CN104024454B - 方向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种同时减小铁损和噪声双方的方向性电磁钢板。在钢板的表面或者内部，形成局部晶格缺陷密度高的区域而使磁畴细化的电磁钢板，关于使磁畴细化的电磁钢板，利用显微维氏硬度计测定的上述高晶格缺陷密度区域的硬度与其他区域的硬度相同或者在其以下。

Description

方向性电磁钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于变压器的铁心等用途的方向性电磁钢板及其制造方法。
背景技术
近年来，以有效使用能源为背景，对变压器制造商等而言，要求磁通密度高，铁损低的电磁钢板。
通过使钢板的结晶方位向高斯方位集聚，能够提高磁通密度，例如在专利文献1中公开了一种具有磁通密度B8超过1.97T的方向性电磁钢板的制造方法。
另一方面，铁损能够通过原材料的高纯度化、高取向性、减小板厚、添加Si、Al和磁畴细化得以改善(例如非专利文献1)，但是通常磁通密度B8越高铁损就越有劣化的倾向。
例如，在以提高磁通密度B8为目的使结晶方位向高斯方位集聚时，由于静磁能降低，所以磁畴宽度变宽，涡流损失增加。
在此，作为降低涡流损失的方法，利用提高覆膜张力(例如专利文献2)、因热应变的导入而进行的磁畴细化技术。
但是，专利文献2所示的提高覆膜张力的方法，由于所付与的应变在弹性域附近时小，因此在减少铁损方面有限。
另一方面，因热应变的导入而进行的磁畴细化通过等离子火焰、激光、电子束照射等进行。
例如，专利文献3公开了一种利用电子束照射来制造具有W17/50为0.8W/kg以下铁损的电磁钢板的方法，可知电子束照射是一种极其有用的低铁损化方法。
另外，在专利文献4中，公开了一种利用激光照射来减少铁损的方法。
此外，可以知道在照射等离子火焰、激光、电子束等时，磁畴细化而使涡流损失降低，但磁滞损失增大。
例如，在专利文献5中，报告有利用激光照射等在钢板产生的硬化区域妨碍磁畴壁移动，提高磁滞损失。
针对该问题，在专利文献5中，通过调节激光输出、光斑直径比，使利用与激光扫描方向呈直角方向的激光照射而硬化的区域缩小到0.6mm以下，抑制由于照射而造成的磁滞损失的增大，从而能够进一步谋求铁损的减少。
而且，为了营造良好的生活环境，近年来的变压器不仅要求高磁通密度、低铁损，还要求低噪声。变压器所产生的噪声主要是铁心的晶格的伸缩运动造成的，作为一种抑制手段，许多文献中都公开了减小单板的磁致伸缩是有效的(例如专利文献6等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利第4123679号公报
专利文献2：(日本)特公平2-8027号公报
专利文献3：(日本)特公平7-65106号公报
专利文献4：(日本)特公平3-13293号公报
专利文献5：(日本)专利第4344264号公报
专利文献6：(日本)专利第3500103号公报
非专利文献
非专利文献1：“软磁性材料的最近进步”，第155、156回西山纪念技术讲座，社团法人日本钢铁协会，平成7年2月10日发行
非专利文献2：“J.appl.phys.91(2002)，p.7854”
非专利文献3：“日本应用磁学会志，25(2001)，p.895”
非专利文献4：“JFE技报，No.18(2007)，p.23”
发明内容
发明所要解决的技术问题
就上述专利文献5所示的低铁损化的方法而言，虽然使钢板的硬化区域缩小，但是在缩小的上述0.6mm以内，记载有“利用显微维氏硬度计来测定钢板表面硬度，因加工硬化带来的硬度上升量为5％以上”，不得不形成硬化量过大的区域。
