取向性电磁钢板制造技术

本发明专利技术提供一种变压器特性优异且兼具低铁损耗和低磁应力的取向性电磁钢板

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取向性电磁钢板


[0001]本专利技术涉及一种适合作为变压器等的铁芯材料的取向性电磁钢板
。

技术介绍

[0002]取向性电磁钢板例如用作变压器的铁芯用材料
。
所述变压器中，需要抑制能量损耗和噪声，而这样的能量损耗受取向性电磁钢板的铁损耗的影响，并且这样的噪声受取向性电磁钢板的磁应变特性影响
。
[0003]尤其是近年来，从节能和
/
或环境限制的观点考虑，强烈要求变压器中的能量损耗以及变压器动作时的噪声的减少
。
因此，开发出铁损耗和磁应变特性的良好的取向性电磁钢板及其重要
。
[0004]这里，取向性电磁钢板的铁损耗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
取向的
(110)[001]取向的晶粒在钢板的轧制方向高度地取向或者减少钢板中的杂质等的方法
。
另外，作为改善涡流损耗的方法，通过添加
Si
增大钢板的电阻或者向钢板的轧制方向施加被膜张力等的方法
。
[0005]然而，在追求取向性电磁钢板的进一步的低铁损耗化时，这些方法在制造上有局限性
。
[0006]因此，作为追求取向性电磁钢板的进一步的低铁损耗化的方法，开发有磁畴细化技术
。
磁畴细化技术是指对于精退火后或者绝缘被膜烧结后等的钢板，利用槽的形成或局部的形变的导入这样的物理性的方法导入磁通的不均匀性，由此使沿着轧制方向形成的
180
°
磁畴
(
主磁畴
)
的宽度细化，使取向性电磁钢板的铁损耗
、
特别是涡流损耗减少的方法
。
[0007]例如专利文献1中提出了通过将宽度
300
μ
m
以下且深度
100
μ
m
以下的线状槽导入到钢板表面，从而将为
0.80W/kg
以上的铁损耗改善为
0.70W/kg
以下的技术
。
[0008]另外，专利文献2中提出了对二次再结晶后的钢板表面的板宽方向照射等离子体火焰，局部地热形变，从而在以
800A/m
的磁化力励磁时的磁通密度
(B8)
为
1.935T
的钢板中，将以最大磁通密度
1.7T
且频率
50Hz
励磁时的铁损耗
(W
17/50
)
改善到
0.680W/kg
的方法
。
[0009]应予说明，形成专利文献1所记载的线状槽的方法，即使在进行铁芯成型后进行去应力退火，磁畴细化效果也不会消失，因此称为耐热型磁畴细化
。
另一方面，在导入专利文献2所记载的热形变的方法中，因去应力退火，将得不到热形变导入的效果，因此称为非耐热型磁畴细化
。
[0010]其中，在非耐热型磁畴细化中，通过向钢板中导入局部的形变，由此能够大幅度降低涡流损耗
。
另一方面，已知非耐热型磁畴细化中由该形变的导入引起磁滞损耗的恶化或磁应变的恶化
。
[0011]因此，为了开发出与以往相比铁损耗和磁应变特性优异的取向性电磁钢板，加之为了开发出与以往相比能量损耗和噪声特性优异的变压器，需要优化闭合磁畴导入图案
。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特公平6－
22179
号公报
[0015]专利文献2：日本特开平7－
192891
号公报
[0016]专利文献3：日本特开
2016
－
166419
号公报
[0017]专利文献4：国际公开第
2020/158732
号

技术实现思路

[0018]闭合磁畴的分布大幅影响非耐热磁畴细化能力，因此为了实现变压器特性优异且兼具低铁损耗和低磁应力的取向性电磁钢板，有用的是优化闭合磁畴的导入图案
。
因此，对于闭合磁畴，需要正确把握
。
目前已大量提出有闭合磁畴的三维分布的测定手段，然而这些手段均存在以下的问题
。
[0019]例如，专利文献3中公开了对沿着轧制方向剪切的钢板的截面使用
Kerr
效果显微镜观察的方法
。
然而，在该测定方法中，因制作观察用试样所必须的镜面研磨，会在观察面导入形变或者使截面露出，由此引起观察点的磁畴结构与实际不同的问题
。
进一步说，由观察得到的结构只不过是导入到钢板的闭合磁畴的极少一部分，三维分布的推断并不充分
。
[0020]另外，专利文献4中公开了一种着眼于励磁为
1.7T
时的时间
―
磁应变波形，根据去应力退火前后的磁应变波形的差分波形，推测闭合磁畴的导入量的方法
。
然而，在到
1.7T
为止的励磁中，不仅包含由闭合磁畴的消失引起的磁应变振动的成分，还包含由来自轧制方向的结晶取向的偏差导致的主磁畴的磁化旋转引起的磁应变振动的成分，所以难以正确地推断闭合磁畴的导入量
。
[0021]如上所述，对于铁损耗和噪声量特性优异的取向性电磁钢板的开发而言，需要一种使闭合磁畴的分布合理化的方法，而基于上述的专利文献
3、4
中公开的方法来规定闭合磁畴的方法，难以应对近年来的更高的性能要求
。
[0022]本专利技术是鉴于上述情况而完成，研究了用于使闭合磁畴的分布合理化的手段，从而发现了如以下所述适宜地使用蝴蝶曲线的方法，以提供一种通过使用该方法而得到的
、
变压器特性优异且兼具低铁损耗和低磁应力的取向性电磁钢板作为目的
。
[0023]本专利技术人等为了解决上述问题反复深入地进行了研究
。
[0024]非耐热型磁畴细化是通过向钢板导入形变而形成局部的应力场，从而控制磁畴的技术
。
为此，本专利技术人等为了开发出能够实现与以往相比更为低铁损耗且低噪声的取向性电磁钢板，着眼于导入到钢板的应力分布和闭合磁畴的磁化方向，调查了其对磁特性的影响
。
[0025]在该非耐热型磁畴细化中，对取向性电磁钢板沿着轧制正交方向
(
板宽方向
)
照射能量束，局部地导入热形变，而此时在能量束的照射点将残留有轧制方向的压缩应力
。
[0026]取向性电磁钢板中，由于成为易磁化轴的
GOSS
取向
(110)[001]的晶粒在轧制方向聚集，因此压缩应力沿着轧制方向作用，则因磁弹效应，形成磁化方向为板宽方向的磁畴
(
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种取向性电磁钢板，其特征在于，在横切轧制方向的方向以线状具有热形变区域，在该热形变区域内具备闭合磁畴，在将所述取向性电磁钢板励磁为
1.5T
以上时的磁通密度
B
‑
磁应变波形
λ
即蝴蝶曲线中，磁通密度
B
为
1.0
～
1.5T
的范围的钢板延伸量
Δλ
为
0.010
×
10
‑6～
0.240
×
10
‑6，并且，所述闭合磁畴的轧制方向长度即闭合磁畴宽度为
...

【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：