CN110168679B - 卷绕铁心及其制造方法 - Google Patents
卷绕铁心及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110168679B CN110168679B CN201880006157.1A CN201880006157A CN110168679B CN 110168679 B CN110168679 B CN 110168679B CN 201880006157 A CN201880006157 A CN 201880006157A CN 110168679 B CN110168679 B CN 110168679B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- bending
- line
- steel sheet
- bent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
- H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
- H01F27/2455—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented using bent laminations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/25—Magnetic cores made from strips or ribbons
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets
- H01F41/024—Manufacturing of magnetic circuits made from deformed sheets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
该卷绕铁心是通过将由在表面形成有含有磷的被膜的方向性电磁钢板形成的多个弯曲加工体沿其板厚方向进行层叠而构成的卷绕铁心,上述弯曲加工体通过分别具有四个平面部和与上述平面部邻接的拐角部而形成为矩形状,上述拐角部具有在侧面视中弯曲角度的合计为大致90°的弯曲区域,在侧面视中,存在于上述弯曲区域中的形变孪晶的数目相对于每1mm上述弯曲区域中的上述板厚方向的中心线的长度为5个以下,在水中煮沸30分钟的情况下的磷从上述拐角部的溶出量相对于每1m2上述拐角部的表面积为6.0mg以下。
Description
技术领域
本发明涉及卷绕铁心及其制造方法。
本申请基于2017年1月10日在日本申请的特愿2017-001829号而主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
卷绕铁心被广泛用作变压器、电抗器、噪声滤波器等的磁心。一直以来,从高效化等方面出发,降低铁心中产生的铁损成为重要的课题之一,从各种观点出发进行了低铁损化的研究。
作为卷绕铁心的制造方法之一,例如众所周知有下述方法:将钢板卷取成筒状后,按照使拐角部成为一定曲率的方式进行压制,形成为大致矩形后,通过进行退火来进行消除应力和形状保持。在该制法的情况下,拐角部的曲率半径根据卷绕铁心的尺寸而不同,但该曲率半径成为大概4mm以上的比较大的缓和的曲面。
作为卷绕铁心的其它制造方法,研究了下述方法:将电磁钢板的成为卷绕铁心的拐角部的部分预先进行弯曲加工,通过将该弯曲加工后的电磁钢板重合而将电磁钢板层叠,制成卷绕铁心。
根据该制造方法,不需要上述压制工序,另外,由于将电磁钢板折弯所以形状得以保持,上述利用退火工序的形状保持不成为必须的工序,因此存在制造容易这样的优点。在该制法中,由于将电磁钢板进行弯曲加工,所以在该加工部分形成曲率半径为3mm以下的比较小的弯曲区域。
作为通过包含弯曲加工的制造方法而制造的卷绕铁心,例如在专利文献1中公开了一种卷绕铁心的结构,其是折弯成环状的长度不同的多个磁性钢板沿外周方向重合而形成,各磁性钢板的对置的端面在整个其层叠方向上每隔规定尺寸均等地错开,接合部成为阶梯状。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实用新型登录第3081863号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述实际情况而进行的,目的是提供具有弯曲区域、并且铁损得以抑制的卷绕铁心及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明的概要如下所述。
(1)本发明的第一方案为一种卷绕铁心,其是通过将由在表面形成有含有磷的被膜的方向性电磁钢板形成的多个弯曲加工体沿其板厚方向层叠而构成的卷绕铁心,上述弯曲加工体通过分别具有四个平面部和与上述平面部邻接的拐角部而形成为矩形状,上述拐角部具有在侧面视中弯曲角度的合计为大致90°的弯曲区域,在侧面视中,存在于上述弯曲区域中的形变孪晶的数目相对于每1mm上述弯曲区域中的上述板厚方向的中心线的长度为5个以下,在水中煮沸30分钟的情况下的磷从上述拐角部的溶出量相对于每1m2上述拐角部的表面积为6.0mg以下。
(2)在上述(1)所述的卷绕铁心中,上述方向性电磁钢板也可以为对表面赋予了局部的应变的钢板、或在表面形成有槽的钢板。
(3)在上述(1)所述的卷绕铁心中,上述方向性电磁钢板的Si含量也可以为2.0~5.0质量%。
(4)在上述(1)所述的卷绕铁心中,上述弯曲区域也可以为在上述弯曲加工体的侧面视中,在将表示上述弯曲加工体的内表面的线La上的点D及点E、以及表示上述弯曲加工体的外表面的线Lb上的点F及点G如下所述定义时,由在表示上述弯曲加工体的内表面的线La上被点D和点E划分的线、在表示上述弯曲加工体的外表面的线Lb上被点F和点G划分的线、将上述点D和上述点G连结的直线、及将上述点E与上述点F连结的直线所围成的区域。
<点D、点E、点F及点G的定义>
在侧面视中,将表示上述弯曲加工体的内表面的线La中包含的曲线部分的曲率半径的中心点A和使与表示上述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的曲线部分的两侧分别邻接的直线部分延长而得到的上述两条假想线Lb-elongation1、Lb-elongation2的交点B连结而得到直线AB,将所述直线AB与表示上述弯曲加工体的内表面的线相交的点设定为原点C,
将从该原点C沿着表示上述弯曲加工体的内表面的线La向一个方向仅离开下述式(1)所表示的距离m的点设定为点D,
将从该原点C沿着表示上述弯曲加工体的内表面的线La向另一方向仅离开上述距离m的点设定为点E,
将表示上述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的上述直线部分中的与上述点D对置的直线部分与相对于与该点D对置的直线部分垂直地引出并且通过上述点D的假想线的交点设定为点G,
将表示上述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的上述直线部分中的与上述点E对置的直线部分与相对于与该点E对置的直线部分垂直地引出并且通过上述点E的假想线的交点设定为点F。
式(1):m=r×(π/4)
(式(1)中,m表示距原点C的距离,r表示从中心点A至原点C的距离(曲率半径))。
(5)本发明的第二方案为制造上述(1)所述的卷绕铁心的方法,具有下述工序:准备在表面具有含有磷的被膜的多个方向性电磁钢板的准备工序;对于每个相对于多个上述方向性电磁钢板预先分配的各拐角部形成区域,在将上述拐角部形成区域的温度设定为150℃以上且500℃以下的状态下进行弯曲加工,从而成型出在侧面视中为大致矩形状的多个弯曲加工体的弯曲工序;和将多个上述弯曲加工体沿板厚方向进行层叠的层叠工序。
发明效果
根据本发明,能够提供具有弯曲区域、并且铁损得以抑制的卷绕铁心及其制造方法。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的卷绕铁心的立体图。
图2是该实施方式所涉及的卷绕铁心的侧面图。
图3是表示卷绕铁心的第一变形例的侧面图。
图4是表示卷绕铁心的第二变形例的侧面图。
图5是将本发明的第一实施方式所涉及的卷绕铁心的拐角部附近放大的侧面图。
图6是将第一变形例所涉及的卷绕铁心的拐角部附近放大的侧面图。
图7是将第二变形例所涉及的卷绕铁心的拐角部附近放大的侧面图。
图8是关于弯曲区域的说明图。
