[发明专利]低铁损取向性电磁钢板的制造方法

说明书

本发明专利申请是针对进入中国国家阶段日期为2015年4月17日、中国专利申请号为201380054476.7、发明名称为“低铁损取向性电磁钢板的制造方法”的发明专利申请提出的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于变压器铁芯等用途的取向性电磁钢板的制造方法。

背景技术

近年来，能量利用的高效化得到发展，例如，在变压器中，追求进行动作时的能量损耗的降低。

此处，变压器中产生的损耗主要包括导线中产生的铜损与铁芯中产生的铁损。并且，铁损能够分为磁滞损耗与涡流损耗，对于前者的降低，众所周知，对原材料的结晶取向的改善、杂质的降低等方法较为有效。例如，在专利文献1中示出了如下方法，即：使最终冷轧前的退火条件优化，由此制造在磁通密度与铁损方面优异的取向性电磁钢板。

另一方面，众所周知，除了板厚的降低、Si添加量的增大之外，还能够通过在钢板表面形成槽、引入形变而显著改善涡流损耗。

例如，在专利文献2中示出了如下技术，即：在钢板的一个表面形成线状的槽，并使槽宽形成为300μm以下、且使槽深形成为100μm以下，从而在槽形成之前将0.80W/kg以上的铁损W_17/50降低至0.70W/kg以下。

另外，在专利文献3中示出了如下技术，即：对二次再结晶后的钢板照射等离子弧，由此在照射前将0.80W/kg以上的铁损W_17/50降低至0.65W/kg以下。

并且，在专利文献4中示出了如下技术，即：对覆膜厚度、通过照射电子束而在钢板面形成的磁区不连续部的平均宽度进行优化，由此获得铁损较低、且噪声较小的变压器(transformer)用原材料。

然而，众所周知，这种通过槽的形成、形变的引入而产生的铁损降低的效果因原材料的板厚的不同而不同。例如，在非专利文献1中示出了板厚越大则由激光照射引起的铁损降低量越小的趋势，对于磁通密度为1.94T的原材料而言，能够确认：在板厚为0.23mm与0.30mm时各自的铁损降低量(ΔW_17/50)之间存在0.05W/kg左右的差异。

针对上述背景，对能否通过磁区细化方法的调整来尽量改善厚板材的铁损降低效果进行了研究。例如，在专利文献5以及6中示出了如下技术，即：根据原材料的板厚而对激光照射条件进行优化，由此提高厚板材的取向性电磁钢板的铁损降低效果。其中，根据专利文献6可知，通过将形变比率η设为0.013以下，能够实现极低的铁损。

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：日本特许第4705382号公报

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

然而，对于取向性电磁钢板的磁区细化设备而言，不仅对标称板厚为0.20mm、0.23mm、0.27mm以及0.30mm等多个种类的钢板进行通板，而且，从提高生产效率的观点出发，优选连续通板生产线。因此，在实际操作中，需要对将板厚不同的线圈接合而成的线圈连续地实施磁区细化处理。

如上所述，考虑到用于降低铁损的适当的磁区细化条件因板厚的不同而不同，因此，在板厚不同的线圈的接合部前后，为了不使生产率降低，需要尽可能迅速地对激光、电子束等的照射条件进行变更。

另外，根据上述专利文献6，示出了铁损在形变比率({(π/8)w²}/(t·s))为2×10^-3左右的部分变得极小而与板厚无关的情况。此外，w为回流磁区宽度，t为板厚，s为压轧方向的线间隔(以下，也称为RD线间隔)。

因此，在板厚t较大的情况下，只要缩短RD线间隔、或增大回流磁区宽度，便能够降低铁损。

但是，当缩短RD线间隔时，生产率当然会降低。当单纯地将t×s设为恒定而计算时，在板厚为0.23mm、RD线间隔为5mm且生产线速度为100mpm的生产线规格的情况下，若将板厚设为0.30mm，则RD线间隔为3.83mm、且生产线速度为77mpm，从而生产率降低。这样，为了不使生产率降低，优选将线间隔设定为尽可能大的值而不使其根据板厚而改变。