專利名稱：方向性電磁鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合變壓器的鐵芯等的方向性電磁鋼板及其制造方法。本申請基于2010年9月9日在日本申請的特愿2010-202394號主張優(yōu)先權(quán)，在這里援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為用于減小方向性電磁鋼板的鐵損的技術(shù)，有向基底金屬的表面導(dǎo)入應(yīng)變而使磁疇細(xì)分的技術(shù)(專利文獻(xiàn)3)。但是，對于卷繞的鐵芯而言，由于在其制造工序中要進(jìn)行消除應(yīng)力退火，因此導(dǎo)入的應(yīng)變在退火時會被緩和而使磁疇的細(xì)分變得不充分。作為彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的方法，有在基底金屬的表面上形成槽的技術(shù)(專利文獻(xiàn)1、2、4、5 )。此外，還有在基底金屬的表面上形成槽、并且形成從該槽的底部沿板厚方向至基底金屬的背面的晶體晶界的技術(shù)(專利文獻(xiàn)6)。對于形成槽和晶界的方法而言，鐵損改善效果好。但是，對于專利文獻(xiàn)6所記載的技術(shù)而言，生產(chǎn)率顯著降低。其原因在于，為了得到期望的效果，需要使槽的寬度為
30μ m 300 μ m左右，并且為了在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成晶體晶界，需要將Sn等附著在槽上并退火、對槽施加應(yīng)變或者發(fā)射用于對槽進(jìn)行熱處理的激光或等離子體等。即，其原因在于，要準(zhǔn)確地匹配狹窄的槽來進(jìn)行Sn的附著、應(yīng)變的施加、激光的發(fā)射等處理是很困難的，為了實(shí)現(xiàn)上述處理，至少需要使鋼板通行速度極慢。專利文獻(xiàn)6中列舉了進(jìn)行電解蝕刻的方法作為形成槽的方法。但是，為 了進(jìn)行電解蝕刻，需要進(jìn)行抗蝕劑的涂布、使用了蝕刻液的腐蝕處理、抗蝕劑的除去和清洗。因此,工時數(shù)和處理時間大幅增加?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特公昭62-53579號公報專利文獻(xiàn)2:日本特公昭62-54873號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開昭56-51528號公報專利文獻(xiàn)4:日本特開平6-57335號公報專利文獻(xiàn)5:日本特開2003-129135號公報專利文獻(xiàn)6:日本特開平7-268474號公報專利文獻(xiàn)7:日本特開2000-109961號公報專利文獻(xiàn)8:日本特開平9-49024號公報專利文獻(xiàn)9:日本特開平9-268322號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供能夠工業(yè)性地批量生產(chǎn)鐵損少的方向性電磁鋼板的方向性電磁鋼板的制造方法及鐵損少的方向性電磁鋼板。用于解決問題的手段
