專利名稱：低鐵損單向性電磁鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合于變壓器(transformer)的鐵心等的低鐵損單向性電磁鋼 板及其制造方法。
背景技術(shù)：
在鋼板軋制方向上具有易磁化軸的單向性電磁鋼板使用于變壓器等功率轉(zhuǎn)換器 的鐵心。對(duì)于鐵心的材料，為了減少能量轉(zhuǎn)換時(shí)所產(chǎn)生的損失，強(qiáng)烈要求低鐵損特性。電磁鋼板的鐵損大致分為磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗受到晶體取向、缺陷及 晶界的影響。渦流損耗受到厚度、電阻及180度磁疇寬度等的影響。而且，在制造電磁鋼板時(shí)，為了降低磁滯損耗，采用了如下技術(shù)，使晶粒在(100)
方位高度一致，或減少晶體缺陷。而且，為了降低渦流損耗，采用了如下技術(shù)，使電磁 鋼板的厚度變薄，或提高電阻值，或細(xì)化180度磁疇。為了提高電阻值，進(jìn)行了 Si含有量的 增加等，而為了細(xì)化180度磁疇，進(jìn)行了在電磁鋼板表面上涂敷張力皮膜等。近年來(lái)，為了使鐵損飛躍性地減少，還提出了如下技術(shù)，為了大幅度地降低占鐵損 大部分的渦流損耗，在電磁鋼板表面上賦予張力的基礎(chǔ)上，在電磁鋼板表面上人為地導(dǎo)入 槽及/或應(yīng)變，進(jìn)一步使180度磁疇細(xì)化。例如，在專利文獻(xiàn)1等中記載有如下技術(shù)，通過(guò)以規(guī)定的射束寬度、能量密度、照 射間隔在相對(duì)于單向性電磁鋼板表面軋制方向成直角的方向上照射激光，而在該表面上導(dǎo) 入局部的應(yīng)變。在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)有如下技術(shù)，在單向性電磁鋼板表面的規(guī)定方向上以規(guī)定負(fù) 荷形成槽之后，利用消除應(yīng)力退火在應(yīng)變導(dǎo)入部中產(chǎn)生微晶粒。在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)有如下技術(shù)，在完成退火的單向性電磁鋼板的規(guī)定方向上通 過(guò)帶槽軋輥等機(jī)械地形成規(guī)定深度的槽，其后，通過(guò)蝕刻除去由機(jī)械應(yīng)變所產(chǎn)生的微粒并 使槽加深。在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)有如下技術(shù)，在除去了成品退火皮膜的單向性電磁鋼板表面 上周期地形成槽，其后，賦予張力皮膜。在專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)有如下技術(shù)，將形成在方向性電磁鋼板表面上的槽的間隔及 角度限定在規(guī)定的范圍內(nèi)。記載在上述專利文獻(xiàn)1 5中的技術(shù)，以在電磁鋼板表面上形成皮膜為前提。也 就是說(shuō)，皮膜的形成是必不可少的。但是，由于制造工藝不一致等，存在無(wú)法充分地得到皮膜張力大小的情況。而且， 在這種情況下，無(wú)法得到良好的鐵損特性。雖然作為其對(duì)策，也進(jìn)行了較厚地涂敷皮膜，但 是使皮膜變厚必然關(guān)系到非磁性層的增加，從而導(dǎo)致磁通密度降低。因此，在制造變壓器 時(shí)，產(chǎn)生了更多地使用電磁鋼板的必要性，會(huì)導(dǎo)致重量增加，或成本增加。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)昭55-18566號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)昭61- 號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2000-169946號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2003-301272號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)平7-320921號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低鐵損單向性電磁鋼板及其制造方法，即使在來(lái)自皮 膜的拉伸張力不充分的情況下，也能夠得到良好的鐵損特性。