CN104203486B - 方向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的方向性电磁钢板，通过激光束的照射而在输送方向上以规定的间距PL形成有在与所述输送方向交叉的方向上延伸的槽，所述方向性电磁钢板的特征在于，所述槽的槽宽方向的中心线的基于最小二乘法得出的线性近似线与所述中心线上的各位置之间的距离的标准偏差值D，以及所述间距PL的关系满足下述的式(1)，所述中心线上的各位置处的切线同与所述输送方向正交的方向所成的平均角度超过0°且为30°以下[数式1]0.02≤(D/ＰL)...(1)。

Description

方向性电磁钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及卷铁芯变压器的铁芯材料等所使用的方向性电磁钢板及其制造方法。尤其涉及通过激光加工在其表面形成槽而使铁损(core loss)降低的方向性电磁钢板及其制造方法。

本申请基于2012年04月27日在日本提出申请的特愿2012－103212号并主张优先权，在先申请的内容援引于本申请。

背景技术

方向性电磁钢板是包含Si且其结晶粒的易磁化轴({110}＜001＞方位)与其制造工序中的轧制方向大致一致的电磁钢板。该方向性电磁钢板具有磁化朝向轧制方向的磁畴夹着磁畴壁(magnetic domain)而排列多个的构造，这些磁畴壁中多数是180°磁畴壁。该方向性电磁钢板的磁畴被称为180°磁畴，方向性电磁钢板易于在轧制方向上磁化。为此，在比较小的一定的磁化力中，磁通量密度较高，铁损(能量损失)较低。因此，方向性电磁钢板是非常优秀的变压器的铁芯材料。铁损的指标一般使用W17/50[W/kg]。W17/50是在进行了交流励磁以使在频率50Hz中最大磁通量密度达到1.7T时，方向性电磁钢板所产生的铁损的值。在使该W17/50变小时，能够制造出效率更高的变压器。

以下概略地说明通常的方向性电磁钢板的制造方法。通过退火以及冷轧工序将包含规定量的Si的经热轧的硅钢板(热轧板)调整为所期望的板厚。接下来，通过连续式的退火炉对该硅钢板进行退火，并进行脱碳以及应力消除而进行初次再结晶(结晶粒径：20～30μm)。接下来，将包含MgO作为主成分的退火分离材料涂敷在该硅钢板薄板(以下有时也简记为钢板)的表面，将钢板卷绕成螺旋状(外形为圆筒状)，在约1200℃的高温下进行20小时左右的分批退火，在钢板中形成二次再结晶组织，并在钢板表面上形成玻璃保护膜。

此时，钢板中包含例如MnS、AlN等的阻化剂，因此轧制方向与易磁化磁畴一致的所谓的高斯(Goss)晶粒优先结晶生长。其结果是，在精退火后获得结晶方位性(结晶配向性)较高的方向性电磁钢板。精退火后，螺旋被解卷，在其他的退火炉内使钢板连续通过而进行平坦化退火，去除钢板内的不需要的应力。进而，实施对钢板表面赋予张力和电绝缘性的涂层，制造方向性电磁钢板。

在经这种工序而制造出的方向性电磁钢板中，即使不进行追加的处理铁损也较低，但赋予与轧制方向(以下，也称为输送方向)大致垂直并且一定周期(一定间隔)的应力时，铁损进一步下降。此情况下，通过局部的应力而形成轧制方向与磁化正交的90°磁畴，以此处的静磁能为源而大致长方形的180°磁畴的磁畴壁间隔变窄(180°磁畴的宽度变小)。铁损(W17/50)与180°磁畴壁的间隔具有正相关，因此由于该原理，铁损下降。

