[发明专利]取向电工钢板及其磁畴细化方法

说明书

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包含形成在表面上的沟槽、形成在沟槽底部的凝固合金层，凝固合金层包含平均粒径为1μm至8μm的再结晶晶粒。

技术领域

本发明涉及取向电工钢板及其磁畴细化方法。

背景技术

取向电工钢板用作变压器等电气产品的铁芯材料。因此，为了降低电气设备的功率损耗提高能量转换效率，铁芯材料的铁损应该优异，而且需要层叠及卷取时占空比高的钢板。

取向电工钢板是指具有通过热轧、冷轧及退火工艺二次再结晶的晶粒沿轧制方向排列成{110}001取向的织构(又称“高斯织构”)的功能性钢板。

在出现回复(Recovery)的热处理温度以上的去应力热处理后也显示出铁损改善效果的永久磁畴细化方法可分为蚀刻法、辊压法及激光法。蚀刻法是通过溶液中的选择性电化学反应在钢板表面上形成沟槽，因此难以控制沟槽形状，从而难以沿着宽度方向均匀地确保最终产品的铁损特性。同时，由于用作溶剂的酸溶液，存在不环保的缺陷。

基于压辊的永久磁畴细化方法是具有铁损改善效果的磁畴细化技术，在压辊上加工出突起形状后，对压辊或板件施压，从而在板件表面上形成具有一定宽度和深度的沟槽，然后进行退火，使得局部上产生沟槽底部的再结晶。辊压法的缺点在于，对机械加工的稳定性、难以确保基于厚度的稳定铁损的可靠性及工艺性复杂，并且形成沟槽后(去应力退火前)铁损和磁通密度特性变差。

基于脉冲和非高斯模式(Non-Gaussian Mode)激光的永久磁畴细化法的缺点在于，在形成沟槽时沟槽部的凝固合金层仅形成于侧壁或者无法均匀地形成于沟槽整个面上，从而导致沟槽底部的基底部分过度变形，因此难以应用于初次再结晶前或初次再结晶后的工艺，而且最终绝缘涂覆后占空比下降。基于连续波激光的沟槽形成方法的缺点在于，虽然可以全面或局部形成凝固合金层，但是通过控制凝固合金层厚度在去应力退火以上的热处理条件下无法控制再结晶晶粒尺寸。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在提供一种热处理后改善铁损以及磁通密度下降率低的取向电工钢板及磁畴细化方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包含形成在表面上的沟槽、形成在沟槽底部的凝固合金层，凝固合金层包含平均粒径为1μm至10μm的再结晶晶粒。

根据本发明的另一个实施例的取向电工钢板，其包含形成在表面上的沟槽和形成在沟槽底部的凝固合金层，凝固合金层包含平均粒径为1μm至20μm的去应力退火后的再结晶晶粒。

凝固合金层的厚度可为0.6μm至3.0μm。

所述取向电工钢板还可包含形成在电工钢板表面上的非金属氧化物层。

非金属氧化物层可包含Mg₂SiO₄或Mn₂SiO₄。

所述取向电工钢板还可包含形成在非金属氧化物层上的绝缘涂层。

沟槽可以是线状且形成为相对于电工钢板的轧制方向呈82°至98°角。

沟槽的深度D可以是电工钢板厚度的3％至8％。

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；向取向电工钢板的表面照射激光以形成沟槽的步骤；以及将形成有沟槽的部分以400℃/s至1500℃/s的冷却速度快速冷却的步骤。

对于快速冷却的步骤，可以在形成所述沟槽的同时快速冷却。

在快速冷却的步骤之后，还可包含实施去应力退火的步骤。