[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的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于取向电工钢板上的步骤；以及对取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。

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。

作为降低取向电工钢板铁损的方法，已知有磁畴细化方法。也就是说，针对磁畴，通过形成划痕或者施加能量冲击，使得取向电工钢板所具有的大磁畴的尺寸细化。在此情况下，当磁畴磁化以及改变方向时，与磁畴尺寸大时相比，可减少能量消耗量。磁畴细化方法有热处理后也保持改善效果的永久磁畴细化和不会保持改善效果的临时磁畴细化。

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(groove)，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。

基于激光的永久磁畴细化方法所采用的方法是向快速移动的电工钢板表面部照射高输出激光，通过激光照射来形成随着基底部熔化而产生的沟槽(groove)。为了快速加工出沟槽，需要使用输出较大的激光，因此存在购买和维护激光器的成本很高的缺点。此外，当形成沟槽时，必然会产生熔化铁的隆起(hill-up)，而隆起的产生会造成漏磁。因此，将会出现铁损增加的趋势。隆起的形成也会对绝缘产生影响，从而造成永久磁畴细化钢板的磁性能变差。为了去除隆起所采用的方法使用水洗、刷除、酸洗。但是，在对表面用刷子刮刷的过程或通过酸进行熔化的过程中，粗糙度会严重受损，而且不易去除隆起。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在提供一种通过组合蚀刻法和激光法以较快的生产速度改善磁性和占空比的取向电工钢板及其磁畴细化方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包含：准备取向电工钢板的步骤；在取向电工钢板的表面上形成掩膜层的步骤；向部分掩膜层照射激光束以去除掩膜层形成预制沟槽于取向电工钢板上的步骤；以及对取向电工钢板进行酸洗以形成沟槽的步骤。

掩膜层可包含铝、镁、锰或它们的氧化物或复合有机物。

掩膜层的厚度可为1μm至10μm。

激光束的输出可为1kW至3kW，照射速度可为70m/s至100m/s。

激光束的焦点位置和取向电工钢板的表面之差可小于等于200μm。

预制沟槽的深度可为2μm至5μm。

在形成沟槽的步骤中，部分隆起可被去除。

在形成沟槽的步骤中，酸洗液的酸浓度可为30体积％至50体积％，温度可为50℃至90℃。