例如，如专利文献1所公开那样，通过激光照射而对于钢板赋予应力的方法已得到实用。同样地，在与方向性电磁钢板的轧制方向大致垂直地并且以一定周期形成10～30μm左右的深度的槽后，铁损降低。这是由于，由于槽的空隙中的磁导的变化而在槽周边产生磁极，以该磁极为源而180°磁畴壁的间隔变窄，铁损得以改善。形成槽的方法有：如专利文献2所公开那样使用电解蚀刻在冷轧板上形成槽的方法、如专利文献3所公开那样将机械的齿形冲压在冷轧板上的方法、或者如专利文献4所公开那样通过激光照射使钢板(激光照射部)熔融以及蒸发的方法。

但是，电力变压器大体有叠积式铁芯变压器和卷铁芯变压器。叠积式铁芯变压器是层叠并固定多个电磁钢板而制造的。另一方面，在卷铁芯变压器的制造工序中，一边卷起方向性电磁钢板一边层叠而卷紧，因此包括用于去掉其变形应力(例如，弯曲引起的应力)的退火工序。因此，使用为了改善铁损而赋予应力的专利文献1所记载的发明的方法而制造出的方向性电磁钢板能够以维持铁损改善效果的状态原封不动使用于叠积式铁芯变压器中，但无法以维持铁损改善效果的状态原封不动地使用于卷铁芯变压器中。即，在卷铁芯变压器中，由于应力通过应力消除退火而消失因此铁损改善效果也消失。另一方面，使用为了改善铁损而形成槽的方法制造出的方向性电磁钢板，即使进行应力消除退火，改善铁损的效果也不受损，因此具有能够使用于叠积式铁芯变压器以及卷铁芯变压器这两方的优点。

在此，对形成槽的方法的现有技术进行说明。在专利文献2所记载的基于电解蚀刻的方法中，使用例如在二次再结晶后的表面上形成有玻璃保护膜的钢板，通过激光或机械的方法线状地去除表面的玻璃保护膜，并通过蚀刻在铁素体露出的部分形成槽。该方法中，工序变得复杂而制造成本变高，处理速度有限度。

在专利文献3所记载的基于机械的齿形冲压的方法中，电磁钢板是包含约3％的Si的非常硬的钢板，因此齿形容易产生磨损以及损伤。齿形磨损时，槽深度将产生偏差，因此铁损改善效果变得不均匀。为了避免该情况，操作上需要严格进行齿形的管理。

在基于激光照射的方法(记为激光法)中，具有能够通过高功率密度的聚光激光束进行高速槽加工的优点。此外，激光法是非接触加工，因此能够通过激光功率等的控制而进行稳定且均匀的槽加工。在激光法中，为了有效地在钢板表面形成深度10μm以上的槽，以往进行了各种尝试。例如，在专利文献4中公开了如下方法，即，使用高峰值功率的脉冲CO₂激光(波长9～11μm)，实现2×105W/mm2以上的较高的功率密度(聚光点处的能量密度)，并形成槽。在此，在使用脉冲CO₂激光的方法中，在连续的脉冲期间存在激光停止时间，因此在以高速使激光束在钢板面上扫描的情况下，在激光束的扫描线上，通过各脉冲而形成的孔(点列)相连而形成槽。

另一方面，在专利文献5中公开了如下方法，即，使用连续波激光束而形成连续地延伸的槽，并使在槽的周边部产生的熔融物造成的突起大幅降低。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特公昭58－26406号公报

专利文献2：日本国特公昭62－54873号公报

专利文献3：日本国特公昭62－53579号公报

专利文献4：日本国特開平6－57335号公报

专利文献5：国际公开第2011/125672号小册子

发明内容

发明要解决的课题

但是，在激光法中存在如下问题。通过专利文献5的发明，可以说钢板表面出现的突起得以最小化，但在槽的底部附近，依然存在伴随激光照射的熔融再凝固部，其造成钢板的变形，更具体而言发生轧制方向的翘曲(所谓的L翘曲)。在组合多个钢板而完成变压器时，因为该变形的影响而占空系数(space factor)下降，存在变压器的性能下降的问题。此外，同样地由于变形的影响，在层叠以及压缩过程中产生局部的应力集中，其结果是可能使作为变压器的铁损劣化。

