CN115605624A - 方向性电磁钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线状槽的形成图案，其兼得低装配系数化的效果和高磁通密度。在钢板的表面具有多个在横切该钢板的轧制方向的方向延伸的线状槽的方向性电磁钢板中，在上述线状槽相互间的上述钢板的表面形成从该表面凹陷的凹型缺陷，将上述钢板的上述凹型缺陷的体积分率相对于不存在该凹型缺陷的状态的钢板设为0.0025vol％～0.01vol％，以每1m2钢板为30个～200个的频率形成切断上述线状槽的上述延伸的中断部。

Description

方向性电磁钢板
技术领域
本发明例如涉及一种适合作为变压器等的铁芯材料的方向性电磁钢板。
背景技术
方向性电磁钢板作为变压器铁芯用材料使用，方向性电磁钢板的铁损会大幅影响变压器的能量损耗。近年来，从节能环保的观点考虑，强烈要求降低变压器的能量损耗。变压器的铁损受到成为坯材的方向性电磁钢板的铁损影响，因此开发出铁损低的方向性电磁钢板非常重要。
方向性电磁钢板的铁损分为磁滞损耗和涡流损耗。作为改善磁滞损耗的方法，开发出了使称为GOSS方位的(110)[001]方位在轧制方向上高度取向的方法、降低杂质的方法等。另一方面，作为改善涡流损耗的方法，开发出了通过添加Si来增加电阻的方法、在轧制方向赋予被膜张力等的方法。然而，这些方法因制造上的限制很难追求进一步的低铁损化。
因此，开发出了通过槽的形成、导入局部应变等物理方法对最终退火中烧结绝缘被膜后的钢板导入磁通的不均匀性而将沿轧制方向形成的180°磁畴(主磁畴)的宽度细分，降低铁损、特别是涡流损耗的所谓的磁畴细化技术。
在该磁畴细化技术中，将即使实施了去应力退火也不丧失该效果的方法称为耐热型磁畴细化法。该方法通常应用于在制造工序上需要去应力退火的卷铁芯用材料。例如专利文献1中提出了通过向钢板表面导入宽度300μm以下且深度100μm以下的线状槽，从而将0.80W/kg以上的铁损在上述线状槽的形成后改善到0.70W/kg以下的技术。
作为在方向性电磁钢板形成槽方法的方法，例如提出了通过电解蚀刻在钢板表面形成槽的电解蚀刻法(专利文献2)、通过高输出的激光使钢板局部地熔解·蒸发的激光法(专利文献3)、通过将齿轮状的辊按压到钢板而形成压痕的齿轮加压法(专利文献4)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平6－22179号公报
专利文献2：日本特开2012－77380号公
专利文献3：日本特开2003－129135号公报
专利文献4：日本特开昭62－86121号公报
专利文献5：日本特开2008－57001号公报
发明内容
如上所述，最近的方向性电磁钢板的铁损通过上述方法的组合、特别是高取向化和磁畴细化而实现了大幅改善。然而，已知将这样制造的方向性电磁钢板加工为变压器后的铁损存在因高取向化的影响使装配系数劣化，无法发挥坯材的低铁损特性的问题。这里，装配系数(BF)是指变压器的铁损与坯材电磁钢板的铁损之比，其值越接近1，变压器的铁损越优异。作为装配系数增大的重要因素之一，可举出组装成变压器时产生的电磁钢板彼此的接合部的旋转铁损。这里，旋转铁损是指以在轧制方向施加磁化方向·大小以具有长轴的椭圆状变化的旋转磁通时，坯材电磁钢板产生的铁损。
作为减少该装配系数的方法，提出了在横切轧制方向的方向上具有多个槽的方向性电磁钢板，在各槽间散布地形成板厚减少部的方法(专利文献5)。该方法中，能够降低被认为是装配系数变高的原因之一的方向性电磁钢板的旋转铁损，但为了在钢板中导入板厚减少部，钢板的厚度方向截面积降低，无法避免由此导致的磁通密度的降低。
因此，为了开发出更高特性的变压器用的耐热型磁畴细化材料，需要开发出兼得低装配系数化的效果和高磁通密度的槽形成图案。因此，本发明的目的在于提供一种兼得低装配系数化的效果和高磁通密度的线状槽的形成图案。