本發(fā)明的單向性電磁鋼板的特征在于，在鋼板表面或背面的至少一側(cè)，以Imm IOmm的間隔存在寬度為ΙΟμπι 200μπκ深度為10 μ m 30 μ m的槽，所述槽延伸的方向 與鋼板的軋制方向所成的角度為60度 120度，在距所述槽的側(cè)面10 μ m 300 μ m的范 圍內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa 300MPa的拉伸應(yīng)力。本發(fā)明的單向性電磁鋼板的制造方法的特征在于，具有得到如下鋼板的工序，在 鋼板表面或背面的至少一側(cè)，以Imm IOmm的間隔存在寬度為10 μ m 200 μ m、深度為 10 μ m 30 μ m的槽，所述槽延伸的方向與鋼板的軋制方向所成的角度為60度 120度； 以及在所述鋼板的形成有所述槽的面上照射激光，在距所述槽的側(cè)面10 μ m 300 μ m的范 圍內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa 300MPa的拉伸應(yīng)力的工序。


圖1是表示單向性電磁鋼板的外部張力與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖2是表示鋼板中所產(chǎn)生的磁疇結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示形成有槽的單向性電磁鋼板中的磁疇結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的應(yīng)力與磁疇結(jié)構(gòu)的再配置的關(guān)系的圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式及現(xiàn)有的鋼板的外部張力與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖6是表示通過(guò)激光的照射而導(dǎo)入拉伸應(yīng)力的范圍的圖。圖7是表示槽的深度與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖8是表示拉伸應(yīng)力的最大值與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖9是表示拉伸應(yīng)力所存在的區(qū)域距槽的側(cè)面的距離與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖10是表示槽的間隔與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖11是表示槽延伸的方向和軋制方向所成的角度與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖12是表示槽延伸的方向與軋制方向的關(guān)系的圖。圖13A是表示照射激光的區(qū)域的例子的圖。圖13B是表示照射激光的區(qū)域的其它例子的圖。圖13C是表示照射激光的區(qū)域的另一個(gè)其它例子的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明人對(duì)組合了在單向性電磁鋼板表面上形成槽或?qū)霊?yīng)變和涂敷皮膜的用 于降低鐵損的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了確認(rèn)試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)了以下問(wèn)題。圖1是表示現(xiàn)有的單向性電磁鋼板的外部張力與鐵損的關(guān)系的曲線圖。圖1中的 “平板”表示除去了成品退火皮膜的單向性電磁鋼板中的關(guān)系，“槽”表示除去了成品退火皮膜且表面上形成有槽的單向性電磁鋼板中的關(guān)系，“激光應(yīng)變”表示除去了成品退火皮膜， 且通過(guò)激光的照射在表面整體上不形成槽地導(dǎo)入了應(yīng)變的單向性電磁鋼板中的關(guān)系。如圖1所示，通過(guò)形成槽或?qū)霊?yīng)變而使鐵損降低，而且，無(wú)論在何種情況下，利 用外部應(yīng)力作用于鋼板整體的外部張力越大，則鐵損越低。