通常，在利用红外线、光线、电子束的照射来进行磁畴细化的情况下，照射部附近的钢板的剧烈热变形、覆膜的剧烈蒸发所伴随的对钢板的反作用力越大，就会在照射部附近的钢板形成更高密度的错位区域，使钢板的硬度上升。可以说这样的错位密度越高，磁滞损失增加，例如非专利文献2中公开了在使钢板拉伸变形时，磁滞损失增加。
另外，照射部的硬化量越大，在被照射材料上照射面侧成为凹形状的翘曲就会有变明显的倾向。这是由于硬化量越大，就会产生更大的残留应力。
利用红外线、光线、电子束的照射使磁畴细化的电磁钢板在用于变压器的铁心时，主要以平坦的形状堆积起来使用，但是翘曲越大，被矫正为平坦时的钢板的内部应力越高。其结果是，在激磁时，除了晶格的伸缩所伴随的铁心的变形之外，还附加有释放内部应力的铁心变形模式，因此噪声变大。
本发明者们着眼于专利文献5所示那样的以前的低铁损化的方法，虽然使钢板的硬化区域缩小，但是在缩小的上述0.6mm以内，记载有“利用显微维氏硬度计来测定钢板表面硬度，因加工硬化带来的硬度上升量为5％以上”，形成硬化量过大的区域，考虑如果能够减少这样的硬化量，能够进一步降低磁滞损失和噪声。
需要说明的是，通常，如果能够通过降低照射钢板的能量来进一步减小硬度增加，就能够抑制磁滞损失，进而抑制噪声的增大，但是在降低照射能量的情况下，由于磁畴细化而使涡流损失的降低效果变小，会产生到达总铁损(磁滞损失与涡流损失的和)增大的问题(非专利文献3)。
用于解决技术问题的方法
为了解决上述问题，本发明者们进行了多次实验，对磁畴细化前的原材料特性对通过照射红外线、光线、电子束而使磁畴细化后的铁损的影响进行了调查，总结出对低铁损化有利的原材料特性。
其结果是，可知通过选择被照射材料，能够以比现有低的照射能量达到充分的低铁损化。
另外，可以知道由于能够降低照射能量，所以能够显著地减小因照射而导致的钢板的硬化量，能够降低变压器噪声。
而且，本发明者们发现，通过使延长照射时间、或者照射比Fe质量小的带电粒子作为红外线、光线、电子束的照射方法、或者使钢板上的红外线、光线、电子束照射部的平均扫描速度为30m/s以下，能够进一步降低铁损和噪声。
以下，具体说明上述各方法。
[对低铁损化有利的原材料特性的选择]
本发明者们发现，磁畴细化处理后的磁特性(涡流损失和磁滞损失)受处理前的铁损影响。
即，如图1所示，照射前的涡流损失We17/50越低，照射后的涡流损失We17/50越低，另外如图2所示，照射前的磁滞损失Wh17/50越低，照射后的磁滞损失Wh17/50越低。在此，涡流损失We17/50是总铁损W17/50减去磁滞损失Wh17/50的值，各数据的样品的化学组成、覆膜张力相同。另外，这里的磁畴细化方法是利用Ar离子火焰照射的方法，照射条件相同。
根据上述结果，可知为了降低照射后的铁损，降低照射前的涡流损失和磁滞损失双方很重要。
在通常的方向性电磁钢板中，上述效果可以通过增大覆膜张力等来实现，但是在覆膜张力、钢板的化学组成等相同的情况下，如图3所示，存在磁滞损失越低的钢板、涡流损失越大的倾向。这是由于在结晶粒从高斯方位偏移情况下生成的尖部(ランセット)等辅助磁畴形成得更多的情况下，换言之磁通密度低的情况下，磁滞损失增大，另一方面，在结晶粒从高斯方位偏移时，磁畴宽度变窄，涡流损失降低。
因此，为了降低照射后的铁损，至今尚不知道在照射前是降低磁滞损、提高涡流损失有利，还是相反的提高磁滞损失、降低涡流损失有利。
根据本发明者们的实验结果，如下所示，可知照射后的铁损与照射前的磁滞损失具有良好的相关性。
照射后铁损＝照射后磁滞损失+照射后涡流损失
≈0.71×照射前磁滞损失+0.11+0.15×照射前涡流损失+0.31
