方向性电磁钢板制造技术

本发明专利技术提供一种方向性电磁钢板，其为通过引入无处理痕迹的应变而使磁畴结构发生了变化的方向性电磁钢板，在使磁通密度B8为1.92T以上的基础上，使应变引入处理后的处理面的平均磁畴宽度Wa相对于应变引入处理前的平均磁畴宽度W0的比为Wa/W0＜0.4，且使该Wa相对于非处理面的平均磁畴宽度Wb的比为Wa/Wb＞0.7，并且使非处理面的磁畴不连续部的平均宽度Wd相对于由应变引入处理产生的处理面的磁畴不连续部的平均宽度Wc的比为Wd/Wc＞0.8且Wc＜0.35mm，由此，能够有效降低层叠成变压器铁芯使用时产生的噪音。

【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噪音特性优良的方向性电磁钢板。
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(高斯取向)高度一致、以及降低成品钢板中的杂质。但是，结晶取向的控制、以及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中提出了如下技术通过对最终成品板照射激光，向钢板表层引入线状的高位错密度区域，由此使磁畴宽度变窄而降低铁损。另外，专利文献2中提出了通过照射电子束来控制磁畴宽度的技术。在该通过电子束照射而降低铁损的方法中，电子束的扫描可以通过磁场控制而高速地进行。因此，由于不存在激光的光学扫描设备中常见的机械可动部，因此，特别是对于Im以上大宽度且连续的带钢而言，在要连续且高速地照射电子束的情况下是有利的。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 :日本特公平06-072266号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，即使是如上所述地实施了磁畴细化处理的方向性电磁钢板，在组装到实际变压器中时，也存在实际变压器的噪音变大的情况。本专利技术正是鉴于上述现状而开发的，因此其目的在于提供噪音特性优良的方向性电磁钢板，其为通过磁畴细化处理而使铁损降低的方向性电磁钢板，并且能够有效降低层叠成变压器铁芯使用时产生的噪音。用于解决问题的方法已知变压器噪音的原因在于电磁钢板磁化时产生的磁致伸缩行为。例如，对于含有约3质量％的Si的电磁钢板而言，钢板一般沿磁化方向伸长。因此，在受到交流励磁的情况下，对于磁化方向而言，围绕零在正负方向上进行交变磁化，因此铁芯重复进行伸缩运动，结果产生噪音。磁致伸缩振 动相对于磁化的正负方向是等价的，因此，钢板以交流励磁频率的两倍的周期振动，在以50Hz进行励磁的情况下，磁致伸缩振动的基础振动频率为100Hz。但是，进行变压器噪音的频率分析时，含有大量谐波成分，与基础频率为IOOHz的成分相比，约200Hz至约700Hz的频率成分更强，多数情况下它们决定了噪音的绝对值。产生这种高频成分的原因各种各样，基于铁芯形状的机械振动、约束层叠铁芯的夹具的振动等极其复杂。不仅这种基础振动频率的谐波成分，而且对于钢板自身的磁致伸缩振动而言，例如即使在以50Hz的正弦波进行励磁的情况下，观察到的磁致伸缩振动中也包含基础频率IOOHz以外的谐波成分。认为其取决于进行软磁性材料的磁化过程的磁畴的结构变化。因此，专利技术人着眼于通过电子束照射法对单面进行了磁畴控制处理的方向性电磁钢板的磁畴结构，对磁致伸缩振动的行为进行了研究。结果查明，从降低铁损的观点考虑，线状应变的赋予多数情况下仅通过单面处理就可以取得充分的效果，但是关于变压器噪音即磁致伸缩振动，正反面的磁畴细化效果的同一性是极其重要的。另外，从正反面观察磁畴结构时，有时非处理面的磁畴宽度不一定与处理面的磁畴宽度相同。因此，本专利技术人对在正反面观察到的磁畴宽度的比率与层叠铁芯形成的变压器模型在交流磁化时的噪音的频率成分的关系进行了深入的研究，结果发现，在正反面存在磁畴宽度差异时，磁化状态在板厚方向上不同，因此分割磁畴的磁畴壁的运动变得复杂，结果，与励磁频率相对的高次谐波成分根据磁畴壁运动的复杂度而重叠。该高次谐波成分尤其存在于噪音谱的可听域，因此成为使噪音增大的主要原因。因此得到如下见解通过减小正反面的磁畴宽度的差异，使磁畴壁运动所引起的磁致伸缩振动的高频成分减少，从而使噪音减轻。