為了解決上述問題而達(dá)成該目的，本發(fā)明采用了以下的手段。(I)S卩，本發(fā)明的一個方案的方向性電磁鋼板的制造方法具有下述的エ序:冷軋エ序，在該エ序中，在使含有Si的硅鋼板沿鋼板通行方向移動的同時對其進(jìn)行冷軋；第ー連續(xù)退火エ序，在該エ序中，使所述硅鋼板發(fā)生脫碳和一次再結(jié)晶；卷取エ序，在該エ序中，將所述硅鋼板卷取而得到鋼板卷；槽形成エ序，在該エ序中，在從所述冷軋エ序至所述卷取エ序的期間，從所述硅鋼板的板寬方向的一端緣向另一端緣對所述硅鋼板的表面以在所述鋼板通行方向上相隔預(yù)定的間隔的方式多次照射激光束，沿所述激光束的軌跡來形成槽；分批退火エ序，在該エ序中，使所述鋼板卷發(fā)生二次再結(jié)晶；第二連續(xù)退火エ序，在該エ序中，將所述鋼板卷開卷而使其平坦化；和連續(xù)涂布エ序，在該エ序中，對所述硅鋼板的表面賦予張カ和電絕緣性；在所述分批退火エ序中，沿所述槽產(chǎn)生貫通所述硅鋼板的表里的晶體晶界，將所述激光束的平均強(qiáng)度設(shè)為P (W)、將所述激光束的聚焦光斑在所述鋼板通行方向的聚焦直徑設(shè)為Dl(mm)、將所述激光束的聚焦光斑在所述板寬方向的聚焦直徑設(shè)為Dc(mm)、將所述激光束在所述板寬方向的掃描速度設(shè)為Vc (mm/秒)、將所述激光束的照射能量密度Up設(shè)為下述式1、將所述激光束的瞬時功率密度Ip設(shè)為下述式2時，滿足下述的式3和式 4。Up= (4/3i) XP/(D1 XVc)(式 I)Ip= (4/3i) X P/(D1 X Dc)(式 2)I ≤ Up ≤ 10 (J/mm2)(式 3)100 (kff/mm2)≤ Ip ≤2000 (kff/mm2)(式 4)(2)上述(I)所述的方案中，可以在所述槽形成エ序中，以IOL/分鐘以上且500L/分鐘以下的流量向所述硅鋼板的被所述激光束照射的部分噴吹氣體。(3)本發(fā)明的一個方案的方向性電磁鋼板具有:順著從板寬方向的一端緣向另一端緣掃描的激光束的軌跡形成的槽、和沿所述槽延伸設(shè)置且貫通表里的晶體晶界。(4)上述(3)所述的方案中，可以具有如下的晶粒:所述晶粒在所述方向性電磁鋼板的所述板寬方向上的粒徑為IOmm以上且板寬以下，并且所述晶粒在所述方向性電磁鋼板的長度方向上的粒徑超過Omm且為IOmm以下，所述晶粒存在于從所述槽至所述方向性電磁鋼板的背面。(5)上述(3)或(4)所述的方案中，可以在所述槽上形成玻璃皮膜，將所述玻璃皮膜的所述方向性電磁鋼板表面的除所述槽部以外的部分的Mg的特性X射線強(qiáng)度的平均值設(shè)為I時，所述槽部的Mg的特性X射線強(qiáng)度的X射線強(qiáng)度比Ir為0彡Ir彡0.9的范圍內(nèi)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的上述方案，能夠利用可進(jìn)行エ業(yè)性批量生產(chǎn)的方法來得到鐵損少的方向性電磁鋼板。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的方向性電磁鋼板的制造方法的圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的圖。圖3A是表示本發(fā)明的實(shí) 施方式中的掃描激光束的方法的另ー個例子的圖。圖3B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的掃描激光束的方法的又一個例子的圖。
圖4A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的激光束聚焦光斑的圖。圖4B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的激光束聚焦光斑的圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中形成的槽和晶粒的圖。圖6A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中形成的晶體晶界的圖。