在現(xiàn)有的已產(chǎn)品化的單向性電 磁鋼板中，通過(guò)涂敷在其表面的皮膜而在單向性電磁鋼板上作用有應(yīng)力，其大小相當(dāng)于圖1 中的約5MPa的外部張力。但是，由于皮膜與單向性電磁鋼板的粘合性等的限度，很難穩(wěn)定地得到5MPa以上 的外部張力。而且，存在如下情況，由于制造工藝不一致等，無(wú)法得到如設(shè)計(jì)那樣的表面性 狀即足夠的外部張力，從而無(wú)法得到良好的鐵損特性。因此，對(duì)于組合了在單向性電磁鋼板 表面上形成槽或?qū)霊?yīng)變和涂敷皮膜的現(xiàn)有技術(shù)，很難穩(wěn)定地制造鐵損低的單向性電磁鋼 板。下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示鋼板中所產(chǎn)生的磁疇結(jié)構(gòu)的圖。 通常，由于單向性電磁鋼板的易磁化軸朝向軋制方向，所以磁疇21由與軋制方向平行或反 向平行的磁化22構(gòu)成。而且，在磁化22的方向相互逆向的磁疇21的邊界上存在180度疇 壁23。而且，與軋制方向正交的方向(板寬方向)的磁疇尺寸被稱為180度磁疇寬度。如 果在這種單向性電磁鋼板的表面上形成在板寬方向上延伸的槽，則180度磁疇寬度變窄， 磁疇被細(xì)化。由于磁疇的細(xì)化使疇壁的移動(dòng)距離減少，所以隨著疇壁的移動(dòng)而感應(yīng)的渦流 損耗降低。本發(fā)明人根據(jù)磁疇結(jié)構(gòu)解析對(duì)基于槽的形成的磁疇細(xì)化的機(jī)理進(jìn)行研討的結(jié)果， 如圖3所示，發(fā)現(xiàn)在槽31的側(cè)面產(chǎn)生磁極33，磁極33促進(jìn)了磁疇32的再構(gòu)成，結(jié)果180度 磁疇被細(xì)化。而且，如圖3所示，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)由于在槽31附近產(chǎn)生了磁化32的迂回，所 以減弱了磁極33的產(chǎn)生。因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如圖4所示，在槽41附近的局部上賦予了與軋制方 向平行的拉伸應(yīng)力44。結(jié)果抑制了磁化42的迂回，增加了朝向與槽41的側(cè)面垂直的方向 的磁化42的比率，增強(qiáng)了槽41側(cè)面的磁極43的產(chǎn)生。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的單向性電磁鋼板的鐵損W17/50(頻率50Hz，磁通密 度1.7T)與外部張力的關(guān)系的曲線圖。另外，本發(fā)明實(shí)施方式的單向性電磁鋼板是如下制 造的。首先，從單向性電磁鋼板的表面除去成品退火皮膜，在不存在皮膜的表面上與軋制方 向成直角地以5mm的間隔形成有寬度為100 μ m、深度為20 μ m的槽。之后，如圖6所示，在 表面的距槽61的側(cè)面100 μ m的范圍的區(qū)域62內(nèi)與槽61平行地照射YAG脈沖激光，在區(qū) 域62內(nèi)賦予了最大值為約120MPa的與軋制方向平行的拉伸應(yīng)力64。在YAG脈沖激光的照 射中，適當(dāng)調(diào)節(jié)了脈沖能量E、C方向間距Pc及L方向間距PL，以使照射能量Ua為0. 5mJ/ mm2 3. OmJ/mm2，使聚光點(diǎn)的直徑Φ為0. 2mm 0. 5mm。用“Ua = E/ (PcXPL) ”來(lái)表示照 射能量Ua。另外，能夠用由X射線衍射法等測(cè)定的晶格畸變及單向性電磁鋼板的彈性率等 計(jì)算出作用于單向性電磁鋼板表面的應(yīng)力值。為了便于對(duì)比，在圖5中除本發(fā)明實(shí)施方式以外還示出了圖1中的“激光應(yīng)變”及 “槽”中的關(guān)系。如上所述，在已產(chǎn)品化的單向性電磁鋼板中，因皮膜的涂敷而作用有相當(dāng)于 約5MPa的外部張力的應(yīng)力。因此，形成有槽進(jìn)而涂覆有皮膜的現(xiàn)有的單向性電磁鋼板的鐵 損為0. 75ff/kg左右，而通過(guò)激光的照射導(dǎo)入了應(yīng)變進(jìn)而涂覆有皮膜的現(xiàn)有的單向性電磁鋼板的鐵損為0. 7W/kg左右。與此相對(duì)，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，即使在未作用有外部張力 的狀態(tài)下，也就是說(shuō)未涂敷皮膜的狀態(tài)下，鐵損也在0. 