发明人等为了解决上述问题反复深入地进行了研究。
首先，对按照上述的专利文献5使板厚减少部分散存在于线状槽间(以下，也称为非槽形成部)的方法进行了研究。
另外，方向性电磁钢板由于容易磁化方向高度地集中在轧制方向，因此如上所述成为磁化方向·大小以轧制方向为长轴的椭圆状进行旋转的旋转磁通时，产生非常大的损耗(旋转铁损)。特别是在变压器铁芯中，这种旋转磁通在接合部产生。另一方面，坯材铁损是施加仅在轧制方向具有磁化成分的交流磁场时的铁损，因此组装成变压器时，如果坯材电磁钢板的旋转铁损大，则变压器铁损相对于坯材铁损增加，即装配系数增加。因此，为了改善变压器的装配系数，需要降低旋转铁损，即，使磁化的旋转容易。
并且，形成有槽的方向性电磁钢板因槽形成而改善铁损，另一方面，因槽的存在而导致局部的截面积减小。因此，导致磁通在槽底部集中，导致磁导率、铁损之类的磁特性的劣化。因此，需要将由槽形成所导致的截面积减小的影响限制到最小限。
为了解决以上的课题，首先对旋转铁损的降低方法进行了研究。其结果是发现通过在非槽形成部形成具有与轧制方向不同的磁化方向的磁畴(以下，称为辅助磁畴)，能够促进磁化的旋转。另外，发现这样的辅助磁畴很容易在非槽形成部以阻碍磁通的连续性的缺陷为起点而形成。
对于这种缺陷的最优选的分布进一步进行了研究。作为缺陷的方式，可举出凸部、凹部以及局部应变。其中，考虑作为变压器用铁芯的用途时，凸部会导致占积率的劣化，因此不优选，并且局部应变因卷绕铁芯形成后的去应力退火失去该效果，因此不优选。另外，为了形成凸部、局部应变，工序上需要追加设备，因此不优选。另一方面，认为凹部不产生上述问题，而且能够通过应用现行的槽加工工艺进行制造，因此是优选的。然而，凹部的形成换言之意味着局部的截面积减小，如上所述担心磁导率、铁损的劣化。
因此，对于在形成凹部的同时不使钢板的磁特性劣化的形成图案，进行了反复深入的研究，结果新发现除了非槽形成部的凹部(缺陷)，在连续的线状槽导入中断部很有效。即，如对比地将形成有通常的线状槽的方向性电磁钢板的示意图示于图1的(a)，将新发现的槽形成图案示于图1的(b)所示，新型的槽形成图案与以往的槽形成图案的差别在于：在非槽形成部分散存在由凹部导致的缺陷即凹型缺陷，并且形成在轧制直交方向延伸的线状槽中断的部分、换言之没有形成槽的部分即中断部。应予说明，在图1的(b)中虽然在线状槽相互间的非槽形成部形成凹部缺陷，在该非槽形成部的外侧的非槽形成部、图中线状槽与板边缘之间的非槽形成部没有显现凹部缺陷，但当然能够在该非槽形成部形成凹部缺陷。在任何情况下，只要满足后述的关于的凹部缺陷的要件即可。
如上所述，在本发明中，将钢板上线状地形成的槽称为“线状槽”，将线状槽中断的部分称为“中断部”，将相邻的线状槽之间的区域称为“非槽形成部”，将由非槽形成部中存在的凹部引起的缺陷称为“凹型缺陷”。
本发明基于上述情况而完成。即，本发明的主要构成如下。
[1]一种方向性电磁钢板，在钢板的表面具有多个在横切该钢板的轧制方向延伸的线状槽，
在上述线状槽相互间的上述钢板的表面具有从该表面凹陷的凹型缺陷，
上述钢板中的上述凹型缺陷的体积分率相对于不存在该凹型缺陷的状态的钢板为0.0025vol％～0.01vol％，
以每1m2钢板中30个～200个的频率具有切断上述线状槽的上述延伸的中断部。
[2]根据上述[1]所述的方向性电磁钢板，其中，上述凹型缺陷的存在频率为每1mm2内1个～50个。
[3]根据上述[1]或[2]所述的方向性电磁钢板，其中，上述线状槽的中断部的沿上述延伸方向的长度为上述线状槽的平均宽度的50％以下。
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的方向性电磁钢板，其中，每1根上述线状槽存在的中断部的个数为每1m该线状槽的长度内5个以下。
