[发明专利]铁芯用方向性电磁钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为变压器的铁芯使用的方向性电磁钢板及其制造方法。

背景技术

近些年，随着能量使用的效率化推进，期望变压器动作时的能量损失减小。在变压器产生的损失主要包括在导线产生的铜损和在铁芯产生的铁损。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示出一种通过使最终冷轧前的退火条件优化来制造磁通密度和铁损优良的方向性电磁钢板的方法。

另一方面，公知涡流损耗除通过板厚的减少、增加Si的添加量之外，还可以通过向钢板表面的槽形成、应变的导入来显著改善。

例如，专利文献2示出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2次再结晶后的钢板照射等离子电弧来将照射前为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示出通过使被膜厚度、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优化来获得铁损低、噪声小的变压器用材料的技术。

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2003-27196号公报

专利文献6：日本特开2007-2334号公报

专利文献7：日本特开2005-248291号公报

专利文献8：日本特开2008-106288号公报

专利文献9：日本特开2008-127632号公报

非专利文献1：川崎制铁技报29(1997)3，153-158

上述专利文献2所示的槽形成后的低铁损件在卷绕式变压器的制造过程中对通过等离子电弧、激光等导入热应变而磁畴细化后的钢板实施的去应变退火之后磁畴细化效果仍不消失这一点上有利。然而，槽形成带来的磁畴细化存在铁损减少效果稍小、磁通密度因槽形成导致的钢基体的体积减少而变小的问题。

其中，为了获得可最大限度地降低层叠型变压器的铁损的材料，将热应变导入钢中的方法是有利的，但上述专利文献3、专利文献4所示的方法均仅评价了W_17/50的特性。

使用方向性电磁钢板的变压器未必仅在1.7T的励磁条件下使用，小型变压器也可以在1.5T左右的磁通密度下使用，另一方面，大型变压器在超过1.8T的磁通密度范围下使用的情况也不少。

因此，从变压器制造商的设计自由度提高等观点考虑，优选在变压器等的铁芯中使用的方向性电磁钢板的铁损在从1.5T至1.9T左右的磁通密度范围内低。

图1示出不同样品下励磁磁通密度对变压器铁损的影响。图中可知，在以1.7T励磁的情况下，在样品A与样品B中表现出相同的铁损，但在以1.5T以及1.9T励磁的情况下，样品A与样品B的铁损产生明显的差异。这样，可知在1.7T的励磁条件下表现出良好的铁损的钢板未必一定在其他励磁条件下表现出良好的铁损。

在这样的1.7T以外的磁通密度范围内的低铁损化技术中存在例如专利文献5、专利文献6所公开的技术。前者示出如下技术：作为不使用磁畴细化方法的材料的制造方法，通过改变脱炭退火时的升温速度、气氛而使W_19/50相对于W_17/50的比为1.6以下。然而，该技术需要添加Bi，钢组成受限制，因此作为材料的钢坯的成本增加，而且，还存在钢中的二次再结晶不稳定等问题。

与此相对，后者示出如下技术：通过使向钢板照射的激光的照射条件优化来减少励磁磁通密度为1.9T的铁损。然而，该技术实现对进行去应变退火的铁芯的应用，因此与上述专利文献2所示的槽形成技术相同，在钢板表面形成凹坑，从而存在材料的磁通密度变小的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述现状而开发的，目的在于提供1.5～1.9T的励磁区域的变压器铁损优良、从而变压器动作时的能量损失少的铁芯用方向性电磁钢板及其有利的制造方法。