方向性电磁钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供通过实施排除了铁损劣化因素的磁畴细化处理而得到的低铁损的方向性电磁钢板。对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Se富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000μm2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为变压器等的铁芯材料使用的铁损特性优良的。
技术介绍
方向性电磁钢板主要作为变压器的铁芯使用，要求其磁化特性优良，特别是要求铁损低。因此，重要的是使钢板中的二次再结晶晶粒与(110) 取向(所谓的高斯取向) 高度一致、降低成品钢板中的杂质。但是，结晶取向的控制、杂质的降低在与制造成本的平衡等方面存在极限。因此，正在开发通过物理方法向钢板表面引入不均匀性(应变)而使磁畴的宽度细化以降低铁损的技术、即磁畴细化技术。例如，专利文献I中提出了如下技术对最终成品板照射激光，向钢板表层引入高位错密度区域，使磁畴宽度变窄，由此降低钢板的铁损。专利文献2中提出了通过照射等离子火焰来控制磁畴宽度的技术并将其实际应用。通常情况下，方向性电磁钢板通过利用MnS、MnSe, AlN等被称为抑制剂的析出物而使其发生二次再结晶来进行制造。对于经过该制造的方向性电磁钢板而言，大多在钢板表面具有被称为镁橄榄石的基底被膜，进而在该镁橄榄石被膜(以Mg2SiO4为主体的被膜) 上形成具有绝缘性的张力被膜。形成在镁橄榄石被膜上的绝缘性的张力被膜对降低铁损是有用的，对于上述的实施了磁畴细化的材料也具有显著效果。对于该被膜特性，在专利文献3中示出了 通过使用将活度分布的预期值控制在特定的标准差内的氧化镁作为最终退火时的退火分离剂来改善镁橄榄石被膜的性状，能够制造具有优良的被膜特性的方向性电磁钢板。现有技术文献·专利文献专利文献1:日本特公昭57-2252号公报专利文献2 :日本特开昭62-96617号公报专利文献3 :日本特开2004-353054号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题专利技术人发现了以下的问题。即，在使用具有上述的特定活度分布的氧化镁作为退火分离剂的情况下，即在将具有特定活度分布的氧化镁作为镁橄榄石被膜的原材料的情况下，镁橄榄石的形成速度与以往有所不同，根据钢板的成分、用于二次再结晶的退火条件， 抑制剂元素(S、Se和Al等)在钢板表面富集的时期与镁橄榄石的形成时期一致。S卩，在专利文献3中示出了 氧化镁存在低活性成分、中活性成分及高活性成分， 通过将它们控制在合适的活度分布μ (A)和标准差σ (A)来兼顾磁特性和坚固的被膜的形成。另外示出了 含有Ca、Sr、Ba等碱土金属离子时，抑制剂的分解得到抑制。已知有抑制剂成分在钢中被分解后富集在钢板表面的现象。活度不同的氧化镁开始形成被膜的时机也不同。结果，在利用依据专利文献3所示的条件调节了活度分布的氧化镁且同时存在有碱土金属离子的情况下，抑制剂的分解温度上升，并且以低活度氧化镁为中心产生进行镁橄榄石被膜的形成的部位，因此，抑制剂成分富集在镁橄榄石被膜的未形成部分。这样，如图1中从在镁橄榄石被膜上具有绝缘涂层的成品板的轧制直角方向截面观察到的钢板被膜界面附近的二次电子图像所示，上述的特定元素有时会富集在镁橄榄石与钢板的界面和/或镁橄榄石被膜中。并且，专利文献3示出了 氧化镁的低活性成分、中活性成分及高活性成分分别有助于碱土金属在表面的富集、Mg的富集、Ti的富集。在此，关于与抑制剂成分的关系并不明确，但在利用具有上述活度分布μ (A)的氧化镁的情况下，可能会促进成分的富集。对这种钢板实施利用等离子火焰、激光等热应变的磁畴细化时，特定元素凝聚而富集的部分和周围的镁橄榄石被膜的热膨胀率不同，因此，有时会使镁橄榄石被膜产生缺损或者失去密合性。进而，由形成在镁橄榄石被膜上的绝缘被膜赋予钢板的张力有时会变得不均匀，从而有时得不到充分的铁损降低效果。因此，本专利技术的目的在于提供通过实施排除了上述铁损劣化因素的磁畴细化处理而得到的、低铁损的方向性电磁钢板。用于解决问题的方法首先，专利技术人对上述专利文献3中记载的、在利用具有特定活度分布的氧化镁时产生的元素富集部的定量方法进行了研究。结果，使用ΕΡΜΑ(电子探针显微分析仪， Electron Probe Micro Analyzer)在加速电压为10 20kV的条件下对钢板表面进行扫描，由此成功地对富集部进行了定量。