圖6B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中形成的晶體晶界的圖。圖7A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的硅鋼板的表面的照片的圖。圖7B是表示比較例的實(shí)施方式中的硅鋼板的表面的照片的圖。圖8A是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶體晶界的另一個例子的圖。圖8B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶體晶界的又一個例子的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的方向性電磁鋼板的制造方法的圖。

本實(shí)施方式中，如圖1所示，對含有例如2質(zhì)量％ 4質(zhì)量％的Si的娃鋼板I進(jìn)行冷軋。該硅鋼板I經(jīng)過例如鋼水的連續(xù)鑄造、通過連續(xù)鑄造得到的板坯的熱軋和通過熱軋得到的熱軋鋼板的退火等來制作。該退火的溫度為例如約1100°c。冷軋后的硅鋼板I的厚度為例如0.2mm 0.3mm左右，并且例如在冷軋后將硅鋼板I卷取成卷狀來形成冷軋卷。接著，將卷狀的硅鋼板I 一邊開卷一邊供給至脫碳退火爐3，在退火爐3內(nèi)進(jìn)行第一連續(xù)退火即所謂的脫碳退火。 該退火的溫度為例如700°C 900°C。該退火時，發(fā)生脫碳和一次再結(jié)晶。其結(jié)果是，以一定程度的概率形成易磁化軸與軋制方向一致的高斯取向的晶粒。然后，使用冷卻裝置4對從脫碳退火爐3排出的硅鋼板I進(jìn)行冷卻。接著，進(jìn)行將以MgO為主要成分的退火分離劑涂布在硅鋼板I的表面上的涂布5。然后，將涂布有退火分離劑的硅鋼板I卷取成卷狀來形成鋼板卷31。本實(shí)施方式中，在從將卷狀的硅鋼板I開卷到供給至脫碳退火爐3的期間，使用激光束照射裝置2在硅鋼板I的表面上形成槽。此時，從硅鋼板I的板寬方向的一端緣向另一端緣，以預(yù)定的聚焦功率密度Ip和預(yù)定的聚焦能量密度Up在鋼板通行方向上以預(yù)定的間隔多次照射激光束。如圖2所示，也可以將激光束照射裝置2配置在鋼板通行方向上比冷卻裝置4更下游的一側(cè)，并在從利用冷卻裝置4進(jìn)行的冷卻至退火分離劑的涂布5之間對硅鋼板I的表面照射激光束。還可以將激光束照射裝置2配置在鋼板通行方向上比退火爐3更上游的一側(cè)、鋼板通行方向上比冷卻裝置4更下游的一側(cè)這兩處，并在兩處照射激光束?？梢栽谕嘶馉t3與冷卻裝置4之間照射激光束，也可以在退火爐3內(nèi)或冷卻裝置4內(nèi)照射激光束。利用激光束進(jìn)行的槽的形成中，與機(jī)械加工中的槽形成不同，會產(chǎn)生后述的熔融層。該熔融層在脫碳退火等中不消失，因此在二次再結(jié)晶前的任何工序中照射激光均能夠得到該效果。對于激光束的照射而言，例如如圖3A所示，通過掃描裝置10將從作為光源的激光裝置射出的激光束9沿與硅鋼板I的軋制方向即L方向幾乎垂直的板寬方向即C方向以預(yù)定的間隔PL進(jìn)行掃描來進(jìn)行。此時，向硅鋼板I的被激光束9照射的部位噴吹空氣或不活潑性氣體等輔助氣體25。其結(jié)果是，在硅鋼板I的表面的被激光束9照射的部分形成槽23。軋制方向與鋼板通行方向一致。