≈0.71×照射前磁滞损失+0.11+0.15(-0.56×照射前磁滞损失+0.71)+0.31
≈0.62×照射前磁滞损失+0.57
虽然上式含有几个假定，但是是与从与图4所示的照射前磁滞损失对照射后的总铁损的影响而近似获得的回归式大致相同的结果，表示为了降低照射后的总铁损，降低照射前的磁滞损失很重要。
另外，上述结果是使用等离子火焰照射法的情况的结果，但是利用激光照射、电子束照射也同样地，存在照射前磁滞损失越低、照射后的总铁损就越低的倾向。
即，本发明者们通过实验发现：
(1)在照射前的铁损相同的情况下，磁滞损失相对于总铁损的比小的话，在照射相同能量的情况下，能够降低铁损，
(2)即使照射前后的铁损相同，照射前的磁滞损失相对于总铁损的比小的话，能够以较少的照射能量使涡流损失降低，因此能够减少通过照射而导入钢板的晶格缺陷的量，而且能够抑制照射部的硬化，因此能够降低照射后的磁滞损失和噪声。
[利用比Fe质量小的带电粒子照射使钢板低铁损化、低噪声化]
另外，如表1所示，本发明者们发现，作为红外线、光线、电子束照射方法，通过使用比Fe质量小的带电粒子，能够进一步减小照射后的磁滞损失。
[表1]
如表1所示，与激光相比，在照射Ar等离子火焰、电子束的情况下，进一步降低磁滞损失。
虽然其详细原因尚不明确，但是认为带电粒子向钢板内部的侵入深度比激光大，因此钢板内部的影响区域在板厚方向广泛分散，其结果是，局部的晶格缺陷密度过度高的区域减少。例如，在加速电压：150kV的情况下，根据Archard、Kanaya and Okayama的模型，电子侵入深度为大约41μm，该电子侵入深度是在板厚为0.23mm的情况下的板厚的18％。另外，通过发明者们的实验可知，等离子火焰、电子束照射与激光照射相比，照射部的覆膜、铁素体熔化少，这可能是受凝固时生成的晶格缺陷的导入、来自覆膜的杂质元素的混入减少的影响。
[通过使钢板上的照射部平均扫描速度为30m/s以下而实现低铁损化、低噪声化]
作为使钢板内部的局部的晶格缺陷密度过高的区域减少的方法，考虑长时间照射单位时间照射能量低的红外线、光线、电子束的方法。在这种情况下，照射的红外线、光线、电子束的能量在照射中从照射表面向钢中扩散，因此使直到沿板厚方向离开照射面的区域的钢高温化，提高磁畴细化效果。另外，也能够抑制单位时间的照射能量过高、照射时间短的情况下所能够确认的、由于照射部的局部高温化而导致的过大的变形。
本发明者们通过以上方法，尝试无限缩小红外线、光线、电子束照射部的硬化，结果发现能够使照射部的硬度是与非照射部的硬度相同或在其以下，且在不确定硬度测定的硬度增加的情况下，磁力特性飞跃式地增加。
需要说明的是，这里所说的相同是指非照射部的硬度测定数据十次平均值与照射部的硬度测定数据十次平均值的差(≥0)、即、因照射而使硬度上升量比非照射部的硬度测定数据十次的标准偏差的1/2小。
照射部的硬度是与非照射部的硬度相同或在其以下的具体机理尚不明确，但是能够做出以下推定。
从现有技术可知，在确认硬度增加的情况下，作为因照射红外线、光线、电子束而产生的晶格缺陷，大多是使磁滞损失增大的缺陷(例如，高密度错位等)，因此有铁损的劣化作用，另一方面，在本发明所示的晶格缺陷的导入方法中，由于稍微导入的可动错位使照射部的变形阻力减小等原因，硬度降低。需要说明的是，可动错位的导入会降低母材的强度这一报告在非专利文献4中记载。
本发明是立足于上述发现而完成的。
即，本发明的要旨构成如下所述。
1.一种方向性电磁钢板，其在钢板的表面或者内部，形成局部高晶格缺陷密度的区域而使磁畴细化，其特征在于，
利用显微维氏硬度计测定的所述高晶格缺陷密度区域的硬度与其他区域的硬度相同或者在其以下。