图9是本发明的第一实施方式所涉及的卷绕铁心的弯曲加工体的侧面图。
图10是表示弯曲加工体的变形例的侧面图。
图11是表示弯曲加工体的其它变形例的侧面图。
图12是表示卷绕铁心的试样的采集位置的一个例子的侧面图。
图13是本发明的第二实施方式所涉及的卷绕铁心的制造方法中的弯曲工序的说明图。
图14是表示实施例中制造的卷绕铁心的尺寸的示意图。
图15是将构成以往的卷绕铁心的弯曲加工体的弯曲区域的侧面使用光学显微镜进行拍摄的放大照片。
具体实施方式
(铁损的原因和其抑制的机理)
本发明者们得到下述认识:在将方向性电磁钢板进行折弯加工时形成的弯曲区域中,铁损增大。图15是将由构成以往的卷绕铁心的方向性电磁钢板形成的弯曲加工体(以下,单纯地称为弯曲加工体)的弯曲区域的侧面使用光学显微镜拍摄的放大照片。
如该图15的例子所示的那样,在弯曲加工体的弯曲区域中,观察到从该钢板表面朝向内部的筋状的形变孪晶7(deformation twin)。需要说明的是,形变孪晶通过使用扫描电子显微镜和晶体取向解析软件(EBSD)进行解析评价来确认。方向性电磁钢板为使钢板中的晶粒的取向高度集中于{110}<001>取向(以下,有时称为Goss取向)的钢板,但推测形变孪晶产生部分由于晶体取向与Goss取向不同,所以成为铁损的原因。另外即使在卷绕铁心形成后进行750℃左右的退火,也无法使在弯曲加工时产生的形变孪晶消失。
本发明者们从抑制弯曲加工时的形变孪晶产生的观点出发进行了深入研究,结果弄清楚了:通过将方向性电磁钢板一边加热一边进行弯曲加工可抑制形变孪晶。关于发挥这样的效果的作用也有不清楚的部分,但推定通过使加工部分变成高温,通过塑性变形而导入的位错变得容易运动,不仅抑制形变孪晶的产生,而且产生的形变孪晶变得不易成长,所以不会以筋状拉伸。推定结果是,全钢板中的形变孪晶的面积分率变小,对铁损造成的影响变小。
进而,越是将方向性电磁钢板的弯曲加工时的温度设定为高温,越见到形变孪晶的产生得以抑制的倾向,但在设定为高温的情况下即使形变孪晶的产生得以抑制,有时也不可抑制卷绕铁心的铁损。其原因也有不清楚的部分,但推定原因是通过在高温下进行加工而在弯曲区域中产生被膜的开裂,在弯曲区域中露出的母钢板彼此产生粘附。
本发明者们由这些认识弄清楚了:通过将折弯加工时的方向性电磁钢板的温度调整为150℃以上且500℃以下,可同时抑制形变孪晶的产生和被膜的开裂,从而完成具有弯曲区域、并且铁损得以抑制的本发明的卷绕铁心。
以下,对基于上述的认识而进行的本发明所涉及的卷绕铁心、及其制造方法依次进行详细说明。
需要说明的是,关于本说明书中使用的对形状或几何学条件以及它们的程度进行规定的例如“平行”、“垂直”、“同一”等用语或长度、角度的值等,并不束缚于严格的意思,解释为包含可期待同样的功能的程度的范围。另外,在本申请发明中,大致90°是容许±3°的误差的范围,是指87°~93°的范围。
(第一实施方式)
图1是示意性表示本发明的第一实施方式所涉及的卷绕铁心10的立体图。图2是该实施方式所涉及的卷绕铁心10的侧面图。
需要说明的是,本发明中所谓侧面视是指在构成卷绕铁心的长条状的方向性电磁钢板的宽度方向(图1中的Y轴方向)上观察,所谓侧面图是表示通过侧面视而目视确认的形状的图(图1的Y轴方向的图)。另外,所谓板厚方向是方向性电磁钢板的板厚方向,是指在成型为矩形状的卷绕铁心的状态下与卷绕铁心的周面垂直的方向。
本实施方式所涉及的卷绕铁心10通过将由在表面形成有含有磷的被膜的方向电磁钢板形成的多个弯曲加工体1沿其板厚方向进行层叠而构成。即,卷绕铁心10如图1、图2中所示的那样,具有由多个弯曲加工体1形成的大致矩形状的层叠结构。该卷绕铁心10也可以直接作为卷绕铁心使用,但也可以根据需要使用公知的捆束带等紧固工具将卷绕铁心固定。
如图1及图2中所示的那样,各个弯曲加工体1通过沿着周向使四个平面部4和四个拐角部3交替地连续而形成为矩形状。与各拐角部3邻接的两个平面部4所成的角为大致90°。
如图2中所示的那样,在本实施方式所涉及的卷绕铁心10中,弯曲加工体1的拐角部3各自具有在侧面视中弯曲角度的合计为大致90°的两个弯曲区域5。弯曲区域5为在弯曲加工体1的侧面视中具有弯曲成曲线状的形状的区域,关于更具体的定义在后面叙述。
弯曲加工体1的拐角部3各自可以如图3中所示的第一变形例所涉及的卷绕铁心10A那样具有三个弯曲区域5,另外,也可以如图4中所示的第二变形例所涉及的卷绕铁心10B那样具有一个弯曲区域5。即,弯曲加工体1的拐角部3各自只要具有一个以上的弯曲区域5即可。
图5是将本实施方式所涉及的卷绕铁心10中的拐角部3的附近放大的侧面图。
如图5中所示的那样,在一个拐角部具有两个弯曲区域5a、5b的情况下,弯曲区域5a(曲线部分)与表示弯曲加工体10的平面部4a的直线状的部分连续,在其前端,直线部分、弯曲区域5b(曲线部分)及平面部4b连续。
在本实施方式所涉及的卷绕铁心10中,图5中的从线段A-A’至线段B-B’为止的区域为拐角部3。点A为配置于卷绕铁心10的最内侧的弯曲加工体1a的弯曲区域5a中的平面部4a侧的端点,点A’为通过点A且与弯曲加工体1a的板面垂直方向的直线与卷绕铁心10的最外侧的面的交点。同样地点B为配置于卷绕铁心10的最内侧的弯曲加工体1a的弯曲区域5b中的平面部4b侧的端点,点B’为通过点B且与弯曲加工体1a的板面垂直方向的直线与卷绕铁心10的最外侧的面的交点。图5中,介由该拐角部3而邻接的两个平面部4a、4b所成的角为θ,本发明中该θ为大致90°。关于弯曲区域5a、5b的弯曲角度φ在后面叙述,图5中φ1+φ2为大致90°。
接着,对一个拐角部3具有三个弯曲区域5的情况进行说明。图6是将图3中所示的第一变形例所涉及的卷绕铁心10A中的拐角部3的附近放大的侧面图。图6中也与图5同样地从线段A-A’至线段B-B’为止的区域为拐角部3。在图6中,点A为与平面部4a最近的弯曲区域5a的平面部4a侧的端点,点B为与平面部4b最近的弯曲区域5b的平面部4b侧的端点。在弯曲区域5有三个以上的情况下,在各弯曲区域间存在直线部分。关于哪个平坦部构成平面部4a、4b,只要考虑介由拐角部3而邻接的两个平面部4a、4b所成的角θ为大致90°来决定即可,由此决定与平面部4邻接的弯曲区域5。需要说明的是,在图6的例子中,φ1+φ2+φ3成为大致90°,一般在拐角部3具有n个弯曲区域5的情况下,φ1+φ2+…+φn成为大致90°。
接着,对一个拐角部3具有一个弯曲区域5的情况进行说明。图7是将图4中所示的第二变形例所涉及的卷绕铁心10B中的拐角部3的附近放大的侧面图。图7中也与图5及图6同样地从线段A-A’至线段B-B’为止的区域为拐角部3。在图7中,点A为弯曲区域5的平面部4a侧的端点,点B为弯曲区域5的平面部4b侧的端点。另外在图7的例子中,φ1为大致90°。
在本申请中,由于上述的拐角部的角度θ为大致90°,所以φ为大致90°以下。从抑制形变孪晶的产生而抑制铁损的方面出发,φ优选为60°以下,更优选为45°以下。因此,一个拐角部3优选具有两个以上的弯曲区域5。但是,在一个拐角部3处成型出四个以上的弯曲区域5由于在制造设备设计的制约上是困难的,所以一个拐角部处的弯曲区域5的数目优选为三个以下。
如图5中所示的本实施方式所涉及的卷绕铁心10那样,在一个拐角部具有两个弯曲区域5a、5b的情况下,从铁损降低的方面出发,优选设定为φ1=45°并且φ2=45°,例如也可以设定为φ1=60°并且φ2=30°、或设定为φ1=30°并且φ2=60°等。
另外,如图6中所示的第一变形例所涉及的卷绕铁心10A那样,在一个拐角部具有三个弯曲区域5a、5b、5c的情况下,从铁损降低的方面出发优选设定为φ1=30°、φ2=30°并且φ3=30°。
进而,由于从生产效率的方面出发优选折弯角度相等,所以在一个拐角部具有两个弯曲区域5a、5b的情况下(图5),优选设定为φ1=45°并且φ2=45°,在一个拐角部具有三个弯曲区域5a、5b、5c的情况下(图6),从铁损降低的方面出发,例如优选设定为φ1=30°、φ2=30°并且φ3=30°。
参照图8对弯曲区域5更详细地进行说明。图8是示意性表示弯曲加工体1的弯曲区域5的一个例子的图。弯曲区域5的弯曲角度是指在弯曲加工体1的弯曲区域5中,在折弯方向的后方侧的直线部与前方侧的直线部之间产生的角度差。具体而言,弯曲区域5的弯曲角度表示为在弯曲区域5中将表示弯曲加工体1的外表面的线Lb中包含的与曲线部分的两侧(点F及点G)分别邻接的直线部分延长而得到的两条假想线Lb-elongation1、Lb-elongation2所成的角的补角的角度φ。
各弯曲区域5的弯曲角度为大致90°以下,并且存在于一个拐角部3中的全部弯曲区域5的弯曲角度的合计为大致90°。
