CN114026258B

CN114026258B - 方向性电磁钢板及其制造方法

Info

Publication number: CN114026258B
Application number: CN202080043913.5A
Authority: CN
Inventors: 市原义悠; 大村健; 千田邦浩
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2040-04-17
Also published as: MX2021015737A; CA3143693C; JP7031752B2; EP3985134A1; KR102639341B1; US20220298599A1; CA3143693A1; KR20220009449A; US11866796B2; EP3985134A4; CN114026258A; JPWO2020255552A1; WO2020255552A1

Abstract

本发明提供一种兼得低铁损和低磁致伸缩的方向性电磁钢板及其有利的制造方法。方向性电磁钢板具备沿与轧制方向交叉的朝向延伸的线状应变部，上述线状应变部具有压缩应力区域与拉伸应力区域在该线状应变部的长度方向交替排列的应力分布。另外，当以在横穿上述钢板的轧制方向的朝向重复移动及停留的方式对上述钢板的表面进行电子束的照射时，对上述钢板给予板厚方向的振动，由此形成上述线状应变部。

Description

方向性电磁钢板及其制造方法

技术领域

本发明涉及适于变压器等的铁芯材料的方向性电磁钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，从节能、环境限制的观点出发，要求降低变压器中的能量损失以及降低变压器的动作时的噪音。变压器的能量损失及噪音与铁芯材料所使用的方向性电磁钢板的铁损及磁致伸缩相关，因此要求开发铁损特性及磁致伸缩特性良好的电磁钢板。

方向性电磁钢板的铁损能够分离成磁滞损耗和涡流损耗。为了降低磁滞损耗，公知提高钢基材的晶体取向集成性、减少杂质是有效的。

另一方面，作为改善涡流损耗的方法，除了通过添加Si来增加电阻之外，还公知有磁畴细化技术。磁畴细化技术是通过对钢板导入槽、应变而显著改善钢板的铁损的方法。

例如，在专利文献1中公开了如下技术：通过将宽度300μm以下深度100μm以下的线状槽导入钢板表面，而将0.80W/kg以上的铁损降低至0.70W/kg以下。

另外，在专利文献2中公开了如下方法：对二次再结晶后的钢板表面的板宽方向照射等离子焰，来局部导入热应变，由此在以800A/m的磁化力进行了励磁时的磁通密度(B₈)为1.935T的钢板中，将以最大磁通密度1.7T、频率50Hz进行了励磁时的铁损(W_17/50)降低至0.680W/kg。

应变导入所带来的磁畴细化能够降低铁损，但另一方面，因应变的导入而导致磁致伸缩增加也是公知的。因此，多次尝试了通过控制应变的导入方法来制造低铁损且低磁致伸缩的方向性电磁钢板。

例如，在专利文献3中公开了如下方法：在对钢板照射激光而导入应变的过程中，使聚焦透镜振动。然而，在该方法中，闭合磁畴不形成为直线状，因此与不使透镜振动而进行照射的情况相比，变压器铁损增加成为课题。

另一方面，在专利文献4中公开了如下方法：通过在对钢板照射电子束而导入应变的过程中，使方向性电磁钢板的镁橄榄石涂层张力增加，并以点状照射射束，而在轧制方向形成不均匀的压缩应力区域，由此制造低铁损、低磁致伸缩材料。然而，在该方法中，必须使镁橄榄石涂层的张力增加，但在使镁橄榄石涂层的张力增加的情况下，在与钢基材的界面产生的剪切应力会增加，因此存在如下课题：在照射射束时容易产生涂层剥离，从而在制造时容易引起问题。

专利文献1：日本特公平6-22179号公报

专利文献2：日本特开平7-192891号公报

专利文献3：日本特开2017-128765号公报

专利文献4：日本特开2012-36445号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供变压器特性优异的、兼得低铁损和低磁致伸缩的方向性电磁钢板及其有利的制造方法。