本发明是鉴于上述的情况而做出的，其目的在于，在为了降低铁损而通过激光加工在表面形成有槽的方向性电磁钢板中抑制由该槽引起的轧制方向的翘曲等的变形。

用于解决课题的手段

本发明解决上述课题为了达成该目的而采用以下的手段。即，

(1)本发明的一个形态所涉及的方向性电磁钢板，通过激光束的照射而在输送方向上以规定的间距PL形成有在与所述输送方向交叉的方向上延伸的槽，所述方向性电磁钢板的特征在于，所述槽的槽宽方向的中心线的基于最小二乘法得出的线性近似线与所述中心线上的各位置之间的距离的标准偏差值D，以及所述间距PL的关系满足下述的式(1)；所述中心线上的各位置处的切线同与所述输送方向正交的方向所成的平均角度超过0°且为30°以下。

[数式1]

0.02≤(D/PL)···（1)

(2)上述(1)所记载的方向性电磁钢板中，也可以是，所述槽在所述方向性电磁钢板上形成为曲线状。

(3)上述(1)或(2)所记载的方向性电磁钢板中，也可以是，所述槽形成在所述方向性电磁钢板的表面以及背面。

(4)上述(3)所记载的方向性电磁钢板中，也可以是，在所述表面上形成的槽的位置与在所述背面上形成的槽的位置是相同的位置。

此外，

(5)本发明的一个形态所涉及的方向性电磁钢板的制造方法，对方向性电磁钢板照射激光束，从而在输送方向上以规定的间距PL形成在与所述输送方向交叉的方向上延伸的槽，所述方向性电磁钢板的制造方法的特征在于，所述槽的槽宽方向的中心线的基于最小二乘法得出的线性近似线与所述中心线上的各位置之间的距离的标准偏差值D，以及所述间距PL的关系满足下述的式(1)；所述中心线上的各位置处的切线同与所述输送方向正交的方向所成的平均角度超过0°且为30°以下。

[数式2]

0·02≤(D/PL)···(1)

(6)上述(5)所记载的方向性电磁钢板的制造方法中，也可以是，所述激光束的波长在0.4μm～2.1μm的范围内。

发明的效果

根据上述的形态，在为了降低铁损而通过激光加工在表面上形成有槽的方向性电磁钢板中，能够抑制由该槽引起的轧制方向的翘曲等的变形。

附图说明

图1是对在本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板的表面通过激光加工而形成槽的状况进行表示的示意图。

图2是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板上所形成的槽(曲线)的形状的详细进行表示的示意图。

图3是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板上所形成的多个曲线组(槽组)彼此的配置例进行表示的示意图。

图4A是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板的槽形状的第一例进行表示的示意图。

图4B是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板的槽形状的第二例进行表示的示意图。

图4C是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板的槽形状的第三例进行表示的示意图。

图4D是对本发明的一实施方式所涉及的方向性电磁钢板的槽形状的第四例进行表示的示意图。

图5A是对激光加工所使用的激光扫描器的第一构成例进行表示的示意图。

图5B是对激光加工所使用的激光扫描器的第二构成例进行表示的示意图。

图5C是对激光加工所使用的激光扫描器的第三构成例进行表示的示意图。

图6是对槽的中心线相对线性近似线的标准偏差值与占空系数的关系进行表示的图。

图7是对其他的实施方式所涉及的方向性电磁钢板的剖面形状进行表示的示意图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细地说明。另外，在本说明书以及附图中，对于具有实质上相同的功能构成的构成要素，标注相同的符号，从而省略重复说明。

本实施方式所涉及的方向性电磁钢板具备钢板、形成在钢板的表面上的玻璃保护膜、及形成在玻璃保护膜之上的绝缘保护膜。钢板通常以作为方向性电磁钢板的原料而使用的含有Si的铁合金构成。作为一例，本实施方式的钢板的组成为，Si；2.5质量％以上4.0质量％以下，C；0.02质量％以上0.10质量％以下，Mn；0.05质量％以上0.20质量％以下，酸可溶性Al；0.020质量％以上0.040质量％以下，N；0.002质量％以上0.012质量％以下，S；0.001质量％以上0.010质量％以下，P；0.01质量％以上0.04质量％以下，其余为Fe以及不可避免的杂质。此外，钢板的厚度一般而言设为0.15mm以上0.35mm以下。钢板的宽度例如为1m左右。