本申请中弯曲区域5表示在弯曲加工体1的侧面视中,在将表示弯曲加工体1的内表面的线La上的点D及点E、以及表示弯曲加工体1的外表面的线Lb上的点F及点G如下述那样定义时,由在表示弯曲加工体1的内表面的线La上被点D和点E划分的线、在表示弯曲加工体的外表面的线Lb上被点F和点G划分的线、将上述点D和上述点G连结的直线、及将上述点E和上述点F连结的直线所围成的区域。
其中,点D、点E、点F及点G如下那样定义。
在侧面视中,将表示弯曲加工体1的内表面的线La中包含的曲线部分的曲率半径的中心点A和使与表示弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的曲线部分的两侧分别邻接的直线部分延长而得到的上述两条假想线Lb-elongation1、Lb-elongation2的交点B连结而得到直线AB,将所述直线AB与表示弯曲加工体1的内表面的线相交的点设定为原点C,
将从该原点C沿着表示弯曲加工体1的内表面的线La向一个方向仅离开下述式(1)所表示的距离m的点设定为点D,
将从该原点C沿着表示弯曲加工体的内表面的线La向另一方向仅离开上述距离m的点设定为点E,
将表示弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的上述直线部分中的与上述点D对置的直线部分与相对于与该点D对置的直线部分垂直地引出并且通过上述点D的假想线的交点设定为点G,
将表示弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的上述直线部分中的与上述点E对置的直线部分与相对于与该点E对置的直线部分垂直地引出并且通过上述点E的假想线的交点设定为点F。
式(1):m=r×(π/4)
(式(1)中,m表示距原点C的距离,r表示从中心点A至原点C的距离(曲率半径))。
即,r表示将原点C附近的曲线视为圆弧的情况的曲率半径,本申请中,表示弯曲区域5的侧面视中的内表面侧曲率半径。曲率半径r越小则弯曲区域5的曲线部分的弯曲越急,曲率半径r越大则弯曲区域5的曲线部分的弯曲变得越缓。
本申请中,即使是通过折弯加工而形成曲率半径r为3mm以下的弯曲区域5的情况下,也由于该弯曲区域5中的形变孪晶的产生、含有磷的被膜的开裂得以抑制,所以可得到低铁损的卷绕铁心。
图9是示意性表示本实施方式所涉及的卷绕铁心10的弯曲加工体1的图。如图9中所示的那样,弯曲加工体1是方向性电磁钢板被折弯加工而得到的加工体,具有四个拐角部3和四个平面部4,由此,一块方向性电磁钢板在侧面视中形成大致矩形的环。更具体而言,弯曲加工体1被制成一个平面部4包含长度方向的端面即接合部6(间隙)、其它的三个平面部4不包含接合部6的结构。
但是,卷绕铁心10只要作为整体具有侧面视为大致矩形形状的层叠结构即可。因此,作为变形例,也可以使用如图10中所示的那样两个平面部4包含接合部6、其它的两个平面部4不包含接合部6的弯曲加工体1A。在该情况下,两块方向性电磁钢板构成弯曲加工体。
另外,作为两块方向性电磁钢板构成弯曲加工体的情况中的另外的变形例,也可以使用如图11中所示的那样一个平面部4包含两个接合部6、其它的三个平面部4不包含接合部6的弯曲加工体1B。即,弯曲加工体1B将相当于大致矩形的三边的方向性电磁钢板与相当于剩余一边的笔直的(侧面视为直线状的)方向性电磁钢板组合而构成。在像这样两块以上的方向性电磁钢板构成弯曲加工体的情况下,也可以将钢板的弯曲加工体与笔直的(侧面视为直线上的)钢板组合。
在任一情况下为了防止在卷绕铁心制造时在邻接的两层间产生间隙,在邻接的两层的弯曲加工体中,按照配置于内侧的弯曲加工体的平面部4的外周长与配置于外侧的弯曲加工体的平面部4的内周长变得相等的方式来调整钢板的长度及弯曲区域的位置。
(方向性电磁钢板的构成)
方向性电磁钢板为至少具有母钢板和在母钢板表面的含有磷的被膜的钢板,在不损害本发明的效果的范围内,根据需要也可以进一步具有其它的层。作为其它的层,例如可列举出设置于上述母钢板与上述含有磷的被膜之间的玻璃被膜等。以下,对方向性电磁钢板的各构成进行说明。
(1)母钢板
在本实施方式所涉及的卷绕铁心10中使用的方向性电磁钢板中,母钢板为该母钢板中的晶粒的取向高度集中于{110}<001>取向的钢板,在轧制方向上具有优异的磁特性。
本发明中母钢板没有特别限定,可以从作为方向性电磁钢板公知的钢板中适当选择使用。以下,对于优选的母钢板的一个例子进行说明,但本发明中母钢板并不限定于以下的钢板。
母钢板的化学组成没有特别限定,例如优选以质量%计含有Si:0.8%~7%、C:高于0%且0.085%以下、酸可溶性Al:0%~0.065%、N:0%~0.012%、Mn:0%~1%、Cr:0%~0.3%、Cu:0%~0.4%、P:0%~0.5%、Sn:0%~0.3%、Sb:0%~0.3%、Ni:0%~1%、S:0%~0.015%、Se:0%~0.015%,剩余部分包含Fe及杂质。上述母钢板的化学组成是为了控制为使晶体取向集中于{110}<001>取向的Goss织构所优选的化学成分。母钢板中的元素中,Si及C为基本元素,酸可溶性Al、N、Mn、Cr、Cu、P、Sn、Sb、Ni、S及Se为选择元素。这些选择元素由于只要根据其目的而含有即可,所以没有必要限制下限值,也可以实质上不含有。另外,这些选择元素即使作为不可避免的杂质含有,也不会损害本发明的效果。母钢板中,基本元素及选择元素的剩余部分包含Fe及不可避免的杂质。
但是,在母钢板的Si含量以质量%计为2.0%以上的情况下,由于制品的典型的涡流损耗得以抑制,所以优选。母钢板的Si含量更优选为3.0%以上。
另外,在母钢板的Si含量以质量%计为5.0%以下的情况下,由于在热轧工序及冷轧中在钢板中不易引起开裂,所以优选。母钢板的Si含量更优选为4.5%以下。
需要说明的是,本申请中,“不可避免的杂质”是指在工业上制造母钢板时从作为原料的矿石、废料、或制造环境等中不可避免地混入的元素。
另外,就方向性电磁钢板而言,一般在二次再结晶时经由纯化退火。在纯化退火中引起抑制剂形成元素向体系外的排出。特别是关于N、S,浓度的降低显著,成为50ppm以下。若是通常的纯化退火条件,则浓度可达到9ppm以下、进而6ppm以下,若充分进行纯化退火,则达到通过一般的分析无法检测的程度(1ppm以下)。
母钢板的化学成分只要通过钢的一般的分析方法来进行测定即可。例如,母钢板的化学成分只要使用ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry,电耦合等离子体原子发射光谱法)来进行测定即可。具体而言,例如可以通过从除去被膜后的母钢板的中央的位置取得35mm见方的试验片,利用岛津制作所制ICPS-8100等(测定装置)在基于预先制成的标准曲线的条件下进行测定来特定。需要说明的是,C及S只要使用燃烧-红外线吸收法进行测定即可,N只要使用不活泼气体融解-热导率法进行测定即可。
需要说明的是,母钢板的化学成分是以从方向性电磁钢板中通过后述的方法除去了后述的玻璃被膜及含有磷的被膜等的钢板作为母钢板并对其成分进行分析而得到的成分。
母钢板的制造方法没有特别限定,可以适当选择以往公知的方向性电磁钢板的制造方法。作为制造方法的优选的具体例子,例如可列举出下述方法等:将C设定为0.04~0.1质量%、其它组成具有上述母钢板的化学组成的板坯加热至1000℃以上而进行热轧后,根据需要进行热轧板退火,接着,通过一次或夹着中间退火的两次以上的冷轧而制成冷轧钢板,将该冷轧钢板例如在湿氢-不活泼气体气氛中加热至700~900℃而进行脱碳退火,根据需要进一步进行氮化退火,在1000℃左右进行成品退火。
母钢板的厚度没有特别限定,例如只要为0.1mm以上且0.5mm以下即可,也可以为0.15mm以上且0.40mm以下。
进而,方向性电磁钢板优选使用通过对表面赋予局部的应变、或在表面形成槽而磁畴被细分化的钢板。通过使用这些钢板,能够进一步抑制铁损。
(2)含有磷的被膜
方向性电磁钢板主要为了赋予绝缘性,具有含有磷的被膜。该含有磷的被膜为设置于方向性电磁钢板的最表面的被膜,在方向性电磁钢板具有后述的玻璃被膜或氧化被膜的情况下设置于该各被膜上。
含有磷的被膜可以从以往公知的被膜中适当选择。作为含有磷的被膜,优选磷酸盐系被膜,特别优选为以磷酸铝及磷酸镁中的1种以上作为主要成分、进一步含有铬及氧化硅中的1种以上作为副成分的被膜。根据磷酸盐系被膜,确保钢板的绝缘性,同时对钢板赋予张力而低铁损化也优异。
含有磷的被膜的形成方法没有特别限定,可以从公知的方法中适当选择。例如优选将溶解被膜用组成物而得到的涂敷液涂布于母钢板上然后进行烧结的方法。以下,对优选的具体例子进行说明,但含有磷的被膜的形成方法并不限定于此。