本专利技术立足于上述见解。即，本专利技术的主旨构成如下所述。1. 一种方向性电磁钢板，其为磁通密度B8为1. 92T以上、且通过无处理痕迹的应变引入而使磁畴结构发生了变化的方向性电磁钢板，其中，应变引入处理后的处理面的平均磁畴宽度Wa相对于应变引入处理前的平均磁畴宽度Wtl的比为< 0. 4，且该Wa相对于非处理面的平均磁畴宽度Wb的比为Wa/Wb > 0. 7，而且非处理面的磁畴不连续部的平均宽度Wd相对于由应变引入处理产生的处理面的磁畴不连续部的平均宽度W。的比为Wd/W。>0. 8 且 Wc < 0. 35mm。2.如上述I所述的方向性电磁钢板，其中，应变引入处理为电子束照射。3.如上述I所述的方向性电磁钢板，其中，应变引入处理为连续激光照射。专利技术效果根据本专利技术，在将通过应变引入而使铁损降低的方向性电磁钢板层叠而得到变压器的情况下，与以往相比，能够降低噪音。附图说明图1是表示钢板表面的磁畴观察结果的图。具体实施例方式以下，对本专利技术进行具体说明。对于变压器噪音即磁致伸缩振动而言，原材料晶粒在易磁化轴上的集聚度越高，振动振幅越小，特别是为了抑制噪音，使磁通密度&为1. 92T以上是有效的。关于该点，磁通密度B8低于1. 92T时，在磁化过程中为了与励磁磁场平行，磁畴需要进行旋转运动，该磁化旋转产生大的磁致伸缩，从而使变压器的噪音增大。因此，在本专利技术中，作为对象的方向性电磁钢板使用磁通密度B8为1.92T以上的钢板。另外，在本专利技术中，通过应变引入使磁畴结构发生变化，但该应变引入时重要的是在处理面上不残留弓I入应变后的痕迹。在此，无处理痕迹的方向性电磁钢板是指，原本具有的张力涂层不会由于应变引入处理而缺损的表面状态的电磁钢板，即不需要再涂布等后续处置的表面状态的电磁钢板。在由于应变引入而导致张力涂层局部缺损的情况下，原本由涂层带来的应力分布变得不均匀，因此钢板的磁致伸缩的振动波形发生变形，结果，高次谐波成分重叠，因此对于噪音降低而言是不优选的。需要说明的是，在存在处理痕迹的情况下，在实施再涂布时，为了避免引入的应变被消除而进行低温煅烧，因此无法得到与张力涂层缺损前同等的张力效果，从而无法消除应力分布的不均匀性。关于磁畴宽度，处理前的平均磁畴宽度Wc1、处理后的处理面的平均磁畴宽度Wa、处理后的非处理面的平均磁畴宽度Wb通过将每个晶粒的磁畴宽度根据面积率进行加权平均而求出。需要说明的是，磁畴宽度是指与轧制方向平行的主磁畴的宽度，因此，磁畴宽度的测量沿轧制直角方向进行。在此，需要使处理前后的平均磁畴宽度之比WaZWtl低于O. 4。处理前后的平均磁畴宽度之比WaZX为O. 4以上时，磁畴控制处理的效果本身不充分，从而使钢板的铁损降低不充分。另外，关于正反面的平均磁畴宽度，需要使其比值^/\大于O. 7。正反面中的磁畴宽度Wa/wb越低于O. 7，磁畴宽度在正反面越不同，此时，即使在钢板由不含高次谐波成分的正弦波励磁的情况下，板厚方向上的磁化状态也不同，产生高次谐波成分而使变压器的噪音增大。需要说明的是，Wa/Wb的最大值约为1. O。由应变引入产生的磁畴不连续部的平均宽度是指磁畴结构由于应变而局部杂乱的部位的宽度，一般是指与轧制方向平行的磁畴结构中断或者变得不连续的部分。处理面的磁畴不连续部的平均宽度W。和非处理面的磁畴不连续部的平均宽度Wd之比不满足Wd/W。>0.8时，即正反面的不连续部的宽度显著不同时，在钢板的板厚方向上产生磁化状态的差异，使磁致伸缩振动波形发生变形，仍然会使变压器噪音增大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.06 JP 2010-1776291.一种方向性电磁钢板，其为磁通密度B8为1. 92T以上、且通过无处理痕迹的应变引入而使磁畴结构发生了变化的方向性电磁钢板,其中，应变引入处理后的处理面的平均磁畴宽度Wa相对于应变引入处理前的平均磁畴宽度Wtl的比为WaZX < O. 4，且该Wa相对于非处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口广，冈部诚司，大村健，中西匡，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：
国别省市：