另外，本实施方式所涉及的方向性电磁钢板，除了含有上述元素以外还可以在不损害方向性电磁钢板的机械特性及磁特性的范围内含有Cu、Cr、Sn、Sb、Ti、B、Ca、REM(Y、Ce、La等的稀土类元素)等作为不可避的杂质或作为使磁特性良好的元素。

如图1所示，本实施方式所涉及的方向性电磁钢板上，相对于轧制方向周期性地形成在钢板1的表面沿着与轧制方向大致垂直的方向(板宽方向)的曲线状的槽G(参照图2)。关于槽G的剖面形状，如公知那样，例如设为槽深度5μm以上50μm以下且槽宽度10μm以上300μm以下。槽G的间距优选为2mm以上10mm以下。在本实施方式中，在钢板1的表面，槽G形成为曲线状而不是一直线状。以下，对槽G的槽宽方向的中心线(以下，也简称为槽G的中心线)所描画的曲线的优选的形状进行说明。以下，为了便于说明，也将由槽G的中心线所描画的曲线简称为曲线。通常，如图1所示，遍布钢板1的约1m的整个宽度分别被多个槽G的集合即多个曲线组Gs1、Gs2、Gs3(以下省略)覆盖。通常难以用一台激光扫描器形成整个宽度的槽，所以用多个激光扫描器LS1、LS2、LS3(以下省略)进行槽形成处理。其结果是，多个曲线组Gs1、Gs2、Gs3(以下省略)形成在钢板1上。但是，不限定于此，也可以遍布整个宽度地以一台激光扫描器形成单一的曲线组。关于激光扫描器的构造，将在后面详细叙述。此外，以下，在无需确定是曲线组Gs1、Gs2、Gs3(以下省略)的哪一个的情况下，统称为曲线组Gs。

各曲线组Gs分别包含以规定的间距PL形成的多个曲线G(槽G)。在图2中，为了便于说明，仅示出了一条曲线G。在本实施方式所涉及的方向性电磁钢板中，曲线G相对于线性近似线C的标准偏差值D与间距PL的关系满足下述的式(1)。在本实施方式所涉及的方向性电磁钢板中，关于构成各曲线组Gs的全部的曲线G，该式(1)成立。

[数式3]

0·02≤(D/PL)···(1)

标准偏差值D如以下所述而求出。首先，在将与钢板1的输送方向垂直的方向设为x轴并将输送方向设为y轴的坐标系中，将曲线G表现为函数y＝f(x)，并使用众所周知的最小二乘法求出与取为y＝ax+b的形式的曲线G相对的线性近似线C。接下来，将该线性近似线C的方向设为X轴并将与X轴垂直的方向设为Y轴而重新取坐标系，并将曲线G表现为Y＝g(X)的形式。X轴以及Y轴有时也与x轴以及y轴平行，但根据曲线G的形状，有时也如图2所示，相对于x轴以及y轴而倾斜。标准偏差值D通过以下的式(2)来定义。

[数式4]

$D=\sqrt{\frac{1}{L_C}\underset{0}{\overset{L_C}{\∫}}\mathrm{dX}{\left|Y\right|}^2}\·\·\·\left(2\right)$

此外，在本实施方式中，如图2所示，将曲线G的振幅A定义为，线性近似线C到曲线G的在上方(Y轴的正方向)距线性近似线C最远的点的距离Au与线性近似线C到曲线G的在下方(Y轴的负方向)距线性近似线C最远的点的距离Ab之和(A＝Au+Ab)。