作为兼得方向性电磁钢板的低铁损以及低磁致伸缩的方法，本发明的发明人们对以更少的应变量形成闭合磁畴的方法尝试了研究，结果关注到了闭合磁畴的形成机构。

若对方向性电磁钢板照射电子束，则被照射电子束的部分(图1中的“射束照射区域”，以下，存在称为照射部的情况)被局部快速加热，从而经过热膨胀、热收缩的过程，形成热应变。此时，在照射部在钢板的轧制方向、与轧制方向交叉的板宽方向均残留有压缩应力(图1)。通常，热量的扩散是各向同性的，若是普通的材料，则杨氏模量是各向同性的，因此压缩应力也是各向同性的。另一方面，方向性电磁钢板集成有在轧制方向具有成为易磁化轴的GOSS取向(110)[001]的晶粒，因此杨氏模量具有各向异性，由此，与板宽方向的压缩应力相比，轧制方向的压缩应力较强地残留。其结果，在板宽方向产生具有磁化方向的磁畴(闭合磁畴)，从而磁畴被细化，铁损降低。

这样，在方向性电磁钢板中，在轧制方向产生压缩应力，由此在与易磁化轴垂直的方向形成具有磁化的闭合磁畴。该效果被称为磁弹性效果。磁弹性效果是在对硅钢那样具有正的磁致伸缩系数的材料施加应力的情况下，在拉伸应力时在与应力轴方向平行的方向容易磁化，在压缩应力时在与应力轴方向正交的方向容易磁化的现象。因此，判明了在方向性电磁钢板中，为了在板宽方向形成具有磁化方向的闭合磁畴，除了以往的针对轧制方向的压缩应力之外，针对板宽方向的拉伸应力也是有效的。即，本发明的发明人们新发现了除了以往那样的针对轧制方向的压缩应力之外，在照射部也产生针对板宽方向的拉伸应力，由此磁弹性效果进一步增加，从而更有效地形成闭合磁畴。

基于该见解，对在照射电子束后的方向性电磁钢板的板宽方向产生拉伸应力的方法进行了专心研究。其结果，本发明的发明人们发现了若一边使钢板沿板厚方向振动一边在板宽方向点状地照射电子束，则能够在照射部的板宽方向具有周期性强弱地导入线状的应变(线状应变部)。而且，其结果，发现了能够形成图2所示的压缩应力区域与拉伸应力区域沿着导入的线状的应变的长度方向(板宽方向)交替排列的应力分布。此外，作为在钢板的板厚方向具有周期性强弱地对钢板导入应变的方法，除使钢板振动以外，还考虑到使电子束的会聚线圈的位置、流过会聚线圈的电流量变化。但是，因线圈的磁场变动而可能引起射束会聚性的劣化等，因此得出使钢板本身振动的结论。

基于上述方法，进行磁畴细化处理，由此闭合磁畴的形成变得容易，从而能够降低为了获得以往同等的铁损改善效果所需的应变量，因此能够提供低铁损且低磁致伸缩的方向性电磁钢板。而且，若使用如上所述得到的方向性电磁钢板，则能够提供低能量损失且低噪音的变压器。另外，磁弹性效果在结晶的取向性较高，即具有较高的磁通密度B₈的材料中，能够获得更高的效果。从该观点出发，上述方法能够相对于高磁通密度的电磁钢板带来更良好的低铁损化以及低磁致伸缩化，进而能够相对于变压器带来更良好的低噪音化的效果。