根据本发明，在实施了线状槽的耐热型磁畴细化方向性电磁钢板中，能够得到与以往相比抑制磁特性的劣化，并且组装成变压器铁芯时，与以往更多地降低装配系数的效果。
附图说明
图1中(a)是表示线状槽的导入形态的示意图，(b)是表示线状槽和凹部缺陷的导入形态的示意图。
图2是表示凹型缺陷的体积分率与磁通密度的关系的图。
图3是表示凹型缺陷的体积分率与铁损的关系的图。
图4是表示凹型缺陷的体积分率与装配系数的关系的图。
图5是表示槽的中断部数与磁通密度的关系的图。
图6是表示槽的中断部数与铁损的关系的图。
图7是表示槽的中断部数与装配系数的关系的图。
图8是表示槽的中断部的长度与装配系数的关系的图。
图9是表示槽1m的中断部数与装配系数的关系的图。
图10是表示凹型缺陷的存在比率与装配系数的关系的图。
具体实施方式
首先，对达到完成本发明的实验结果进行说明。
[实验1]
将板厚0.23mm和板宽1m的方向性电磁钢板的冷轧钢带作为供试材料，在该供试材料的整个面涂布抗蚀剂被膜后，使用激光对该被膜进行图案化(通过抗蚀剂被膜的部分剥离来形成非涂布部，以下也称为激光图案)。即进行宽度100μm且相对于轧制正交方向(板宽度方向)倾斜10°地延伸的非涂布部在轧制方向以3mm的间隔(槽间距)排列的激光图案化。对该图案化后的供试材料，设定在上述非涂布部形成深度为20μm的槽的电解条件，实施电解蚀刻，在非涂布部形成如图1的(a)所示的线状槽。得到的线状槽的平均宽度为100μm。其后在除去抗蚀剂被膜后，测定供试材料的重量。将其作为重量A。
并且，为了在上述的供试材料的表面涂布抗蚀剂被膜，在上述的线状槽相互间的非槽形成部形成直径20μm的点状的凹型缺陷，进行形成多个点状的非涂布部的激光图案化，将抗蚀剂被膜局部地(直径20μm的点状)剥离，接着实施电解蚀刻，在点状的非涂布部如图1的(b)所示形成凹型缺陷。其后，除去抗蚀剂被膜后，测定供试材料的重量，将其作为重量B。
对于该供试材料，由上述重量A和B算出由凹型缺陷带来的重量减少量，将其使用钢板的密度7.65g/cm3换算为体积分率。这里，通过调整激光图案化的条件来对每1mm2的凹型缺陷的个数进行各种调整，通过调整电解蚀刻时间来对凹型缺陷的深度进行各种调整。
对根据上述实施了各种槽图案的方向性电磁钢板冷轧钢带实施脱碳退火、最终退火、平坦化退火、绝缘张力被膜的赋予工序，制成最终制品板。作为比较，也制备不形成上述凹型缺陷、仅形成线状槽的方向性电磁钢板的最终制品板。
从这样得到的最终制品板切出一部分，通过JIS C2550记载的爱泼斯坦法，作为磁特性测定B8和W17/50。另外，由上述最终制品板制作三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，在频率50Hz下测定铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T、50Hz下的铁损特性使用瓦特计来测定空载损耗。根据该空载损耗和之前的爱泼斯坦试验中测定的W17/50的值算出装配系数。
图2～图4中示出了上述的测定结果。首先，如图2所示，确认了凹型缺陷的体积分率为0.0025vol％以上时，B8略微劣化，进一步超过0.0100vol％时，大幅度地劣化。认为这是由于凹型缺陷的体积分率的增加导致磁导率劣化。另外，如图3所示，也确认到如果凹型缺陷的体积分率超过0.0100vol％，则铁损W17/50急剧地增加。认为这是因磁壁移动受到凹型缺陷的阻碍。另一方面，如图4所示，装配系数有随着凹型缺陷的体积分率的增加而改善的趋势，0.0025vol％以上时改善效果尤其大。这是因为作为装配系数增大的一个重要因素的旋转铁损因缺陷的导入而受到抑制。
总结以上的结果可知作为钢板中的磁特性和装配系数均提高的范围有效的凹型缺陷的体积分率为0.0025vol％～0.01vol％。更优选为0.003vol％～0.008vol％。
