性电磁钢板施加拉伸应力，则该拉伸应力方向在能量上稳定，如果施加压缩应力，则与该压缩应力正交的方向在能量上稳定。
[0017]通过形成该闭合磁畴，促进方向性电磁钢板的涡流损耗的改善效果。另一方面，已知：由于伴随着磁化的磁畴壁的移动被所导入的应变钉扎，所以方向性电磁钢板的磁滞损耗劣化，另外，由于形成导入了应变的区域，制造的变压器的噪声劣化。
[0018]因此，本专利技术人等为了更详细地研究该闭合磁畴，详细调查由以往方法制造的方向性电磁钢板的应变分布。其结果发现，如图1所示，在能量束的照射部I的外侧存在区域II，上述区域II在比产生于能量束照射部I的应变更宽的范围、即在比形成有闭合磁畴的区域即照射部I更宽的范围形成有在轧制方向上具有压缩应力的应变。
[0019]在以往的技术常识中，认为由于形成了在轧制方向上具有与能量束的轧制方向的照射宽度相同程度的宽度的闭合磁畴，所以通过能量束照射而导入的应变也形成在与该能量束照射部I对应的区域。
[0020]然而，本专利技术人等新发现在比能量束的轧制方向的照射部I更宽的范围产生在钢板的轧制方向上具有压缩应力的应变。进而，本专利技术人等从该发现推测上述过度导入的应变对方向性电磁钢板的磁特性产生不良影响。
[0021]本专利技术人等为了进一步研究该过度导入的应变的影响，比较以各种能量束照射条件向钢板导入线状应变而得的方向性电磁钢板的铁损和磁致伸缩特性。于是，在铁损和磁致伸缩特性改善的方向性电磁钢板中，如图2的示意图所示，发现存在从能量束照射部I的附近形成轧制方向的拉伸应力的应力分布。如上所述，如果拉伸应力(张力)作用于方向性电磁钢板的轧制方向，由于作用于磁畴的磁弹性效果，朝向轧制方向的磁畴更稳定。本专利技术人等推测，产生于钢板的该拉伸应力减少具有与轧制方向垂直的磁化方向的辅助磁畴的存在量，进一步进行磁畴细化，并且导致低铁损化。
[0022]基于这一发现，本专利技术人等发现，通过在与轧制方向交叉的方向上线状导入的线状应变区域中在轧制方向上具有压缩应力并且在与具有该压缩应力的区域的轧制方向邻接的区域(以下有时简称为“邻接区域”)中在轧制方向上具有拉伸应力，可以得到可以实现具有低能量损失且低噪声特性的变压器、兼顾低铁损和良好的磁致伸缩特性的方向性电磁钢板，完成了本专利技术。
[0023]本专利技术人等还在照射能量束而形成线状应变区域的情况下，对于制成上述具有应力分布的方向性电磁钢板的条件，研究导入了线状应变的区域的轧制方向的长度对能量束的轧制方向的照射宽度的影响。即，如图3的示意图所示，能量束的轧制方向的照射宽度(A)与导入到方向性电磁钢板的线状应变区域的轧制方向的长度(B)存在如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方向性电磁钢板，具有在与钢板的轧制方向交叉的方向上线状延伸的线状应变区域，所述线状应变区域具有在轧制方向上具有压缩应力的区域，在与所述具有压缩应力的区域的轧制方向邻接的区域具有在轧制方向上具有拉伸应力的区域。2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其中，所述线状应变区域包含能量束的照射区域，所述线状应变区域的轧制方向的长度为所述能量束的轧制方向的照射宽度的2倍以下。3.根据权利要求1或2所述的方向性电磁钢板，其中，所述压缩应力的最大值为60MPa以上且所述方向性电磁钢板的屈服应力以下，所述拉伸应...

【专利技术属性】
技术研发人员：市原义悠，大村健，千田邦浩，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：