即，本发明的主旨构成如下。

(1)一种方向性电磁钢板，其具备沿与方向性电磁钢板的轧制方向交叉的朝向延伸的线状应变部，

该线状应变部具有压缩应力区域与拉伸应力区域在该线状应变部的长度方向交替排列的应力分布。

(2)根据上述(1)所记载的方向性电磁钢板，上述压缩应力区域中的最大压缩应力为30MPa以上屈服应力以下，

上述拉伸应力区域中的最大拉伸应力为20MPa以上屈服应力以下。

(3)根据上述(1)或(2)所记载的方向性电磁钢板，上述方向性电磁钢板的磁通密度B₈为1.94T以上。

(4)一种方向性电磁钢板的制造方法，在方向性电磁钢板形成线状应变部，该方向性电磁钢板的制造方法当以在横穿上述钢板的轧制方向的朝向重复移动及停留的方式对上述钢板的表面进行电子束的照射时，对上述钢板给予板厚方向的振动而形成上述线状应变部。

(5)根据上述(4)所记载的方向性电磁钢板的制造方法，上述方向性电磁钢板的板厚方向的振动的振幅为1mm以下。

根据本发明，能够制造降低变压器的能量损失和噪音的方向性电磁钢板。

附图说明

图1是被照射电子束而存在压缩应力的方向性电磁钢板的俯视图。

图2是压缩应力与拉伸应力在射束照射区域沿板宽方向交替存在的方向性电磁钢板的俯视图。

图3是方向性电磁钢板中的电子束的点状照射的示意图。

图4是表示钢板的振幅与铁损改善量的关系的曲线图。

图5是表示钢板的振幅与噪音变化量的关系的曲线图。

图6是表示钢板的振幅与板宽方向最大应力值的关系的曲线图。

图7是表示板宽方向压缩应力最大值与铁损改善量及噪音变化量的关系的曲线图。

图8是表示板宽方向拉伸应力最大值与铁损改善量及噪音变化量的关系的曲线图。

图9是方向性电磁钢板中的闭合磁畴宽度的示意图。

具体实施方式

以下，对直至完成本发明的实验结果进行说明。

通常，公知在电子束照射中，在聚焦于钢板表面的条件下进行照射，由此能量密度成为最大，能够获得较高的应变导入效果。因此，在通常的方向性电磁钢板的磁畴细化工艺中，以在聚焦于钢板表面的状态下照射电子束的方式进行控制。此时，作为获得图2所示的、压缩应力区域与拉伸应力区域在导入的线状的应变(射束照射区域)的长度方向交替排列的应力分布的方法，研究了使电子束以重复移动和停留的方式进行照射的、所谓点状照射(参照图3)，但仅通过单纯的点照射，无法获得这样的应力分布。这是因为，即使点状地进行照射，不仅在射束的停留点，在射束的移动区域也持续聚焦于钢板表面，因此在移动区域与停留点之间应变量之差没有那么大。

在上述的点状照射中，专心研究了在照射部内给予进一步的应变量之差的方法，结果判明了若在射束照射中使聚焦位置在板厚方向以恒定的周期进行变动，则在射束的移动区域几乎不导入照射射束所带来的热应变，也几乎不形成应力场。另一方面，在射束停留点持续照射射束恒定时间，因此聚焦变动导致的应变量几乎不变化，通过热应变而残留恒定的压缩应力。因此，电子束的移动区域与停留点之间的热应变分布大不相同，移动区域受相邻的射束停留点的压缩应力的影响，而成为在连结停留点的线段的方向被拉伸的状态，结果形成拉伸应力。其结果，发现了形成有图2那样的压缩应力区域与拉伸应力区域交替排列的应力分布。

通常，在聚焦于钢板表面的条件下进行射束照射，因此通板中的钢板被控制为不振动，但基于上述见解，查明了通过在通板中有意地使钢板沿板厚方向振动，能够兼得使聚焦位置在钢板的厚度方向周期性地变动的磁畴细化和钢板通板所实现的制造。

接着，为了明确钢板的合理的振动范围，而使通板时的钢板的振动量变化，在对方向性电磁钢板以输出450W将电子束以停留时间8μs、移动速度40m/s、移动区域长度120μm的点状进行照射时，调查了给予钢板的振幅对钢板的铁损改善量、噪音变化量以及板宽方向的应力分布(压缩应力值及拉伸应力值的变化)带来的影响。