7W/kg左右。這意味著在本發(fā)明的實(shí) 施方式中，即使在未涂敷皮膜的狀態(tài)下，也能夠使鐵損降低至不僅依靠槽或應(yīng)變還依靠皮 膜來(lái)降低鐵損的現(xiàn)有的單向性電磁鋼板的鐵損以下。因此，在本發(fā)明實(shí)施方式中涂敷皮膜 時(shí)，即使因制造工藝不一致等而無(wú)法得到相當(dāng)于5MPa左右的外部張力的應(yīng)力，也能夠切實(shí) 地使鐵損降低。如此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在表面上形成有槽，通過(guò)在槽附近的表層上照射激 光等而局部地導(dǎo)入拉伸應(yīng)力。結(jié)果使產(chǎn)生于槽側(cè)面的磁極量增加，促進(jìn)了磁疇的再構(gòu)成， 180度磁疇被細(xì)化，降低了渦流損耗。另外，表層是指例如距電磁鋼板表面的深度為20 μ m 左右的部分。下面，對(duì)用于切實(shí)地得到本發(fā)明效果的槽及拉伸應(yīng)力所涉及的條件進(jìn)行說(shuō)明。也 就是說(shuō)，對(duì)槽的深度及寬度以及賦予了拉伸應(yīng)力的區(qū)域的范圍及拉伸應(yīng)力的大小等的范圍 進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明人對(duì)在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽的深度與鐵損的關(guān) 系進(jìn)行了調(diào)查。在該調(diào)查中，在制造單向性電磁鋼板時(shí)，除去成品退火皮膜，以5mm的間隔 形成槽61之后，如圖6所示，在距槽61的側(cè)面100 μ m的范圍的區(qū)域62內(nèi)與槽61平行地 連續(xù)照射YAG脈沖激光，在區(qū)域62內(nèi)賦予了最大值為150MPa的與軋制方向平行的拉伸應(yīng) 力64。另外，槽61延伸的方向?yàn)榕c軋制方向正交的方向(板寬方向)。而且，測(cè)定了槽61 的寬度及深度不同的各種單向性電磁鋼板的鐵損。在圖7中示出了其結(jié)果。圖7是表示在 槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽的深度與鐵損的關(guān)系的曲線圖。根據(jù)圖7所示的結(jié)果，槽的寬度為10 μ m 200 μ m時(shí)，可知在槽的深度為10 μ m 30μπ 的范圍內(nèi)，鐵損尤其變低。當(dāng)槽的寬度超過(guò)200μπ 時(shí)，鐵損變高。這是因?yàn)椴鄣姆?磁性部分增加，而磁通密度降低。而且，當(dāng)槽的深度超過(guò)30 μ m時(shí)，由于同樣的理由，鐵損變 高。另外，槽的寬度從 ο μ m開(kāi)始是因?yàn)楹茈y穩(wěn)定地制造寬度不足10 μ m的槽。因此，在本發(fā)明中優(yōu)選形成于表面的槽的寬度為200 μ m以下，槽的深度為 ΙΟμ 30μ ，槽的寬度為10 μ m以上。本發(fā)明人對(duì)在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的拉伸應(yīng)力的最大值與 鐵損的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。在該調(diào)查中，在制造單向性電磁鋼板時(shí)，通過(guò)與上述調(diào)查一樣的方 法形成槽61，賦予了拉伸應(yīng)力64。但是，槽61的寬度為100 μ m，而槽61的深度為20 μ m。 而且，測(cè)定了最大值的拉伸應(yīng)力64不同的各種單向性電磁鋼板的鐵損。在圖8中示出了其 結(jié)果。圖8是表示在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的拉伸應(yīng)力的最大值與鐵損 的關(guān)系的曲線圖。另外，圖8中的〇表示進(jìn)行了槽的形成及皮膜的涂敷的現(xiàn)有的單向性電 磁鋼板的鐵損，□表示通過(guò)激光的照射未形成槽地進(jìn)行了應(yīng)變的導(dǎo)入及皮膜的涂敷的現(xiàn)有 的單向性電磁鋼板的鐵損。根據(jù)圖8所示的結(jié)果，可知在表層被賦予的拉伸應(yīng)力的最大值為20MPa至300MPa 的范圍內(nèi)，鐵損尤其變低。當(dāng)拉伸應(yīng)力的最大值超過(guò)300MPa時(shí)，鐵損變高。這是因?yàn)閱蜗?性電磁鋼板接近屈服點(diǎn)，而產(chǎn)生塑性應(yīng)變的區(qū)域增加，由于磁疇壁釘扎的影響而導(dǎo)致磁滯 損耗增加。因此，本發(fā)明中賦予的拉伸應(yīng)力的最大值為20MPa 300MPa。