准备含有胶体状二氧化硅4~16质量%、磷酸铝3~24质量%(以磷酸二氢铝计算)、合计0.2~4.5重量%的选自无水铬酸及重铬酸盐中的1种或2种以上的涂敷液。然后,将该涂敷液涂布于母钢板或形成于母钢板上的玻璃被膜等其它被膜上,在约350℃或其以上的温度下进行烧结。之后,通过在800℃~900℃下进行热处理,能够形成含有磷的被膜。像这样操作而形成的被膜具有绝缘性,同时能够对钢板赋予张力,能够改善铁损及磁致伸缩特性。
含有磷的被膜的厚度没有特别限定,从确保绝缘性的方面出发,优选为0.5μm以上且3μm以下。
(3)其它被膜
方向性电磁钢板除了具有母钢板和形成于最表面的含有磷的被膜以外,在不损害本发明的效果的范围内也可以进一步具有其它被膜。作为这样的其它被膜,例如可列举出形成于母钢板上的玻璃被膜等。方向性电磁钢板从提高上述含有磷的被膜的密合性的方面出发优选具有玻璃被膜。作为玻璃被膜,例如可列举出具有选自镁橄榄石(Mg2SiO4)、尖晶石(MgAl2O4)及堇青石(Mg2Al4Si5O16)中的1种以上的氧化物的被膜。
玻璃被膜的形成方法没有特别限定,可以从公知的方法中适当选择。例如,在上述母钢板的制造方法的具体例子中,可列举出在冷轧钢板上涂布含有选自氧化镁(MgO)及氧化铝(Al2O3)中的1种以上的退火分离剂后进行成品退火的方法。需要说明的是,退火分离剂还具有抑制成品退火时的钢板彼此的粘附的效果。例如在涂布上述含有氧化镁的退火分离剂而进行成品退火的情况下,与母钢板中包含的二氧化硅反应,在母钢板表面形成包含镁橄榄石(Mg2SiO4)的玻璃被膜。
玻璃被膜的厚度没有特别限定,从与含有磷的被膜的密合性等方面出发,优选为0.5μm以上且3μm以下。
方向性电磁钢板的板厚没有特别限定,只要根据用途等而适当选择即可,通常为0.15mm~0.35mm的范围内,优选为0.18mm~0.23mm的范围。
(弯曲部的特性)
在本实施方式所涉及的卷绕铁心10中,在侧面视中,存在于弯曲区域5中的形变孪晶的数目相对于每1mm弯曲区域5中的板厚方向的中心线的长度为5个以下。
即,在将“卷绕铁心10的一个弯曲加工体1的一个拐角部3中包含的全部的弯曲区域5”中的板厚方向的中心线的长度设为LTotal(mm)、将该“卷绕铁心10的一个弯曲加工体1的一个拐角部3中包含的全部的弯曲区域5”中包含的形变孪晶的数目设为NTotal(个)的情况下,NTotal/LTotal(个/mm)的值为5以下。
存在于弯曲区域5中的形变孪晶的数目优选相对于每1mm弯曲区域5中的板厚方向的中心线的长度为4个以下,进一步优选为3个以下。
进而,在本实施方式所涉及的卷绕铁心10中,在水中煮沸30分钟的情况下的磷从拐角部3的溶出量相对于每1m2拐角部3的表面积为6.0mg以下。
即,在将磷从“卷绕铁心10的一个弯曲加工体1的一个拐角部3”的溶出量设为Pelution(mg)、将该“卷绕铁心10的一个弯曲加工体1的一个拐角部3”的表面积设为SA(m2)的情况下,Pelution/SA(mg/m2)的值为6.0以下。
在水中煮沸30分钟的情况下的磷从拐角部3的溶出量优选相对于每1m2拐角部3的表面积为5mg以下,进一步优选为4mg以下。
以下,对形变孪晶的数目和磷的溶出量进行详细说明。
(1)形变孪晶的数目
在侧面视中存在于弯曲区域5中的形变孪晶的数目只要对弯曲区域5的截面使用光学显微镜进行拍摄,数出从钢板表面朝向内部的筋状的形变孪晶7的数目即可。如图15的例子中所见到的那样,形变孪晶形成于钢板的卷绕铁心外周面及卷绕铁心内周面。本申请中,将形成于外周面的形变孪晶与形成于内周面的形变孪晶合计。另外,形变孪晶可以通过使用扫描电子显微镜和晶体取向解析软件(EBSD)进行解析评价来确认。
这里,关于弯曲区域5的截面观察用的试样的制成方法,列举出本实施方式所涉及的卷绕铁心10为例进行说明。
弯曲区域5的截面观察用的试样如图12中所示的那样,从构成卷铁心10的多个弯曲加工体1中的彼此对应的拐角部3(图中所示的区域A)进行采集。从该区域A使用剪切机采集包含弯曲区域5的试样。此时,距离切削刃的余隙设置为0.1~2mm左右,按照在弯曲区域5中剪切面不横断的方式进行剪切。另外,由于难以将重叠的弯曲加工体1一次性剪切,所以一片一片地进行剪切。
接着,在将一片一片地剪切得到的构件重合的状态下,将板宽的单侧用环氧树脂进行埋入,对埋入的面进行研磨。在研磨中,将SiC研磨纸由处于JIS R 6010中的粒度的研磨纸#80变更为#220、#600、#1000、#1500后,进行6μm、3μm、1μm的金刚石研磨精加工成镜面。
最后为了使组织腐蚀,通过在相对于3%硝酸乙醇分别加入2~3滴苦味酸和盐酸而得到的溶液中微浸20秒使组织腐蚀,从而制成弯曲区域5的截面观察用的试样。
另外,方向性电磁钢板的板厚方向的中心线的长度为图8中的曲线KJ的长度,具体而言如下那样决定。将如上所述定义的直线AB与表示方向性电磁钢板的外侧的线的交点设为点H,将该点H与上述的原点C的中点设为点I。此时将从中心点A至点I为止的距离(曲率半径)设为r’,由下述式(2)算出m’。此时方向性电磁钢板的板厚方向的中心线的长度成为m’的2倍(2m’)。需要说明的是,点K为线段EF的中点,点J为线段GD的中点。
式(2):m’=r’ ×(π/4)
(式(2)中,m’表示从点I至点K及点J为止的长度,r’表示从中心点A至点I为止的距离(曲率半径))。
所采集的试样由于如上所述是一片一片地剪切得到的构件重合而成的试样,所以包含多个弯曲区域5。因此,基于试样中的全部的弯曲区域5的中心线的合计长度、和试样中的全部的弯曲区域5中存在的形变孪晶的数目,可以求出每1mm弯曲区域5中的板厚方向的中心线的长度的该弯曲区域5中包含的形变孪晶的数目。
(2)磷的溶出量
在弯曲区域5中存在被膜的开裂的情况下,在水中煮沸时磷从该开裂部分溶出。因此,在本申请中,将在水中煮沸30分钟的情况的每1m2拐角部的表面积的磷从该拐角部3的溶出量作为弯曲区域5中的钢板彼此的粘附的易产生性的指标使用。
这里,关于用于测定磷从拐角部3的溶出量的试样的制成方法,列举出本实施方式所涉及的卷绕铁心10为例进行说明。
用于测定磷从拐角部3的溶出量的试样如图12中所示的那样,从构成卷铁线10的多个弯曲加工体1中的彼此对应的拐角部3(图中所示的区域B1)、及彼此对应的平面部4(图中所示的区域B2)采集。从区域B1,使用剪切机采集包含拐角部3和与该拐角部3邻接的平面部4、4的一部分的试样。从区域B2,使用剪切机采集仅包含平板部的试样。此时,按照从区域B1采集的试样的平板部4的面积与从区域B2采集的试样的平板部4的面积变得相同的方式进行剪切。平板部的面积没有特别限定,例如将从区域B2采集的一块试样的面积适当设定为宽度30mm×长度280mm等。另外,在任一采集中,均将距离切削刃的余隙设置成0.1~2mm左右,按照在弯曲区域5中剪切面不横断的方式进行剪切。另外,由于难以将重叠的弯曲加工体1一次性剪切,所以一片一片地进行剪切。
接着,将从区域B1和区域B2采集的试样分别投入等量的水中,在约100℃下煮沸30分钟后,通过钼蓝(抗坏血酸还原)吸光光度法将溶出到水中的磷以磷酸根离子的形式进行测定。将从区域B1采集的试样中的磷的溶出量设为PB1,将从区域B2采集的试样中的磷的溶出量设为PB2,通过算出PB1-PB2,求出磷从拐角部3的溶出量。
如上所述,试样由于为从多个弯曲加工体1采集的构件的集合,所以基于各个构件(弯曲加工体1的拐角部3)的表面积的合计和通过PB1-PB2算出的磷的溶出量,能够求出每1m2拐角部的表面积的在水中煮沸30分钟的情况下的磷从拐角部3的溶出量。
一个弯曲加工体的一个拐角部的表面积可以由(弯曲加工体1的厚度方向的中心线的长边方向的长度)×(弯曲加工体1的宽度)×2的计算式算出。
为了测定磷从拐角部3的溶出量,还考虑将从区域B1采集的试样中的仅包含拐角部的构件剪切而制成试样,但在该情况下,由于有可能与弯曲部近的部位被剪切,有可能变得得不到准确的测定结果,所以在本申请中如上述那样从区域B1和区域B2分别采集试样。
需要说明的是,本发明者们将通过剪切而切出的试样的大小进行各种变更而测定磷的溶出量,结果确认,磷从试样的侧面部(切断面)的溶出的影响极小,根据上述的方法,即使切断面积不同,只要含有磷的被膜所存在的方向性电磁钢板表层的面积相同,则从此溶出的每单位面积的磷的溶出量相同。
像这样,本实施方式所涉及的卷绕铁心10由于弯曲区域5中的形变孪晶少、并且拐角部3中的磷的溶出量少,所以具有弯曲区域5,并且铁损得以抑制。因此,本实施方式所涉及的卷绕铁心10可以适宜用于变压器、电抗器、噪声滤波器等的磁心等以往公知的任一用途。