图4至图6分别表示调查了使钢板的板厚方向的振幅变化时的、铁损改善量、噪音变化量、压缩及拉伸的应力值的结果。此外，作为水平配置的钢板的上下振动，在电子束照射背面设置导辊，使辊位置变动，由此给予振幅。这里，若钢板的振幅超过1mm，则在通板辊与钢板接触的部分产生断裂，从而无法进行磁畴细化处理。另外，在不使钢板振动而进行点状照射的情况下，即使在射束移动区域，也聚焦于钢板表面，因此即使在移动区域也被导入热应变，由此形成有压缩应力区域，因此无法获得本发明所期望的拉伸应力区域与压缩应力区域交替排列的应力分布，也无法确认低铁损、低噪音(低磁致伸缩)效果。

首先，如图4所示，使钢板振动，由此与不使其振动的情况相比，能够观察到0.01W/kg以上的铁损改善。推测这是基于以下的理由。即，首先，钢板振动，由此聚焦位置连续地变化，从而移动区域中的应变的量与通常相比减少。另一方面，在停留点持续照射射束恒定时间，因此应变量不会大幅度变化。由此，在移动区域与停留点之间应变的量产生较大的差，结果在作为电子束的扫描方向的板宽方向产生拉伸应力。而且，认为是因为该拉伸应力起作用，从而闭合磁畴稳定至更高的磁场，进而铁损改善效果提高。

另外，如图5所示，能够观察到噪音(磁致伸缩)随着振幅增加而减小的趋势。这被认为是因为若振幅增加，则聚焦的偏差变大，从而通过相同输出的射束导入移动区域的应变的总量减少。

图6表示各样本的线状应变部中的通过后述方法测定出的板宽方向的残留应力的最大值。压缩应力的最大值由振幅引起的变化小，另一方面，拉伸应力通过使钢板振动而首次产生，从而成为其最大值也随着振幅的增加而增加的趋势。这被认为是因为通过钢板的振动而周期性地产生电子束聚焦的部位与未聚焦的部位，结果在射束移动区域聚焦的时间减少，在移动区域几乎没有导入热应变。另一方面，在停留点射束被持续照射恒定时间，因此推定为振动对应变量的减少的影响小。本发明的发明人们认为：像这样使在移动区域与停留点所带来的应变量产生较大的差，从而几乎不被导入热应变的移动区域从相邻的停留点中的通过热应变而形成的压缩应力区域被拉伸，由此形成压缩应力区域与拉伸应力区域交替排列的应力分布。

另外，推定为若使振幅增加则拉伸应力增加是因为振幅变大由此聚焦的偏差变大，从而应变量之差增加。

根据以上的结果，在本实施方式中，在对钢板呈点状照射电子束而进行磁畴细化处理时，为了获得铁损、磁致伸缩两特性优异的方向性电磁钢板，而将钢板控制为在板厚方向不断裂的程度(1mm以下)的振幅并以该振幅使其振动。

接下来，制作在将钢板的振幅固定为0.1mm的状态下使射束输出变化从而压缩及拉伸的最大应力值各种不同的试样，调查了应力值与铁损、噪音(磁致伸缩)的关系。它们的结果如图7、图8所示。在拉伸应力的最大值为20MPa以上且压缩应力的最大值为30MPa以上的情况下，能够明确地确认到铁损的降低。另外，特别是在拉伸应力的最大值为40MPa以上且压缩应力的最大值为60MPa以上的情况下，能够确认到较高的低铁损、低噪音(低磁致伸缩)效果。拉伸应力的增加带来的效果如上所述，但本来对闭合磁畴的形成不利的、板宽方向的压缩应力的增加带来的改善效果如以下那样推定。即，板宽方向的压缩应力的大小与在聚焦的点产生的应变的强度相关，若板宽方向的压缩应力增加，则与因振动而未聚焦的点的应变量之差扩大，因此板宽方向的拉伸应力增加。其结果，认为本发明的效果提高。