[实验2]
接下来，在利用与上述相同的方法制作供试材料时，在用于形成线状槽的图案化时，以在各线状槽形成上述中断部(参照图1的(b))的方式进行图案化的条件调整。此时，进行形成槽用的非涂布部的图案化以使每1m2的中断部的个数变化。应予说明，以凹型缺陷的体积分率在各个供试材料中恒定为0.005vol％的方式固定图案化条件以及电解条件来制成试样，与实验1同样地测定磁特性(B8和W17/50)。并且，由经过与上述相同的工序的最终制品板制成三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，在频率50Hz下测定铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T和50Hz的铁损特性使用瓦特计测定空载损耗。由该空载损耗和之前的爱泼斯坦法试验中测定的W17/50的值算出装配系数。
将上述的测定结果示于图5～图7。如图5所示，在槽的中断部的个数为30个/m2以上的区域观察到B8的提高。认为这是因为通过钢板的截面积在中断部局部地增加，因凹型缺陷的导入而降低的磁导率恢复。另外，如图7所示，也能够确认到装配系数的改善。认为这是因为以中断部作为起点而形成辅助磁畴，旋转铁损降低。另一方面，如图6所示，如果中断部的个数超过200个/m2，则能够确认到铁损的劣化。认为这是因为由槽带来的磁畴细化效果会因中断的增加而降低。
总结以上的结果可知作为钢板的磁特性和装配系数均提高的范围有效的槽的中断部数的范围为30个/m2～200个/m2。更优选为40个/m2～180个/m2。
[实验3]
接下来，对上述的中断部和凹型缺陷的合适的分布进行了研究。
通过与上述相同的工序制作供试材料时，对中断部的槽的延伸方向长度、1根线状槽每1m的中断部数以及非槽形成部1mm2中的凹型缺陷的存在频率进行各种变更，并且以将整体的中断部数设为50个/m2、将凹型缺陷的体积分率设为0.005vol％的方式调整图案化条件以及电解条件，利用与实验1相同的工艺制成试样。对得到的试样与实验1同样地测定磁特性(B8和W17/50)。并且，由经过与上述相同的工序的最终制品板制作三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，测定频率50Hz下铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T、50Hz的铁损特性使用瓦特计测定了空载损耗。由该空载损耗与之前的爱泼斯坦试验中测定的W17/50的值计算出装配系数。
将以上的测定结果示于图8～图10。根据这些图所示的结果，中断部的槽延伸方向长度为槽的平均宽度的50％以下、一根线状槽每1m的最大的中断部数为5个以下、凹型缺陷的存在频率为每1mm2非槽形成部1个～50个时，在相同的中断部数和凹型缺陷的体积分率的情况下，确认了更高装配系数的改善效果。更优选中断部的槽延伸方向长度为槽的平均宽度的10％～40％，一根线状槽每1m的最大的中断部数为4个以下，凹型缺陷的存在频率为每1mm2非槽形成部5个～40个。
对于上述的效果，详细的原因不明，但发明人等推断如下。即认为通过将凹型缺陷、槽中断部的分布控制在上述范围，从而优化辅助磁畴的起点的分布，更高效地进行装配系数的改善、即旋转铁损的改善。
以下，对本发明的优选的实施方式详细进行说明。但是，本发明并不仅限于本实施方式所公开的构成，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
[方向性电磁钢板]