(第二实施方式)
以下,对上述的卷绕铁心10的制造方法进行说明。
本发明的第二实施方式所涉及的卷绕铁心的制造方法具备下述工序:准备在表面具有含有磷的被膜的多个方向性电磁钢板的准备工序;对于每个相对于多个上述方向性电磁钢板预先分配的各拐角部形成区域,通过在将拐角部形成区域的温度设定为150℃以上且500℃以下的状态下进行弯曲加工,成型出在侧面视中为大致矩形状的多个弯曲加工体的弯曲工序;和将多个弯曲加工体沿板厚方向进行层叠的层叠工序。
根据上述的制造方法,能够制造具有弯曲区域5且低铁损的卷绕铁心。以下,对于卷绕铁心的制造方法,依次进行详细说明。
(准备工序)
首先,准备在表面具备含有磷的被膜的方向性电磁钢板。方向性电磁钢板可以制造,也可以获得市售品。关于方向性电磁钢板的制造方法或化学组成,由于如上所述,所以这里的说明省略。
(弯曲工序)
接着,根据需要将方向性电磁钢板切断成所期望的长度后,对于每个在方向性电磁钢板上预先分配的各拐角部形成区域将至少一处进行弯曲加工。由此,将方向性电磁钢板成型为平面部和拐角部交替地连续、在各拐角部中邻接的两个平面部所成的角为大致90°的弯曲加工体1。
参照图对弯曲加工的方法进行说明。图13是表示卷绕铁心10的制造方法中的弯曲加工方法的一个例子的示意图。
加工机的构成没有特别限定,例如如图13的(A)中所示的那样,通常具有用于压制加工的冲模22和冲头24,进一步具有固定方向性电磁钢板21的导轨23等。方向性电磁钢板21沿搬送方向25的方向被搬送,在预先设定的位置被固定(图13的(B))。接着通过用冲头24以预先设定的规定的力进行加压,可得到具有折弯角度φ的弯曲区域的弯曲加工体。
在弯曲工序中,将拐角部形成区域的温度控制为150℃以上且500℃以下。通过设定为该温度范围,可抑制形变孪晶的产生,并且还能够抑制含有磷的被膜的开裂。
其中,控制温度的部位只要仅是在弯曲加工时折弯的部位即可。即,平板部的温度没有特别限定。但是,作为方向性电磁钢板,在使用为了将磁畴细分化而对表面赋予了局部的应变的钢板的情况下,优选将拐角部形成区域的温度控制为150℃以上且500℃以下,并且将除拐角部形成区域以外的区域的温度控制为300℃以下。
拐角部形成区域的温度例如可以通过在冲头24上设置热电偶、测定冲头24与方向性电磁钢板21接触时的温度来求出。将方向性电磁钢板中的拐角部形成区域的温度控制为150℃以上且500℃以下的方法没有特别限定,例如可以将冲模22等与方向性电磁钢板接触的构件进行加温、或通过红外线加热器等进行控制。在将冲模22加温的情况下,其温度通过钢板的厚度或搬送时间等而适当设定,作为目标,只要将冲模22的温度设定为200℃~500℃即可。
其中,弯曲加工时的方向性电磁钢板的温度可以如以下那样进行测定。首先,在图13的(B)中将方向性电磁钢板21的搬送方向25(方向性电磁钢板的长度方向)设为x轴、将钢板21的宽度方向设为y轴、将钢板的板厚方向设为z轴、将冲模22的靠近冲头24一侧的面设为x=0、将方向性电磁钢板的宽度方向的中央设为y=0、将方向性电磁钢板的冲模22侧的表面设为z=0来定义原点(图11的(B)中示出x=0、y=0、z=0的位置)。将此时原点(0,0,0)处的温度和原点处与冲模22相反侧的表面(即点(0,0,t))的温度的平均值定义为弯曲加工时的方向性电磁钢板的温度。原点(0,0,0)和点(0,0,t)的温度可以通过用热电偶测定冲头与钢板接触时的温度来评价。需要说明的是,将上述t设定为方向性电磁钢板的板厚。
(层叠工序)
接着,在层叠工序中,将多个弯曲加工体沿板厚方向进行层叠。即,将拐角部3彼此进行对位而将弯曲加工体1沿板厚方向重合并层叠,形成在侧面视中为大致矩形状的层叠体。由此,能够得到卷绕铁心。所得到的卷绕铁心也可以进一步根据需要使用公知的捆束带或紧固工具来进行固定。
本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求书中记载的技术思想实质上相同的构成、发挥同样的作用效果的方式不管是怎样的方式均包含在本发明的技术范围内。
例如,在上述的说明中,对使四个弯曲加工体1层叠的情况进行了说明,但层叠的弯曲加工体1的数目没有限定。
实施例
以下,列举出本发明的实施例对本发明的技术内容进一步进行说明。需要说明的是,以下所示的实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性及效果而采用的条件例,本发明并不限定于该条件例。另外只要不脱离本发明的主旨、达成本发明的目的,则本发明可以采用各种条件。
作为实验例A1~A14,相对于厚度为0.27mm的母钢板,依次形成含有镁橄榄石(Mg2SiO4)的玻璃被膜(厚度1.0μm)和含有磷酸铝的被膜(厚度2.0μm),进一步对钢板表面沿与轧制方向成直角方向以4mm间隔进行激光照射,由此准备了将磁畴细分化的方向性电磁钢板。
将这些方向性电磁钢板的拐角部形成区域调整为25℃~1000℃的温度范围而进行弯曲加工,得到具有弯曲角度φ为45°的弯曲区域的弯曲加工体。接着,通过将该弯曲加工体进行层叠,得到图12中所示的尺寸的卷绕铁心。
另外,在实验例B1~B14、C1~C14及D1~D14中,使用将母钢板的厚度分别设定为0.23mm、0.20mm、0.18mm的方向性电磁钢板而得到同样的卷绕铁心。
[形变孪晶的数目的测定]
由上述实验例的卷绕铁心,从图12中所示的区域A剪切试样。将该试样用光学显微镜进行观察,算出每1mm板厚方向的中心线的长度的弯曲加工体的弯曲区域各自中存在的形变孪晶的数目。将结果示于表1、表2中。
需要说明的是,形变孪晶通过使用扫描电子显微镜和晶体取向解析软件(EBSD)进行解析评价来确认。
[磷的溶出量的测定]
由上述实验例的卷绕铁心,从图12中所示的区域B1、B2剪切试样。
此时,按照从区域B1、B2得到的试样的平板部的大小均成为宽度30mm×长度280mm的方式进行剪切。
将这些试样分别投入200cc的水中,在约100℃下煮沸30分钟后,通过钼蓝(抗坏血酸还原)吸光光度法将溶出到水中的磷以磷酸根离子的形式进行测定。由从区域B1采集的试样中的磷的溶出量PB1与从区域B2采集的试样中的磷的溶出量PB2之差,算出磷从拐角部的溶出量。将结果示于表1、表2中。
需要说明的是,预先测定水中的磷酸根离子,确认低于定量下限(0.005mg/升)。
另外,在上述磷的溶出量的测定中,制作宽度50mm×长度336mm的试样,同样地进行磷溶出量的测定,结果确认每单位面积的磷溶出量与上述宽度30mm×长度280mm的试样同样。
[评价]
(1)卷绕铁心的铁损值测定
对于实验例的卷绕铁心,分别通过JIS C 2550-1中记载的利用爱普斯坦试验器的电磁钢带的磁特性的测定方法中的励磁电流法在频率50Hz、磁通密度1.7T的条件下进行测定,求出铁损值WA。
(2)方向性电磁钢板的铁损值测定
从实验例的卷绕铁心中,将方向性电磁钢板取出并进行剪切,采集仅包含平板部的宽度60mm×长度300mm的试样,通过JIS C 2556中记载的利用H线圈法的电磁钢板单板磁特性试验在频率50Hz、磁通密度1.7T的条件下进行测定,求出铁损值WB。
(3)装配系数
通过将上述(1)中求出的卷绕铁心的铁损值WA除以上述(2)中求出的电磁钢板单板的铁损值WB而求出装配系数(BF)。本发明中BF越小,则越可以评价为在层叠时不会产生母钢板彼此的粘附、铁损得以降低的卷绕铁心。需要说明的是,在本申请中,将BF的值低于1.00的情况作为发明例。
将结果示于表1、表2中。
表1
表2
[结果的汇总]
确认通过将弯曲加工时的拐角部形成区域的温度设定为150℃以上,能够将每单位长度的形变孪晶的数目抑制为5个以下。越是提高弯曲加工时的拐角部形成区域的温度,越能够抑制形变孪晶的数目,但是,若弯曲加工时的拐角部形成区域的温度成为600℃以上,则磷从拐角部的溶出量增加,BF值上升。由该结果推测,在弯曲加工时的拐角部形成区域的温度为600℃以上的情况下,产生弯曲区域中的含有磷的被膜的开裂,产生钢板彼此的粘附。
在将弯曲加工时的拐角部形成区域的温度控制为150℃~500℃的发明例中,弄清楚了:在侧面视中,弯曲区域中存在的形变孪晶的数目相对于每1mm弯曲区域中的板厚方向的中心线的长度为5个以下,并且,在水中煮沸30分钟的情况下的磷从拐角部的溶出量相对于每1m2拐角部的表面积成为6.0mg以下,作为卷绕铁心的铁损值和BF值均低,成为具有弯曲区域、并且铁损得以抑制的卷绕铁心。
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供具有弯曲区域、并且铁损得以抑制的卷绕铁心及其制造方法。
符号说明
1、1a 方向性电磁钢板
