[发明专利]电工钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电工钢，尤其涉及一种在钢片表面照射激光而形成沟槽，从而细分化钢片的磁区的取向性电工钢。

背景技术

取向性电工钢多用于变压器等电子器械的铁芯材料，为了减少电子器械的电力损失并提供效率，需要具备铁损少且磁通密度高的磁性特征的钢片。

通常取向性电工钢是指经过热轧、冷轧以及退火工程而具备朝着轧制方向{110}<001>取向的结晶织构(又称“高斯织构”)的材料。

这种取向性电工钢，{110}<001>取向是铁容易磁化的方向，该取向程度越高，磁性特征越优秀。

为了提高取向性电工钢的磁性特征，通常使用磁区细分化方法，作为细分化磁区的方法，根据用去应力退火使磁区细分化效果持续与否，分为暂时磁区细分化和永久磁区细分化。

暂时磁区细分化方法是为了尽量减少由于利用热能或机械能而在表面局部施加压缩应力而产生的磁弹性能，而形成90°区域(domain)从而细分化磁区的区域细分化技术。暂时磁区细分化技术根据用于区域细分化的能量源，分为激光磁区细分化法、刀刻斜纹法、利用等离子体或超声波的磁区细分化法。

热处理后也能够维持铁损改善效果的永久磁区细分化方法，可分为蚀刻法、辊子法以及激光法。蚀刻法在酸性溶液内通过电化学腐蚀反应在钢片表面形成沟槽，从而很难控制沟槽的形状(沟槽宽度、沟槽长度)，并且由于在生产钢片的中间工序(脱碳退火、高温退火前)形成沟槽，很难保证最终完成品的铁损特征，由于使用酸性溶液不利于环境保护，具有这种缺点。

利用辊子的永久磁区细分化方法，在辊子上加工突起形状，利用施压法在钢片表面形成具备一定宽度和长度的沟槽，进行永久磁区细分化处理后退火钢片，以使沟槽下侧再结晶而细分化磁区，但具有机械加工的稳定性、可信度、工序很复杂的缺点。

利用脉冲激光的永久磁区细分化方法，利用蒸镀形成沟槽，从而抑制熔融部的形成，因此很难保证热处理(去应力退火，SRA)前铁损的改善率，并且热处理后通过单纯的沟槽只能维持磁区细分化效果，而不能高速处理钢片移动速度，具有这种缺点。

发明内容

技术问题

本发明用于解决如上所述的问题，涉及一种在取向性电工钢表面照射连续波激光束而形成沟槽，在沟槽侧壁(内部壁面)形成熔融金属的冷凝部，从而改善热处理前后铁损的改善率的取向性电工钢的磁区细分化方法。

技术方案

为了解决上述目的，根据本发明一实施例的电工钢，其特征在于，包括：在钢片上形成的具有相互面向的第一侧面和第二侧面以及底面的沟槽(groove)；去除在形成沟槽的过程中上述钢片的熔融副产物冷凝在上述第一、第二侧面及底面上而形成的冷凝部，从而上述第一、第二侧面及底面中至少一面外露而成的开放部。

特征在于，若将侧面距离C定义为从钢片表面和上述侧面的界线到上述沟槽底面中心(center)的距离，在上述第一侧面或第二侧面所形成的冷凝部，占有上述侧面距离的2％以上。

特征在于，形成上述沟槽时，若将沟槽形状因素定义为沟槽深度D_G/下部半宽度W₁时，上述沟槽形状因素是0.1-9.0。在此，上述沟槽深度D_G是从上述钢片表面到上述底面的距离，而下部半宽度W₁是上述底面的钢片宽度方向长度的二分之一。

上述沟槽的宽度范围可以是10-70μm。

上述沟槽的深度可以是0.5μm以下。

上述冷凝部的厚度范围可以是0.05W₁-5W₁。在此，上述下部宽度W₁是从上述底面的中央到在上述第一、第二侧面所形成冷凝部开始地点的钢片宽度方向长度。

在上述第一、第二侧面形成的冷凝部，越朝上述底面其厚度越小，而越朝上述钢片表面则越厚。

上述电工钢可以是用于二次再结晶的高温退火或张力涂层完毕的取向性电工钢，或者用于二次再结晶的高温退火完毕而张力涂层进行前的取向性电工钢。

根据本发明一优选实施例的电工钢的制造方法，包括：通过激光照射而钢片表面熔融，而形成具有第一、第二侧面及底面的沟槽(groove)的步骤；在上述形成沟槽的步骤中，用吹气或吸入而去除在上述第一、第二、底面形成的上述钢片的熔融副产物，以使上述第一、第二及底面中任意一面外露而形成开放部的步骤。

在上述钢片表面照射的激光形状可以是球形(sphere)或椭圆形(oval)。