即，图2中示出了利用EPMA观察的视野为100 μ m见方且使测定间距为每隔O. 5μπι时的元素Se的二维映射图像。在图2中，观察到的点状部分为Se富集部。该富集部有时会根据其成分而固溶在镁橄榄石整体中，但在相对于背景强度的偏差(0)具有50以上的差异且强度高的部分进行截面观察时，确认到图1所示的富集部。因此，将在钢板表面的测定中相对于背景强度的偏差(σ)具有5 σ以上的差异且强度高的部分定义为富集部，以IOOOOym2的观察视野中的占有面积率对其存在比例进行评价。接着，作为实验I，对于具有 Se或S的富集部的O. 23mm厚的方向性电磁钢板，沿与钢板的轧制方向正交的方向呈线状且以5mm的间隔照射等离子火焰(喷嘴直径为O. 15mm, 用于产生等离子的气体为Ar，电压为30 V，电流为7A，喷嘴的扫描速度为200mm/秒)而施加热应变来进行磁畴细化时，对使由磁畴细化带来铁损降低效果减小的富集部存在比例的阈值进行了考察。将其结果以铁损与Se和S的富集部的上述占有面积率的关系的形式示于图3，可知富集部的占有面积率为2%以上时，所得到的铁损值会有一些升高。另外，对Al 富集部也进行了同样的考察，结果查明，富集部的占有面积率为5%以上时，所得到的铁损值会有一些升高。进而，专利技术人对铁损值升高的原因进行了深入研究，结果发现，这种等离子火焰的照射对钢板施加局部的应变而使其产生磁畴细化，另一方面，在具有特定的镁橄榄石被膜的构成、即占有面积率为2%以上的富集部的情况下，被膜损伤的影响显著。因此，对于这些原材料，研究了对铁基施加充分的热应变并且不对镁橄榄石被膜施加热的方法，结果发现，利用电子束照射的磁畴细化是极其适合的，特别是缩小照射束直径并提高了扫描速度、加速电压的电子束照射是适合的，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的主旨构成如下所述。(I) 一种方向性电磁钢板,其特征在于,通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Se富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理而得到。(2) 一种方向性电磁钢板,其特征在于,通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有S富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理而得到。(3) 一种方向性电磁钢板,其特征在于,通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Al富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为5%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理而得到。(4) 一种方向性电磁钢板的制造方法，其中，通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Se富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板照射电子束而对该方向性电磁钢板的磁畴进行细化。(5) 一种方向性电磁钢板的制 造方法,其中，通过在直径为O. 05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】2010.08.06 JP 2010-1777641.一种方向性电磁钢板，其特征在于，通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Se富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理而得到。2.—种方向性电磁钢板，其特征在于，通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有S富集部且该富集部的存在比例以面积率计每10000 μ m2钢板表面为2%以上的方向性电磁钢板实施利用电子束照射的磁畴细化处理而得到。3.一种方向性电磁钢板，其特征在于，通过对在钢板表面具有镁橄榄石被膜、在该被膜和该被膜与钢板的界面中的至少任意一者中具有Al富集部且该富集部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：新垣之启，槙石规子，渡边诚，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：