方向性电磁钢板及其制造方法技术

本方向性电磁钢板具备母材钢板、形成于上述母材钢板上的玻璃被膜、和形成于上述玻璃被膜上的张力赋予绝缘被膜，在上述母材钢板中，存在沿与轧制方向交叉的方向连续地或断续地延伸的多个线状应变区域，上述多个线状应变区域各自在上述轧制方向上的宽度为210μm以下，上述多个线状应变区域彼此平行，相邻的线状应变区域的上述轧制方向上的间隔为10mm以下，励磁至1.7T时的以单位μm/m计的磁致伸缩λ0‑

【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]本专利技术涉及方向性电磁钢板及其制造方法。
[0002]本申请基于2021年03月26日在日本申请的特愿2021
‑
053619号而主张优先权，并将其内容援引于此。

技术介绍

[0003]方向性电磁钢板为软磁性材料，主要作为变压器的铁芯材料来使用。因此，对于方向性电磁钢板，要求高磁化特性及低铁损这样的磁特性。
[0004]所谓铁损是在将铁芯在交流磁场中励磁的情况下作为热能被消耗的电力损耗，从节能的观点出发，要求铁损尽可能低。磁化率、板厚、被膜张力、杂质量、电阻率、结晶粒径、磁畴尺寸等对铁损的高低有影响。关于方向性电磁钢板，即使是已经开发了各种技术的现在，也为了提高能量转换效率而持续着降低铁损的研究开发。
[0005]例如，在专利文献1中公开了一种通过激光的照射而控制了磁畴的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有以下工序：对方向性电磁钢板的表面一边沿从上述方向性电磁钢板的轧制方向倾斜的方向进行扫描一边照射聚光后的连续波激光的工序；一边将扫描上述连续波激光的部分以规定的间隔错开一边反复进行的工序，将上述连续波激光的平均功率表示为P(W)，将上述扫描的速度表示为Vc(mm/s)，将上述规定的间隔表示为PL(mm)，将平均照射能量密度Ua定义为Ua＝P/(Vc
×
PL)(mJ/mm2)时，满足1.0mm≤PL≤3.0mm、及0.8mJ/mm2≤Ua≤2.0mJ/mm2。
[0006]就专利文献1而言，显示出能够容易地并且确保高生产率，同时降低方向性电磁钢板的L方向及C方向这两个方向上的铁损。
[0007]此外，在专利文献2中，公开了一种方向性电磁钢板的制造方法，其通过连续振荡激光束的扫描照射，相对于钢板的轧制方向大概垂直、并且以大概恒定间隔形成线状的闭合磁畴而改善了铁损特性。
[0008]专利文献2中示出：通过激光为与束传播方向垂直的截面内的激光强度分布在光轴中心附近具有最大强度的TEM
00
模式，照射束的轧制方向聚光径d[mm]、激光束的扫描线速度V[mm/s]、激光的平均输出功率P[W]为0＜d≤0.2、0.001≤P/V≤0.012的范围，可得到铁损降低了的方向性电磁钢板。
[0009]此外，在专利文献3中，公开了一种方向性电磁钢板的制造方法，其对方向性电磁钢板的表面以等间隔照射激光束来改善磁特性。
[0010]专利文献3中示出：激光为脉冲振荡Q开关CO2激光，照射束形状为在板宽方向上具有长轴的椭圆，通过将激光脉冲的照射功率密度设定为钢板表面的皮膜损伤阈值以下来抑制激光照射痕的产生，并且通过将椭圆束的长轴长设定为板宽方向的脉冲束照射间隔以上而使连续的脉冲束在钢板表面重叠，提供磁特性改善所需的充分的累积照射能量，抑制激光照射痕，可得到有效的磁畴控制效果。
[0011]另一方面，近年来，对于变压器等电磁应用设备也逐渐变得要求噪音、振动的降
低，对于变压器的铁芯中使用的方向性电磁钢板，变得要求为低铁损、并且适于低噪音、低振动的材料。作为针对变压器的噪音、振动的原材料中的原因之一，据称有方向性电磁钢板的磁致伸缩。这里所谓的磁致伸缩是在将方向性电磁钢板以交流进行励磁时伴随该磁化的强度的变化而方向性电磁钢板的外形稍微发生变化所引起的在方向性电磁钢板的轧制方向中可见到的振动，该磁致伸缩的大小为10
‑6数量级而非常小，但该磁致伸缩会使铁芯中产生振动，其在变压器的箱体等外部结构物中传播而变成噪音。
[0012]上述的专利文献1～3中提出的那样的对方向性电磁钢板的激光照射虽然对铁损的降低是有效的，但存在下述课题：通过激光照射而形成的闭合磁畴会增大磁致伸缩，从而噪音特性劣化。
[0013]针对这样的课题，例如在专利文献4中，公开了一种低铁损、且组装到变压器中时的噪音小的方向性电磁钢板。
[0014]专利文献4中示出：通过形成钢板表面中的轧制方向的宽度周期性变化的闭合磁畴区域，各个上述闭合磁畴区域满足下述条件：钢板表面中的轧制方向的最大宽度Wmax相对于最小宽度Wmin之比(Wmax/Wmin)为1.2以上且2.2以下，钢板表面中的轧制方向的平均宽度Wave为80μm以上且200μm以下，板厚方向的最大深度D为32μm以上，(Wave
×
D)/s为0.0007mm以上且0.0016mm以下，能够实现比以往更良好的铁损/噪音平衡。
[0015]此外，在专利文献5中，公开了一种方向性电磁钢板，其是相对于轧制方向以周期性间隔、沿将轧制方向横切的方向导入有局部应变的方向性电磁钢板，在上述应变的附近形成线状的闭合磁畴部，并且在消磁状态下，具有从该闭合磁畴部沿轧制方向延伸的轧制方向长度为1.2mm以上的磁畴，进而，在沿着该闭合磁畴部的区域中每1mm平均形成1.8条以上该磁畴，在将上述闭合磁畴部的线间隔设定为s(mm)的情况下，在上述闭合磁畴部的宽度：w(mm)与上述闭合磁畴部的板厚方向的深度：h(μm)之间，满足4mm≤s≤1.5mm、及hw/s≤0.9μm的关系。
[0016]在专利文献5中，暗示了以hw/s表示的应变导入量指标对铁损及噪音产生影响。
[0017]然而，本专利技术人们的研究的结果获知，就专利文献4及5的技术而言，噪音特性的改善对于近年来要求的更优异的铁损/噪音平衡并不充分。进而获知，磁畴控制也导致对为了对方向性电磁钢板赋予绝缘性和张力而形成于钢板表面的被膜造成损伤，因此使被膜密合性降低。
[0018]现有技术文献
[0019]专利文献
[0020]专利文献1：日本专利第4669565号公报
[0021]专利文献2：日本专利第4510757号公报
[0022]专利文献3：日本专利第3361709号公报
[0023]专利文献4：日本专利第6060988号公报
[0024]专利文献5：日本专利第6176282号公报