2.如1所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，对磁滞损失相对于总铁损的比例不足45％的钢板，在从轧制直角方向30°以内的角度方向上，沿轧制方向间隔10mm以下的周期性的间隔，照射红外线、光线或者电子束。
3.如2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，电子束的照射是照射比Fe质量小的带电粒子的照射。
4.如2或3所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，在使钢板上的照射部平均扫描速度为30m/s以下的条件下，进行红外线、光线或者电子束的照射。
发明效果
根据本发明，通过照射红外线、光线、电子束，能够制造认为照射部的硬度不上升的方向性电磁钢板，另外不仅能够使铁损W17/50不足0.80W/kg，还能够使噪声为45dBA以下。需要说明的是，由于背景噪声会使噪声变动，因此在本测定中，始终使背景噪声为25dBA。
因此，根据本发明，通过减小铁损，不仅能够提高变压器的能量使用效率，而且能够抑制噪声，因此在产业上非常有用。
附图说明
图1是表示照射Ar等离子火焰前的涡流损失We17/50与照射后的涡流损失We17/50的关系的图。
图2是表示照射Ar等离子火焰前的磁滞损失Wh17/50与照射后的磁滞损失Wh17/50的关系的图。
图3是表示照射Ar等离子火焰前的磁滞损失Wh17/50与照射前的涡流损失We17/50的关系的图。
图4是照射Ar等离子火焰前的磁滞损失Wh17/50与照射后的总铁损W17/50的关系的图。
图5是表示照射电子束前的钢板的磁滞损失相对于总铁损的比例与照射后的总铁损W17/50的关系的图。
图6是表示照射电子束前的钢板的磁滞损失相对于总铁损的比例与照射后的磁滞损失Wh17/50的关系的图。
图7是表示电子束的照射要领的图。
图8是表示模型变压器的铁心形状的图。
具体实施方式
以下，具体说明本发明。
[被照射材料]
本发明适用于方向性电磁钢板，作为钢板，可以是在铁素体上具有绝缘覆膜等涂层，也可以没有涂层。
另外，在本发明中，为了使照射红外线、光线、电子束后的总铁损不足0.80W/kg，如图5所示，在照射前，磁滞损失相对于钢板的总铁损的比例不足45％这一点很重要。为了进一步降低铁损，优选进一步减小磁滞损失的比例。需要说明的是，磁滞损失的比例不足45％的样品的照射后的硬度都满足本发明所规定的条件。
在此，就图5的数据而言，照射前的总铁损W17/50为0.75～0.96W/kg，照射前的B8为1.880～1.950T，覆膜张力为15～16MPa的范围，利用电子束进行照射。
另外，如图5和图6所示，在磁滞损失相对于钢板的总铁损的比例为45％以上的情况下，可知照射后的总铁损、特别是磁滞损失增大。
接下来，表2表示对于磁滞损失相对于总铁损的比例(Wh/W)不足45％的样品和磁滞损失相对于总铁损的比例(Wh/W)为45％以上的样品而言，照射脉冲激光后的铁损、照射部的硬度上升量、翘曲以及噪声方面的实验结果。需要说明的是，在实施例所示条件下对硬度、翘曲和噪声进行测定。另外，测定噪声所使用的样品是从同一线圈沿着长度方向连续切出的样品，不从距离线圈宽端部：100mm的部分进行截出。
[表2]
如表2所明示，在磁滞损失相对于总铁损的比例不足45％的情况下，通过稍微减少照射能量，能够同时实现0.80W/kg以下的低铁损和45dBA以下的低噪声。
特别是在磁滞损失相对于总铁损的比例不足35％的情况下，通过稍微降低照射能量，能够同时实现0.70W/kg以下的低铁损和40dBA以下的低噪声。