激光束對硅鋼板I的整個寬度的掃描可以使用I臺掃描裝置10來進(jìn)行，也可以如圖3B所示，使用多臺掃描裝置20來進(jìn)行。在使用多臺掃描裝置20的情況下，作為射入各掃描裝置20的激光束19的光源的激光裝置可以僅設(shè)置I臺，也可以每個掃描裝置20設(shè)置I臺。光源為I臺吋，將從該光源射出的激光束進(jìn)行分割來形成激光束19即可。通過使用多臺掃描裝置20，能夠在板寬方向上將照射區(qū)域分割成多個，因而能夠縮短每I束激光束所需的掃描和照射的時間。因此，特別適合高速的鋼板通行設(shè)備。激光束9或19通過掃描裝置10或20內(nèi)的棱鏡聚焦。如圖4A和圖4B所示，硅鋼板I的表面上的激光束9或19的激光束聚焦光斑24的形狀為例如板寬方向即C方向的直徑為Dc、軋制方向即L方向的直徑為Dl的圓形或橢圓形。激光束9或19的掃描使用例如掃描裝置10或20內(nèi)的多棱鏡等以速度Vc來進(jìn)行。例如，可以將板寬方向的直徑即C方向直徑Dc設(shè)定為0.4mm,將軋制方向的直徑即L方向直徑Dl設(shè)定為0.05mm。作為光源的激光裝置可以使用例如CO2激光器。也可以使用YAG激光器、半導(dǎo)體激光器、光纖激光器等通常エ業(yè)上所用的高功率激光器。所使用的激光器只要能夠穩(wěn)定地形成槽23和晶粒26，則可以是脈沖激光器和連續(xù)波激光器中的任何ー種。進(jìn)行激光束的照射時的硅鋼板I的溫度沒有特別限制。例如，可以對約為室溫的娃鋼板I進(jìn)行激光束的照射。掃描激光束的方向不需要與板寬方向即C方向一致。但是，從作業(yè)效率等觀點(diǎn)和沿軋制方向?qū)⒋女牸?xì)分為長的條狀的方面考慮，優(yōu)選掃描方向與板寬方向即C方向所成的角為45°以內(nèi)。更優(yōu)選為20°以內(nèi)，進(jìn)ー步優(yōu)選為10°以內(nèi)。對適合槽23的形成的激光束的瞬時功率密度Ip和照射能量密度Up進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，基于以下所示的理由，優(yōu)選由式2定義的激光束的峰值功率密度即瞬時功率密度Ip滿足式4，并且優(yōu)選由式I定義的激光束的照射能量密度Up滿足式3。Up= (4/3i) XP/(D1 XVc)(式 I)Ip= (4/3i) X P/(D1 X Dc)(式 2)I ^ Up ^ 10 (J/mm2)(式 3)1 PO kff/mm2 ^ Ip ^ 2000kff/mm2 (式 4)在此，P表示激光束的平均強(qiáng)度即功率(W)，Dl表示激光束的聚焦光斑在軋制方向的直徑(_)，Dc表不激光束的聚焦光斑在板寬方向的直徑(mm), Vc表不激光束在板寬方向的掃描速度(mm/秒)。對硅鋼板I照射激光束9時，被照射的部分熔融，其一部分發(fā)生飛散或蒸發(fā)。其結(jié)果是，形成了槽23。熔融的部分中未發(fā)生飛散或蒸發(fā)的部分原樣殘留，在激光束9的照射結(jié)束后發(fā)生凝固。該凝固時，如圖5所示，形成從槽的底部向硅鋼板的內(nèi)部長長地延伸的柱狀晶體和/或粒徑比非激光照射部的粒徑大的晶粒、即形狀與通過一次再結(jié)晶得到的晶粒27不同的晶粒26。該晶粒26成為_■次再結(jié)晶時的晶體晶界生長的起點(diǎn)。上述的瞬時功率密度Ip小于100kW/mm2時，難以充分使硅鋼板I發(fā)生熔融以及飛散或蒸發(fā)。即，難以形成槽23。另ー方面，瞬時功率密度Ip超過2000kW/mm2吋，絕大部分熔融的鋼發(fā)生飛散或蒸發(fā)而難以形成晶粒26。照射能量密度Up超過10J/mm2時，硅鋼板I的熔融的部分增多，硅鋼板I容易變形。另ー方面，照射能量密度小于lj/mm2吋，觀察不到磁特性的改善?；谶@些理由，優(yōu)選滿足上述的式3和式4。照射激光束吋，為了將自硅鋼板I飛散或蒸發(fā)的成分從激光束9的照射路徑中除去而噴吹輔助氣體25。通過該噴吹，激光束9穩(wěn)定地到達(dá)硅鋼板1，因此穩(wěn)定地形成槽23。另外，通過噴吹輔助氣體25，能夠抑制該成分再附著在硅鋼板I上。