[发明专利]作为结晶轴<001>的方位被控制的体心立方（BCC）结构的固溶体的金属材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为结晶轴<001>的方位被控制在板面内的体心立方（BCC）结构的固溶体的金属材料及其制造方法，例如电气设备的铁芯材料所使用的电磁材料及其制造方法。

背景技术

作为通过使金属的结晶轴一致来获得大的技术效果的例子，有在电气设备中广泛使用的电磁钢板。例如，在图3所示的变压器那样的磁场方位已决定的情况下，使用结晶轴被控制的方向性电磁钢板。在图3中，虚线33表示磁力线的流动，且希望磁芯材料31的容易磁化方向在层叠的板材的面内。

另外，在电动机的转子及定子中，为了减少铁损，使用所谓的无方向性电磁钢板。例如，如图4所示，单相SRM（开关磁阻电动机（Switched reluctancemotor）），由缠绕有与外部电源连接的线圈的定子10、可旋转地设置在定子10的内部、且在向定子10供给外部电源时，与该定子10通过电磁力相互作用而进行旋转的转子20构成。

定子10包括：具有环型结构的磁轭12、从磁轭12朝向转子20沿半径方向突出设置、且沿圆周方向通过规定的槽口14相互隔离的多个磁极16、缠绕在这些磁极16上并与外部电源连接的线圈18。

电动机的定子10通过如下方法来制造，从极薄的电磁钢板，冲出具有磁轭12和磁极16的平面形状的定子片，将这样准备的定子片层叠成一定的高度而制成铁芯，在该铁芯上缠绕线圈18。

在这样的电动机中，伴随其转子的旋转，磁场方向以转子的旋转轴为中心而变化。因此，作为定子及转子用的电磁钢板，使用所谓的无方向性的电磁钢板（例如，参照专利文献1）。

在钢的磁化中存在结晶轴导致的各向异性，<001>最容易磁化且磁滞损失少，其次，<011>容易磁化且磁滞损失少，最难以磁化且磁滞损失大的为<111>。因此，理想的是，在电动机的定子及转子中，使<001>优先在半径方向取向，在容易进行磁化的同时，减小磁滞损失导致的铁损。即，理想的是，<001>以电动机的轴为中心，旋转对称地取向的铁芯材料。

但是，由于现在还没有充分地控制钢板的<001>使之取向的技术，因此，作为次善之策，以避免<111>在半径方向的取向，且避免<001>偏向钢板的特定方向的取向为目的，由新日本制铁（株）、JFE钢铁（株）等开发了如图5所示的完全没有立体取向、且由硅钢构成的无方向性电磁钢板，供实际使用。例如以称为ハイライトコア、ホームコア（都是注册商标）的商品名正在从新日本制铁（株）销售。

但是，在图5所示的没有立体特定取向的无方向性电磁钢板中，尽管容易磁化方向不偏向钢板的特定方向，但是作为结晶的易磁化轴的<001>大多为不沿钢板面，因此不能提高沿钢板面的磁通密度。因此，在电动机的效率提高方面有局限。

因此，从电动机的节能观点考虑，希望开发如下的无方向性电磁钢板，即如图6所示，结晶面{100}相对于钢板面平行，且作为结晶的易磁化轴的<001>沿着钢板面并在钢板的面内呈360度方向均匀取向，从而提高了沿电磁钢板面的磁通密度的无方向性电磁钢板（例如，参照非专利文献1）。

另外，为了提高变压器的效率，希望开发在磁力线的通过方向<001>取向的方向性电磁钢板。

因此，为了提高电动机及变压器等电磁设备的能效，希望控制电磁材料的结晶轴<001>。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006-87289号公报

非专利文献

非专利文献1：NIPPON STEEL MONTHLY 20054.P11-14

发明内容

发明所要解决的课题

目前，因{011}（压缩面）纤维织构的成长，已知在Al这样的面心立方（FCC）结构的金属中，要实现在压缩轴的周围有旋转对称性的结晶取向，单轴压缩加工是有效的。另外，对于Fe这样的体心立方（BCC）结构的金属，已知通过常温下的单轴压缩加工（冷压缩），{111}+{100}的双重纤维织构，即{111}和{100}与压缩面平行的旋转对称取向，作为对于变形稳定的结晶取向形成。