而且，基于上述结果，在不是基于电子束而是基于激光照射的磁畴细化处理中，也验证了是否能预计到相同的效果，但在激光照射中无法确认相同的效果。这被推定为是由电子束与激光的热输入过程的差异引起的。认为是因为电子束对物质的穿透力较高，因此即使没有聚焦于钢板表面，也能够将应变导入至钢板内部，但激光的穿透力较低，主要是来自表面的热传递，因此在没有聚焦于钢板表面的情况下，几乎不给予应变。

此外，针对一边使电子束不呈点状而呈直线状连续照射一边使钢板振动的情况，也进行了是否能够获得相同的效果的验证，但即使在这种情况下也无法确认相同的效果。这被认为是因为在使电子束呈直线状连续照射的情况下，在线状应变部整体上，如点状照射中的移动区域那样，应变量降低。

接下来，对本发明的实施方式具体地进行说明。

·方向性电磁钢板

在本实施方式中，相对于通过公知的方法被制造的方向性电磁钢板，在与轧制方向交叉的方向照射电子束而导入一个以上的线状应变部。

·线状应变部

在本实施方式中，如上述那样，在与钢板的轧制方向交叉的方向照射电子束而导入一个以上的线状应变部，但该线状应变部中的、通过电子束的停留而被导入的应变产生压缩应力区域，在压缩应力区域之间产生拉伸应力区域。若参照图3进行说明，则此时，拉伸应力区域的板宽方向的长度(移动区域的长度L)在将射束直径设为Φ时，优选为0.5Φ以上，优选为5.5Φ以下。这是因为在使移动区域的长度L不足0.5Φ的情况下，相邻的停留点过近，无法充分地形成闭合磁畴，从而铁损的改善量降低。另一方面，在长度L超过5.5Φ的情况下，闭合磁畴不是连续的直线状，而是形成为局部的岛状，从而磁畴细化效果降低。

·压缩应力区域中的最大压缩应力：30MPa以上屈服应力以下

·拉伸应力区域中的最大拉伸应力：20MPa以上屈服应力以下

在本发明中，在线状应变部中，只要具有至少压缩应力区域与拉伸应力区域在该线状应变的长度方向交替排列的应力分布即可，但优选使该压缩应力区域中的最大压缩应力为30MPa以上，优选使拉伸应力区域中的最大拉伸应力为20MPa以上。这是因为若最大压缩应力为30MPa以上，则能够可靠地形成闭合磁畴，从而磁畴细化效果变大。另外，若最大拉伸应力为20MPa以上，则磁弹性效果带来的闭合磁畴的稳定化作用充分，从而低铁损效果变大。针对最大压缩应力，更优选为60MPa以上，进一步优选为80MPa以上。另外，针对最大拉伸应力，更优选为40MPa以上，进一步优选为60MPa以上。这里，最大压缩应力以及最大拉伸应力是指通过后述的应力测定方法得到的压缩应力区域以及拉伸应力区域中的最大的应力值。

另外，为了防止方向性电磁钢板的制造时的断裂，最大压缩应力、最大拉伸应力均优选为屈服应力以下。屈服应力是通过拉伸试验测定从冷轧后的未供电子束照射的钢带采取的样本而得的值。

·应力测定方法

关于钢板的应力测定方法，通过EBSD-Wilkinson法、利用高能X射线的XRD测定，测量被导入钢板的应变量，根据该应变量的值和杨氏模量等，使用CrossCourt Ver.3.0(BLGProductions Bristol制)等的解析软件进行计算。

本实施方式中的应变测定在钢板的从电子束照射面向轧制方向与板宽方向各移动0.6mm的范围内以测定间距5μm而进行。此外，在视野的中心应变分布成为对称，应变测定所需的无应变参照点设定于测定视野端部。