為了充分得到這些效果，優(yōu)選將輔助氣體25的流量設(shè)定為IOL (升)/分鐘以上。另一方面，流量超過500L/分鐘時，效果達(dá)到飽和，成本也升高。因此，上限優(yōu)選設(shè)定為500L/分鐘。上述的優(yōu)選的條件在脫碳退火與最終退火之間進(jìn)行激光束的照射的情況下及在脫碳退火之前和之后照射激光束的情況下也同樣。返回到使用了圖1的說明。在退火分離劑的涂布5和卷取后，如圖1所示，將鋼板卷31搬送至退火爐6內(nèi)，使鋼板卷31的中心軸呈大致垂直方向來進(jìn)行載置。然后，通過分批處理進(jìn)行鋼板卷31的分批退火即所謂的最終退火。該分批退火的最高達(dá)到溫度設(shè)定為例如約1200°C，保持時間設(shè)定為例如約20小時。該分批退火時，發(fā)生二次再結(jié)晶，并且在硅鋼板I的表面上形成玻璃皮膜。然后，將鋼板卷31從退火爐6中取出。對于通過上述方案得到的玻璃皮膜而言，在將方向性電磁鋼板表面的除槽部以外的部分的Mg的特性X射線強(qiáng)度的平均值設(shè)為I時，優(yōu)選槽部的Mg的特性X射線強(qiáng)度的X射線強(qiáng)度比Ir為O < Ir < 0.9的范圍內(nèi)。在該范圍時，得到良好的鐵損特性。上述X射線強(qiáng)度比通過使用EPMA (Electron Probe MicroAnalyser,電子探針顯微分析儀)等進(jìn)行測定而得到。接著，將鋼板卷31—邊開卷一邊供給至退火爐7，在退火爐7內(nèi)進(jìn)行第二連續(xù)退火即所謂的平整退火。該第二連續(xù)退火時，將最終退火時產(chǎn)生的卷曲和應(yīng)變變形消除而使硅鋼板I變得平坦。作為退火條件，例如可以設(shè)定為在700°C以上且900°C以下的溫度下保持10秒以上且120秒以下。接著，進(jìn)行硅鋼板I的表面上的涂布8。在涂布8中，涂布能夠?qū)崿F(xiàn)確保電絕緣性和減小鐵損的張力的作用的材料。經(jīng)過這一系列的處理來制造方向性電磁鋼板32。通過涂布8形成皮膜后，例如為了方便保管和搬送等，將方向性電磁鋼板32卷取成卷狀。利用上述的方法制造方向性電磁鋼板32時，在二次再結(jié)晶時，如圖6A和圖6B所示，產(chǎn)生沿槽23貫通硅鋼板I的表里的晶體晶界41。其原因在于，晶粒26由于不易被高斯取向的晶粒侵蝕而殘留到二次再結(jié)晶的末期，并且，雖然最終被高斯取向的晶粒所吸收，但此時自槽23的兩側(cè)較大地生長出的晶粒不能相互侵蝕。在按照上述實(shí)施方式制造的方向性電磁鋼板中，觀察到圖7A所示的晶體晶界。這些晶體晶界包括沿槽形成的晶體晶界41。另外，在除了省略激光束的照射以外按照上述的實(shí)施方式制造的方向性電磁鋼板中，觀察到圖7B所示的晶體晶界。圖7A和圖7B是從方向性電磁鋼板的表面除去玻璃皮膜等而使基底金屬露出后對其表面進(jìn)行酸洗而拍攝的照片。這些照片中，出現(xiàn)了通過二次再結(jié)晶得到的晶粒和晶體晶界。在通過上述的方法制造的方向性電磁鋼板中，利用形成在基底金屬的表面上的槽23，可以得到磁疇細(xì)分的效果。另外，利用沿槽23貫通硅鋼板I的表里的晶體晶界41也可以得到磁疇細(xì)分的效果。通過它們的協(xié)同效果，能夠進(jìn)一步降低鐵損。槽23通過照射預(yù)定的激光 束而形成，因此晶體晶界41的形成極為容易。即，在形成槽23后，不需要進(jìn)行用于形成晶體晶界41的以槽23的位置為基準(zhǔn)的對位等。因此，不需要顯著降低鋼板通行速度等，能夠工業(yè)性地批量生產(chǎn)方向性電磁鋼板。
