方向性电磁钢板制造技术

根据本发明专利技术，对于在钢板的表面和背面具有以规定的镁橄榄石为主成分的被膜、且在上述钢板的表面具有多个槽的方向性电磁钢板，上述槽的平均深度为上述钢板的厚度的6％以上，并且槽相互间的距离为1～15mm，以频率50Hz和最大磁通密度1.5T交流磁化时的相对磁导率μr

Directional electromagnetic steel plate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方向性电磁钢板
本专利技术涉及主要用作变压器的铁心的方向性电磁钢板、特别是即使实施消除应力退火也不会损害铁损的减少效果的、实施了耐热型的磁畴细化的方向性电磁钢板。
技术介绍
作为缩小方向性电磁钢板的磁畴宽度而改善铁损的方法，主要可举出以下所述的两种磁畴细化方法。即，虽然将热应变区域设置成线状而改善了铁损，但利用其后的退火等加热损失了铁损改善余量(无耐热性)的非耐热型的磁畴细化方法，和在钢板表面设置规定深度的线状的槽的耐热型的磁畴细化方法。特别是后者具有如下优点：即使进行热处理，磁畴细化效果也不会消失，也能够适用于卷绕铁心等。然而，利用现有的耐热型的磁畴细化方法得到的方向性电磁钢板存在如下问题：与利用激光、等离子体火焰照射的非耐热型的磁畴细化方法得到的方向性电磁钢板相比，铁损减少效果不充分。为了改善由所述耐热型的磁畴细化导致的电磁钢板的铁损特性，以往有许多提案。例如，专利文献1中公开了在最终退火后的钢板形成适当形状的槽后，在还原性气氛中进行退火的方法。然而，为了得到适当的槽形状，用刀具进行的挤压处理很有效，但因刀具的损耗带来的成本增加成为问题，并且由于增加还原性气氛下的退火，因此存在成本进一步增加的问题。另外，专利文献2中还提出了一种欲通过适当地控制槽的形状来改善因耐热型的磁畴细化导致的方向性电磁钢板的铁损的技术。然而，为了精度良好地控制槽形状，需要依赖于激光的照射，设备成本的增加是不可避免的，并且利用激光照射来形成槽在生产率方面存在问题。如上所述，耐热型的磁畴细化的技术通常是着眼于用于磁畴细化的槽本身而得到的改善对策。另一方面，专利文献3中公开了在钢板表面形成槽，并且将表面镜面化的技术。该技术中，对于使线状的槽与表面的镜面化组合并没有特别的协同效果，只不过是将多个铁损改善手段并列使用而已。另外，基体铁界面的镜面化处理带来成本的大幅增加成为问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-158166号公报专利文献2：日本特表2013-510239号公报专利文献3：日本特开平5-202450号公报。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述的问题，目的在于提出一种在钢板的表面具有镁橄榄石被膜、实施了一般的耐热型的磁畴细化的方向性电磁钢板中，用于实现进一步低铁损化的方法。在钢板表面形成槽的实施了耐热型的磁畴细化的方向性电磁钢板(以下表示为耐热型磁畴细化钢板)中，槽的部分(槽正下方的钢板部分)的截面积必然减少，因此槽的部分的磁通密度增大。例如，钢板整体的平均的励磁磁通密度为1.70T，槽的深度为板厚的10％时，在槽的部分的磁通密度达到1.89T。这里，若考虑方向性电磁钢板的磁畴结构由180°畴壁构成，则磁通密度并不是在槽部分整体平均地增加，而是在没有槽的表面的部分，畴壁位移变大，结果磁通密度增加。另一方面，已知180°畴壁固定于钢板的内部、表面的钉扎位置，因此磁滞损耗增加，并且所述畴壁的移动不均匀化。作为这样的钉扎位置，有基体铁内部的非磁性异物、钢板表面的凹凸。这里，参照图1对180°畴壁的移动进行说明。首先，对于理想的交流磁化条件(没有磁性钉扎位置时)下的畴壁移动，如图1中(0)→(A1)→(A2)→(A3)→(4)的系统所示，许多存在的180°畴壁以相同的速度以相同的量进行往复运动。因此，如果交流磁化的最大磁通密度相较于饱和磁化略低，则相邻的磁畴彼此将不会合并。然而，对于畴壁移动不均匀时(有磁性钉扎位置时)的畴壁移动，如图1中(0)→(B1)→(B2)→(B3)→(4)的系统所示，畴壁移动变得不均匀。这样，部分地产生具有大位移的畴壁，即使在平均的磁通密度比较低的条件下，相邻的磁畴也合并(图1(B2))。