接下来，对如式(1)那样将(D/PL)设为0.02以上的理由进行说明。在槽G的中心线为一直线状的以往方法的情况下(D/PL＝0)，成为变形的基点的槽G的、槽宽方向的中心位置在上述线性近似线C上排列成一直线状。与此相对，本发明者们发现，通过使槽G的中心线弯曲而使上述变形的基点相对于上述线性近似线C的位置而分散(具体而言，在从图2所示的X轴方向观察曲线G时，曲线G上的各点的位置在Y轴方向上分散)时，能够降低钢板整体的翘曲变形量。对该变形基点的分散程度进行表示的量是标准偏差值D，但相对于翘曲变形而言重要的是与带有其长度的维度的量的槽间距PL的大小相对的比例。如后面的实施例所述可知，如果(D/PL)为0.02以上，则能够增大占空系数。另外，作为本实施方式中的槽G的形状，不是一直线状即可，考虑如图4A所示的圆弧状的形状、及如图4B所示的不是一连续的平滑的曲线状而是将多个直线连接而获得的分段直线状的形状等各种形状，但上述的翘曲变形机制是不变的，通过使(D/PL)为0.02以上能够获得同等的效果。

用于获得钢板1的翘曲量降低效果的(D/PL)的上限值不特别存在，但如果(D/PL)过大，则曲线G的振幅A变大，曲线G同与输送方向正交的方向所成的角度变大。众所周知，在以往的形成一直线状的槽G引起的磁畴细分化技术中，槽G的方向同与输送方向正交的方向所成的角度超过±30°时，铁损降低效果下降。本实施方式所涉及的曲线状的槽G的情况也同样地，在槽G的方向同与输送方向正交的方向所成的角度的平均值超过±30°时，铁损不易下降，因此希望槽G的方向同与输送方向正交的方向所成的角度的平均值为±30°以内。更具体而言，在将以曲线G上的各点定义的曲线G的切线同与输送方向正交的方向所成的角度为θ(°)时，希望θ满足以下的式(3)。

[数式5]

进而，从铁损降低的观点来看，更优选的是，槽G(曲线G)是平滑的，而且在槽G(曲线G)上的全部的点处槽G的方向同与输送方向正交的方向所成的角度为±30°以内。

另外，在以上的说明中以连续延伸的槽G为前提进行了说明。这种槽G如专利文献5所公开那样，通过使用连续波激光使激光束在钢板1上连续地扫描而获得。另一方面，在其他的实施方式中，例如也可以是具有如专利文献4所公开那样使用时间上间歇地振荡的激光而获得的点列的槽或虚线状的槽的电磁钢板。

此外，作为本实施方式，如图3所示，通过使曲线组Gs1中的曲线与曲线组Gs2中的曲线G的两端彼此完全一致，从而虽然使用多个激光扫描器也能够获得如一条曲线G连得较长那样的曲线组Gs。此时，对于连成一条的范围的曲线G，如果使相对于与上述完全同样地获得的线性近似线C的标准偏差值D为式(1)的范围，则能够获得翘曲量较小的方向性电磁钢板。

进而，如图7所示，槽G的形成也可以在钢板1的表面和背面两方进行。由此，与仅在单面形成槽G的情况相比较，能够进一步降低钢板1的翘曲量。图7是对从板宽方向观察钢板1时的钢板1的剖面形状进行表示的示意图。在图7中，在钢板1的表面1a以及背面1b形成有槽G，在表面1a上形成的槽G(曲线G)的位置与在背面1b上形成的槽G(曲线G)的位置是相同的位置。在此，所谓相同的位置，不仅仅包括表面1a的槽G的位置与背面1b的槽G的位置一致的情况，还包括即使在轧制方向以及板宽方向的至少一方的方向上两个槽G偏离但偏离量为槽G的槽宽度以下的情况。这样，在钢板1的表面1a以及背面1b上形成的曲线G(槽G)的位置相同的情况下，与在钢板1的表面1a以及背面1b上形成的曲线G的位置不同的情况相比较，能够进一步降低钢板1的翘曲量。