2 层叠体
3 拐角部
4、4a、4b 平面部
5、5a、5b、5c 弯曲区域
6 接合部
7 形变孪晶
10 卷绕铁心
21 方向性电磁钢板
22 冲模
23 导轨
24 冲头
25 搬送方向
26 加压方向
Claims (5)
1.一种卷绕铁心,其特征在于,其是通过将由在表面形成有含有磷的被膜的方向性电磁钢板形成的多个弯曲加工体沿其板厚方向进行层叠而构成的卷绕铁心,
所述弯曲加工体通过分别具有四个平面部和与所述平面部邻接的拐角部而形成为矩形状,
所述拐角部具有在侧面视图 中弯曲角度的合计为大致90°的弯曲区域,
在侧面视中,相对于每1mm所述弯曲区域中的所述板厚方向的中心线的长度,存在于所述弯曲区域中的形变孪晶的数目为5个以下,
相对于每1m2所述拐角部的表面积,在水中煮沸30分钟的情况下的磷从所述拐角部的溶出量为6.0mg以下,
所述中心线是指在所述弯曲区域的侧面视图中沿着所述弯曲加工体的1/2板厚所画的曲线。
2.根据权利要求1所述的卷绕铁心,其特征在于,
所述方向性电磁钢板为对表面赋予了局部的应变的钢板、或在表面形成有槽的钢板。
3.根据权利要求1所述的卷绕铁心,其特征在于,
所述方向性电磁钢板的Si含量为2.0~5.0质量%。
4.根据权利要求1所述的卷绕铁心,其特征在于,所述弯曲区域为在所述弯曲加工体的侧面视中,在将表示所述弯曲加工体的内表面的线La上的点D及点E、以及表示所述弯曲加工体的外表面的线Lb上的点F及点G如下述那样定义时,由在表示所述弯曲加工体的内表面的线La上被点D和点E划分的线、在表示所述弯曲加工体的外表面的线Lb上被点F和点G划分的线、将所述点D和所述点G连结的直线、及将所述点E与所述点F连结的直线所围成的区域,
点D、点E、点F及点G的定义:
在侧面视中,将与表示所述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的曲线部分的两侧分别邻接的直线部分延长而得到两条假想线Lb-elongation1、Lb-elongation2,将表示所述弯曲加工体的内表面的线La中包含的曲线部分的曲率半径的中心点A和使所述两条假想线Lb-elongation1、Lb-elongation2相交而成的交点B连结而得到直线AB,将所述直线AB与表示所述弯曲加工体的内表面的线相交的点设定为原点C,
将从该原点C沿着表示所述弯曲加工体的内表面的线La向一个方向仅离开下述式(1)所表示的距离m的点设定为点D,
将从该原点C沿着表示所述弯曲加工体的内表面的线La向另一方向仅离开所述距离m的点设定为点E,
将表示所述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的所述直线部分中的与所述点D对置的直线部分与相对于与该点D对置的直线部分垂直地引出并且通过所述点D的假想线的交点设定为点G,
将表示所述弯曲加工体的外表面的线Lb中包含的所述直线部分中的与所述点E对置的直线部分与相对于与该点E对置的直线部分垂直地引出并且通过所述点E的假想线的交点设定为点F,
式(1):m=r×(π/4)
式(1)中,m表示距原点C的距离,r表示从中心点A至原点C的距离即曲率半径。
5.一种卷绕铁心的制造方法,其特征在于,其是制造权利要求1所述的卷绕铁心的方法,具有下述工序:
准备在表面具有含有磷的被膜的多个方向性电磁钢板的准备工序;
对于每个相对于多个所述方向性电磁钢板预先分配的各拐角部形成区域,通过在将所述拐角部形成区域的温度设定为150℃以上且500℃以下的状态下进行弯曲加工,从而成型出在侧面视中为大致矩形状的多个弯曲加工体的弯曲工序;和
将多个所述弯曲加工体沿板厚方向进行层叠的层叠工序。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-001829 | 2017-01-10 | ||
JP2017001829 | 2017-01-10 | ||
PCT/JP2018/000364 WO2018131613A1 (ja) | 2017-01-10 | 2018-01-10 | 巻鉄心、及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110168679A CN110168679A (zh) | 2019-08-23 |
CN110168679B true CN110168679B (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=62839881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201880006157.1A Active CN110168679B (zh) | 2017-01-10 | 2018-01-10 | 卷绕铁心及其制造方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10886055B2 (zh) |
EP (1) | EP3570305A4 (zh) |
JP (1) | JP6690739B2 (zh) |
KR (1) | KR102221444B1 (zh) |
CN (1) | CN110168679B (zh) |
AU (1) | AU2018208257B2 (zh) |
BR (1) | BR112019013259A2 (zh) |
RU (1) | RU2713622C1 (zh) |
TW (1) | TWI667672B (zh) |
WO (1) | WO2018131613A1 (zh) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11869697B2 (en) * | 2018-10-02 | 2024-01-09 | Nippon Steel Corporation | Magnetic core |
EP3863032A4 (en) * | 2018-10-03 | 2022-06-29 | Nippon Steel Corporation | Wound core and transformer |
JP6845213B2 (ja) * | 2018-12-13 | 2021-03-17 | 東芝産業機器システム株式会社 | 静止誘導機器用鉄心及び静止誘導機器 |
EP3904557A4 (en) * | 2018-12-28 | 2022-09-14 | Nippon Steel Corporation | CORNORATED ELECTROSTEEL SHEET AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF |
SI3961665T1 (sl) | 2019-04-25 | 2024-06-28 | Nippon Steel Corporation | Postopek izdelave navitega jedra iz železa |
CN110491666B (zh) * | 2019-08-28 | 2024-04-12 | 中节能西安启源机电装备有限公司 | 变压器铁芯自动叠装生产线中柱硅钢片步进定位装置 |
AU2020345300B2 (en) * | 2019-09-10 | 2023-12-07 | Nippon Steel Corporation | Wound core |
JP7140085B2 (ja) * | 2019-09-26 | 2022-09-21 | 株式会社村田製作所 | インダクタ部品およびインダクタ部品用のコアの製造方法 |
JP7368715B2 (ja) * | 2019-11-05 | 2023-10-25 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄心、珪素鋼板、およびそれらの製造方法 |
JP7372549B2 (ja) * | 2020-04-03 | 2023-11-01 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄芯、巻鉄芯の製造方法および巻鉄芯製造装置 |
JP7562280B2 (ja) * | 2020-04-03 | 2024-10-07 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄芯、巻鉄芯の製造方法および巻鉄芯製造装置 |