在本发明中，成为方向性电磁钢板的坯材的板坯的成分组成只要是产生二次再结晶的成分组成即可。另外，在利用抑制剂的情况下，例如如果是利用AlN系抑制剂的情况，则可以含有适量的Al和N，并且如果为利用MnS·MnSe系抑制剂的情况，可以适量地含有Mn、Se和/或S。当然可以并用两种抑制剂。在这种情况下的Al、N、S和Se的优选含量分别为Al：0.010～0.065质量％、N：0.0050～0.0120质量％、S：0.005～0.030质量％、Se：0.005～0.030质量％。
并且，本发明也可以应用于限制了Al、N、S、Se的含量的不使用抑制剂的方向性电磁钢板。在这种情况下，Al、N、S、Se的含量分别优选为抑制为Al：0.010质量％以下、N：0.0050质量％以下、S：0.0050质量％以下、Se：0.0050质量％以下。
接着，对本发明的方向性电磁钢板用的钢坯材(板坯)的基本成分和任意添加成分具体进行论述。
C：0.08质量％以下
C是为了改善热轧板组织而添加的，但如果C的含量超过0.08质量％，则难以在制造工序中脱碳至不发生磁时效的50质量ppm以下，因此C含量优选为0.08质量％以下。另外，由于不包含C的钢坯材也会发生二次再结晶，因此对于C含量的下限没有特别设置。因此，C可以为0质量％。
Si：2.0～8.0质量％
Si是增大钢的电阻、改善铁损有效的元素。因此，优选将含量设为2.0质量％以上。另一方面，如果含量超过8.0质量％，则加工性和通板性劣化，并且磁通密度也降低，因此Si含量优选为8.0质量％以下。更优选为2.5～7.0质量％。
Mn：0.005～1.0质量％
Mn是提高热加工性所需的元素。因此，优选将含量设为0.005质量％以上。另一方面，如果含量超过1.0质量％，则磁通密度劣化，因此Mn含量优选为1.0质量％以下。更优选为0.01～0.9质量％。
除上述的基本成分以外，可以适宜地单独或多个含有已知对磁特性改善有效的以下的任意添加成分。
选自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％、Cr：0.03～1.50质量％中的1种以上
Ni是对改善热轧板组织而提高磁特性有效的元素。如果Ni含量小于0.03质量％，则对磁特性的贡献小，另一方面，如果超过1.50质量％，则二次再结晶变得不稳定，磁特性劣化。因此，Ni的含量优选为0.03～1.50质量％的范围。
另外，Sn、Sb、Cu、P、Mo以及Cr也是提高磁特性的元素。任一含量小于上述的下限时，其效果并不充分，并且如果超过上限，则二次再结晶粒的生长受到抑制，因此磁特性劣化。因此，分别优选为上述的含量的范围。
上述成分以外由Fe和不可避免的杂质构成。
应予说明，C在一次再结晶退火中脱碳，Al、N、S以及Se在二次再结晶退火中纯化，因此在二次再结晶退火后的钢板(方向性电磁钢板的最终制品板)中，这些成分被降低到不可避免的杂质程度的含量。
对由上述的成分系构成的方向性电磁钢板的钢坯材(板坯)实施热轧后，根据需要进行热轧板退火。接着实施夹杂着1次或者中间退火的2次以上的冷轧，精加工成最终板厚的钢带。其后，对上述钢带实施脱碳退火，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，卷绕成卷状，实施以形成二次再结晶和镁橄榄石被膜为目的的最终退火。对最终退火后的钢带实施平坦化退火后，形成磷酸镁系的张力被膜，制成制品板。
在本发明中，在方向性电磁钢板(钢带)的表面如上所述形成线状槽。线状槽优选在冷轧后且涂布退火分离剂前的任意的工序中形成线状槽。
[线状槽的形成方法]
在本发明中，线状槽的形成可以使用如下的方法：在通过凹版印刷法、喷墨印刷法设置在横切钢板的轧制方向的方向上延伸的线状的非印刷部时，以在该非印刷部内形成不连续部的方式印刷抗蚀剂图案，接着通过电解蚀刻法将非印刷部形成线状槽的方法。或者也可以使用如下的方法：在钢板的整面涂布抗蚀剂油墨，在钢板表面形成抗蚀剂后，通过激光照射，设置在横切钢板的轧制方向的方向延伸的线状的抗蚀剂剥离部分时，以在该抗蚀剂剥离部分内形成不连续部的方式进行图案化(除去抗蚀剂)后，通过电解蚀刻法将除去了抗蚀剂的露出部形成线状槽的方法。应予说明，线状槽的形成并不限于这些方法。