另一方面，在磁滞损失相对于总铁损的比例大于35％的情况下，虽然具有使铁损成为0.70W/kg以下的照射条件，但是会使照射部的硬度增大，导致噪声大于40dBA。另外，在磁滞损失相对于总铁损的比例为45％以上的情况下，导致铁损超过0.80W/kg。
需要说明的是，为了使磁滞损失的比例不足45％，使晶粒的＜100＞的尖锐性提高、或者通过在钢板涂敷张力覆膜等方法使回流磁畴降低这样的技术能够使用现有技术。另外，也可以利用新技术进一步降低磁滞损失。
[红外线、光线、电子束照射方法]
本发明是通过照射红外线、光线、电子束而在钢板形成局部晶格缺陷区域，使磁畴细化，从而谋求低铁损化，但是该方法主要是等离子火焰照射、激光照射、电子束照射等，只要是能够向钢板局部照射红外线、光线、电子束的方法即可。
在形成晶格缺陷区域时，使红外线、光线、电子束照射部从钢板的宽度端部到另一侧的宽度端部，以使其方向为从钢板的轧制直角方向30°以内的角度的方式对钢板表面进行扫描。该扫描可以是直线状，也可以是波形等具有规则图形的曲线状。
另外，在需要照射的材料宽度过宽的情况下，可以使用多个照射源进行照射。
而且，向钢板照射红外线、光线、电子束可以在上述直线或者曲线扫描线上连续地进行，也可以断续地进行。
特别是在照射电子束等情况下，如图7所示，沿着扫描线，照射时间大多重复长时间(s1)、短时间(s2)地进行。该重复的距离周期(以下，称为点距)优选为0.5mm以下。通常，由于s2相对于s1非常短可以忽略(在照射脉冲激光的情况下，s2＝0)，因此可以以s1的倒数作为照射频率。在点距大于0.5mm的情况下，充分照射能量的面积减少，不能获得充分的磁畴细化效果。
另外，优选在照射部的钢板上的扫描速度为100m/s以下。如果扫描高速化，虽然具有增强生产能力等的优点，但是为了照射必要的能量以使得磁畴细化，需要提高单位时间照射的能量。特别是，在扫描速度比100m/s高时，单位时间的照射能量过高，可能妨碍装置的稳定性、寿命等。
另一方面，在扫描慢的情况下，由于在钢板上照射红外线、光线、电子束的时间变长，因此在照射过程中，照射的红外线、光线、电子束的能量从照射表面扩散到钢中，会使直到从照射面更沿板厚方向离开的区域的钢高温化。在这种情况下，抑制在扫描快、短时间内剧烈高温化的条件下进行照射的情况下经常出现的照射部的铁素体熔化、以及由此导致的照射部的过度的高错位密度区域的形成。因此，优选使扫描慢，特别是在扫描速度为30m/s以下时，容易获得上述效果。
另外，从上述钢板的端部到端部的扫描在轧制方向上间隔2～10mm的间隔重复进行。如果该间隔过短，导致生产能力过度减少，因此优选2mm以上。另外，如果过长，则不能充分发挥磁畴细化效果，因此优选10mm以下。
需要说明的是，除此之外，由于照射能量、光线直径、照射等离子火焰情况下，喷嘴直径等根据WD(working distance：工作距离)、焰炬(トーチ)前端与钢板间的距离、真空度等条件的不同而使调节范围、适当值不同，因此基于现有知识适当调节即可。
[红外线、光线、电子束照射部的硬化的定量化]
例如，通过测定维氏硬度来进行红外线、光线、电子束照射部的硬化的定量化。本发明所述硬度是指铁素体的硬度。
通常，激光、等离子火焰等向表面附有张力涂层、氧化物覆膜的钢板表面照射，但是由于照射，覆膜被施加应力，或者一部分的覆膜蒸发、熔融。因此，覆膜的硬度可能在照射部附近与除此之外的位置不同，通过各点的硬度比较，不能直接比较出铁素体的硬度。而且，在覆膜较多的情况，由于具有脆性，因此不适用测定通常延性材料硬度的维氏硬度试验。即使在JIS Z2244中，也规定有在测定样品表面不存在氧化物等异物。
