[发明专利]磁性能优良的取向性硅钢片及其生产方法

说明书

本发明涉及一种即使在去应力退火后仍保留有低铁损和高磁通密度的且可被用于叠片磁芯和线束铁芯的取向性硅钢片及其生产方法。

在日本来审查专利公开文献昭58-26405中描述了一种取向性硅钢片生产方法。此方法向钢片表面照射激光能量以便形成180°的磁畴壁并且细分磁畴，从而降低铁损。根据此方法，钢片表面上的涂膜经激光照射而蒸发，蒸发反应赋予钢片表面以内应力，并在激光照射部分附近形成了闭合磁畴。由此新形成的闭合磁畴增大了静磁能量，但是磁畴被细分了，以致降低了提高的静磁能量，结果可以改善铁损情况。由于通过磁畴细分作用而改善了铁损情况，所以铁损值可以被降低到由材料晶粒取向度决定的最小值。由于此现有技术的方法没有涉及任何会通过其它方式阻碍磁通密度的物理变形，此方法基本上没有激光照射后的磁通密度降低之忧。

由于这些原因，通过这种方法生产出来的取向性硅钢片显示出了理想的磁性。

然而，用作磁畴细分源的内应力在热处理过程中在500℃消失，此时降低铁损的效果也消失了。

换句话说，在由现有技术生产出的取向性硅钢片中的降低铁损作用，不能承受在线束铁芯800℃左右温度的生产过程中的去应力退火，并因此消失了。

因此，由此方法制成的取向性硅钢片不可能被用于线束铁芯，而只被用于叠片芯体。

因此，人们已经提出了象磁畴细分技术这样的方法，它能够承受去应力退火且它在磁场施加方向上赋予钢片表面以具有彼此不同的导磁率的部分。更确切地说，人们提出了这样的方法和由此制成的不同产品，即在基本垂直于钢片表面滚轧方向的方向上，形成直线的或虚线的具有彼此不同的导磁率的区域。其中，在钢片表面层上形成槽并利用基体金属与空气之间的导磁率之差的所谓磁畴细分技术是一种优良的技术，此技术已经在工业上应用。而且，作为开槽的方法，已提出了一种通过机械方式将齿型轧辊滚轧钢片的方法(日本审查专利昭63-44804)、一种采用化学蚀刻方式的方法(US4,750,949)、和一种采用脉冲激光加工的方法(日本未审查专利平7-220913)。

在所有这些由现有技术生产的、具有低铁损和耐去应力退火性能的取向性硅钢片中，槽只形成于钢片的一个表面上。在这种情况下，当钢片厚度为0.23mm时，槽深度必须为15μm～30μm，以便获得实际有效的降低铁损效果，尽管槽深度是随所用开槽方式不同的。换句话说，必须形成超过钢片厚度5％的深槽。由于降低铁损效果明显随槽深度的变化而变化，所以必须仔细控制槽深度。因此，传统产品尚未摆脱在产品性能和生产方法方面的以下问题。

首先，解释产品性能方面的问题。由于实际上在钢片表面上机械地形成了超过15μm或钢片厚度5％的深槽，所以存在着高磁通密度阻力。换句话说，问题是，与在开槽之前的磁通密度相比，某些外部磁力线中的磁通密度在开槽后明显降低了。另外，由于降低铁损的效果主要随槽深度变化而变化，所以产品铁损性能的波动增大了，除非是充分地控制了槽深度。

其次，将解释生产方法方面的问题。为了通过添加槽来改善铁损，如上所述，需要深度为15μm～30μm的槽。但是，为了在一米以上宽的钢片的整个范围内形成深槽，生产方法所承受的载荷是很重的，并且在设备成本和工作成本、生产率方面产生了各种问题。在将齿型轧辊滚轧钢片的机械方法中，必须提高作用力以便给钢片开设深槽，因此安装规模增大。当齿型轧辊磨损时，槽变浅了，而出现了另一个问题，即必须经常更换齿型轧辊。化学蚀刻方法需要很长的蚀刻时间，因此生产率受到限制。为了提高蚀刻效率，必须使用长蚀刻容器。在激光开槽方法中，也必须提高激光能以便开设深槽。因此，设备大型化了且需要许多大型激光发生器。

在激光开槽方法中，如果提高激光照射功率，则对照射部分的外周部位产生了过度的热影响，结果在整个钢片上出现了膨胀变形。如果堆叠这样的钢片来制造叠片芯体的话，铁损增大了或者线圈间隙系数变差了。因此，用激光开设深槽的钢片仍被钢片不能被用于叠片芯体的问题困扰。

激光开槽方法是一种很出色的技术，这是因为它可以进行非接触式高速加工并具有简单的工序，而且它在槽深度控制能力和槽形成位置定位精度方面非常杰出。但是，它牵涉到这样的问题，即当要形成深槽时，此方法对照射部分的外周部位施加了过度的热影响并造成将不利地影响磁性的钢片变形。