接下来，对于线状槽和凹型缺陷，对关于上述的中断部的个数和槽延伸方向长度、以及凹型缺陷的存在频率以及凹型缺陷的体积分率以外的优选要件进行详细描述。
[线状槽尺寸]
接下来，示出本发明中优选的线状槽的尺寸。这里，线状槽的尺寸除了槽宽度、槽深度，还指在方向性电磁钢板(钢带)的轧制方向周期性地形成的线状槽彼此的间隔以及线状槽的延伸方向与板宽度方向(轧制正交方向)所成的角。本发明中形成于钢板表面的线状槽考虑到因槽体积增加所带来的磁导率的劣化、通板性等，确定了适宜的范围。
槽宽度：10～300μm
钢板轧制方向的槽宽度越宽，同程度的槽深度的情况下的磁导率的劣化越大，因此越窄越适宜。因此，槽宽度优选为300μm以下。然而，如果槽宽度变得过窄，则因槽两端的磁极耦合而铁损改善效果降低，因此槽宽度的下限优选为10μm。更优选为20～200μm。
槽深度：板厚的4～25％
对于由形成槽带来的铁损改善效果，槽端部的表面积越大，换言之，槽的形成深度越深，越可得到高的效果。因此，优选形成板厚的4％以上的深度的槽。另一方面，如果增加槽的深度，则槽的体积当然也增加，有导致磁导率的劣化的趋势。并且，在生产线的通板时存在以槽部作为起点的断裂的风险。鉴于以上的观点，优选将槽深度的上限设为板厚的25％。更优选为板厚的5～20％。
线状槽的钢板轧制方向的形成间隔：1.5～10mm
如上所述，铁损改善效果随着槽端部的表面积增大而增加，因此轧制方向的槽相互的形成间隔越窄，越可得到良好的结果。然而，随着槽的形成间隔变窄，槽相对于钢板的体积分率也增加，除了磁导率劣化，操作时的断裂的风险也变高。因此，优选将轧制方向(与线状槽的延伸方向正交的方向)的槽的形成间隔设为1.5～10mm。更优选为2～8mm。
线状槽与板宽度方向(轧制正交方向)所成的角：±30°以内
随着线状槽的延伸方向从板宽度方向倾斜，槽的体积增加，因此有磁导率劣化的趋势。因此，线状槽与板宽度方向所成的角优选为±30°以内。更优选为±20°以内。
凹型缺陷的直径：5～300μm
凹型缺陷的直径越大，同程度的凹型缺陷深度的情况下的磁导率的劣化越大，并且磁壁移动的阻碍效果越大，因此直径越小越适宜。因此，凹型缺陷的直径优选为300μm以下。然而，如果凹型缺陷的直径变得过窄，则因线状槽的两端的磁极耦合而难以形成辅助磁畴，铁损改善效果降低，因此优选将直径的下限设为5μm。更优选的是10μm～200μm。
这里，凹型缺陷的直径是指缺陷的钢板表面的圆当量直径。
凹型缺陷的深度：相对于板厚为4～25％
对于由凹型缺陷形成所带来的铁损改善效果，缺陷的侧壁面的表面积、即缺陷的形成深度越大(深)，越可得到高效果。因此，优选形成相对于板厚为4％以上的深度的缺陷。另一方面，如果增加缺陷的深度，则凹型缺陷的体积当然也增加，有导致磁导率的劣化的趋势。并且，通板时，有以凹型缺陷部为起点产生龟裂的风险。基于以上所述，优选将凹型缺陷深度的上限设为板厚的25％。这里，凹型缺陷的深度是指使用激光显微镜在观察上述钢板的表面获得的凹型缺陷部的深度分布中，将得到的各点的最深部的平均值作为凹型缺陷的深度。
另外，尽管凹部的形状无关紧要，但从形成反磁场的观点考虑，从钢板表面陷入凹部的部分(壁面)的倾斜度优选尽可能地陡，相对于板厚方向优选为60°以下，更优选为45°以下。
[线状槽和凹型缺陷的各种测定方法]
本发明中的槽的宽度和深度、中断部的槽的延伸方向长度以及凹型缺陷的存在频率通过用光学显微镜对张力被膜形成后的方向性电磁钢板的表面进行观察，计测该部位的长度、个数而求出。
首先，槽的宽度是通过光学显微镜观察钢板表面，将穿过得到的图像的轧制方向槽端部且与槽延伸方向平行的2条直线间的距离设为槽宽度。