技术实现思路

[0025]专利技术所要解决的课题
[0026]如上所述，以往没有公开同时充分提高铁损特性和噪音特性、并且也考虑了被膜
密合性的确保的方向性电磁钢板及其制造方法。
[0027]本专利技术的课题是提供铁损特性和噪音特性优异的(由磁畴细分化带来的铁损改善率大、组装到变压器中时的噪音小：铁损/噪音平衡优异的)方向性电磁钢板及其制造方法。课题是优选提供铁损特性和噪音特性优异、进而被膜密合性优异的方向性电磁钢板。
[0028]用于解决课题的手段
[0029]本专利技术人们对用于得到铁损特性与噪音特性的平衡(铁损/噪音平衡)优异的方向性电磁钢板的磁畴控制条件进行了研究。其结果见识到，对于为了磁畴控制而照射能量射线时的条件，在控制能量射线在照射面的形状的基础上，提高投入能量、并且降低功率密度的情况下，成为良好的铁损/噪音平衡。但获知，这些钢板容易产生以能量射线照射部作为起点的被膜剥离。
[0030]方向性电磁钢板通本文档来自技高网...

【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，其特征在于，其具备：母材钢板、形成于所述母材钢板上的玻璃被膜、和形成于所述玻璃被膜上的张力赋予绝缘被膜，在所述母材钢板中，存在沿与轧制方向交叉的方向连续地或断续地延伸的多个线状应变区域，所述多个线状应变区域各自在所述轧制方向上的宽度为210μm以下，所述多个线状应变区域彼此平行，相邻的线状应变区域的所述轧制方向上的间隔为10mm以下，励磁至1.7T时的以单位μm/m计的磁致伸缩λ0‑
pb
与在800℃下实施了4小时的热处理后励磁至1.7T时的以单位μm/m计的磁致伸缩λ0‑
pa
满足以下的式(1)，0.02≤λ0‑
pb
‑
λ0‑
pa
≤0.20
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(1)。2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，所述玻璃被膜含有包含MgAl2O4相和作为主相的Mg2SiO4相的组织，在板厚方向截面中，将所述玻璃被膜沿板厚方向分割成3个相等厚度的区域，将各区域从母材钢板侧朝向张力赋予绝缘被膜侧设定为1/3区域、2/3区域、3/3区域，将所述1/3区域中的MgAl2O4相的面积率设定为S1，将所述2/3区域中的MgAl2O4相的面积率设定为S2，将所述3/3区域中的MgAl2O4相的面积率设定为S3时，所述S1、所述S2、所述S3满足以下的式(2)～(4)，S1＞S2＞S3
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(2)(S1+S2+S3)/3＜0.50
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(3)S3＜0.10
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(4)。3.一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，其是权利要求1或2所述的方向性电磁钢板的制造方法，具有以下工序：将钢坯加热，通过热轧制成热轧钢板的热轧工序；对所述热轧钢板实施热轧板退火的热轧板退火工序；将所述热轧板退火工序后的所述热轧钢板进行酸洗的酸洗工序；对所述酸洗工序后的所述热轧钢板进行一次冷轧或插有退火的多次冷轧而制成冷轧钢板的冷轧工序；对所述冷轧钢板实施脱碳退火的脱碳退火工序；在作为母材钢板的所述脱碳退火工序后的冷轧钢板的表背面涂布以MgO粉末作为主要成分的退火分离剂并使其干燥后，实施最终退火而形成玻璃被膜的最终退火工序；在所述玻璃被膜上形成张力赋予绝缘被膜，得到具备所述母材钢板、形成于所述母材钢板上的玻璃被膜和形成于所述玻璃被膜上的张力赋予绝缘被膜的方向性电磁钢板的被膜形成工序；和对所述方向性电磁钢板的所述张力赋予绝缘被膜的表面照射能量射...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩城将嵩，片冈隆史，田中智仁，滨村秀行，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：