CN113740144B (zh) * | 2020-05-27 | 2023-10-17 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种评价薄板电工钢可轧性的方法 |
TWI775656B (zh) * | 2020-10-26 | 2022-08-21 | 日商日本製鐵股份有限公司 | 捲鐵心 |
JP7469670B2 (ja) | 2020-10-26 | 2024-04-17 | 日本製鉄株式会社 | 鉄心の製造方法および製造装置 |
KR20230069990A (ko) * | 2020-10-26 | 2023-05-19 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 권철심 |
KR20230067680A (ko) * | 2020-10-26 | 2023-05-16 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 권철심, 권철심의 제조 방법 및 권철심 제조 장치 |
EP4235711A4 (en) * | 2020-10-26 | 2024-05-01 | Nippon Steel Corporation | WINDING CORE |
CN116348977A (zh) * | 2020-10-26 | 2023-06-27 | 日本制铁株式会社 | 卷绕铁芯、卷绕铁芯的制造方法及卷绕铁芯制造装置 |
KR20230071184A (ko) * | 2020-10-26 | 2023-05-23 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 권철심, 권철심의 제조 방법 및 권철심 제조 장치 |
TWI781804B (zh) * | 2020-10-26 | 2022-10-21 | 日商日本製鐵股份有限公司 | 捲鐵心 |
JP7056717B1 (ja) | 2020-11-13 | 2022-04-19 | Jfeスチール株式会社 | 巻鉄心 |
CN113161152B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-04-07 | 新疆众和股份有限公司 | 一种铝电解电容器阳极箔中磷酸根的浸取和检测方法 |
KR102673711B1 (ko) * | 2021-10-04 | 2024-06-11 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 권철심 |
WO2023149525A1 (ja) | 2022-02-04 | 2023-08-10 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄心の製造装置および巻鉄心の製造方法 |
AU2023214969A1 (en) | 2022-02-04 | 2024-07-25 | Nippon Steel Corporation | Wound Core Producing Apparatus and Wound Core Producing Method |
CN114606430B (zh) * | 2022-03-01 | 2023-05-12 | 兴机电器有限公司 | 一种低碳Fe-Mn-Al-Si系TWIP钢及其制备方法 |
TWI843613B (zh) * | 2022-06-22 | 2024-05-21 | 日商日本製鐵股份有限公司 | 捲鐵心 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0202339A1 (en) * | 1984-11-10 | 1986-11-26 | Nippon Steel Corporation | Method of manufacturing unidirectional electromagnetic steel plates of low iron loss |
EP2770075A1 (en) * | 2011-10-20 | 2014-08-27 | JFE Steel Corporation | Oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing same |
CN106409496A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-02-15 | 椤惧缓 | 一种磁性材料制备方法 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3451130A (en) * | 1966-03-18 | 1969-06-24 | Westinghouse Electric Corp | Method of making a magnetic core structure for inductive apparatus |
JPS533918A (en) * | 1976-07-01 | 1978-01-14 | Nippon Steel Corp | Production of oriented electromagnetic steel sheet with improved magnetism of rectangular direction |
JPS5395867A (en) * | 1977-02-03 | 1978-08-22 | Kobe Steel Ltd | Preparation of thin cylinder made of maraging steel |
JPS60245205A (ja) | 1984-05-21 | 1985-12-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 非晶質コア |
JPS62270723A (ja) | 1986-05-19 | 1987-11-25 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 高珪素鉄板を用いた電磁電子部品の製造方法 |
JP3147290B2 (ja) | 1996-07-17 | 2001-03-19 | 川鉄電設株式会社 | 一方向性珪素鋼板の加工方法 |
JP3081863U (ja) | 2001-05-17 | 2001-11-22 | 日本磁性材工業株式会社 | 巻鉄心の構造 |
JP4360667B2 (ja) * | 2002-08-01 | 2009-11-11 | Jfeスチール株式会社 | 絶縁皮膜付き電磁鋼板 |
JP4241125B2 (ja) * | 2003-03-25 | 2009-03-18 | Jfeスチール株式会社 | フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の製造方法 |
DE602005003972T2 (de) * | 2004-01-13 | 2008-12-18 | Seiko Epson Corp. | Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, Magnetkern, elektromagnetischer Wandler sowie Uhr und elektronisches Gerät |
BRPI0719586B1 (pt) * | 2006-11-22 | 2017-04-25 | Nippon Steel Corp | folha de aço elétrica de grão orientado excelente na adesão de revestimento e método de produção da mesma |
JP5181571B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2013-04-10 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板用クロムフリー絶縁被膜処理液および絶縁被膜付方向性電磁鋼板の製造方法 |
JP5194641B2 (ja) * | 2007-08-23 | 2013-05-08 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板用絶縁被膜処理液および絶縁被膜付方向性電磁鋼板の製造方法 |
