[发明专利]低铁损单向性电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适合于变压器(transformer)的铁心等的低铁损单向性电磁钢板及其制造方法。

背景技术

在钢板轧制方向上具有易磁化轴的单向性电磁钢板使用于变压器等功率转换器的铁心。对于铁心的材料，为了减少能量转换时所产生的损失，强烈要求低铁损特性。

电磁钢板的铁损大致分为磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗受到晶体取向、缺陷及晶界的影响。涡流损耗受到厚度、电阻及180度磁畴宽度等的影响。

而且，在制造电磁钢板时，为了降低磁滞损耗，采用了如下技术，使晶粒在(100)[001]方位高度一致，或减少晶体缺陷。而且，为了降低涡流损耗，采用了如下技术，使电磁钢板的厚度变薄，或提高电阻值，或细化180度磁畴。为了提高电阻值，进行了Si含有量的增加等，而为了细化180度磁畴，进行了在电磁钢板表面上涂敷张力皮膜等。

近年来，为了使铁损飞跃性地减少，还提出了如下技术，为了大幅度地降低占铁损大部分的涡流损耗，在电磁钢板表面上赋予张力的基础上，在电磁钢板表面上人为地导入槽及/或应变，进一步使180度磁畴细化。

例如，在专利文献1等中记载有如下技术，通过以规定的射束宽度、能量密度、照射间隔在相对于单向性电磁钢板表面轧制方向成直角的方向上照射激光，而在该表面上导入局部的应变。

在专利文献2中公开有如下技术，在单向性电磁钢板表面的规定方向上以规定负荷形成槽之后，利用消除应力退火在应变导入部中产生微晶粒。

在专利文献3中公开有如下技术，在完成退火的单向性电磁钢板的规定方向上通过带槽轧辊等机械地形成规定深度的槽，其后，通过蚀刻除去由机械应变所产生的微粒并使槽加深。

在专利文献4中公开有如下技术，在除去了成品退火皮膜的单向性电磁钢板表面上周期地形成槽，其后，赋予张力皮膜。

在专利文献5中公开有如下技术，将形成在方向性电磁钢板表面上的槽的间隔及角度限定在规定的范围内。

记载在上述专利文献1～5中的技术，以在电磁钢板表面上形成皮膜为前提。也就是说，皮膜的形成是必不可少的。

但是，由于制造工艺不一致等，存在无法充分地得到皮膜张力大小的情况。而且，在这种情况下，无法得到良好的铁损特性。虽然作为其对策，也进行了较厚地涂敷皮膜，但是使皮膜变厚必然关系到非磁性层的增加，从而导致磁通密度降低。因此，在制造变压器时，产生了更多地使用电磁钢板的必要性，会导致重量增加，或成本增加。

专利文献1：日本特开昭55-18566号公报

专利文献2：日本特开昭61-117218号公报

专利文献3：日本特开2000-169946号公报

专利文献4：日本特开2003-301272号公报

专利文献5：日本特开平7-320921号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种低铁损单向性电磁钢板及其制造方法，即使在来自皮膜的拉伸张力不充分的情况下，也能够得到良好的铁损特性。

本发明的单向性电磁钢板的特征在于，在钢板表面或背面的至少一侧，以1mm～10mm的间隔存在宽度为10μm～200μm、深度为10μm～30μm的槽，所述槽延伸的方向与钢板的轧制方向所成的角度为60度～120度，在距所述槽的侧面10μm～300μm的范围内沿轧制方向作用有最大值为20MPa～300MPa的拉伸应力。

本发明的单向性电磁钢板的制造方法的特征在于，具有：得到如下钢板的工序，在钢板表面或背面的至少一侧，以1mm～10mm的间隔存在宽度为10μm～200μm、深度为10μm～30μm的槽，所述槽延伸的方向与钢板的轧制方向所成的角度为60度～120度；以及在所述钢板的形成有所述槽的面上照射激光，在距所述槽的侧面10μm～300μm的范围内沿轧制方向作用有最大值为20MPa～300MPa的拉伸应力的工序。

附图说明

图1是表示单向性电磁钢板的外部张力与铁损的关系的曲线图。

图2是表示钢板中所产生的磁畴结构的图。

图3是表示形成有槽的单向性电磁钢板中的磁畴结构的图。

图4是表示本发明实施方式的应力与磁畴结构的再配置的关系的图。

图5是表示本发明实施方式及现有的钢板的外部张力与铁损的关系的曲线图。

图6是表示通过激光的照射而导入拉伸应力的范围的图。

图7是表示槽的深度与铁损的关系的曲线图。

图8是表示拉伸应力的最大值与铁损的关系的曲线图。

图9是表示拉伸应力所存在的区域距槽的侧面的距离与铁损的关系的曲线图。