此时，交流磁化中，需要在磁通密度逐渐降低的时间段，产生图1的(B3)中显示为磁畴c的相反方向的新磁畴。然而，新磁畴的产生需要驱动能量，因此与相反方向的磁畴残留的情况相比，相反方向的磁化成分的增加延迟。这样在畴壁位移不均等的情况下，与畴壁位移均等且在最大磁通密度附近也有相反方向的磁畴残留的理想的交流磁化的情况相比，磁通密度的变化(相位)延迟，结果铁损增加。如前所述，耐热型磁畴细化钢板在钢板的单面(表面)具有槽，畴壁位移在钢板的表面侧和背面侧不同。因此，如果畴壁的位移不均匀，则认为在没有槽的一方的背面相邻的磁畴彼此合并，产生铁损的增加。就这点而言，在实施了上述的非耐热型的磁畴细化的方向性电磁钢板(以下表示为非耐热型磁畴细化钢板)的情况下，成为磁畴细化起点的环流磁畴的宽度变薄(变窄)，并且直到板厚方向的较深区域也存在，因此钢板表面和背面的畴壁位移的差小。另一方面，在钢板的表面具有槽的通常的耐热型磁畴细化钢板中，由于有槽的面的畴壁的位移小，所以需要畴壁在没有槽的面的附近大幅度移动。这样，耐热型磁畴细化钢板在畴壁位移的表面和背面的差大，因此推测部分地产生相邻磁畴的合并。认为这样的差导致非耐热型磁畴细化钢板与耐热型磁畴细化钢板的铁损差。因此，专利技术人等反复研究了耐热型磁畴细化钢板的铁损改善对策。其结果是钢板的表面具有槽的耐热型磁畴细化钢板中，在交流励磁的过程中使各个畴壁的位移均匀化很重要，因此得到极力减少磁性钉扎位置很重要的结论。另外，在使用这样的槽的耐热型磁畴细化钢板的镁橄榄石被膜与钢板的界面(以下也称为基体铁界面)中，对与轧制方向正交的方向(以下称为轧制正交方向)的基体铁界面附近的截面进行观察。结果发现为了得到实用且有效的磁性平滑度，减少从镁橄榄石被膜主体孤立的被膜的部分(本专利技术中简称为孤立的部分)的个数频率是有效的，从而完成本专利技术。本专利技术中，以现在许多作为变压器用铁心材料制造的、在表面具有镁橄榄石被膜的方向性电磁钢板作为对象。应予说明，通常在该镁橄榄石被膜上涂布、烧结绝缘张力涂层以供使用。本专利技术在所述方向性电磁钢板中，通过排除畴壁移动的阻碍因素而改善磁滞损耗，并且考虑耐热型磁畴细化钢板所特有的现象(畴壁移动在表面和背面之差)，得到理想的铁损减少效果。以往，为了提高镁橄榄石被膜的密合性，将基体铁界面形成为复杂的形状是有利的，另一方面，为了减少磁滞损耗，认为使基体铁界面平滑是合适的。另外，还提出了一种在将钢板表面镜面化后在该表面设置线状的槽的技术，但这样的产品的制造成本过大，因此现状是达不到商业上的制造。因此，对作为现在的主要产品形态的、具有以镁橄榄石为主体的基底被膜的方向性电磁钢板有效的铁损改善方法也满足全世界的输配电效率提高的要求，因此其重要性高。本专利技术的主要构成如下所述。1.一种方向性电磁钢板，在钢板的表面和背面具有以Mg单位面积重量计为0.2g/m2以上的镁橄榄石作为主成分的被膜，在上述钢板的表面，具有多个槽，所述多个槽与正交于轧制方向的方向所成的角度为45°以下，在横穿轧制方向的方向呈线状地延伸并在轧制方向保持间隔地排列，上述槽的平均深度为上述钢板的厚度的6％以上，且相邻的槽相互间的距离为1～15mm的范围，以频率50Hz和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方向性电磁钢板，在钢板的表面和背面具有以Mg单位面积重量计为0.2g/m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 JP 2017-1887341.一种方向性电磁钢板，在钢板的表面和背面具有以Mg单位面积重量计为0.2g/m2以上的镁橄榄石作为主成分的被膜，在所述钢板的表面具有多个槽，所述多个槽与正交于轧制方向的方向所成的角度为45°以下，在横穿轧制方向的方向线状地延伸并在轧制方向保持间隔地排列，
所述槽的平均深度为所述钢板的厚度的6％以上，且相邻的槽相互间的距离为1～15mm的范围，
以频率50Hz和最大磁通密度1.5T使其交流磁化时的相对磁导率μr15/50为35000以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：千田邦浩，渡边诚，冈部诚司，吉崎聪一郎，
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