接下来，使用附图对本实施方式所涉及的方向性电磁钢板的制造方法的一实施方式进行详细地说明。首先，本实施方式所涉及的方向性电磁钢板基本上以例如原料采用硅钢板坯，并通过对以热轧工序、退火工序、冷轧工序、脱碳退火工序、精退火工序、平坦化退火工序以及绝缘保护膜形成工序这一顺序实施的方向性电磁钢板的一般的制造过程增加了基于激光照射的周期的槽形成工序而制造的。基于激光照射的槽形成在冷轧工序后、绝缘保护膜形成工序前的某处或绝缘保护膜形成工序后进行。在绝缘保护膜形成工序后进行槽形成的情况下，在激光照射周边部产生绝缘保护膜剥离的部分，因此希望再次进行绝缘保护膜形成。在本实施方式中，以在平坦化退火工序后且绝缘保护膜形成工序前进行基于激光照射的槽形成的情况为例进行说明，但在其他工序时也能够使用与以下同样的照射方法。

以下，使用对具备本实施方式中使用的激光光源以及激光扫描器的制造装置的一例进行表示的示意图，对基于激光照射的槽形成方法进行详细地说明。图1示出了激光光源以及激光扫描器。钢板1以规定的线速度VL在轧制方向(输送方向)上以一定速度通过。如图所示，从多个激光光源LO1、LO2、LO3(以下省略)输出的光分别经由光纤3(参照图5A～图5C)传送到多个激光扫描器LS1、LS2、LS3(以下省略)。这些激光扫描器LS1、LS2、LS3(以下省略)分别向钢板1上照射激光束LB1、LB2、LB3(以下省略)，由此在钢板1上形成曲线组Gs1、Gs2、Gs3(以下省略)。

以下，在不需要确定激光光源LO1、LO2、LO3(以下省略)的某一个的情况下，统称为激光光源LO。此外，在不需要确定激光扫描器LS1、LS2、LS3(以下省略)的某一个的情况下，统称为激光扫描器LS。此外，在不需要确定激光束LB1、LB2、LB3(以下省略)的某一个的情况下，统称为激光束LB。

作为激光光源LO，优选使用波长0.4～2.1μm且聚光性高的激光光源，即如光纤激光器、薄盘式的YAG激光器那样的激光光源。在使用从这种激光光源LO射出的激光束LB时，等离子体的影响变小，能够抑制突起的产生。

图5A是对激光扫描器LS的构成的一例进行表示的图。作为该激光扫描器LS，例如能够使用众所周知的检流计式扫描器。这种激光扫描器LS如图5A所示，包括：聚光透镜6，用于使从经由光纤3与激光光源LO连接的准直仪5射出的激光束LB聚光；及反射激光束LB的两片检流计式反射镜GM1以及GM2。

通过调整这两片检流计式反射镜GM1以及GM2的角度，能够使由聚光透镜6聚光的激光束LB在钢板1上高速扫描。在如图5A所示的激光扫描器LS的构成例中，通过检流计式反射镜GM2的旋转，主要进行向与轧制方向正交的方向(板宽方向)的激光束LB的扫描。此外，检流计式反射镜GM1的旋转主要承担通过与板宽方向正交的方向(即轧制方向)的扫描来制作出来自线性近似线的间隔(振幅)的作用。为了校正根据两片检流计式反射镜GM1以及GM2的偏转角的组合而产生的工作距离的变化，聚光透镜6能够在激光束LB的光轴方向上前后动作。当然，激光扫描器LS的构成不限于图5A所示的构成，只要是在钢板1内能够二维地描画出曲线G(槽G)即可。

例如，考虑如图5B所示那样，在如专利文献5所公开的多面反射镜中组合了一片检流计式反射镜而成的构成。

在图5B所示的激光扫描器LS的构成例中，通过多面反射镜10的旋转，主要进行向板宽方向的激光束LB的扫描。此外，检流计式反射镜GM1的旋转主要承担通过轧制方向的扫描来制作出来自线性近似线的间隔(振幅)的作用。fθ透镜20被用作聚光透镜。伴随激光束LB的扫描，即使激光束LB斜着向fθ透镜20入射，也能够将激光束LB的焦点维持在钢板1上。

此外，例如，如果采用如图5C所示那样对于两根激光束LB使用共通的多面反射镜10的构成，则在为了在钢板1的板宽方向整体形成槽G而需要使用多个激光扫描器LS的情况下，能够削减激光扫描器LS的台数，所以能够使制造装置整体小型化。

槽G的宽度以及深度由激光束LB的输出、扫描速度以及聚光形状等的参数决定。调整这些参数，以使槽深度为5μm以上50μm以下且槽宽度为10μm以上300μm以下。为了以规定的间距PL照射，进行一次扫描的时间，即从扫描宽度的始端开始激光照射后进行激光扫描直到扫描宽度的终端为止并到下一次的从扫描的始端开始激光照射为止的时间T，如以下的式(4)那样设定。

PL＝T×VL…(4)

图4C以及图4D中分别示出了通过来自一台激光扫描器LS的激光束LB的扫描而获得的一条曲线G(槽G)的形状例作为本实施方式。根据这些曲线G计算的(D/PL)是相同的，但在如图4C那样曲线G的1周期的波长λ过短时，要求向输送方向进行高速的扫描，有时受到扫描器中允许的最高扫描速度的制约。另一方面，在图4D的情况下，与图4C相比，曲线G的波长λ较大，不易受到扫描速度的制约。例如，作为一实施方式，在形成如图4C以及图4D的正弦波形状的曲线G的情况下，使曲线G的波长λ为10mm以上在工业生产中是适当的。

实施例

接下来，对为了确认本实施方式的效果而实施的确认实验进行说明。首先，准备板坯，该板坯的组成为：Si；3.0质量％，C；0.05质量％，Mn；0.1质量％，酸可溶性Al；0.02质量％，N；0.01质量％，S；0.01质量％，P；0.02质量％，其余为Fe以及不可避免的杂质。对于该板坯，以1280℃实施热轧，制出厚度2.3mm的热轧材。接下来，对于热轧材，以1000℃×1分钟的条件进行热处理。在热处理后施行酸洗处理的基础上实施冷轧，制出厚度0.23mm的冷轧材。对于该冷轧材，在以800℃×2分钟的条件实施了脱碳退火后，涂敷了以氧化镁为主成分的退火分离材料。然后，以将涂敷了退火分离材料的冷轧材卷绕成螺旋状的状态装入分批式炉，以1200℃×20个小时的条件实施精退火。之后在进行平坦化退火后，通过以下详述的方法进行基于激光照射的槽形成，最后形成绝缘保护膜。

作为激光扫描器LS等的制造装置，使用了图1及图5A所示的装置。对使用掺杂了Yb作为激光媒质的光纤激光器作为激光光源LO的例子进行说明。图1中，钢板1是通过上述的过程而制成的精退火后的板宽度1000mm的方向性电磁钢板，在铁素体表面形成有玻璃保护膜。钢板1以线速度VL在轧制方向(输送方向)上以一定速度通过。

激光束强度P是1000W，聚光束径d是0.04mm，间距PL是5mm。各瞬间的速度具有沿着曲线G的切线的方向，但射影到线性近似线的速度的大小在8000±450mm/s的范围内。使用这些激光束照射条件而形成了图4A所示的大致圆弧状的槽G。以每一台扫描器1的扫描宽度决定的槽的长度Lc(参照图2)是100mm。在实验中，通过使振幅A为参数并使之变化，从而制作出具有不同的曲线形状的槽G的方向性电磁钢板。依赖于振幅A，槽宽度在55±5μm的范围内，槽深度在15±3μm的范围内。

此外，作为比较例，以对于相同的钢板原料冲压机械的齿形的方法形成槽。此时，槽的形状是一直线状，间距PL是5mm。槽宽度是52μm，槽深度是14μm，获得了与上述激光法大致相同的剖面形状的槽。

作为由激光束LB的照射形成的翘曲量的影响评价，进行了基于JIS2550的占空系数的测量。另外，如前所述，占空系数大意味着钢板1的翘曲量得到了降低。

图6示出了占空系数的测量结果。图6所示的图表的横轴表示以上述的方法求出的(D/PL)，纵轴表示占空系数。另外，图6中以白圈示出了比较例涉及的机械上形成的一直线状槽的情况(D/PL＝0)的占空系数。如图6所示，可知，(D/PL)小于0.02的情况下，通过激光法获得的槽G与机械式的一直线状槽相比较，占空系数处于劣势，但在(D/PL)为0.02以上的情况下，与机械式相比，能够增大占空系数。尤其在(D/PL)为0.05以上的情况下，占空系数为96.5％以上，进而，在(D/PL)为0.1以上的情况下，占空系数示出了97％以上的较大的值。

根据以上的结果可知，标准偏差值D与槽间距PL的关系满足上述的式(1)的情况下，能够降低钢板1的翘曲变形量。并且，通过能够降低翘曲变形量，在钢板作为卷铁芯变压器的铁芯材料而被层叠以及压缩的情况下，占空系数变高，作为变压器的性能较高，并且由于能够缓和应力集中的影响，因此能够实现优秀的铁损特性。

以上，对本发明的优选的实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进结构的附加、省略、置换及其他的变更。本发明并不受前述的说明限定，其仅由后附的权利要求书来限定。

工业上的可用性

根据本发明，在通过激光束照射在钢板的表面形成槽时，能够降低由槽的形成引起的钢板的变形量，所以在钢板作为卷铁芯变压器的铁芯材料而被层叠以及压缩时，占空系数变高，作为变压器的性能较高，并且缓和应力集中的影响，因此能够提供具有优秀的铁损特性的电磁钢板。

符号说明

1 方向性电磁钢板(钢板)

3 光纤

5 准直仪

6 聚光透镜

10 多面反射镜

20 fθ透镜

LB 激光束

PL 槽间距

LO 激光光源

LS 激光扫描器

G 槽(曲线)

Gs 曲线组

Claims (5)

1.一种方向性电磁钢板，通过激光束的照射而在输送方向上以规定的间距PL形成有在与所述输送方向交叉的方向上延伸的槽，并且在所述槽内形成有熔融再凝固部，

所述方向性电磁钢板的特征在于，

所述槽曲线状地形成在所述方向性电磁钢板上，

标准偏差值D以及所述间距PL的关系满足下述的式(1)，其中，该标准偏差值D是所述槽的槽宽方向的曲线状的中心线的基于最小二乘法得出的线性近似线与所述曲线状的中心线上的各位置之间的距离的标准偏差值，

[数式1]

0.02≤(D/PL)...(1)

所述曲线状的中心线上的各位置处的切线同与所述输送方向正交的方向所成的平均角度超过0°且为30°以下。

2.如权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

所述槽形成在所述方向性电磁钢板的表面以及背面。

3.如权利要求2所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

在所述表面上形成的槽的位置与在所述背面上形成的槽的位置是相同的位置。

4.一种方向性电磁钢板的制造方法，对方向性电磁钢板照射激光束，从而在输送方向上以规定的间距PL形成在与所述输送方向交叉的方向上延伸的槽，并且在所述槽内形成熔融再凝固部，

所述方向性电磁钢板的制造方法的特征在于，

将所述槽曲线状地形成在所述方向性电磁钢板上，

标准偏差值D以及所述间距PL的关系满足下述的式(1)，其中，该标准偏差值D是所述槽的槽宽方向的曲线状的中心线的基于最小二乘法得出的线性近似线与所述曲线状的中心线上的各位置之间的距离的标准偏差值，

[数式2]

0.02≤(D/PL)...(1)

所述曲线状的中心线上的各位置处的切线同与所述输送方向正交的方向所成的平均角度超过0°且为30°以下。

5.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，

所述激光束的波长在0.4μm～2.1μm的范围内。