因此，在测定附有覆膜的样品硬度时，预先除去覆膜。在覆膜除去处理后，能够通过EPMA测定等简单地确认没有残存覆膜。除去方法基于现有知识进行即可，在除去覆膜时，需要注意不要去掉铁素体。例如，在使用硝酸水除去氧化物覆膜的情况下，优选使用稀释为5％以下的浓度的硝酸。需要说明的是，在覆膜与铁素体的界面的凹凸较大的情况下，在除去覆膜时，可以有些许铁素体熔析，但是如果过度熔析，则考虑到由于晶格缺陷导入区域消失，所以需要使铁素体的板厚减少量为3μm以下，优选为1μm以下。
除去了覆膜的样品表面硬度使用显微维氏硬度计进行测定。试验力为0.49N(50gf)，保持时间为15s。为了使样品在测定中不移动，使用电磁吸盘等进行固定。
就硬度而言，考虑到测定数据的误差，通过计算充足的数据的平均值而求得。另外，在压痕的两个方向的对角线长度的比(≥1)为1.5以上时、对角线长度不清晰的情况下，进行再测定。
另外，硬度测定所使用的样品尺寸优选是比晶粒粒径大足够多的尺寸，至少在照射后的硬度测定部附近，不会受到因剪切等而带来的歪斜的影响。
[铁损的评价]
使用轧制方向：280mm、轧制直角方向：100mm的样品，利用以JIS C2556为基准的单板磁试验装置(単板磁気試験装置)进行磁测定(磁通密度B8，总铁损W17/50的测定)。需要说明的是，测定值通过爱普斯坦(エプスタイン)测定换算值表示。另外，对于相同的样品，利用直流磁化(0.01Hz以下)，进行磁束最大值：1.7T、最小值：-1.7T的磁滞B-H回线的测定，将由该B-H回线一个周期求得的铁损作为磁滞损失。通过从总铁损减去由直流磁化测定求得的磁滞损失而计算出涡流损失。
[翘曲的评价]
将轧制方向：280mm、轧制直角方向：100mm的样品放置在水平面上，利用激光位移计测定距离水平面的样品位置，并从照射红外线、光线、电子束后的最大翘曲减去处理前的最大翘曲的值作为翘曲。
[噪声的评价]
使用模拟三相三绕组的层叠铁心型变压器的模型变压器来进行噪声的评价。如图8所示，模型变压器由外形：500mm方材、宽度：100mm的钢板构成。将钢板切出斜角以形成如图8所示形状，层叠厚0.23mm的钢板70块、厚0.27mm的钢板60块、厚0.20mm的钢板80块，以使得层叠厚：约15mm、铁心重量：约20kg。在本测定中，斜角剪切的样品的长度方向为轧制方向。层叠方法为两片层叠的五段阶梯搭接层叠(5段ステップラップ積み)。具体地说，作为中央的脚部件(形状B)，使用一种对称的部件(B-1)、两种非对称的部件(B-2、B-3)共三种(实际上，通过将非对称部件(B-2、B-3)翻过来则共五种)，实际的层叠方法是例如按照“B-3”“B-2”“B-1”“B-2翻转”“B-3翻转”的顺序层叠。
铁心在平面上平坦地层叠，然后利用胶木制的压板以约0.1MPa的加重夹持、并固定铁心。三相以错开120°位相的方式进行激磁，在磁通密度：1.7T下进行噪声测定。噪声在远离铁心表面20cm的位置(两个位置)通过麦克风进行测定，并通过进行了A计权修正(Aスケール補正)的dBA单位来表示。
[原材料的成分组成]
本发明的方向性电磁钢板的原材料如上所述地作为被照射材料，但是作为原材料的成分组成列举以下元素。
Si：2.0～8.0质量％
Si是用于提高钢的电阻、改善铁损的有效元素，在含量不足2.0质量％时，不能达成充分的铁损降低效果，而在超过8.0质量％时，加工性显著降低，另外，由于磁通密度也降低，所以Si量优选为2.0～8.0质量％的范围。
C：50质量ppm以下
C为了改善热轧板组织而添加，在最终制品中，优选将C降低至不引起磁时效的50质量ppm以下。
Mn：0.005～1.0质量％
Mn是使热加工性良好的必要元素，但是在含量不足0.005质量％时，其添加效果不明显，而在超过1.0质量％时，由于产品板的磁通密度下降，因此Mn量优选为0.005～1.0质量％的范围。
