取向性电磁钢板制造技术

本发明专利技术提供能够降低通过磁畴细化处理降低了铁损的取向性电磁钢板在层叠成变压器的铁芯等使用时该铁芯产生的噪音的方法。所述取向性电磁钢板是在钢板的轧制方向周期性地具有向着与该钢板的轧制直角方向所成的角度为30°以内的朝向延伸的线状的应变、铁损W17/50为0.720W/kg以下且磁通密度B8为1.930T以上的取向性电磁钢板，在所述应变部分产生的闭合磁畴所占的体积为钢板中的全部磁畴体积的1.00％以上且3.00％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取向性电磁钢板
本专利技术涉及适合于变压器等的铁芯材料的取向性电磁钢板。
技术介绍
取向性电磁钢板主要用作变压器的铁芯，要求其磁化特性优良，特别是要求铁损低。因此，使钢板中的二次再结晶晶粒高度集中于(110) [001]取向(高斯取向)和降低制品中的杂质很重要。进而，对于控制结晶取向和降低杂质而言存在极限，因此开发了磁畴细化技术，所述磁畴细化技术是通过物理性方法对钢板的表面导入不均匀性而使磁畴的宽度细化从而降低铁损的技术。例如，专利文献I中提出了如下技术:通过对最终制品板照射激光，在钢板表层导入高位错密度区域，从而使磁畴宽度变窄来降低铁损。另外，专利文献2中提出了通过照射电子束来控制磁畴宽度的技术。 现有技术文献专利文献专利文献1:日本特公昭57-2252号公报专利文献2:日本特公平06-072266号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，近年来，还强烈要求层叠为变压器的铁芯时产生的噪音小。特别是希望抑制将上述通过磁畴细化实现了低铁损的取向性电磁钢板供于变压器的铁芯时变压器的噪音。因此，本专利技术的目的在于提供能够降低通过磁畴细化处理降低了铁损的取向性电磁钢板在层叠成变压器的铁芯等使用时该铁芯产生的噪音的方法。用于解决问题的方法变压器的噪音的主要原因是电磁钢板在磁化时产生的磁致伸缩行为。例如，对于含有3质量％左右的Si的电磁钢板而言，通常钢板在磁化的方向上伸长。但是，若通过连续激光或者电子束等赋予与钢板的轧制方向正交的方向或者自正交方向偏离一定角度的线状的应变，则在该应变部分产生闭合磁畴。在该钢板中完全不存在闭合磁畴且钢板的磁畴结构仅由朝向轧制方向的180 °磁畴构成的理想情况下，将钢板磁化时磁畴结构的变化仅由已经因磁致伸缩而在轧制方向上伸长的180°磁畴的磁畴壁位移来完成，因此不会产生因磁致伸缩的变化所引起的钢板的伸缩。然而，若钢板中存在闭合磁畴,则将钢板磁化时磁畴结构的变化在180°磁畴的磁畴壁位移的基础上还要加上闭合磁畴的生成和消失。在此，闭合磁畴在板宽方向上伸长，因此，由于闭合磁畴的生成和消失，钢板表现出向轧制方向以及板宽方向/板厚方向的磁致伸缩的变化所引起的伸缩。因此认为，若钢板中的闭合磁畴的量不同，则因磁化而产生的磁致伸缩和层叠为变压器铁芯时的噪音也发生变化。因此，专利技术人着眼于钢板中所含有的闭合磁畴的体积分率，调查了其对铁损和变压器的噪音所带来的影响。首先，对钢板的磁通密度B8与噪音的关系进行了研究。即，若在180°磁畴内磁化从轧制方向偏移，则将电磁钢板磁化时在饱和磁化附近产生磁化的旋转。这样的旋转增大轧制方向和板宽方向的伸缩，导致磁致伸缩的增大，因此从变压器铁芯的噪音的观点出发是不利的。由此，晶粒的[001]取向集聚于轧制方向的高取向性的钢板是有利的，专利技术人发现了:当B8 ^ 1.930T时，能够抑制磁化的旋转所导致的变压器铁芯的噪音增大。接着，对闭合磁畴的体积分率进行说明。钢板在轧制方向产生的磁致伸缩的主要原因如上所述是闭合磁畴的产生。若该闭合磁畴存在，则闭合磁畴中的磁化具有与180°磁畴的磁化正交的朝向，因此导致钢板收缩。闭合磁畴按照体积分率计以ξ存在时，相对于无闭合磁畴状态的轧制方向的磁致伸缩变化与λ.ξ成比例。在此，λ.为[100]方向的磁致伸缩常数23X10'另外，理想的电磁钢板是全部晶粒的[001]取 向与轧制方向平行且180°磁畴的磁化也与轧制方向平行，但现实中晶粒的取向具有从轧制方向偏离的角度。因此，由于向轧制方向的磁化，发生180°磁畴的磁化旋转,产生轧制方向的磁致伸缩。此时，相对于180°磁畴的磁化与轧制方向平行的情况，磁化旋转所导致的轧制方向的磁致伸缩变化与λ 100(1-cos2 Θ )成比例。若对钢板进行励磁后测定轧制方向的磁致伸缩，能观测到上述两个主要原因混合存在。