·磁通密度B₈：1.94T以上

在磁通密度B₈为1.94T以上时，通过根据本发明的应力分布的给予，显现更高的低铁损效果。这是因为B₈越高则磁弹性效果越提高。因此，电子束照射前的方向性电磁钢板的磁通密度B₈优选为1.94T以上，更优选为1.95T以上。另外，通常，磁通密度不会因电子束照射而发生较大变化，因此电子束照射后的方向性电磁钢板的优选的磁通密度也在与上述相同的范围内。

·电子束照射方向

在本实施方式中，使用1台以上的电子枪，在横穿钢板的轧制方向的朝向照射电子束，由此形成线状应变部。此时，射束的扫描方向优选为从轧制方向偏离60°～120°的范围，更优选以从轧制方向偏离90°，即沿着板宽方向(轧制垂直方向)的方式进行扫描。这是因为若扫描线与板宽方向的偏差变大，则被导入钢板的应变的量增加，从而导致磁致伸缩增加。另外，照射方式仅在沿着扫描方向重复移动和停留的照射方法(点状照射，参照图3)中，能够获得铁损、噪音的改善效果。

·点状照射条件

作为点状照射的一个例子，能够采用上述的重复停留及移动的照射法，该照射法使电子束照射在停留点停留2～20μs，使电子束照射以速度30m/s以上并以移动区域的长度L相对于射束直径Φ成为0.5Φ～5.5Φ左右的方式移动。

若停留时间不足2μs，则能量投入量不充分，难以导入应变。另一方面，若停留时间超过20μs，则电子束的处理时间变长，生产率降低。另外，若移动速度不足30m/s，则生产率因处理时间的增加而降低。虽不对移动速度特别地设置上限，但实用方面为300m/s左右。在移动区域的长度L相对于射束直径Φ不足0.5Φ的情况下，相邻的停留点过近，无法充分形成闭合磁畴，从而铁损的改善量降低。另一方面，在移动区域的长度L相对于射束直径Φ超过5.5Φ的情况下，闭合磁畴不是连续的直线状，而是形成为局部的岛状，从而磁畴细化效果降低。

而且，“压缩应力区域与拉伸应力区域在线状应变部的长度方向交替”是指压缩应力区域与拉伸应力区域沿着线状应变部延伸的方向(与轧制方向交叉的朝向)重复为压缩应力区域/拉伸应力区域/压缩应力区域/拉伸应力区域。如上所述，在上述的停留点形成压缩应力区域，在移动区域形成拉伸应力区域。因此，相邻的压缩应力区域的间隔(相邻的拉伸应力区域的间隔)，即交替重复的间隔与上述的停留点的间隔(参照图3)一致。而且，停留点的间隔成为移动区域的长度L与射束直径Φ之和，因此停留点的优选的间隔为1.5Φ以上6.5Φ以下。

·电子束的钢板轧制方向的照射间隔

当在钢板形成多个线状应变部(照射部)的情况下，照射部相互之间的轧制方向的间隔优选为7.0mm以上，优选为15mm以下，优选为7.0～15mm。这是因为若照射部的线间隔较窄，则导入钢板整体的应变量变得过大，从而导致噪音、磁滞损耗的劣化。另一方面，是因为在照射部的线间隔过宽的情况下磁畴细化效果降低从而铁损改善效果减弱。

另外，对在实施本发明时照射电子束的条件详细地进行说明。

·加速电压：60kV以上300kV以下

为了使电子束向钢板的穿透力增加，优选加速电压越高越好。这是因为若向钢板的穿透力高则即使在没有聚焦于钢板表面的条件下也能够向钢板导入应变。因此，加速电压优选为60kV以上。加速电压更优选为90kV以上，进一步优选为120kV以上。

另一方面，若加速电压过高，则伴随电子束照射而产生的X射线的遮蔽变得困难。因此，从实用方面的观点出发，优选使加速电压为300kV以下。加速电压更优选为200kV以下。另外，在本实施方式中，沿着线状应变部的长度方向对应变量设置差尤为重要，因此从抑制被导入射束移动区域的应变量的观点出发，也优选将加速电压的上限设为上述那样。