除了上述基本成分以外，作为磁力特性改善成分，能够适当地含有以下所述元素。
从Ni：0.03～1.50质量％、Sn：0.01～1.50质量％、Sb：0.005～1.50质量％、Cu：0.03～3.0质量％、P：0.03～0.50质量％、Mo：0.005～0.10质量％以及Cr：0.03～1.50质量％中至少选择一种。
Ni是改善热轧板组织并使磁力特性提高的有用元素。但是，在含量不足0.03质量％时，磁力特性的提高效果变小，而在超过1.50质量％时，由于二次再结晶不稳定，磁力特性恶化。因此，优选Ni量为0.03～1.50质量％的范围。
另外，Sn、Sb、Cu、P、Mo以及Cr分别都是提高磁力特性的有用元素，但是在上述各成分中的任一个不足上述各成分的下限时，提高磁力特性的效果变小，而在超过上述各成分的上限量时，阻碍二次再结晶粒的发展，因此分别优选含有上述范围的量。
需要说明的是，除了上述成分以外的残余部分为制造工序中混入的不可避杂质和Fe。
实施例1
在本实施例中，照射红外线、光线、电子束后的样品是轧制方向的B8为1.89T到1.95T，并且附有覆膜的方向性电磁钢板和没有覆膜的方向性电磁钢板。附有覆膜的钢板构成为，在铁素体的表面存在以Mg2SiO4为主要成分的玻璃状覆膜和在其上烧结无机物处理液的覆膜(磷酸盐类涂层)的两层覆膜。关于铁损如表3所示。
作为利用红外线、光线、电子束导入晶格缺陷的方法，使用激光照射、电子束照射，另外作为比较使用圆珠笔、刀进行划线。在各照射和划线时，使激光照射部、电子束照射部、圆珠笔前端部、刀前端部在钢板的轧制直角方向，横跨整个宽度地直线状扫描。在此，激光设为连续照射(点距：0)或者脉冲照射(脉冲间隔：0.3mm)、扫描速度：10m/s、轧制方向的重复间隔为5mm或者3.5mm。另外，电子束设为点距为0.3mm、照射频率为100kHz、扫描速度为30m/s或者4m/s、轧制方向的重复间隔为5mm或者3.5mm。另外，圆珠笔划线是在斑马株式会社制(ゼブラ株式会社)的N5000上加载50g的砝码来进行的，刀划线是利用手力以适当的负载而进行的。激光设为在连续照射的情况下使用纤维激光，在脉冲照射的情况下使用YAG激光，前者波长：1070nm，后者波长：1064nm。电子束设为加速电压40kV以上、从聚焦线圈(収束コイル)中心到被照射材料的最短距离(WD)为700mm、加工室的压力为2Pa以下。
利用上述方法导入晶格缺陷后，在硬度测定前，根据以下要领对附有覆膜的样品除去覆膜。首先，将1200g氢氧化钠混入4L水中，将样品浸渍在加热至110℃的溶液中七分钟，从而除去磷酸盐类涂层。然后，将67.5％硝酸50mL利用1L水稀释而制成4.4％的硝酸水溶液(常温)，将样品浸渍在该硝酸水溶液中2～4分钟，从而除去玻璃状覆膜。在各处理以后，当然使处理液不残存在钢板表面。
在通过照射红外线、光线、电子束的照射痕、划痕附近的区域测定硬度。在照射痕不清晰的情况下，如果在照射前预先在钢板表面利用油性笔等划线，则由于被热照射的部分的线气化而消失，所以能够指定照射部。认为笔的影响小，但是如果在意，就使照射能量稍微加强并进行照射测试，预先指定照射痕位置即可。另外，在照射痕、距离划痕中心的轧制方向距离X为0.50mm以下的区域内进行硬度测定，在各X(0、0.05、0.07、0.13、0.25、0.50mm)进行十次测定，其平均值就为硬度测定值。以下，这十次平均硬度仅称为“硬度”。需要说明的是，由于磁畴细化方法、红外线、光线、电子束的照射条件，在照射部、划线部产生大的凹凸，但是不进行该部分的硬度测定。另外，红外线、光线、电子束非照射部的硬度为距离照射痕、划痕2mm的位置的硬度。
表3、4表示实验结果。
