[发明专利]取向性电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合用于变压器的铁芯等用途的、铁损特性优良且耐腐蚀性不变差的取向性电磁钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，能源使用的效率化在发展，以变压器制造商等为中心，对磁通密度高、且铁损低的电磁钢板的需求不断增加。

在此，可以通过使电磁钢板的结晶取向向Goss取向集聚来使磁通密度提高，例如在专利文献1中示出了具有超过1.97T的磁通密度B₈的取向性电磁钢板的制造方法。

另一方面，关于铁损，可从原材料的高纯度化、高取向性、降低板厚、添加Si和Al、磁畴细化等观点出发考虑其对策(例如，参照非专利文献1)。然而，对于B₈超过1.9T的高磁通密度原材料而言，通常越提高磁通密度，则铁损越倾向于变差。其原因在于：若结晶取向一致则静磁能下降，因此钢板内的磁畴宽度扩大，涡流损耗升高。对此，作为降低涡流损耗的方法，存在有通过提高覆膜张力或导入热应变来实施磁畴细化的方法。通常情况下对于覆膜张力而言，利用覆膜与钢基的热膨胀差，通过使覆膜形成于在高温下发生了膨胀的钢板上，冷却至室温后而赋予覆膜张力，但不改变覆膜材质而提高张力效果的技术倾向于饱和。另一方面，对于如专利文献2所示的提高覆膜张力的方法而言，所赋予的应变在弹性区附近，而且张力只作用于钢基的表层，因此存在铁损的降低效果小的问题。

另一方面，对于热应变的导入而言，考虑使用激光、电子束或等离子体射流的方法，已知任一种通过照射改善铁损的效果均极高。

例如，在专利文献3中，示出了通过电子束照射而具有W_17/50低于0.8W/kg的铁损的电磁钢板的制造方法。另外，在专利文献4中，示出了通过对电磁钢板实施激光照射来降低铁损的方法。

然而，使用激光、电子束或等离子体射流，在大幅改善铁损的条件下导入热应变的情况下，有时会发生照射面的覆膜被破坏、钢基露出，导致照射后钢板的耐腐蚀性显著变差。另一方面，已知有通过等离子体射流导入热应变且不损害耐腐蚀性的方法(参照专利文献5)，但这样的方法需要以μm单位控制等离子体喷出口与照射表面的距离，操作性显著变差。

另外，使用激光时，如专利文献6、专利文献7所示存在如下技术：通过改变光束形状来降低激光功率密度从而抑制照射所致的覆膜损伤。然而，对于激光而言，即使向其照射方向扩展而增大照射面积，但在照射的速度快的情况下，照射部附近的热未充分扩散、发生蓄积而导致高温化，因此会对覆膜产生损伤。进而，利用激光欲得到如专利文献6、专利文献7所示的值以上的铁损降低效果(例如，15%以上)的情况下，需要以更高的输出功率来照射，还是无法避免覆膜的损伤。

在此，作为防止耐腐蚀性变差的方法，在对钢板表面实施了激光照射的情况下，照射后对照射面再次实施涂敷，确保耐腐蚀性。然而，照射后进行再涂敷不仅导致产品的成本上升，而且还存在板厚增加、形成铁芯时其占空系数减少这样的问题。

另一方面，照射电子束时，分别在专利文献8中示出了通过使射束为片状来抑制照射所致的覆膜损伤的方法；在专利文献9中示出了通过将电子束的光阑次数设为1次、使灯丝形状为带形来抑制照射所致的覆膜损伤的方法。进而，在专利文献10中示出了利用高加速电压/低电流的电子束，将覆膜向钢基中圧入，由此而成的无覆膜损伤的钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4123679号公报

专利文献2：日本特公平2-8027号公报

专利文献3：日本特公平7-65106号公报

专利文献4：日本特公平3-13293号公报

专利文献5：日本特开昭62-96617号公报

专利文献6：日本特开2002-12918号公报

专利文献7：日本特开平10-298654号公报

专利文献8：日本特开平5-311241号公报

专利文献9：日本特开平6-2042号公报

专利文献10：日本特开平2-277780号公报

专利文献11：日本特开平4-39852号公报

非专利文献

非专利文献1：“软磁性材料的最近的进步”(「软磁性材料の最近の進歩」)第155/156次西山纪念技术讲座，社团法人日本钢铁协会编，平成7年2月1日发行

非专利文献2：Ichijima等；IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS，Vol.MAG-20，No.5(1984)、p.1558Fig.4