另外，槽深度的测定使用激光显微镜观察上述钢板的表面，沿着延伸方向获取槽部的深度分布。将得到的各点的深度分布中最深部的平均值设为槽深度。
接下来，对于中断部的槽延伸方向长度，在中断的槽部分的两端，测量穿过端部且与延伸方向垂直的切线间的距离。
凹型缺陷的体积分率最理想的是由形成了线状槽和槽中断部后的方向性电磁钢板的重量A和凹型缺陷形成后的方向性电磁钢板的重量B，算出钢板的密度为7.65g/cm3，为方便起见，对于凹型缺陷形成后的方向性电磁钢板，可以使用根据线状槽和槽中断部的形状以及存在频率的计测结果算出的重量A’。
对于中断部的存在频率以及每1根线状槽的中断部的个数，对于张力被膜形成后的方向性电磁钢板上的线状槽部，沿着槽的延伸方向操作激光距离计进行测量。
[磁测定方法]
绝缘张力被膜形成后的方向性电磁钢板的磁特性(B8和W17/50)通过JIS C2550记载的爱泼斯坦法进行测定。应予说明，B8是指将试样在轧制方向以800A/m的磁化力励磁时的试样的磁通密度，W17/50是指对试样在轧制方向施加1.7T、50Hz的交流磁化时的损耗。
并且，由上述最终制品板制作三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，在频率50Hz下测定铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T、50Hz下的铁损特性使用瓦特计测定了空载损耗。由该空载损耗和之前的爱泼斯坦试验中测定的W17/50的值计算出装配系数。
另外，在本发明中，对于上述的工序、制造条件以外，可以适当使用形成线状槽而实施磁畴细化处理的公知的方向性电磁钢板的制造方法。
实施例
接着，基于实施例具体说明本发明。以下的实施例表示本发明的优选的一个例子，并不受本实施例任何限定。可以在适应本发明的主旨的范围内施加变更而实施，这样的方式也包含于本发明的技术范围。
在本实施例中，使用具有表1所示的成分、剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的方向性电磁钢板坯材(板坯)。
[表1]
表1
Figure BDA0003938703850000131
＜实施例1＞
将板厚0.23mm的方向性电磁钢的冷轧钢板作为供试材料，在该钢板整面涂布抗蚀剂被膜后，使用激光进行图案化，以形成槽宽度100μm、槽的轧制方向间隔(槽相互间距)为3mm、相对于钢板的板宽度方向的槽的倾斜角为10°的线状槽。此时，对照射图案进行控制以使钢板表面1mm2的槽的中断部数为0～300个的范围。对图案化后的冷轧钢板以槽深度为20μm的方式设定电解条件，实施电解蚀刻而形成线状槽后，除去抗蚀剂被膜后测定该试样板的重量。将其作为重量A。此时，调整图案化条件使中断部的槽延伸方向长度为槽宽度的40％，每1根线状槽的中断部数为3个。
对上述的试样板与上述同样地在表面再次涂布抗蚀剂被膜，调整条件以使在非槽形成部形成多个每1点的直径50μm、深度10μm的凹部，局部地剥离抗蚀剂被膜，实施电解蚀刻后，除去抗蚀剂被膜。然后测定板重量，将其作为重量B。对各试样由上述的A和B算出重量减少率，将其使用钢板的密度7.65g/cm3换算为体积分率。此时，调整抗蚀剂图案使每1mm2形成30个凹型缺陷。
对按照以上实施了各种槽图案的方向性电磁钢的冷轧钢板实施脱碳退火、最终退火、平坦化退火、绝缘张力被膜的赋予工序，制成最终制品板。
另外，作为比较，还制作不形成上述中断部、凹型缺陷而仅形成线状槽的方向性电磁钢板的最终制品板。
