[发明专利]利用激光束的电气钢板的永久性磁区微细化成形方法及成形装置

说明书

本发明公开了关于电气钢板的永久性磁区微细化成形方法及使用该方法的成形装置，该方法包括电气钢板的钢板供应阶段和在电气钢板表面上按规定的间隔隔离的位置，在电气钢板表面的多数位置上同时照射脉冲激光束来成形永久性微槽的槽形成阶段，即使长时间使用也不会受到磨损等影响，且在电气钢板的表面上成形一定的幅度和深度的微槽。因此，本发明提供电气钢板永久性磁区微细化成形方法及使用该方法的成形装置，就是通过在电气钢板上进行磁区微细化来消减铁损、增大磁束密度效率，从而提供质量更好的方向性电气钢板。

技术领域

本申请是关于电气钢板的永久性磁区微细化成形方法及该方法所使用的成形装置，更详细的，是关于利用激光在电气钢板表面上形成微槽，将磁区微细化，并消减铁损，从而增大磁束密度效率的加工方法以及实现该方法所使用的加工装置。本申请是基于申请日为2015年10月8日，申请号为KR01-2015-0141456的韩国发明专利申请，该申请的内容引入本文作为参考。

背景技术

电气钢板是使用电气和磁性磁芯（Core）的软磁（soft magnetic）钢板，比起一般的碳素钢含有更高的硅（Si）。即，电气钢板也被称为硅钢板（Silicon Steel），具有优秀的电气和磁性特征，还有铁损低、磁束密度高而容易磁化的特征。

电气钢板分为使用于变压器、电抗器等平地机上的方向性电气钢板和使用于马达等旋转器上的无方向性电气钢板。其中，方向性电气钢板（CGO）是将决定的易磁化方向并列于轧钢方向的电气钢板，这需要低铁损且高密度磁束。

在这里，铁损是指在磁芯的磁化过程中电气和磁能量交换时被损失为热能量的数量，定义为为了在特定频率中获得一定的磁束密度而必要的损失，是决定电气钢板等级的重要评价项目。所以，为降低铁损而进行着多种多样的尝试。

对方向性电气钢板进行磁区微细化处理是作为降低铁损的一个环节。磁区微细化处理是指减少磁区的幅度来改善铁损，结束最终热处理的方向性电气钢板内部的磁区排热与大部分轧钢方向保持大约180度的磁区（magnetic domain）。

方向性电气钢板的铁损依赖于磁区的幅度，磁壁在规定时间内往返的磁壁距离会变长，从而增加铁损。所以，为了降低铁损有必要缩小磁区的幅度。据了解，赋予支持电气钢板金属内的残留应力或残留缺陷的磁区微细化处理，就会缩减磁区的幅度。即，磁区微细化（Domain Refinemnet）是通过强制分割磁区（magnetic domain）来改善铁损的。因此，人们进行了逐渐缩减磁区幅度的尝试。

另一方面，与上述相同的磁区微细化处理使用了暂时性磁区微细化处理方法和永久性磁区微细化处理方法。暂时性磁区微细化处理方法是利用激光或等离子在钢板上形成微槽，但存在应力消除退火（SRA）后丧失的问题。永久性磁区微细化处理方法是用齿辊或蚀刻等在钢板表面上形成永久性微槽，应力消除退火（SRA）之后也可继续维持。

例如，永久性磁区微细化处理方法在大韩民国注册专利公报第10-797355号被公告，该方法使用安装微细球的圆珠笔装置，加压电气钢板表面形成微槽或把带有刀片（cutter blade）的套管分割成多个套管并制作成刀辊后，如图1所示，在根据钢板辊4a开始至导辊3a、3b的引导而进行的钢板10表面上，刀辊1加压钢板10，用塑性变形来形成微槽从而形成永久性的微槽。为了给刀辊1加压，刀辊1所在的钢板10下侧安装支撑辊2、2a，形成微槽的钢板10被缠成辊4b的形态。

但是，用刀片或齿辊导入物理性压力在钢板上形成永久性微槽，因刀片厚度和间隔的限制，对缩小微槽幅度是有限制的。不仅如此，增加利用辊或齿轮的加工时间导致加压的刀刃磨损时，在钢板上形成的微槽深度变得不均匀，这会降低成形的可信度，细微的调节压力出现错误时，会引起钢板表面破碎等问题。