另外，如上所述，作用在組合了形成槽及由皮膜賦予張力的單向性電磁鋼板上的 應(yīng)力相當(dāng)于約5MPa的外部張力，該值即使在距槽的側(cè)面IOOym的范圍內(nèi)也是一樣的。也 就是說(shuō)，與本發(fā)明中規(guī)定的拉伸張力相比極低。本發(fā)明人對(duì)在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的拉伸應(yīng)力作用的范圍 與鐵損的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。在該調(diào)查中，在制造單向性電磁鋼板時(shí)，通過(guò)與上述調(diào)查一樣的 方法形成槽61，賦予了拉伸應(yīng)力64。但是，槽61的寬度為100 μ m,槽的深度為20 μ m,而拉 伸應(yīng)力64的最大值為150MPa。而且，測(cè)定了拉伸應(yīng)力64作用的范圍不同的各種單向性電 磁鋼板的鐵損。在圖9中示出了其結(jié)果。圖9是表示在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電 磁鋼板的拉伸應(yīng)力作用的范圍與鐵損的關(guān)系的曲線圖。由圖9可知，在拉伸應(yīng)力作用的區(qū)域距槽的側(cè)面ΙΟμπι 300μπι的范圍內(nèi)，鐵損 尤其變低。當(dāng)拉伸應(yīng)力作用的范圍距槽的側(cè)面超過(guò)300μπι時(shí)，鐵損變高。這是因?yàn)槔鞈?yīng) 力作用的區(qū)域增加，疇壁釘扎增加，從而磁滯損耗增加。而且，在距槽的側(cè)面不足ΙΟμπι的 范圍內(nèi)鐵損也變高。這是因?yàn)槔鞈?yīng)力作用的范圍過(guò)窄，變得無(wú)法較強(qiáng)地產(chǎn)生磁極。因此，在本發(fā)明中拉伸應(yīng)力作用的范圍為距槽的側(cè)面IOym 300μπι。本發(fā)明人對(duì)在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽的間隔與鐵損的關(guān) 系進(jìn)行了調(diào)查。在該調(diào)查中，在制造單向性電磁鋼板時(shí)，通過(guò)與上述調(diào)查一樣的方法形成 槽，賦予了拉伸應(yīng)力64。但是，槽61的寬度為100 μ m，槽61的深度為20 μ m，而拉伸應(yīng)力 64的最大值為150MPa。而且，測(cè)定了槽61的間隔不同的各種單向性電磁鋼板的鐵損。在 圖10中示出了其結(jié)果。圖10是表示在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽的間 隔與鐵損的關(guān)系的曲線圖。根據(jù)圖10可知，在槽的間隔為Imm IOmm的范圍內(nèi)，鐵損尤其變低。當(dāng)槽的間隔 不足Imm時(shí)，鐵損變高。這是因?yàn)槔鞈?yīng)力作用于單向性電磁鋼板整體的區(qū)域的比率過(guò)大， 由于疇壁釘扎的影響而導(dǎo)致磁滯損耗增加。而且，當(dāng)槽的間隔超過(guò)10mm，鐵損也變高。這是 因?yàn)榘殡S著槽的形成的180度磁疇的細(xì)化變得不充分。因此，本發(fā)明中槽的間隔為Imm 10mm。本發(fā)明人對(duì)在槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽延伸的方向與鐵損 的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。在該調(diào)查中，在制造單向性電磁鋼板時(shí)，通過(guò)與上述調(diào)查一樣的方法形 成槽，賦予了拉伸應(yīng)力64。但是，槽的寬度為100 μ m，槽的深度為20 μ m，槽的間隔為5mm， 而拉伸應(yīng)力的最大值為150MPa。