[发明专利]晶粒取向电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在变压器铁心等用途中使用的晶粒取向电磁钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，能量使用的效率化在推进，在变压器中期望动作时的能量损失减小。

这里，在变压器产生的损失中，主要具有在导线产生的铜损和在铁心产生铁损。

而且，铁损能够分为磁滞损耗和涡流损耗，并且公知材料的结晶取向的改善、杂质的减少等对磁滞损耗的减少是有效的。例如，专利文献1中示出了一种通过优化最终冷轧前的退火条件来制造磁通密度与铁损优良的晶粒取向电磁钢板的方法。

另一方面，公知涡流损耗除通过板厚的减少、Si添加量的增大之外，还可以通过在钢板表面的槽形成、应变的导入，来显著改善。

例如，专利文献2中示出了通过在钢板的单侧表面形成槽宽为300μm以下、槽深为100μm以下的线状的槽来将在槽形成前为0.80W/kg以上的铁损W_17/50减少至0.70W/kg以下的技术。

另外，专利文献3示出通过向二次再结晶后的钢板照射等离子弧来将在照射前为0.80W/kg以上的铁损W_17/50减少至0.65W/kg以下的技术。

并且，专利文献4示出通过优化覆膜厚度、因电子束照射而形成于钢板面的磁畴不连续部的平均宽度来获得铁损低、噪声小的变压器用材料的技术。

然而，公知这样的槽形成、应变的导入所带来的铁损减少的效果因 材料的板厚不同而不同。例如，非专利文献1中示出板厚越大激光照射所带来的铁损减少量越小的趋势，针对磁通密度为1.94T的材料，在板厚为0.23mm与0.30mm下，认为各自的铁损减少量(ΔW_17/50)有0.05W/kg左右的差异。

针对上述背景，对通过磁畴细化方法的调整是否一点都不能改善厚板材的铁损减少效果进行了研究。例如，专利文献5以及6中示出了通过根据材料的板厚优化激光照射条件来提高厚板材的晶粒取向电磁钢板的铁损减少效果的技术。其中，根据专利文献6，通过使应变比率η为0.00013以上且0.013以下而能够获得极低的铁损。

此外，上述应变比率η是钢板的轧制方向剖面上的应变的面积所占的比例，可以由π/8×(w×w)/(t×PL)这一式子来表示。此外，t是钢板的板厚，w是轧制方向的闭合磁畴宽度，PL是轧制方向的激光照射间隔。

专利文献1：日本特开2012-1741号公报

专利文献2：日本特公平06-22179号公报

专利文献3：日本特开2011-246782号公报

专利文献4：日本特开2012-52230号公报

专利文献5：日本特开2000-328139号公报

专利文献6：日本专利第4705382号公报

专利文献7：日本特开平11-279645号公报

专利文献8：日本专利第4344264号公报

非专利文献1：IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，VOL.MAG-20，NO.5，p.1557

发明人们考虑能否将这样的在激光法中所应用的技术也应用于电子束法，并为了实现钢板的低铁损化，对应变比率与铁损的关系进行了研究。图1表示应变比率η对板厚为0.27mm的材料在电子束照射后的 铁损的影响。如该图所示，清楚可知钢板的低铁损化例如W_17/50＜0.76W/kg在应变比率为0.013以上或0.013以下均能够实现。

另外，清楚可知在应变比率为0.013以下且0.00013以上的范围内，也存在铁损为0.78W/kg以上的高值的情况，未必能够获得低铁损。

发明人们推断上述结果是由于电子束法与激光法的原理的差异，并推断在电子束法的情况下，形成与上述专利文献6所记载的情况不同的应变分布。图2表示激光、电子束照射部所产生的闭合磁畴宽度w与深度h的关系。认为在使用激光的情况下，具有宽度越大在相关系数R2为0.45左右的精度下深度越大的趋势，但在使用电子束的情况下，宽度与深度的间的相关系数小，不认为具有明显的相关性。

发明内容

本发明是鉴于上述现状而开发的，其目的在于一并提出通过形成对活用电子束的特征而得的铁损减少有利的闭合磁畴形状以及与板厚对应的闭合磁畴来在宽泛的板厚范围实现低铁损化的晶粒取向电磁钢板及其制造方法。

发明人们根据上述实验结果，想到在电子束照射中能够分别控制形成于照射部的闭合磁畴形成部的宽度与深度。