·电子束直径：300μm以下

电子束直径越小则能量密度越增加，从而能够在精准聚焦点导入更强的应变，因此优选。因此，在本实施方式中，电子束的直径优选为300μm以下。射束直径更优选为280μm以下，进一步优选为260μm以下。这里，射束直径是指使用宽度30μm的狭缝并通过狭缝法取得的射束轮廓的半值宽度。

另外，对射束直径的下限没有特别设置，但实用方面，射束直径优选以50μm左右为下限。

·射束电流：0.5～40mA

从射束直径缩小的观点出发，射束电流优选较小。这是因为若增大电流则射束直径因库仑斥力而容易扩大。因此，在本实施方式中，射束直径优选为40mA以下。另一方面，若射束电流过小，则用于形成应变的能量不足，因此优选为0.5mA以上。

·射束照射区域内真空度：3Pa以下

电子束因气体分子而被散射，从而产生射束直径的增大、能量的减少。因此，射束照射区域的真空度越高越好，作为压力优选为3Pa以下。对下限没有特别设置限制，但若过低，则真空泵等真空系统所需的成本增大。因此，在实用方面，优选为10^-5Pa以上的压力。

·钢板振幅：1mm以下

若钢板的振幅过大，则钢板断裂，从而制造变得困难，因此需要以落入恒定以下的振幅的方式在操作时进行控制。振幅的基准位置为电子束成为精准聚焦的位置，振幅的测量由激光测距仪进行，根据测量值通过后述的方法使通板线中的张力增减，由此控制振幅。

如上所述，优选的振幅的范围在板厚方向为1mm以下，若给予比其大的振幅，则存在钢板断裂，对操作产生不良影响的担忧。振幅的下限为只要稍微超过0mm，就能够获得本发明的效果，但更优选为0.05mm以上。此外，振幅能够通过在钢带的电子束照射部背面设置导辊，使导辊的位置变动来使通板张力增减而给予。

·钢板的振动频率

钢板的振动频率fv优选为10kHz以上，更优选为15kHz以上。通过使振动频率fv为上述的优选下限以上，射束移动中的聚焦变动变大，从而容易获得作为目的的应力分布。另一方面，振动频率fv的上限在将射束停留点的间隔(移动区域的长度+射束直径)设为d，将射束的移动速度设为v，将射束的停留频率f设为f＝v/d时，优选为fv≤f，更优选为fv≤f/2。通过使振动频率fv为f以下，不存在射束停留点处的聚焦变动成为过度的情况，从而容易获得作为目的的应力分布。

·闭合磁畴宽度：400μm以下

在通过针对钢板的射束照射而被形成的闭合磁畴的宽度较宽的情况下，应变量增加，因此磁致伸缩增加。因此，闭合磁畴宽度优选为400μm以下。

这里，如图9所示，闭合磁畴宽度是指闭合磁畴的轧制方向的区域长度。具体而言，由将市售的磁观察器放置于射束照射面并转印闭合磁畴时的、向轧制方向的转印长度表示。

而且，闭合磁畴宽度能够通过适当变更上述射束照射条件来调节。

实施例

接下来，基于实施例对本发明具体地进行说明。以下的实施例表示本发明的优选的一个例子，本发明不受该实施例限定。也能够在适合本发明的主旨的范围内加以变更来实施，这样的方式也包含在本发明的技术范围内。