从这样得到的试样板切出一部分，通过JIS C2550记载的爱泼斯坦法测定磁特性(B8和W17/50)。此外，由上述最终制品板制成三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，在频率50Hz下测定铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T、50Hz下的铁损特性使用瓦特计测定空载损耗。由该空载损耗和之前的爱泼斯坦试验中测定的W17/50的值算出装配系数(BF)。
将以上的测定结果示于表2。可知在满足本发明的范围的情况下B8和W17/50以及BF任一特性均优异，成为适用于变压器铁芯的方向性电磁钢板。
[表2]
表2
Figure BDA0003938703850000141
表2(续)
Figure BDA0003938703850000151
＜实施例2＞
将板厚0.23mm的方向性电磁钢板的冷轧钢板作为供试材料，对钢板整面涂布抗蚀剂被膜后，使用凹版辊来涂布抗蚀剂图案，所述凹版辊进行了图案化以能够形成槽宽度100μm、槽的轧制方向间隔(槽相互间距)为3mm、相对于钢板的板宽度方向的槽的倾斜角为10°、每1m2的槽的中断部数为100个、线状槽每1根的中断部的最大数为1～6个、并且中断部的槽延伸方向长度为5～60μm的线状槽。设定电解条件以使该冷轧钢板的槽深度为20μm，实施电解蚀刻形成线状槽后，除去抗蚀剂被膜后，测定该试样板的重量。将其作为重量A。
对上述的试样板与上述同样地在表面再次涂布抗蚀剂被膜，使用凹版辊涂布抗蚀剂图案，该凹版辊以在非槽形成部每1mm2形成1～60个每1点的直径为50μm的凹部的方式进行了图案化。对其实施电解蚀刻，除去了抗蚀剂被膜。然后，测定板重量，将其作为重量B。对各试样由上述的A和B算出重量减少率，使用钢板的密度7.65g/cm3将其换算为体积分率。根据缺陷频度调整深度、即电解条件，使得该体积分率在任一试样中均为0.008vol％。
对按照以上实施了各种槽图案的方向性电磁钢的冷轧钢板实施脱碳退火、最终退火、平坦化退火、绝缘张力被膜的赋予工序，制成最终制品板。
另外，作为比较，还制作不形成上述中断部、凹型缺陷而仅形成线状槽的方向性电磁钢板的最终制品板。
从这样得到的试样板切出一部分，通过JIS C2550记载的爱泼斯坦法测定磁特性(B8和W17/50)。此外，由上述最终制品板制作三相层叠变压器(铁芯重量500kg)，在频率50Hz下测定铁芯脚部分的磁通密度为1.7T时的铁损特性。其在1.7T、50Hz下的铁损特性使用瓦特计测定空载损耗。由该空载损耗和之前的爱泼斯坦试验中测定的W17/50的值算出装配系数(BF)。
将以上的测定结果示于表3。可知在满足本发明所示的范围的情况下，成为装配系数(BF)更优异的、适用于变压器铁芯的方向性电磁钢板。
[表3]
表3
Figure BDA0003938703850000171

Claims (4)

1.一种方向性电磁钢板，在钢板的表面具有多个在横切该钢板的轧制方向的方向延伸的线状槽，
在所述线状槽相互间的所述钢板的表面具有从该表面凹陷的凹型缺陷，
所述钢板中的所述凹型缺陷的体积分率相对于不存在该凹型缺陷的状态的钢板为0.0025vol％～0.01vol％，
以每1m2钢板中30个～200个的频率具有切断所述线状槽的所述延伸的中断部。
2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其中，所述凹型缺陷的存在频率为每1mm2内1个～50个。
3.根据权利要求1或2所述的方向性电磁钢板，其中，所述线状槽的中断部沿所述延伸方向的长度为所述线状槽的平均宽度的50％以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方向性电磁钢板，其中，每1根所述线状槽存在的中断部的个数为每1m该线状槽的长度内5个以下。
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