激光束的照射能夠以高速進(jìn)行，聚焦到微小空間而得到高能量密度。因此，與不進(jìn)行激光束的照射時相比，處理所需的時間的增加少。即，無論有無激光束的照射，幾乎不需要改變一邊使冷軋卷開卷一邊進(jìn)行脫碳退火等的處理時的鋼板通行速度。而且，進(jìn)行激光束的照射的溫度沒有限制，所以不需要激光照射裝置的隔熱機(jī)構(gòu)等。因此，與需要在高溫爐內(nèi)進(jìn)行處理的情況相比，能夠簡化裝置的構(gòu)成。槽23的深度沒有特別限定，優(yōu)選為1 μ m以上且30 μ m以下。槽23的深度小于
1μ m時，有時磁疇的細(xì)分變得不充分。槽23的深度超過30 μ m時，作為磁性材料的硅鋼板即基底金屬的量降低而使磁通密度降低。更優(yōu)選為10 μ m以上且20 μ m以下。槽23可以僅形成在硅鋼板的單面上，也可以形成在兩面上。槽23的間隔PL沒有特別限定，優(yōu)選為2mm以上且10mm以下。間隔PL小于2mm時，槽對磁通形成的阻礙變得顯著，難以形成作為變壓器所需的充分的高磁通密度。另一方面，間隔PL超過10mm時,槽和晶界帶來的磁特性改善效果大大減少。上述實(shí)施方式中，沿I個槽23形成了 1個晶體晶界41。但是，例如在槽23的寬度較寬、在軋制方向的廣范圍形成有晶粒26的情況下，有時在二次再結(jié)晶時一部分晶粒26會比其他晶粒26更快地生長。該情況下，如圖8A和圖SB所示，在槽23的板厚方向下方，以一定程度的寬度形成沿槽23的多個晶粒53。晶粒53在軋制方向的粒徑Wcl只要超過Omm即可，例如為Imm以上,但容易為10mm以下。粒徑Wcl容易為IOmm以下的原因在于，二次再結(jié)晶時最優(yōu)先生長的晶粒為聞斯取向的晶粒54,因晶粒54而妨礙晶粒53的生長。晶粒53與晶粒54之間存在與槽23大致平行的晶體晶界51。相鄰的晶粒53之間存在晶體晶界52。晶粒53在板寬方向的粒徑Wcc容易為例如IOmm以上。晶粒53可以跨整個板寬在寬度方向上以一個晶粒的形式存在，該情況下，可以不存在晶體晶界52。關(guān)于粒徑，可以通過例如以下的方法來測定。除去玻璃皮膜并進(jìn)行酸洗而使基底金屬露出，然后在軋制方向上沿300mm板寬方向觀察100mm的視場,通過目測或圖像處理來測定晶粒的軋制方向和板厚方向的尺寸，得到其平均值。沿槽23延伸的晶粒53未必一定是高斯取向的晶粒。但是，由于其大小有限，因此對磁特性的影響極小。專利文獻(xiàn)1 9中沒有記載如上述實(shí)施方式那樣通過照射激光束來形成槽、進(jìn)而在二次再結(jié)晶時產(chǎn)生沿該槽延伸的晶體晶界的技術(shù)。即，即使記載了照射激光束，但由于其照射的時機(jī)等不適當(dāng)，因此不能得到上述的實(shí)施方式中得到的效果。實(shí)施例(第一實(shí)驗(yàn))在第一實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行方向性電磁鋼用的鋼材的熱軋、退火和冷軋，使硅鋼板的厚度為0.23mm，將其卷取而形成冷軋卷。制作5個冷軋卷。接著，對相當(dāng)于實(shí)施例N0.1、N0.2、N0.3的3個冷軋卷利用激光束的照射進(jìn)行槽的形成，然后進(jìn)行脫碳退火而使其發(fā)生一次再結(jié)晶。激光束的照射使用光纖激光器來進(jìn)行。功率P均為2000W，聚焦形狀對于實(shí)施例N0.1、N0.2而言為L方向直徑Dl為0.05mm、C方向直徑Dc為0.4mm。對于實(shí)施例N0.3而言為L方向直徑Dl為0.04mm、C方向直徑Dc為0.04mm。掃描速度Vc對于實(shí)施例N0.1和N0.3而言設(shè)定為IOm/秒,對于實(shí)施例N0.2而言設(shè)定為50m/秒。因此，瞬時功率密度Ip對于實(shí)施例N0.UN0.2而言為127kW/mm2，對于實(shí)施例N0.3而言為1600kW/mm2。