而且，測(cè)定了槽延伸的方向(槽延伸的方向與軋制方向所 成的角度)不同的各種單向性電磁鋼板的鐵損。在圖11中示出了其結(jié)果。圖11是表示在 槽附近賦予了拉伸應(yīng)力的單向性電磁鋼板的槽延伸的方向與鐵損的關(guān)系的曲線圖。由圖11可知，在槽延伸的方向與軋制方向所成的角度為60度 120度的范圍內(nèi)， 鐵損尤其變低，在80度 100度的范圍內(nèi)更加變低。槽延伸的方向與軋制方向所成的角度 θ如圖12所示。而且，上述的60度 120度的范圍相當(dāng)于從易磁化軸方向即與軋制方向 正交的方向(板厚方向)的偏離為30度以內(nèi)的范圍。而且，當(dāng)角度θ不足60度或超過(guò) 120度時(shí)，朝向軋制方向的磁化貫穿槽側(cè)面的比率變小，磁疇的細(xì)化不充分，鐵損變高。根據(jù)上述理由，在本發(fā)明中，使槽的寬度為ΙΟμπι 200μπι，使槽的深度為 10 μ m 30 μ m，使槽延伸的方向與軋制方向所成的角度為60度 120度，使槽的間隔為 Imm 10mm。而且，在距槽的側(cè)面10 μ m 300 μ m的范圍的區(qū)域內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa 300MPa的拉伸應(yīng)力。另外，并沒(méi)有特別限定形成槽的方法，例如可以舉出利用齒輪的加工、沖壓加工、 基于蝕刻的加工、基于機(jī)械加工的切削及放電加工等。而且，也沒(méi)有特別限定槽的截面，例 如可以舉出矩形、梯形、及矩形或梯形等歪斜的形狀等。無(wú)論怎樣，只要在單向性電磁鋼板 的表面上形成有凹狀的槽即可。而且，也沒(méi)有特別限定賦予拉伸應(yīng)力的方法，可以舉出利用微波等的局部加熱、離 子注入法等。無(wú)論怎樣，只要在單向性電磁鋼板表層的規(guī)定區(qū)域賦予了拉伸應(yīng)力即可。在通 過(guò)激光的照射賦予拉伸應(yīng)力時(shí)，沒(méi)有特別限定其方法，例如可以舉出脈沖照射、連續(xù)照射、 以及脈沖照射及連續(xù)照射的復(fù)合照射。而且，賦予有外部應(yīng)力的范圍既可以沿槽的側(cè)面連 續(xù)，也可以不連續(xù)。而且，在通過(guò)激光132的照射賦予拉伸應(yīng)力時(shí)，其區(qū)域既可以如圖13A 所示在槽131的一側(cè)，也可以如圖13B所示在槽131的兩側(cè)。而且，也可以如圖13C所示， 以包括槽131的方式照射激光。同樣，在利用微波或離子注入賦予拉伸應(yīng)力時(shí)，其區(qū)域既可 以在槽的一側(cè)，也可以在槽的兩側(cè)，或者以包括槽的方式實(shí)施上述處理。按照產(chǎn)品水準(zhǔn)制造單向性電磁鋼板時(shí)，優(yōu)選在以線圈狀卷繞單向性電磁鋼板的同 時(shí)進(jìn)行槽的形成及拉伸應(yīng)力的賦予。此時(shí)，在以卷繞速度流動(dòng)的單向性電磁鋼板上實(shí)施處 理。因此，為了以滿足上述條件的方式形成槽，或賦予拉伸應(yīng)力，更優(yōu)選容易進(jìn)行位置的調(diào) 整且容易控制所賦予的拉伸應(yīng)力的強(qiáng)度的方法。因此，優(yōu)選通過(guò)激光的照射來(lái)進(jìn)行拉伸應(yīng) 力的賦予。這是因?yàn)楦鶕?jù)激光的照射，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)激光輸出的功率等容易地控制拉伸應(yīng) 力的最大值。另外，激光輸出只要是能夠賦予規(guī)定拉伸應(yīng)力的程度就足夠了，優(yōu)選照射能量Ua 為6mJ/mm2以下。照射能量Ua超過(guò)6mJ/mm2時(shí)，有時(shí)會(huì)在單向性電磁鋼板的表面上產(chǎn)生新 的傷痕，從而使特性發(fā)生變化。而且，為了在距槽的側(cè)面10 μ m 300 μ m的范圍的區(qū)域內(nèi) 賦予拉伸應(yīng)力，優(yōu)選照射激光的位置在距槽的側(cè)面300 μ m以內(nèi)，更優(yōu)選在100 μ m以內(nèi)。(第1實(shí)驗(yàn))下面，對(duì)本發(fā)明人實(shí)際進(jìn)行的用于確認(rèn)本發(fā)明效果的第1實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。