[發明專利]鐵芯用方向性電磁鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 201380044990.2
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN104603309B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 高城重宏;山口廣;岡部誠司;花澤和浩
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;B23K15/00;C21D8/12;H01F1/16;C22C38/60
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李洋,舒艷君

技術領域

本發明涉及作為變壓器的鐵芯使用的方向性電磁鋼板及其制造方法。

背景技術

近些年，隨著能量使用的效率化推進，期望變壓器動作時的能量損失減小。在變壓器產生的損失主要包括在導線產生的銅損和在鐵芯產生的鐵損。而且鐵損能夠分為磁滯損耗和渦流損耗，并且公知材料的結晶取向的改善、雜質的減少等對磁滯損耗的減少是有效的。

例如，專利文獻1示出一種通過使最終冷軋前的退火條件優化來制造磁通密度和鐵損優良的方向性電磁鋼板的方法。

另一方面，公知渦流損耗除通過板厚的減少、增加Si的添加量之外，還可以通過向鋼板表面的槽形成、應變的導入來顯著改善。

例如，專利文獻2示出通過在鋼板的單側表面形成槽寬為300μm以下、槽深為100μm以下的線狀的槽來將槽形成前為0.80W/kg以上的鐵損W_17/50減少至0.70W/kg以下的技術。

另外，專利文獻3示出通過向2次再結晶后的鋼板照射等離子電弧來將照射前為0.80W/kg以上的鐵損W_17/50減少至0.65W/kg以下的技術。

并且，專利文獻4示出通過使被膜厚度、因電子束照射而形成于鋼板面的磁疇不連續部的平均寬度優化來獲得鐵損低、噪聲小的變壓器用材料的技術。

專利文獻1：日本特開2012-1741號公報

專利文獻2：日本特公平06-22179號公報

專利文獻3：日本特開2011-246782號公報

專利文獻4：日本特開2012-52230號公報

專利文獻5：日本特開2003-27196號公報

專利文獻6：日本特開2007-2334號公報

專利文獻7：日本特開2005-248291號公報

專利文獻8：日本特開2008-106288號公報

專利文獻9：日本特開2008-127632號公報

非專利文獻1：川崎制鐵技報29(1997)3，153-158

上述專利文獻2所示的槽形成后的低鐵損件在卷繞式變壓器的制造過程中對通過等離子電弧、激光等導入熱應變而磁疇細化后的鋼板實施的去應變退火之后磁疇細化效果仍不消失這一點上有利。然而，槽形成帶來的磁疇細化存在鐵損減少效果稍小、磁通密度因槽形成導致的鋼基體的體積減少而變小的問題。

其中，為了獲得可最大限度地降低層疊型變壓器的鐵損的材料，將熱應變導入鋼中的方法是有利的，但上述專利文獻3、專利文獻4所示的方法均僅評價了W_17/50的特性。

使用方向性電磁鋼板的變壓器未必僅在1.7T的勵磁條件下使用，小型變壓器也可以在1.5T左右的磁通密度下使用，另一方面，大型變壓器在超過1.8T的磁通密度范圍下使用的情況也不少。

因此，從變壓器制造商的設計自由度提高等觀點考慮，優選在變壓器等的鐵芯中使用的方向性電磁鋼板的鐵損在從1.5T至1.9T左右的磁通密度范圍內低。

圖1示出不同樣品下勵磁磁通密度對變壓器鐵損的影響。圖中可知，在以1.7T勵磁的情況下，在樣品A與樣品B中表現出相同的鐵損，但在以1.5T以及1.9T勵磁的情況下，樣品A與樣品B的鐵損產生明顯的差異。這樣，可知在1.7T的勵磁條件下表現出良好的鐵損的鋼板未必一定在其他勵磁條件下表現出良好的鐵損。

在這樣的1.7T以外的磁通密度范圍內的低鐵損化技術中存在例如專利文獻5、專利文獻6所公開的技術。前者示出如下技術：作為不使用磁疇細化方法的材料的制造方法，通過改變脫炭退火時的升溫速度、氣氛而使W_19/50相對于W_17/50的比為1.6以下。然而，該技術需要添加Bi，鋼組成受限制，因此作為材料的鋼坯的成本增加，而且，還存在鋼中的二次再結晶不穩定等問題。

與此相對，后者示出如下技術：通過使向鋼板照射的激光的照射條件優化來減少勵磁磁通密度為1.9T的鐵損。然而，該技術實現對進行去應變退火的鐵芯的應用，因此與上述專利文獻2所示的槽形成技術相同，在鋼板表面形成凹坑，從而存在材料的磁通密度變小的問題。

發明內容

本發明是鑒于上述現狀而開發的，目的在于提供1.5～1.9T的勵磁區域的變壓器鐵損優良、從而變壓器動作時的能量損失少的鐵芯用方向性電磁鋼板及其有利的制造方法。