照射能量密度Up對于實(shí)施例N0.1而言為5.lj/mm2，對于實(shí)施例N0.2而言為1.0J/mm2，對于實(shí)施例N0.3而言為6.4J/mm2。照射間距PL設(shè)定為4mm，以15L/分鐘的流量噴吹空氣作為輔助氣體。其結(jié)果是，形成的槽的寬度對于實(shí)施例N0.1、N0.3而言為約0.06mm即60 ym，對于實(shí)施例N0.2而言為0.05mm即50 u m。槽的深度對于實(shí)施例N0.1而言為約0.02mm即20 u m,對于實(shí)施例N0.2而言為3iim,對于實(shí)施例N0.3而言為30 y m。寬度的偏差為±5iim以內(nèi)，深度的偏差為±2iim以內(nèi)。對于相當(dāng)于比較例N0.1的另ー個冷軋卷，利用蝕刻進(jìn)行槽的形成，然后進(jìn)行脫碳退火而使其發(fā)生一次再結(jié)晶。該槽的形狀設(shè)定為與上述通過激光束的照射而形成的實(shí)施例N0.1的槽的形狀相同的形狀。對于相當(dāng)于比較例N0.2的剰余的I個冷軋卷，不進(jìn)行槽的形成，然后進(jìn)行脫碳退火而使其發(fā)生一次再結(jié)晶。實(shí)施例N0.1、實(shí)施例N0.2、實(shí)施例N0.3、比較例N0.1、比較例N0.2中，均在脫碳退火后對這些硅鋼板進(jìn)行退火分離劑的涂布、最終退火、平整退火和涂布。通過這樣，制造出5種方向性電磁鋼板。對這些方向性電磁鋼板的組織進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)實(shí)施例N0.1、實(shí)施例N0.2、實(shí)施例N0.3、比較例N0.1、比較例N0.2中均存在通過二次再結(jié)晶而形成的二次再結(jié)晶晶粒。實(shí)施例N0.1、實(shí)施例N0.2、實(shí)施例N0.3中，存在與圖6A或圖6B所示的晶體晶界41相同的沿著槽的晶體晶界，而比較例N0.1和比較例N0.2中，不存在這樣的晶體晶界。從上述的各方向性電磁鋼板各取樣30片軋制方向的長度為300mm、板寬方向的長度為60mm的單板,利用單板磁 測定法(SST:Single Sheet Test)測定磁特性的平均值。測定方法按照IEC60404-3:1982來實(shí)施。作為磁特性，測定磁通密度B8 (T)和鐵損W17/Kl (W/kg)。磁通密度B8是在800A/m的磁化力下方向性電磁鋼板中產(chǎn)生的磁通密度。磁通密度B8的值越大的方向性電磁鋼板在恒定的磁化力下產(chǎn)生的磁通密度越大，因此適合小型且效率優(yōu)異的變壓器。鐵損W17/5(l是在最大磁通密度為1.頻率為50Hz的條件下對方向性電磁鋼板進(jìn)行交流勵磁時的鐵損。鐵損W17/5(l的值越小的方向性電磁鋼板的能量損失越少，適合于變壓器。磁通密度B8 (T)和鐵損W17/5(l (W/kg)的各平均值示于下述表I中。另外，對上述的單板試樣，使用EMPA來進(jìn)行X射線強(qiáng)度比Ir的測定。將各平均值ー并示于下表I中。表權(quán)利要求
1.一種方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有下述的エ序: 冷軋エ序，在該エ序中，在使含有Si的硅鋼板沿鋼板通行方向移動的同時對其進(jìn)行冷軋； 第一連續(xù)退火エ序，在該エ序中，使所述硅鋼板發(fā)生脫碳和一次再結(jié)晶； 卷取エ序，在該エ序中，將所述硅鋼板卷取而得到鋼板卷； 槽形成エ序，在該エ序中，在從所述冷軋エ序至所述卷取エ序的期間，從所述硅鋼板的板寬方向的一端緣向另一端緣對所述硅鋼板的表面以在所述鋼板通行方向上相隔預(yù)定的間隔的方式多次照射激光束，沿所述激光束的軌跡來形成槽； 