在第1 實(shí)驗(yàn)中，首先，制作含有約3%質(zhì)量的Si，剩余部分由Fe及雜質(zhì)構(gòu)成，厚度為0. 23mm的單向 性電磁鋼板。其后，在單向性電磁鋼板的表面上涂覆光致抗蝕劑，通過(guò)濕式蝕刻形成表1所 示形狀的槽。之后，調(diào)節(jié)照射能量Ua及照射位置并在槽附近照射YAG脈沖激光，賦予了表 2所示的拉伸應(yīng)力。如下述表2所示，照射能量為0. 2mJ/mm2 2. 5mJ/mm2,照射位置為距槽 的側(cè)面15μπι 350μπι。而且，測(cè)定了各單向性電磁鋼板的鐵損W17/50。另外，如上所述， 表2中的拉伸應(yīng)力的最大值是通過(guò)X射線衍射法測(cè)定晶格畸變，并通過(guò)使用彈性率等物理 參數(shù)的變換而得到的值。而且，鐵損值是使用單板磁性試驗(yàn)裝置測(cè)定的頻率為50Hz、磁通密 度為1. 7T時(shí)的值。由表2可知，在試驗(yàn)No. 1 4(實(shí)施例)的單向性電磁鋼板中，由于處于本發(fā)明規(guī) 定的范圍內(nèi)，所以得到了不足0. 7W/kg的低鐵損。與此相對(duì)，在超出了本發(fā)明規(guī)定的范圍的 試驗(yàn)No. 5及6 (對(duì)比例)的單向性電磁鋼板中，與實(shí)施例相比鐵損變高。表 表1
權(quán)利要求
一種單向性電磁鋼板，其特征在于，在鋼板表面或背面的至少一側(cè)，以1mm～10mm的間隔存在寬度為10μm～200μm、深度為10μm～30μm的槽，所述槽延伸的方向與鋼板的軋制方向所成的角度為60度～120度，在距所述槽的側(cè)面10μm～300μm的范圍內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa～300MPa的拉伸應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單向性電磁鋼板，其特征在于， 通過(guò)激光的照射來(lái)賦予所述拉伸應(yīng)力。
3.一種單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有得到如下鋼板的工序，在鋼板表面或背面的至少一側(cè)，以Imm IOmm的間隔存在寬度 為10 μ m 200 μ m、深度為10 μ m 30 μ m的槽，所述槽延伸的方向與鋼板的軋制方向所成 的角度為60度 120度；以及在所述鋼板的形成有所述槽的面上照射激光，在距所述槽的側(cè)面10 μ m 300 μ m的范 圍內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa 300MPa的拉伸應(yīng)力的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于， 在距所述槽的側(cè)面300 μ m為止的范圍內(nèi)照射所述激光。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于， 以在所述鋼板的表面不形成槽的程度照射所述激光。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于， 以在所述鋼板的表面不形成槽的程度照射所述激光。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于， 以6mJ/mm2以下的照射能量照射所述激光。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于， 以6mJ/mm2以下的照射能量照射所述激光。
全文摘要
單向性電磁鋼板，其特征在于，在鋼板的表面或背面的至少一側(cè)，以1mm～10mm的間隔存在寬度為10μm～200μm、深度為10μm～30μm的槽，所述槽延伸的方向與鋼板的軋制方向所成的角度為60度～120度，在距所述槽的側(cè)面10μm～300μm的范圍內(nèi)沿軋制方向作用有最大值為20MPa～300MPa的拉伸應(yīng)力。
文檔編號(hào)C21D8/12GK101946017SQ20098010553
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月19日
發(fā)明者巖田圭司, 濱村秀行 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社