需要说明的是，表中照射痕附近的最大硬度是指在距离照射痕、划痕中心的轧制方向距离X为0.50mm以内的区域内测定的硬度的最大值。另外，下划线部分表示在本发明的范围以外。
[表3]
【表4】
如表3、4所示，对在照射前磁滞损失相对于总铁损的比例为35％以下的钢板照射红外线、光线、电子束，从而能够使总铁损W17/50为0.70W/kg以下，噪声为40dBA以下。需要说明的是，不在适当条件下进行照射的情况下，如No.15所示，会超过上述范围。No.15是在比现有技术所示的输出高许多的条件下进行照射的情况。
另外，对于0.70W/kg、40dBA以下的上述钢板的大多数而言，由于照射部的硬度相对于红外线、光线、电子束非照射部的硬度的增加与十次测定的标准偏差相比足够小，因此不认为红外线、光线、电子束非照射部硬度与照射部的硬度具有明显误差。即，不认为照射部硬度增加。需要说明的是，对于另外一部分样品，认为因照射使硬度减小。
另一方面，在照射脉冲激光的情况下，特别是如No.15、No.16的样品所示，可知通过照射，磁滞损失的增大提高，照射部的硬度上升非常大。
另外，如No.16所示，即使是磁滞损失相对于总铁损的比例为比35％大的钢板，铁损也可以在0.70W/kg以下。但是，为了充分进行磁畴细化，由于使用高能量对钢板进行照射，所以照射部的硬度、样品的翘曲、噪声变大。
如No.7、No.8、No.13的比较和No.3、No.14的比较所示，电子束照射材料与激光照射材料相比，在铁损-噪声的平衡方面优越。
如No.22与23的比较所示，低速扫描在铁损-噪声平衡方面优越。
与此相对，在利用圆珠笔、刀在钢板表面划线而使磁畴细化的方法中，不仅不会有充分的铁损减小效果，而且在用刀划线的情况下，划线部的硬度上升量增大，磁滞损失变高。
另外，如No.26、No.27所示，通过对照射前磁滞损失相对于总铁损的比例为45％以下的钢板的照射部照射不会使硬度增加的红外线、光线、电子束，能够使钢板为0.80W/kg、45dBA以下。
需要说明的是，No.28～30为板厚是0.20mm的钢板，其他为板厚是0.23mm的钢板。

Claims (6)

1.一种方向性电磁钢板，其在钢板的表面或者内部，形成局部高晶格缺陷密度的区域而使磁畴细化，其特征在于，
利用显微维氏硬度计测定的所述高晶格缺陷密度区域的硬度与其他区域的硬度相同或者在其以下。
2.一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，是用于制造权利要求1所述的方向性电磁钢板的方法，
作为磁畴细化前的原材料，选择磁滞损失相对于总铁损的比例不足45％的钢板，
对该选择的钢板，在从轧制直角方向30°以内的角度方向上，沿轧制方向间隔10mm以下的周期性的间隔，照射光线或者电子束。
3.如权利要求2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
电子束的照射是照射比Fe质量小的带电粒子的照射。
4.如权利要求2或3所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
在使钢板上的照射部平均扫描速度为30m/s以下的条件下，进行光线或者电子束的照射。
5.如权利要求2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述光线是红外线。
6.如权利要求4所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述光线是红外线。
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