在此，当B8 > 1.930Τ时，晶粒的[001]取向的偏移相对轧制方向为4°以下，但磁化旋转对磁致伸缩的贡献为(6Χ10—4) λ.以下，与含有3%Si的电磁钢板的磁致伸缩相比非常小。因此，对于噪音特性优良的B8 ^ 1.930T的钢板而言，作为磁致伸缩的主要原因的磁化的旋转可以忽略，可以认为仅由闭合磁畴的体积分率的变化决定。因此，通过测定轧制方向的磁致伸缩，能够对闭合磁畴的体积分率进行评价。另外，为了求出闭合磁畴的体积分率，需要将钢板中完全没有闭合磁畴的状态和产生最大量的闭合磁畴的状态进行比较。然而，在以往的磁致伸缩评价中，在使钢板不为磁饱和的情况下进行测定，在这样的状态下钢板中残留有闭合磁畴，无法正确评价闭合磁畴的体积分率。因此，专利技术人从测定饱和磁通密度下的磁致伸缩出发，对闭合磁畴的体积分率进行了评价。在饱和磁通密度下钢板的磁畴全部为180°磁畴，若利用交流磁场使磁通密度接近O (零)，则产生闭合磁畴从而产生磁致伸缩。使用此时的磁致伸缩的最大值与最小值之差λρ_ρ，按照以下的公式(A)求出闭合磁畴的体积分率ξ。4-^T.......^...................…(A)3,卞.、，接着，计算钢板的闭合磁畴的体积分率，利用单板磁性试验器(SST)实施W17/5(l的测定和变压器铁芯的噪音测定。将这些测定结果整理后示于图1中。闭合磁畴的体积分率使用上述方法计算，轧制方向的磁致伸缩测定在频率为50HZ且饱和磁通密度下使用激光多普勒振动计进行。W17/5(l是频率为50Hz、最大磁通密度为1.7T下的铁损。另外，变压器铁芯的励磁条件是频率为50Hz、最大磁通密度为1.7T。试样是板厚为0.23mm的取向性电磁钢板，且满足B8 ^ 1.930T。导入应变的方法是在激光束的输出功率为100W、扫描速度为IOm/S、改变钢板表面的射束直径的各种条件下对钢板表面照射连续激光束。需要说明的是，作为改变射束直径的方法，通过改变入射至聚光透镜的激光束的直径来对应进行，所述聚光透镜用于使激光会聚在钢板表面上欲照射激光束的点及其周边区域。由此，专利技术人发现:若扩大射束直径，则在试样中导入的闭合磁畴的体积分率降低，随之，铁芯的噪首也减小。另一方面判明了，W17/5(l在射束直径接近激光照射装置能够提供的射束直径的最小值时最小，若扩大射束直径，W17/5(l有变差的倾向。特别是，若通过扩大射束直径使得闭合磁畴的体积分率小于1.00%，则W17/5(l比0.720ff/kg差，无法得到良好的磁特性。认为扩大射束直径所导致的闭合磁畴的体积分率下降的原因在于:其意味着导入至钢板中的应变减少，因此，这样的磁特性的变差减弱了磁畴细化效果。根据以上的结果，专利技术人提供B8优良、并且通过使导入的应变的量以在应变部分产生的闭合磁畴的体积分率计为1.00%以上且3.00%以下的范围而作为变压器铁芯等的噪音特性适宜并且磁特性优良的取向性电磁钢板。即，本专利技术的主要构成如下。(I) 一种噪音特性优良的取向性电磁钢板，其是在钢板的轧制方向周期性地具有向着与该钢板的轧制直角方向所成的角度为30°以内的朝向延伸的线状的应变、铁损W17/Kl为0.720ff/kg以下且磁通密度B8为1.930T以上的取向性电磁钢板，其特征在于，在上述应变部分产生的闭合磁畴所占的体积为钢板中的全部磁畴体积的1.00%以上且3.00%以下。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种噪音特性优良的取向性电磁钢板，其是在钢板的轧制方向周期性地具有向着与该钢板的轧制直角方向所成的角度为30°以内的朝向延伸的线状的应变、铁损W17/50为0.720W/kg以下且磁通密度B8为1.930T以上的取向性电磁钢板，其特征在于，在所述应变部分产生的闭合磁畴所占的体积为钢板中的全部磁畴体积的1.00％以上且3.00％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 JP 2011-2868971.一种噪音特性优良的取向性电磁钢板，其是在钢板的轧制方向周期性地具有向着与该钢板的轧制直角方向所成的角度为30°以内的朝向延伸的线状的应变、铁损W17/5(l为0.720ff/kg以下且磁通密度B8为1.9...

【专利技术属性】
技术研发人员：末广龙一，山口广，冈部诚司，井上博贵，高城重宏，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP