CN1048040C - 低铁损单取向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低铁损单取向性电磁钢板及其制造方法。对于表面上具有与轧制方向交叉延伸的线状沟的完成后期退火后的单取向电磁钢板，当该线状沟在轧制方向上的间隔为l₁(mm)时，在与轧制方向同样交叉的方向上，按满足下式的间隔l₁和l₃(mm)引入微小的轧制形变，l≤l₁≤30mm，5≤l₁×l₃≤100，其铁损W_17/50不超过0.72W/kg，B₈不低于1.89T。

Description

低铁损单取向性电磁钢板及其制造方法

本发明涉及适用于变压器及其它电器的低铁损取向性电磁钢板及其制造方法。

取向电磁钢板主要用作变压器的铁心材料，要求具有良好的磁性能。特别是作为铁心使用时的能量损耗即铁损要低尤为重要。

以往，为了降低铁损，在以下方面试验，使结晶方向与(110)、[001]方向高度地一致，提高Si含量使钢板电阻增大，减少杂质，减薄板厚。结果，虽然目前制成了板厚为0.23mm以下的钢板，其铁损W17/50(最大磁通密度为1.7T、50Hz频率下交变磁化时的铁损)为0.9W/kg以下，但不能期望以冶金学措施来这样大幅度地改善铁损。

近年来，作为实现大幅度降低铁损的措施，试验了各种人工细化磁畴的方法。作为目前工业化方法之一，如特公昭57-2252号公报所公开的，对完成后期退火后的钢板表面照射激光。由此方法获得的钢板，导入了具有高能量的激光束，具有局部的高位错密度区域。这种高位错密度的区域导致180°磁畴的细化，可获得低铁损的钢板。

但是，如此获得的钢板，会由于消除应力的退火这样的高温热处理，使高位错密度区域消失，而导致铁损劣化，因而存在对于必须进行消除应力退火的卷铁心不能采用的缺点。

另一方面，作为可进行消除应力退火技术，在特公昭62-54873号公报中提出，对于完成后期退火后的钢板，通过激光或机械的方式在局部除去绝缘覆盖膜，然后对除去覆盖膜的部位进行酸洗，采用刮刀等机械方式对铁直接施加划线，由此形成局部的线状沟，然后通过施加磷酸系的张力覆盖膜处理，来埋覆这些沟；在特公昭62-53579号公报中还提出，对完成后期退火后的钢板，利用90～220kgf/mm²的负荷，在铁素体部分形成深度超过5μm的沟，然后在750℃以上的温度进行加热处理。

而且，在特公平3-69968号公报中，公开了对最终冷轧后的钢板，引入与轧制方向基本成直角方向的线状刻纹的方法。

由这些方法获得的钢板都在表面上具有线状沟，在这些沟附近产生的磁极而导致的磁畴细化，被认为是实现铁损降低的原因之一。

采用上述方法可获得可进行消除应力退火的低铁损材料，但是根据以后的详细调查结果，表明这种钢板的铁损，与特公昭57-2252号公报等公开的具有线状高位错密度的区域的钢板相比，存在稍有不如的情形。

因此，本发明的目的是促进由形成线状沟而产生的低铁损，提供一种铁损极低的取向电磁钢板。

本发明的低铁损单取向电磁钢板，其特征在于在完成后期退火后的取向硅钢板表面上，具有多个在轧制方向分别相隔而置的、与轧制方向交叉延伸的线状沟及线状高位错密度的区域，该线状沟及高位错密度区域的引入位置各不相同。

而且，虽然是交叉引入线状沟及高位错密度的区域，但也可使两者完全复叠。

此外，实施时，使线状沟及线状高位错密度的区域与轧制方向正交的方向的倾角在30°以内，并且使线状沟宽0.03～0.30mm、深0.01～0.07mm，高位错密度区域宽0.03～1mm较为合适。

并且，线状沟的间隔为1～30mm、高位错密度区域的间隔为1～30mm为好。

而且，本发明的低铁损单取向电磁钢板，其特征在于，在完成后期退火后的取向硅钢板表面上，具有多个在轧制方向上分别相隔而置的、与轧制方向基本上正交延伸的线状沟及线状高位错密度的区域，该线状沟之间以及线状高位错密度的区域之间在轧制方向上的间隔l₁和l₂满足

              1≤l₁≤30(mm)                  ……(1)

以及 $5\≤\sqrt{l_1}\×l_2\≤100------\left(2\right)$

本发明的低铁损单取向电磁钢板的制造方法，其特征在于，对于表面上具有与轧制方向交叉延伸的线状沟的完成后期退火后的单取向电磁钢板，当该线状沟在轧制方向上的间隔为l₁(mm)时，在与轧制方向同样交叉的方向上，引入微小的轧制形变，其间隔l₁及l₃(mm)满足下式：

        1≤l₁≤30mm                     ……(1) $5\≤\sqrt{l_1}\×l_3\≤100-----\left(3\right)$

在本发明的制造方法中，在完成后期退火后的单取向性电磁钢板上形成的线状沟的形态最好是：宽0.03～0.30mm，深0.01～0.07mm，与轧制方向交叉的角度，相对正交于轧制方向的方向在30°以内。

而且，在本发明的制造方法中，引入微小轧制形变时，期望采用具有线状突起的轧辊，线状突起与轧辊轴的角度在30°以内，线状突起宽0.05～0.50mm，突起高0.01～0.10mm。

图1是沟和高位错密度的区域的引入位置的示意图。

图2是沟宽与铁损W17/50的关系曲线图。

图3是沟深与铁损W17/50的关系曲线图。

图4是沟的倾斜角度与铁损W17/50的关系曲线图。

图5是沟间隔与铁损W17/50的关系曲线图。

图6是沟和高位错密度区域同时存在时，高位错密度区域的宽与铁损W17/50的关系曲线图。

图7是沟和高位错密度区域同时存在时，高位错密度区域与铁损W17/50的关系曲线图。

图8是沟和高位错密度区域同时存在时，高位错密度区域与铁损W17/50的关系曲线图。

图9是线状沟和高位错密度区域的各个间隔与铁损W17/50的关系曲线图。

图10是带有突起的轧辊的外观示意图。

图11是

与铁损W17/50的关系曲线图。

首先对作为权利要求1的发明基础的研究结果予以说明。

通过插入中间退火的两次冷轧，把含有MnSe及AlN作为抑制剂的3.2Wt％硅钢热轧板，轧至0.23mm厚，然后施加(A)～(E)所示的处理。

(A)通过照相凹版胶印印刷，涂覆抗蚀剂，之后施加电解腐蚀剂，形成与轧制方向正交的线状沟，间隔为4mm，宽0.15mm，深0.02mm，随后脱碳退火，最终后期退火，再涂覆涂层从而制成成品。

(B)对按(A)处理所得成品，在与轧制方向正交的方向以4mm间隔，与线状沟不重叠地照射等离子体火焰。在照射部位可观察到宽0.30mm的连续线状的高位错密度的区域。

(C)对按(A)处理所得成品，在与轧制方向正交的方向以4mm间隔，在与线状沟相同的位置照射等离子体火焰。

(D)不进行形成沟的处理，而进行脱碳退火、最终后期退火，然后涂覆涂层，制成成品。

(E)对按(D)得到的成品，在与轧制方向正交的方向以4mm间隔照射等离子体火焰。在照射部位可观察到与(B)同样的宽0.30mm的连续线状的高位错密度的区域。

从如此所得成品板中，采取宽150mm、长280mm的试样片，通过单片磁性试验(SST)测定磁性能。测定结果如表1所示。这里，W17/50是在磁通密度为1.7T、频率为50Hz时测定的铁损值，B₈是磁化场为800A/m时的磁通密度。

                                表1

标号	处理	W17/50(W/kg)	B8(T)
				A	仅有沟	0.72	1.90
B	各沟之间有高位错密度区域	0.67	1.90
				C	沟和高位错密度区域在同一位置	0.70	1.90
D	无沟	0.89	1.92
				E	仅有高位错密度区域	0.70	1.92

如表1所示，具有线状沟和位于线状沟之间的高位错密度的区域的材料(B)，其铁损低于仅有沟的材料(A)和仅有高位错密度的区域的材料(E)。在与线状沟相同的们置引入高位错密度的区域的材料(C)的铁损也稍低于仅有沟的材料，而与材料(B)相比，其铁损降低量要小。

如上所示，在钢板表面同时具有与轧制方向交叉延伸的线状沟和线状高位错密度的区域，而且线状沟与高位错密度区域不在同一位置的取向电磁钢板，显示出比已有技术更多的低铁损。这样的材料特别适合用作无需消除应力退火的叠片铁心材料，显示出比已有材料优异的性能，而在作为需要消除应力退火的卷铁心材料使用时，也能发挥与已有材料相同的性能。

这样，高位错密度的区域与线状沟不在同一位置时，在各沟之间引入的方法导致低铁损，被以为是由于磁畴细化而使各沟之间的有效磁极数量增加所致。

而且，根据本发明人的详细研究，如果线状沟和高位错密度的区域引入位置不在同一位置，则可达到低铁损化的目的。亦即，如图1(a)所示，高位错密度部位在线状沟的中间平行地配置，但并不限于此，例如图1(b)所示，也可以与线状沟交叉那样地形成高位错密度的区域。需要避免线状沟与高位错密度区域完全重合，则可获得很好低铁损化的效果。但是，要实现极大地降低铁损的效果，则高位错密度的区域应在线状沟的中间引入。

此外，已经确认，形成线状沟和高位错密度的区域的面，在钢板的同一面上或是在里外的相对面上均可获得同样的效果。

以下，对线状沟和高位错密度的区域做更具体的说明。

首先，说明在钢板表面上形成的线状沟的形状。

在图2和图3中，展示了在板厚为0.23mm的钢板上形成的线状沟的宽和深与引入该沟的钢板铁损W17/50的值之间的关系，当线状沟宽为0.03～0.30mm，线状沟深为0.010～0.070mm时，可稳定获得0.80W/kg以下的低铁损。而且，线状沟宽超过0.30mm时，也能获得低铁损，但磁通密度大幅度下降，因而合适的范围是0.030～0.30mm。

而且，在图4及图5中，分别展示了沟宽0.20mm、沟深0.020mm时，线状沟相对正交于轧制方向的方向的倾斜角度与引入该沟的钢板的铁损W17/50值之间的关系，在轧制方向的沟间隔与W17/50值之间的关系。由这些图可看出，为了获得0.80W/kg以下的低铁损，按轧制方向的线状沟间隔为1-30mm、线状沟的倾斜角度为30°以内来引入沟是有利的。

以下，说明与线状沟同时形成的高位错密度的区域。

在图6中展示了高位错密度的区域的宽与经过该处理的钢板的铁损W17/50值之间的关系，即通过上述实验条件(A)所示的处理，在正交于轧制方向的方向上以4mm间隔形成宽0.150mm、深0.020mm的线状沟的钢板上，使等离子体火焰照射部位位于各沟中间这样地照射，从而形成高位错密度的区域。而且，通过改变等离子体火焰照射喷嘴的直径，来改变高位错密度区域的宽，利用扫描型电子显微镜观察照射部位的磁畴构造，由此求得由照射部位形成的高位错密度区域的宽。

从图6可见，如果高位错密度区域的宽超过1mm，则与仅有沟的情形相比，铁损更为恶化。另一方面，不足0.030mm时，降低铁损的效果不好。因此，高位错密度区域的宽最好是0.030～1mm。

图7展示了当图6的高位错密度区域的宽为0.30mm时，轧制方向的间隔与铁损W17/50的关系。图8展示了高位错密度区域相对正交于轧制方向的方向的倾斜角度与W17/50值的关系。而且，展示图8结果的实验是接高位错密度区域宽为0.30mm，轧制方向的间隔为4mm的条件进行的。

如图7及图8可见那样，期望高位错密度区域的间隔为1～30mm、倾斜角度在30°以内。

本发明的取向电磁钢板在制造方法上并无特别限制，但所得成品必须完全满足上述条件。因此，推荐以下制造方法。

亦即，对取向电磁钢板所用的钢坯进行热轧，随后根据需要进行热轧板退火，接着通过一次冷轧或者中间插入中间退火的二次冷轧来达到最终成品的厚度，之后进行脱碳退火的最终后期退火，当施加通常的涂层制成成品时，在最终后期退火前后之中哪一个工序中均可引入线状沟及高位错密度的区域。

形成线状沟，可采用局部腐蚀处理方法、用刀具等划线的方法、用具有突起的轧辊轧制的方法，最符合期望的方法是通过印刷在最终冷轧后的钢板上设置抗蚀剂，然后通过在未设置抗蚀剂的区域施以电腐蚀剂处理，形成线状沟。顺便提及，如特公昭62-53579号公报所公开的，采用齿轮型轧辊来轧制经过退火后的钢板，可同时形成沟和高位错密度区域，此时，使高位错密度区域的宽度在1mm以下是困难的，但与其使铁损恶化还不如克服上述困难。

并且，形成高位错密度区域的方法并无特别限制。工业上易于采用的，例如特开昭60-236271号公报公开的等离子体火焰照射方法和激光照射方法均可采用，而且采用具有突起的轧辊在钢板上引入微小的形变的方法等也可适用，而从工业化的方便来看，优先推荐采用具有突起的轧辊的方法。

本发明的成分组成范围适用于已有技术中的任一种，代表组成如下所述。

C：0.01～0.10Wt％(以下仅表示为％)

C不仅是有利于热轧、冷轧中组织均匀细化，而且是有利于发展戈斯取向的成分，最好至少含有0.01％以上。但是一旦超过0.10％，则相反会产生戈斯取向混乱，因而最好上限为0.10％的程度。

Si：2.0～4.5％

Si能在高铁损的降低上明显地利于钢板的电阻率，但超过4.5％时会损害冷轧性，另一方面，若不满足2.0％，不仅使电阻率下降，而且在为二次再结晶精炼而进行的最终高温退火中，由α-γ转变会产生结晶方位不规则化，不能获得很好的退火改善硬化，因此Si含量最好在2.0～4.5％的程度。

Mn：0.02～0.12％

为防止热脆化，Mn至少应为0.02％的程度，但过多会使磁特性恶化，因此上限定为0.12％。

作为抑制剂，可使用所谓的MnS、MnSe系和AlN系。采用MnS、MnSe系时，

从Se、S中至少选择一种：0.005～0.06％

Se、S中不论哪一个都是作为能有效地控制取向硅钢板的二次再结晶的抑制剂的成分。从确保抑制能力的观点，至少要达到0.005％的程度，而超过0.06％会损害其效果，因而下限、上限分别最好为0.01％和0.06％。

采用AlN系时，

Al：0.005～0.10％，N：0.004～0.015％

根据上述采用MnS、MnSe系时的同样理由，将Al及N的范围确定为上述范围。上述MnS、MnSe系及AlN系可分别组合使用。

作为抑制剂成分，除了上述的S、Se、Al，Cu、Sn、Cr、Ge、Sb、Mo、Te、Bi、P等也可适用，因此可以分别少量地含有。上述成分较好的添加范围分别是，Cu、Sn、Cr：0.01～0.15％，Ge、Sb、Mo、Te、Bi：0.005～0.1％，P：0.01～0.2％，就这些各个抑制剂成分而言，单独使用或复合使用均可。

而且，本发明中在根据形成线状沟的位置进行适当的配置，形成高位错密度区域时，为了达到较大的效果，期望独立地进行线状沟的形成和高位错密度区域的形成。

这种材料作为无需消除应力退火的叠片铁心材料时，显示出比已有材料特别优异的性能，而作为需要消除应力退火的卷铁心材料时，也能发挥出与已有材料相同的性能。

以下以本发明做详细说明。

首先说明作为本发明基础的实验结果。

利用插入中间退火的两次冷轧，把含MnSe及AlN作为抑制剂的3.2Wt％硅钢热轧板轧至0.23mm厚，通过照相凹版胶印印刷，涂覆抗蚀剂，然后施加电腐蚀剂，利用变换照相凹版滚子的图形，使沟间隔在0.7mm至100mm之间改变，形成与轧制方向正交延伸的、宽0.18mm及深0.018mm的线状沟，当在20％NaCl电解浴中，20A/dm²的电流密度下进行电解腐蚀时，通过控制腐蚀时间，在沟深定为0.018mm的条件下改变线状沟的宽度。这样，对线状沟形成处理后的钢板，施以脱碳处理，最终后期退火，再涂覆涂层制成成品。

从这样所得成品板中切出埃泼斯坦(Epstein)试片，对此试片进行消除应力退火，然后测试磁特性。测试结果如图5所示，线状沟的间隔在1mm以上、30mm以下的范围内，铁损显著降低。

本发明人对按间隔在1～30mm的范围形成线状沟的上述成品，再照射等离子体火焰，对由此产生的磁性能的变化进行研究。采用直径为0.35mm的喷嘴，电弧电流为7A的条件下，在与轧制方向正交的方向上扫描照射。此时照射间隔从0.7mm至100mm变化。结果，在等离子体照射部位可观察到沿钢板轧制方向长为0.30mm的连续线状的高位错密度区域。

从所得成品中取宽150mm、长280mm的试样，利用单板磁性试验(SST)测试磁性能，得到比仅引入线状沟的钢板铁损低的成品和铁损反而恶化的成品。对这些测试结果做进一步详细地分析，结果得到新判断，亦即对于线状沟在轧制方向的间隔l₁(mm)、等离子体火焰在轧制方向的照射间隔l₂(mm)，如图9所示，与线状沟的间隔l₁对应，按

为5以上、100以下这样地照射等离子体火焰所制成的成品中，可得到极低的铁损。这里， 不足5时，铁损比仅有线状沟的情形还要差。由高错密度区域的形成而引入的磁极数量过多时，要考虑会导致磁滞损耗增大。另一方面，如果

超过100，则由于磁极产生量少，铁损比仅有线状沟的情况改善不多。

如上所述，钢板上形成的线状沟在轧制方向上的间隔l₁为1mm以上、30mm以下，并且是与线状沟的间隔l₁的关系满足式3，具有照这样的轧制方向上的间隔l₂形成的线状高位错密度区域的钢板，新的发现是与仅有沟的铜板相比，其铁损极低。

以下具体说明本发明。

首先说明作为本发明的基础的实验结果。

与作为本发明基础的实验相同，通过插入中间退火的两次冷轧，把含有MnSe、AlN作为抑制剂的3.2％硅钢热轧板轧至0.23mm厚，之后采用照相凹版胶印印刷涂覆抗蚀剂，接着施以电解腐蚀剂，由此在与轧制方向正交的方向上形成宽0.18mm、深0.018mm的线状沟。这时，通过变换照相凹版滚子的图形，使线状沟的间隔在0.7mm至100mm做各种变化。在20％NaCl电解浴中、20A/dm²的电流密度下进行电解腐蚀，通过控制腐蚀时间，在沟深保持在0.018mm的条件下使沟宽多多少少地变化。

在上述沟形成处理后，进行脱碳退火及最终后期退火，再进行涂覆涂层，制成成品。

本发明人对以下情形的磁特性变化进行了研究，亦即，对按获得特别低铁损的间隔1～30mm形成了线状沟的成品，再用具有突起的轧辊在钢板上引入微小轧制形变。如图10所示，引入微小轧制形变时，采用具有与轧辊轴向平行的线状突起的轧辊。突起高0.05mm，突起宽0.20mm，负荷为20kg/mm²。这时，线状突起的间隔在1mm到100mm之间变化。在钢板的线状施压部位可观察到宽0.30mm的连续线状高位错密度区域。

从所得成品中取宽150mm、长280mm的试样，通过单板磁性试验器(SST)测试磁特性，根据具有突起的轧辊轧制，可得到的比仅有沟的情形铁损低的成品及铁损反而差的成品。

这里，本发明人获得新的发现，亦即，对所得结果进行细致地分析，结果得出，线状沟在轧制方向的间隔为l₁(mm)，具有突起的线状突起间隔(微小轧制形变的间隔)为l₃(mm)时，如图11所示，

为5以上、100以下时，铁损比已往的特别低。这里，小于5时，与仅有沟的情况相比，铁损反而更差，此原因可认为是由于高位错密度部位的形成而引入的磁极数量过多，而导致磁滞损耗相反增大。此外， 大于100时，因为磁极生成数量较少，所以不能获得铁损显著的改善效果。

由上述可查明，线状沟的轧制方向上的间隔为l₁(mm)时，按满足下式(3)的间隔l₃(mm)在钢板上引入线状微小轧制形变，由此使铁损比已有的更进一步降低。 $5\≤\sqrt{l_1}\×l_3\≤100-----\left(3\right)$

对在权利要求7的发明中引入的线状沟和微小轧制形变的状态予以说明。

首先，线状沟宽为0.03～0.30mm、深为0.01～0.07mm时，可期望得到铁损降低效果。如前所述，沟宽及沟深过小时，磁极生成数量少，不能得到磁畴足够细化的效果。另一方面如果过大，则会导致磁通密度显著降低。

另外，相对正交于轧制方向的方向，引入沟的角度最好在30°以内。亦即，超过30°时，磁畴细化效果下降。

以下说明微小轧制形变，作为造成形变的方式，采用具有线状突起的轧辊尤为有利。就突起形状而言，其顶端可以是尖状、球状，也可以平坦的，从耐用性及效果来看，顶端为球状为好。线状突起的宽度在0.05～0.50mm较好。亦即，不足0.05mm时，微小形变区域狭小，效果不好，另一方面超过0.05mm时，形变量过大，会导致磁滞损耗恶化。此外，对突起高度无特别限定，但实用上最好采用0.01～0.10mm。而且，突起间隔如前所述，间隔l₃(mm)必须满足式(3)条件。再者，线状突起的角度最好是与轧辊轴向平行的方向，但如果与轴向成30°以内的角地交叉也可。轧制时施加在轧面的压强最好为10～70kg/mm²。亦即，面压强不足10kg/mm²时，微小形变的引入效果差，而超过70kg/mm²时，形变量过大，导致磁滞损耗恶化。

此外，对线状沟与微小轧制形变引入部位之间的位置关系无特别限制。即已证实，沟与形变引入部位在同一位置，或者形变引入部位处于各沟之间均可，也可以是两者交叉，而且无论是两者在同一面，或者在两个面上形成均可。

作为微小形变引入方法，上述的具有突起的轧辊特别适用，但其它方法，如采用钢丝压下来在钢板上设置间隔的方法也可使用。

以下，说明根据本发明的取向电磁钢板的制造工艺。

首先，把取向电磁钢板用的钢坯进行热轧，然后根据需要来进行热轧板的退火，接着通过一次冷轧或者插入中间退火的二次冷轧，轧至最终成品板的厚度，然后进行脱碳退火及随后的最终后期退火，之后将覆涂层，制成成品。

引入线状沟的时间，在最终后期退火的前后均可。就沟的形成方法而言，可使用局部腐蚀处理方法、用刀具来划线的方法、用具有突起的轧辊轧制的方法等。最好的方法是在最终冷轧之后，通过印刷在钢板上施加抗蚀剂，然后用电解腐蚀剂处理，由此形成沟。

随后，按前述那样在钢板上引入微小的轧制形变。

这样所得钢板，用作不需要进行消除应力退火的叠片铁心材料时能显示出特别优异的性能，而用作需要进行消除应力退火的卷铁心材料时，也能发挥出与已有材料相同程度的性能。

实施例1(本发明的实施例)

以含有C：0.070％、Si：3.3％、Mn：0.069％、Se：0.018％、Sb：0.024％、Al：0.021％、N：0.008％的3.3Wt％硅钢热轧板，采用插入中间退火的二次冷轧、将其轧至0.23mm厚，然后通过照相凹版胶印印刷来涂覆抗蚀剂，接着在电解腐蚀剂和碱性溶液中进行抗蚀剂剥离，由此形成线状沟，其宽为0.16mm、深为0.018mm，相对正交于轧制方向的方向的倾斜角为10°，在轧制方向的间隔为3mm。之后，进行脱碳退火及随后的最终后期退火，再涂覆涂层。对所得钢板，按下述的(F)～(H)的条件，分别照射等离子体火焰，在局部引入高位密度。而且，采用孔径为0.35mm的喷嘴，在电弧电流为7.5A的条件下照射等离子体火焰。

(F)与线状沟平行地，而且使照射部位位于各沟之间的中央，按相对正交于轧制方向的方向为10°的倾斜角，以6mm的间隔照射；

(G)与线状沟交叉地照射。照射角度和间隔与(F)相同；

(H)与线状沟为同一位置，以6mm的间隔照射；

此外，作为比较

(I)仅做沟形成处理，不照射等离子体火焰；

(J)不做沟形成处理，按与(F)相同的条件照射等离子体火焰；

经过以上处理，制成材料。

从这样所得成品卷材的幅度方向，截取150×280mm的各六块试样片，不进行消除应力的退火，由单板磁性试验器测试磁特性。结果如表2所示。

                                    表2

标号	处理	W17/50(W/kg)	B5(T)	备注
					F	高位错密度区域位于各沟之间中央，与沟平行	0.66	1.91	本发明
G	高位错密度区域与沟交叉取向	0.67	1.91	本发明
					H	高位错密度区域与沟与同一位置	0.70	1.91	比较例
I	仅有沟	0.71	1.91	比较例
					J	仅有高位错密度区域	0.70	1.93	比较例

从表2可知，在不与沟重叠的位上，引入高位错密度区域的材料，与比较例相比，可大幅度地降低铁损。

实施例2(本发明的实施例)

把含C：0.071％、Si：3.4％、Mn：0.069％、Se：0.020％、Al：0.023％及N：0.008％的硅钢的热轧板，按常规方法处理制成0.18mm厚的钢板。对此钢板，采用超声波振子，按线状方式除去绝缘覆膜，然后在30％HNO₃液中做酸性处理，由此按与轧制方向正交的方向延伸地形成线状沟，宽0.18mm、深0.015mm，在轧制方向的间隔为4mm，之后再次涂覆涂层，按800℃×3分钟烘焙。另外，对所得钢板，按下述的(K)～(M)的条件，分别照射等离子体火焰，在局部引入高位错密度。等离子体火焰是用孔径为0.35mm的喷嘴在7A的电弧电流下照射的。

(K)与线状沟平行地，而且照射部位位于各沟之间的中央，以4mm的间隔照射；

(L)与正交于轧制方向的方向成15°的倾斜角度地、以4mm间隔照射；

(M)在与线状沟同一位置以4mm间隔照射；

而且，作为比较

(N)仅做沟形成处理，不照射等离子；

(O)不做沟形成处理，仅在正交于轧制方向的方向上以4mm的间隔照射等离子体

经过以上处理，制成材料。

从所得成品卷材中，按与实施例相同的方式截取试样片，测试磁特性。结果如表3所示。

                                     表3

标号	处理	W17/50(W/kg)	B5(T)	备注
					K	高位错密度区域位于各沟之间中央，与沟平行	0.65	1.90	本发明
L	高位错密度区域与沟成15°角度取向	0.64	1.90	本发明
					M	高位错密度与沟在同一位置	0.68	1.90	比较例
N	仅有沟	0.70	1.90	比较例
					O	仅有高位错密度区域	0.68	1.92	比较例

与比较例相比其铁损大幅度下降。

实施例3(本发明的实施例)

对含有MnSe、Sb及AlN作为抑制剂的3.3wt％硅钢热轧板，通过插入中间退火的两次冷轧，轧至0.23mm厚，然后由照相凹版胶印印刷涂覆抗蚀剂，接着在电解腐蚀剂和碱性溶液中剥离抗蚀剂，由此形成宽0.16mm、深0.018mm的线状沟，与正交于轧制方向的方向成10°的倾斜角度，在轧制方向上的间距为3mm(l₁＝3mm)。之后，进行脱碳退火及接着的最终后期退火，再涂覆涂层。进而，对所得钢板照射等离子体火焰，在局部引入高位错密度区域。按如下条件照射等离子体火焰，即采用孔径为0.35mm的喷嘴，电弧电流为7.5A，在正交于轧制方向的方向，使照射间隔(l₂)从1mm至100mm阶段地变化。

从这样所得成品截取宽150mm、长280mm的试样片，用单板磁性试验器(SST)测试磁特性，结果如表4所示。作为比较用，表4还记载了不形成高位错密度区域、仅有线状沟的钢板的特性。

                         表4

表4显示出，线状沟间隔为l₁(mm)时，按满足式2的间隔l₂(mm)形成线状高位错密度区域的钢板，与比较例相比铁损极低。

实施例4(本发明的实施例)

对含有MnSe及AlN作为抑制剂的3.2wt％硅钢热轧板，按常规方法处理成0.18mm厚的钢板。采用超声波振子，对此钢板按线状地除去绝缘覆膜，然后在30％HNO₃溶液中做酸洗处理，由此形成以交叉方向延伸的线状沟，宽0.18mm、深0.015mm，在轧制方向的间隔为3mm(l₁＝3mm)，随后再涂覆涂层，按800℃×3分钟烘焙。再对所得钢板照射等离子火焰，在局部引入高位错密度。等离子火焰照射如下：采用孔径0.35mm的喷嘴，在7A的电弧电流条件下，以交叉方向扫描，轧制方向的照射间隔l₂从1mm到80mm阶段地变化。从所得成品截取宽150mm长280mm的试样片，用SST测试磁特性，结果如表5所示。而且，作为比较，表5还记载了不形成高位错密度区域仅有线状沟的钢板特性。

                        表5

表5展示，线状沟间隔为l₁(mm)时，按满足式(2)的间隔l₂形成线状高位错密度区域的钢板，与比较例相比，铁损极低。

实施例5(本发明的实施例)

对含MnSe、Sb、AlN作为抑制剂的3.3％硅钢热孔板，通过插入中间退火的两次冷轧，轧至0.23mm厚，然后由照相凹版胶印印刷涂覆抗蚀剂，接着在电解腐蚀剂、碱性溶液中，进行抗蚀剂剥离的各处理，由此以与正交于轧制方向的方向成10°角度地引入线状沟，宽0.16mm，深0.018mm，间距为3mm(l₁＝3)。随后进行脱碳退火、最终后期退火，再涂覆终涂层。

随后，采用具有突起的轧辊，对所得钢板形成局部的高位错密度部位。作为具有突起的轧辊，采用具有与轧辊轴向平行的线条突起、突起高为0.02mm的轧辊，并施加30kg/mm²的负荷。此时，线条突起的间隔在1mm至100mm变化。

从上述所得成品板截取宽150mm、长280mm的试样片，用单板磁性试验器(SST)测试磁特性，结果如表6所示。

作为比较，表6还展示了不进行突起轧辊轧制处理仅有沟的钢板和仅进行突起轧辊轧制的钢板的研究结果。

                     表6

如表6所示，沟间隔为l₁(mm)时，按满足

的间隔l₃(mm)，采用具有突起的轧辊，引入线状微小的轧制形变的钢板，与仅有沟的情形相比自当无需多说，即使是与仅进行具有突起轧辊轧制的情形相比，也具有优异的铁损值。

而且对这些钢板在N₂中、800℃下进行3小时的消除应力退火，仅进行具有突起的轧辊轧制的钢板(第22号)，其铁损恶化到0.87W/kg，而形成了沟的钢板(16-19号)仅高达0.72W/kg。

实施例6(本发明的实施例)

对含有MnSe、Sb、AlN作为抑制剂的3.2％硅钢热轧板，按常规方法处理成0.18mm厚的钢板。

对此完成后期退火的钢板，采用超声波振子，按线状地除去绝缘覆膜，之后在30％HNO₃溶液中进行酸洗处理，由此在正交于轧制方向的方向以3mm间隔(l₁＝3)形成宽0.18mm、深0.015mm的，然后再涂覆终涂层，按800℃×3分钟烘焙。之后通过具有突起的轧辊轧制，在局部形成高位错密度部位。作为具有突起的轧辊，采用具有与轧辊轴向平行地的线状突起，突起高0.03mm的轧辊，并施加25kg/mm²的负荷。这时，线状突起的间隔在1mm至80mm变化。

从上述所得成品板截取宽150mm长280mm的试样片，用SST测试磁特性，结果如表7所示。

作为比较，表7还列出了不进行突起轧辊轧制处理，仅有沟的钢板和仅进行突起轧辊轧制的钢板的研究结果。

                      表7

从表7可见，沟间隔为l₁(mm)时，按满足

的间隔l₃(mm)，采用具有突起的轧辊，引入线状微小的轧制形变的钢板，与仅有沟的钢板相比自然无需多言，即便是与仅进行具有突起的轧辊轧制的钢板相比也具有优异的铁损值。

对这些钢板再在N₂中、800℃下进行3小时的消除应力退火，仅进行具有突起的轧辊轧制的钢板(第30号)  其铁损恶化至0.82W/kg，而形成了沟的钢板(第24-27号)的铁损仅高达0.71W/kg。

本发明的钢板与已有的材料相比具有极低的铁损，故而有利于提高变压器，特别是叠片铁心的变压器的效率。

另外，本发明的制造方法，对表面上具有与轧制方向基本成正交的方向延伸的线状沟的完成后期退火后的单取向电磁钢板，再按预定条件引入线状微小的轧制形变，从而能使其铁损特性比已有技术有极大的提高，进而有利于提高变压器的效率。

Claims (9)

1.低铁损单取向性电磁钢板，其特征在于，在完成后期退火后的取向硅钢板表面上，具有多个在轧制方向分别相隔而置的、与轧制方向交叉延伸的线状沟及线状高位错密度的区域，该线状沟和高位错密度区域的引入位置各不相同，该线状沟之间以及线状高位错密度的区域之间在轧制方向上的间隔l₁和l₂满足

1≤l₁≤30(mm)                ……(1)

以及 $5\≤\sqrt{l_1}\×l_2\≤100------\left(2\right)$ 。

2.根据权利要求1的取向性电磁钢板，其特征在于，线状沟和线状高位错密度区域与正交于轧制方向的方向的倾角在30°以内。

3.根据权利要求1的取向性电磁钢板，其特征在于，线状沟宽0.03～0.30mm、深0.01～0.07mm，高位错密度区域宽0.03～1mm。

4.根据权利要求1的取向性电磁钢板，其特征在于，线状沟的间隔是1～30mm。

5.根据权利要求1的取向性电磁钢板，其特征在于，高位错密度区域的间隔是1～30mm。

6.根据权利要求1的取向性电磁钢板，其特征在于，在完成后期退火后的取向硅钢板表面上，具有多个在轧制方向上分别相隔而置的、与轧制方向基本上正交延伸的线状沟和线状高位错密度的区域。

7.低铁损单取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，对于表面上具有与轧制方向交叉延伸的线状沟的完成后期退火后的单取向电磁钢板，当该线状沟在轧制方向上的间隔为l₁(mm)时，在与轧制方向同样交叉的方向上，按满足下式的间隔l₁和l₃(mm)引入微小的轧制形变，

             1≤l₁≤30mm                  ……(1) $5\≤\sqrt{l_1}\×l_3\≤100------\left(3\right)$ 。

8.根据权利要求7的低铁损单取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，使线状沟宽0.03～0.30mm、深0.01～0.07mm，使其与轧制方向的交叉角度为相对正交于轧制方向的方向在30°以内。

9.根据权利要求7或8的低铁损单取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，施加微小轧制形变的措施是，采用具有线状突起的轧辊，线状突起宽0.05～0.50mm，突起高0.01～0.10mm，与轧辊轴的角度在30°以内，把具有此线状突起的轧辊以10～70kg/mm²的压强压向钢板。

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