分批退火エ序，在該エ序中，使所述鋼板卷發(fā)生二次再結(jié)晶； 第二連續(xù)退火エ序，在該エ序中，將所述鋼板卷開卷而使其平坦化；和 連續(xù)涂布エ序，在該エ序中，對所述硅鋼板的表面賦予張力和電絕緣性； 在所述分批退火エ序中，沿所述槽產(chǎn)生貫通所述硅鋼板的表里的晶體晶界， 將所述激光束的平均強(qiáng)度設(shè)為P、將所述激光束的聚焦光斑在所述鋼板通行方向的聚焦直徑設(shè)為D1、將所述激光束的聚焦光斑在所述板寬方向的聚焦直徑設(shè)為Dc、將所述激光束在所述板寬方向的掃描速度設(shè)為Vc、將所述激光束的照射能量密度Up設(shè)為下述式1、將所述激光束的瞬時功率密度Ip設(shè)為下述式2時，滿足下述的式3和式4， Up= (4/3i) XP/(D1 XVc)(式 I) Ip= (4/3i) XP/(D1 XDc)(式 2) I ≤ Up ≤10 (J/mm2)(式 3)100 (kff/mm2) ≤ Ip ≤ 2000 (kff/mm2)(式 4) 其中，P的單位為W, Dl、Dc的單位為mm, Vc的單位為mm/秒。
2.按權(quán)利要求1所述的方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，在所述槽形成エ序中，以IOL/分鐘以上且500L/分鐘以下的流量向所述硅鋼板的被所述激光束照射的部分噴吹氣體。
3.一種方向性電磁鋼板，其特征在于，具有:順著從板寬方向的一端緣向另一端緣掃描的激光束的軌跡形成的槽、和沿所述槽延伸設(shè)置且貫通表里的晶體晶界。
4.按權(quán)利要求3所述的方向性電磁鋼板，其特征在于，具有如下的晶粒:所述晶粒在所述方向性電磁鋼板的所述板寬方向上的粒徑為IOmm以上且板寬以下，并且所述晶粒在所述方向性電磁鋼板的長度方向上的粒徑超過Omm且為IOmm以下，所述晶粒存在于從所述槽至所述方向性電磁鋼板的背面。
5.按權(quán)利要求3或4所述的方向性電磁鋼板，其特征在于，在所述槽上形成玻璃皮膜，將所述玻璃皮膜的所述方向性電磁鋼板表面的除所述槽部以外的部分的Mg的特性X射線強(qiáng)度的平均值設(shè)為I時，所述槽部的Mg的特性X射線強(qiáng)度的X射線強(qiáng)度比Ir為0 ≤Ir <0.9的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的方向性電磁鋼板的制造方法在冷軋工序與卷取工序之間具有槽形成工序，在該工序中，從所述硅鋼板的板寬方向的一端緣向另一端緣對硅鋼板的表面以在鋼板通行方向上相隔預(yù)定的間隔的方式多次照射激光束，沿所述激光束的軌跡來形成槽，將所述激光束的平均強(qiáng)度設(shè)為P(W)、將所述激光束的聚焦光斑在所述鋼板通行方向的聚焦直徑設(shè)為Dl(mm)、將所述激光束的聚焦光斑在所述板寬方向的聚焦直徑設(shè)為Dc(mm)、將所述激光束在所述板寬方向的掃描速度設(shè)為Vc(mm/秒)、將所述激光束的照射能量密度Up設(shè)為下述式1、將所述激光束的瞬時功率密度Ip設(shè)為下述式2時，滿足下述的式3和式4。Up=(4/π)×P/(Dl×Vc)(式1)Ip=(4/π)×P/(Dl×Dc)(式2)1≤Up≤10(J/mm2)(式3)100(kW/mm2)≤Ip≤2000(kW/mm2)(式4)
文檔編號H01F1/16GK103097557SQ201180042870
公開日2013年5月8日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者坂井辰彥, 濱村秀行 申請人:新日鐵住金株式會社