相对于通过公知的方法被制造的方向性电磁钢板，如表1所示，一边对该钢板给予0～1.1mm的板宽方向的振幅，一边在轧制方向以8.0mm的间隔进行使输出1.5kW的激光或者加速电压120kV、电子束直径200μm、射束电流10mA、射束照射区域内真空度0.3Pa的电子束向轧制垂直方向照射的动作，从而进行磁畴细化处理。此外，照射了电子束的钢板的一部分形成加速电压120kV、射束电流5mA的条件(表1的No.6以及17。其他条件相同)。照射方式为连续照射或点状照射，点状照射不论激光照射还是电子束照射均以停留时间8μs、移动速度40m/s、移动区域长度120μm而进行。作为用于磁畴细化的钢板(材料)，使用B₈为1.92T、1.94T的钢板。

另外，进行了磁畴细化处理的试样的B₈也分别为1.92T、1.94T。

另外，针对所得到的试样，测定了通过100mmSST(单板磁试验)施加1.7T、50Hz的交流磁场时的铁损(W_17/50)。另外，通过XRD测定(条件为Cu-Kα、hν＝30keV、测定间距5μm)测定被导入钢板的应变，确认到在线状应变部的长度方向具有压缩应力区域与拉伸应力区域交替排列的应力分布，并且根据应变测量值，计算出板宽方向的压缩应力成分和拉伸应力成分的各最大值。另外，使用各个试样，制作变压器用3相层叠铁芯，安装励磁线圈。将该铁芯设置于隔音室进行励磁，使用噪音计(JIS C 1509-1Class2)测定出噪音等级。励磁条件为1.7T、50Hz。

上述的测定结果如表1所示。根据该结果，可知在满足本发明的要件的条件下，能够获得满足低铁损、低磁致伸缩双方的方向性电磁钢板。由于在使用该钢板制作出的变压器用铁芯中能够实现低噪音，所以可知方向性电磁钢板的低磁致伸缩。另外，在使用现有的照射方法(连续照射以及振幅0mm)的情况下，由于高B₈材料具有的原本的磁畴宽度较宽，所以磁畴细化带来的低铁损效果变低。另一方面，可知在通过本方法进行磁畴细化处理的情况下，即使在高B₈材料中也能够获得更良好的低铁损、低噪音效果。如上所述，这被认为是基于磁弹性效果的差。

另外，在激光照射中，无法确认与以规定的条件进行电子束照射的情况相同的效果。与此相对，在电子束照射中，仅在使钢板在板宽方向振动，并进行点状照射的情况下，才能够确认到低铁损、低噪音效果。即便在以振幅0mm进行点状照射的情况下，虽在移动区域与停留点也与本发明同样地应变的量产生强弱，但未观察到本发明那样的低铁损、低噪音效果。这被认为是因为在不使钢板振动而进行点状照射的情况下，即使在移动区域也聚焦，因此移动区域与停留点的应变量的强弱之差不如本发明那么大，从而低铁损化且低噪音化(低磁致伸缩化)的效果变低。

[表1]

表1

※下划线部分表示本发明的范围外

Claims

1.一种方向性电磁钢板，其特征在于，

具备沿与方向性电磁钢板的轧制方向交叉的朝向延伸的线状应变部，

该线状应变部具有压缩应力区域与拉伸应力区域在该线状应变部的长度方向交替排列的应力分布，

所述压缩应力区域中的最大压缩应力为30MPa以上屈服应力以下，

所述拉伸应力区域中的最大拉伸应力为20MPa以上屈服应力以下。

2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

所述方向性电磁钢板的磁通密度B₈为1.94T以上。

3.一种方向性电磁钢板的制造方法，在方向性电磁钢板形成线状应变部，所述方向性电磁钢板的制造方法的特征在于，

通过当以在横穿所述钢板的轧制方向的朝向重复移动及停留的方式对所述钢板的表面进行电子束的照射时，对所述钢板以该钢板的板厚方向的振动的振幅为0.05mm以上1mm以下的方式给予板厚方向的振动而形成所述线状应变部，

由此得到如下的方向性电磁钢板：

具备沿与方向性电磁钢板的轧制方向交叉的朝向延伸的线状应变部，该线状应变部具有压缩应力区域与拉伸应力区域在该线状应变部的长度方向交替排列的应力分布。