[发明专利]方向性电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种方向性电磁钢板及其制造方法，该方向性电磁钢板用于变压器的铁芯等用途，尤其是能够同时实现铁损和噪音的改善。

背景技术

近些年，以能源的高效使用为背景，变压器制造商寻求磁通密度高、铁损低的电磁钢板。

通过使钢板的结晶方位向戈斯方位集聚，能够提高磁通密度，例如在专利文献1中，公开了具有超过1.97T的磁通密度B₈的方向性电磁钢板的制造方法。

另一方面，铁损能够通过原材料的高纯度化、高取向性、板厚降低、Si、Al添加及磁畴细分化来改善(例如非专利文献1)，但是通常，越提高磁通密度B₈，铁损越具有恶化的倾向。

例如已经知道，如果以磁通密度B₈的提高为目的，使结晶方位向戈斯方位集聚，则因静磁能降低，导致磁畴宽度变大，涡流损耗变高。

于是，作为降低涡流损耗的方法，利用通过覆膜张力的提高(例如专利文献2)或热应变的导入来进行磁畴细分化的技术。

但是，专利文献2所述的覆膜张力的提高方法，由于所施加的应变在弹性区域附近小，因此铁损的降低效果的增大存在限制。

另一方面，通过热应变的导入进行的磁畴细分化是利用等离子焰或激光、电子束照射等进行的。

例如，在专利文献3中，公开了利用电子束照射使W_17/50具有低于0.8W/kg的铁损的电磁钢板的制造方法，可知电子束照射是极为有效的低铁损化方法。

另外，专利文献4公开了利用激光照射来降低铁损的方法。

然而已经知道，如果照射等离子焰或激光、电子束等高能量束，虽然磁畴细分化而使涡流损耗降低，但另一方面则会使磁滞损耗增大。

例如，在专利文献5中，报告了利用激光照射等在钢板上产生的硬化(硬化)区域妨碍磁壁移动，使磁滞损耗升高。因此，为了最大限度地降低铁损，需要降低涡流损耗，并且抑制磁滞损耗的增大。

针对这样的问题，公开了从不同的观点优化磁滞损耗和涡流损耗，从而进行低铁损化的技术。

例如，在专利文献5中，通过调整激光输出或光斑直径比，使与激光扫描方向成直角方向的、被激光照射硬化的区域缩小到0.6mm以下，抑制由照射引起的磁滞损耗的增大，从而实现铁损的进一步降低。

另外，在专利文献6中，公开了通过优化与板宽度方向垂直的剖面上的轧制方向的压缩残留应力的积分值，来提高涡流损耗的降低效果，从而进行低铁损化的技术。

此外，在近些年的变压器中，不仅要求高磁通密度、低铁损，为了创造出良好的生活环境，还要求低噪音。认为变压器所产生的噪音主要是由铁芯的晶格的伸缩运动造成的，作为一种抑制手段，使单板的磁应变降低是有效的，对此，已有较多的公开(例如专利文献7等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特许第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)特许第4344264号公报

专利文献6：(日本)特开2008-106288号公报

专利文献7：(日本)特许第3500103号公报

非专利文献

非专利文献1：“软磁性材料最新进步”，第155、156次西山纪念技术讲座，社团法人日本钢铁协会，平成7年2月10日发行

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据现有技术(专利文献5、专利文献6)所述的低铁损化的方法，虽然能够分别使磁滞损耗、涡流损耗降低，但是难以使噪音同时降低。

例如，专利文献6所述的残留应力分布由钢板的激光照射面附近的强的轧制方向拉伸应力和该板厚方向内部的稍强的轧制方向压缩应力构成，但如果轧制方向的拉伸和压缩应力这样同时存在，则钢板容易变形，以消除这些应力。于是，组装这样的方向性电磁钢板而制造的变压器，在励磁时，除了伴随着晶格伸缩的铁芯变形之外，还附加释放内部应力的铁芯的变形形式，因此噪音变大。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的发明者经过反复研究，考虑了在为使磁畴细分化而导入高能量束时，是否能够通过优化在钢板内产生的拉伸和压缩的应变分布，同时实现低铁损和低噪音。