BRPI0922826B1 (pt) | 2008-11-27 | 2020-01-07 | Nippon Steel Corporation | Chapa de aço elétrico e método para sua produção |
JP5700757B2 (ja) * | 2010-05-19 | 2015-04-15 | タカオカ化成工業株式会社 | 巻鉄心 |
JP5621626B2 (ja) | 2011-01-28 | 2014-11-12 | 新日鐵住金株式会社 | 回転電機用螺旋コアの製造方法および回転電機用螺旋コアの製造装置 |
CN103415638B (zh) | 2011-08-18 | 2015-09-02 | 新日铁住金株式会社 | 无方向性电磁钢板、其制造方法、电机铁心用层叠体及其制造方法 |
JP5447738B2 (ja) * | 2011-12-26 | 2014-03-19 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
CN104024474A (zh) * | 2011-12-28 | 2014-09-03 | 杰富意钢铁株式会社 | 具有涂层的取向性电磁钢板及其制造方法 |
CN104024455B (zh) | 2011-12-28 | 2016-05-25 | 杰富意钢铁株式会社 | 方向性电磁钢板及其铁损改善方法 |
JP2013143425A (ja) | 2012-01-10 | 2013-07-22 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理システム及び基板位置矯正方法 |
JP6506000B2 (ja) * | 2014-07-11 | 2019-04-24 | 東芝産業機器システム株式会社 | 巻鉄心および巻鉄心の製造方法 |
JP3197588U (ja) * | 2015-02-17 | 2015-05-28 | 陳 炳宏Chen,Bin Hung | 変圧器の巻き鉄心 |
US11396681B2 (en) | 2015-03-17 | 2022-07-26 | Nippon Steel Corporation | Non-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing thereof |
JP2017001829A (ja) | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 株式会社日立ビルシステム | エレベータの制御装置 |
JP6658114B2 (ja) | 2016-03-04 | 2020-03-04 | 日本製鉄株式会社 | 巻鉄心および巻鉄心の製造方法 |
-
2018
- 2018-01-10 BR BR112019013259A patent/BR112019013259A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2018-01-10 JP JP2018561392A patent/JP6690739B2/ja active Active
- 2018-01-10 CN CN201880006157.1A patent/CN110168679B/zh active Active
- 2018-01-10 AU AU2018208257A patent/AU2018208257B2/en active Active
- 2018-01-10 EP EP18739316.0A patent/EP3570305A4/en active Pending
- 2018-01-10 WO PCT/JP2018/000364 patent/WO2018131613A1/ja active Application Filing
- 2018-01-10 TW TW107100987A patent/TWI667672B/zh active
- 2018-01-10 RU RU2019120984A patent/RU2713622C1/ru active
- 2018-01-10 KR KR1020197019283A patent/KR102221444B1/ko active IP Right Grant
- 2018-01-10 US US16/474,823 patent/US10886055B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0202339A1 (en) * | 1984-11-10 | 1986-11-26 | Nippon Steel Corporation | Method of manufacturing unidirectional electromagnetic steel plates of low iron loss |
EP2770075A1 (en) * | 2011-10-20 | 2014-08-27 | JFE Steel Corporation | Oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing same |
CN106409496A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-02-15 | 椤惧缓 | 一种磁性材料制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2713622C1 (ru) | 2020-02-05 |
AU2018208257B2 (en) | 2020-07-09 |
JP6690739B2 (ja) | 2020-04-28 |
EP3570305A1 (en) | 2019-11-20 |
KR102221444B1 (ko) | 2021-03-02 |
WO2018131613A1 (ja) | 2018-07-19 |
TWI667672B (zh) | 2019-08-01 |
BR112019013259A2 (pt) | 2019-12-24 |
KR20190089982A (ko) | 2019-07-31 |
EP3570305A4 (en) | 2020-08-19 |
JPWO2018131613A1 (ja) | 2019-11-07 |
US10886055B2 (en) | 2021-01-05 |
US20200126709A1 (en) | 2020-04-23 |
AU2018208257A1 (en) | 2019-07-04 |
TW201830423A (zh) | 2018-08-16 |
CN110168679A (zh) | 2019-08-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110168679B (zh) | 卷绕铁心及其制造方法 | |
JP6794888B2 (ja) | 方向性電磁鋼板の選別方法、及び、巻鉄心の製造方法 | |
CN113785370B (zh) | 卷铁心及其制造方法 | |
JP7009937B2 (ja) | 巻鉄心のbf推定方法 | |
JP6919559B2 (ja) | 巻鉄心の鉄損劣位部特定方法 | |
JP7166748B2 (ja) | 巻鉄心 | |
RU2748775C1 (ru) | Электротехнический стальной лист с ориентированной зеренной структурой | |
EP4234727A1 (en) | Wound core | |
CN116348620A (zh) | 卷绕铁芯 | |
TWI843613B (zh) | 捲鐵心 | |
TWI846520B (zh) | 捲鐵心 | |
WO2023149525A1 (ja) | 巻鉄心の製造装置および巻鉄心の製造方法 | |
JP7188662B2 (ja) | 巻鉄心 | |
JP7538440B2 (ja) | 巻鉄心 | |
RU2777448C1 (ru) | Ленточный сердечник и способ его изготовления | |
EP4235718A1 (en) | Method and device for manufacturing wound iron core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |