JP2004197126A - 透磁率の高い方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の透磁率を増加させる方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】方向性電磁鋼板の透磁率を増加させることを目的とする。透磁率の増加は、磁気シールドや各種センサーの性能向上に寄与する。
【解決手段】レーザーを照射し、８００℃程度の焼鈍で除去される程度のひずみを導入し、透磁率を増加させた方向性電磁鋼板、およびその製造方法である。従来から知られている鉄損を低減させるためのレーザー照射条件より、投入エネルギーは小さい。
【選択図】 図１
【解決手段】レーザーを照射し、８００℃程度の焼鈍で除去される程度のひずみを導入し、透磁率を増加させた方向性電磁鋼板、およびその製造方法である。従来から知られている鉄損を低減させるためのレーザー照射条件より、投入エネルギーは小さい。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、方向性電磁鋼板の透磁率を向上させる事を目的としており、磁気シールド性能の向上、各種センサーの感度向上などに寄与する。
【０００２】
【従来の技術】
方向性電磁鋼板は主に変圧器の鉄心材料として用いられ、材料特性として鉄損が低いこと、磁歪が小さいことなどが求められている。一方、量的には少ないものの、方向性電磁鋼板は磁気シールド用鋼板、各種センサー磁心などとしても使用される。その場合、材料には低磁場で高い透磁率が求められる。方向性電磁鋼板の透磁率は、結晶の方位集積度に依存することが分かっている。
しかしそれ以外に、あえて透磁率を向上させるための方策はとられてこなかったのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、方向性電磁鋼板の低磁場における透磁率を向上させる鋼板およびその製造方法を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、レーザー照射の条件を制御することによって、方向性電磁鋼板の低磁場での透磁率が上昇することを見出した。方向性電磁鋼板にレーザー照射する事によって鉄損を低減する技術は、特許文献１などで知られている。レーザー照射は主磁区を細分化し異常渦電流損失を低減する作用を持つ。その際、レーザー照射は磁区のピンニングサイトを増加させているので、ヒステリシス損失は増大する方向である。即ち、磁壁の移動しやすさはレーザー照射と共に劣化するものと考えられていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−１８５６６号公報
【０００６】
ところで、透磁率は磁壁が移動しやすいほど高くなるので、レーザー照射は透磁率の観点からは劣化の方向に作用するものといえる。しかしながら発明者らは、レーザー照射のエネルギーを変化させ透磁率の変化を調査したところ、これまで鉄損を低減させるために必要とされていたエネルギーより小さなエネルギーでレーザーを照射することにより、低磁場での透磁率が上昇することを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、
１）レーザーが照射され、低磁場での透磁率が増加した方向性電磁鋼板であり、
２）方向性電磁鋼板に鋼板の単位面積あたり０．３mJ／mm2以上、２．５mJ／mm2以下、更に好ましくは、０．４mJ／mm2以上、１．３mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場での透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明はレーザーが照射され低磁場での透磁率が増加した方向性電磁鋼板である。低磁場とは３０Ａ／ｍ以下の磁場とする。レーザー照射は鋼板内にひずみを導入することが目的である。低磁場での透磁率が増加する原因は明らかではないが、鋼板内に導入されるひずみを過度にしないことが重要である。照射エネルギーを鉄損低減に効果的な範囲とすると、導入されるひずみは大きすぎて磁壁移動が妨げられ透磁率は減少してしまう。レーザーは、ＹＡＧレーザー、ＣＯ2レーザーなどその種類を選ばない。照射は、圧延方向から鋼板面内６０度から９０度の範囲に線状もしくは点状に行うと、透磁率には良好な結果が得られるが、特に限定するものではない。
【０００９】
レーザー照射によって鋼板内に導入されるひずみは、８００℃程度の歪みとり焼鈍で、取り除ける程度の歪である。従って本発明の鋼板は、歪み取り焼鈍の後は低磁場の透磁率が低下する。そのときの磁化曲線の変化を、図１に示した。なお、本発明に属さない従来品の磁化曲線は、図２に示すように歪みとり焼鈍後の方が磁化特性が若干良くなるという本発明の鋼板とは逆の傾向を示す。この理由は、鋼板の製造過程で導入された歪みが熱処理（歪みとり焼鈍）によって解放されるためであると考えられる。
【００１０】
図３には、厚さ０．３mmの方向性電磁鋼板に、ＹＡＧパルスレーザーを圧延直角方向に線状に線間隔５mm、パルス間隔０．３mmで、鋼板面積あたりの照射エネルギー密度を変化させて照射した場合の、磁化力０．０５Ｏｅ（＝４Ａ／ｍ）における透磁率の変化を示す。照射なしの状態から照射エネルギー密度増加に伴い透磁率は上昇し、エネルギー密度０．７mJ／mm2において最大値をとり、その後エネルギー密度と共に低下する。従って、照射するレーザーのエネルギー密度は、０．３mJ／mm2以上２．５mJ／mm2以下が適当である。この範囲では低磁場の透磁率が約２０％以上向上する。更に好ましくは０．４mJ／mm2以上１．３mJ／mm2以下の範囲が好適である。この範囲では、約３０％以上向上する。以上から本発明は、方向性電磁鋼板に単位面積あたり０．３mJ／mm2以上２．５mJ／mm2以下あるいは、０．４mJ／mm2以上１．３mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場の透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法である。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
厚さ０．３mmの方向性電磁鋼板に、ＹＡＧパルスレーザーを圧延直角方向に線状に線間隔５mm、パルス間隔０．３mmで、鋼板単位面積あたりのエネルギー密度を変化させて照射した。各条件５枚の平均の、磁化力０．０５Ｏｅ（＝４Ａ／ｍ）における透磁率のレーザーエネルギーによる変化を示す。
照射なしの状態からエネルギー密度増加に伴い透磁率は上昇し、エネルギー密度０．７mJ／mm2において最大値をとり、その後エネルギー密度と共に低下する。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】
本発明によって方向性電磁鋼板の低磁場での透磁率を２割程度以上高めることが出来る。但し、レーザー照射によって導入した歪みによってもたらされる効果であるため、歪み取り焼鈍を施すと本発明の効果は消えてしまう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁鋼板に歪み取り焼鈍を施した場合の、焼鈍前後の磁化曲線を示した図である。
【図２】本発明に属しない電磁鋼板に歪み取り焼鈍を施した場合の、焼鈍前後の磁化曲線を示した図である。
【図３】レーザー照射エネルギーに伴う方向性電磁鋼板の透磁率（磁化力０．０５Ｏｅ）の変化を示す図である。
【発明が属する技術分野】
本発明は、方向性電磁鋼板の透磁率を向上させる事を目的としており、磁気シールド性能の向上、各種センサーの感度向上などに寄与する。
【０００２】
【従来の技術】
方向性電磁鋼板は主に変圧器の鉄心材料として用いられ、材料特性として鉄損が低いこと、磁歪が小さいことなどが求められている。一方、量的には少ないものの、方向性電磁鋼板は磁気シールド用鋼板、各種センサー磁心などとしても使用される。その場合、材料には低磁場で高い透磁率が求められる。方向性電磁鋼板の透磁率は、結晶の方位集積度に依存することが分かっている。
しかしそれ以外に、あえて透磁率を向上させるための方策はとられてこなかったのが実情である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、方向性電磁鋼板の低磁場における透磁率を向上させる鋼板およびその製造方法を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、レーザー照射の条件を制御することによって、方向性電磁鋼板の低磁場での透磁率が上昇することを見出した。方向性電磁鋼板にレーザー照射する事によって鉄損を低減する技術は、特許文献１などで知られている。レーザー照射は主磁区を細分化し異常渦電流損失を低減する作用を持つ。その際、レーザー照射は磁区のピンニングサイトを増加させているので、ヒステリシス損失は増大する方向である。即ち、磁壁の移動しやすさはレーザー照射と共に劣化するものと考えられていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−１８５６６号公報
【０００６】
ところで、透磁率は磁壁が移動しやすいほど高くなるので、レーザー照射は透磁率の観点からは劣化の方向に作用するものといえる。しかしながら発明者らは、レーザー照射のエネルギーを変化させ透磁率の変化を調査したところ、これまで鉄損を低減させるために必要とされていたエネルギーより小さなエネルギーでレーザーを照射することにより、低磁場での透磁率が上昇することを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、
１）レーザーが照射され、低磁場での透磁率が増加した方向性電磁鋼板であり、
２）方向性電磁鋼板に鋼板の単位面積あたり０．３mJ／mm2以上、２．５mJ／mm2以下、更に好ましくは、０．４mJ／mm2以上、１．３mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場での透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明はレーザーが照射され低磁場での透磁率が増加した方向性電磁鋼板である。低磁場とは３０Ａ／ｍ以下の磁場とする。レーザー照射は鋼板内にひずみを導入することが目的である。低磁場での透磁率が増加する原因は明らかではないが、鋼板内に導入されるひずみを過度にしないことが重要である。照射エネルギーを鉄損低減に効果的な範囲とすると、導入されるひずみは大きすぎて磁壁移動が妨げられ透磁率は減少してしまう。レーザーは、ＹＡＧレーザー、ＣＯ2レーザーなどその種類を選ばない。照射は、圧延方向から鋼板面内６０度から９０度の範囲に線状もしくは点状に行うと、透磁率には良好な結果が得られるが、特に限定するものではない。
【０００９】
レーザー照射によって鋼板内に導入されるひずみは、８００℃程度の歪みとり焼鈍で、取り除ける程度の歪である。従って本発明の鋼板は、歪み取り焼鈍の後は低磁場の透磁率が低下する。そのときの磁化曲線の変化を、図１に示した。なお、本発明に属さない従来品の磁化曲線は、図２に示すように歪みとり焼鈍後の方が磁化特性が若干良くなるという本発明の鋼板とは逆の傾向を示す。この理由は、鋼板の製造過程で導入された歪みが熱処理（歪みとり焼鈍）によって解放されるためであると考えられる。
【００１０】
図３には、厚さ０．３mmの方向性電磁鋼板に、ＹＡＧパルスレーザーを圧延直角方向に線状に線間隔５mm、パルス間隔０．３mmで、鋼板面積あたりの照射エネルギー密度を変化させて照射した場合の、磁化力０．０５Ｏｅ（＝４Ａ／ｍ）における透磁率の変化を示す。照射なしの状態から照射エネルギー密度増加に伴い透磁率は上昇し、エネルギー密度０．７mJ／mm2において最大値をとり、その後エネルギー密度と共に低下する。従って、照射するレーザーのエネルギー密度は、０．３mJ／mm2以上２．５mJ／mm2以下が適当である。この範囲では低磁場の透磁率が約２０％以上向上する。更に好ましくは０．４mJ／mm2以上１．３mJ／mm2以下の範囲が好適である。この範囲では、約３０％以上向上する。以上から本発明は、方向性電磁鋼板に単位面積あたり０．３mJ／mm2以上２．５mJ／mm2以下あるいは、０．４mJ／mm2以上１．３mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場の透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法である。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
厚さ０．３mmの方向性電磁鋼板に、ＹＡＧパルスレーザーを圧延直角方向に線状に線間隔５mm、パルス間隔０．３mmで、鋼板単位面積あたりのエネルギー密度を変化させて照射した。各条件５枚の平均の、磁化力０．０５Ｏｅ（＝４Ａ／ｍ）における透磁率のレーザーエネルギーによる変化を示す。
照射なしの状態からエネルギー密度増加に伴い透磁率は上昇し、エネルギー密度０．７mJ／mm2において最大値をとり、その後エネルギー密度と共に低下する。
【００１２】
【表１】
【発明の効果】
本発明によって方向性電磁鋼板の低磁場での透磁率を２割程度以上高めることが出来る。但し、レーザー照射によって導入した歪みによってもたらされる効果であるため、歪み取り焼鈍を施すと本発明の効果は消えてしまう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁鋼板に歪み取り焼鈍を施した場合の、焼鈍前後の磁化曲線を示した図である。
【図２】本発明に属しない電磁鋼板に歪み取り焼鈍を施した場合の、焼鈍前後の磁化曲線を示した図である。
【図３】レーザー照射エネルギーに伴う方向性電磁鋼板の透磁率（磁化力０．０５Ｏｅ）の変化を示す図である。
Claims (3)
- レーザーが照射され、低磁場の透磁率が増加した方向性電磁鋼板。
- 方向性電磁鋼板に鋼板の単位面積あたり０．３mJ／mm2以上、２．５mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場での透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法。
- 方向性電磁鋼板に鋼板の単位面積あたり０．４mJ／mm2以上、１．３mJ／mm2以下の熱量のレーザーを照射することを特徴とする、低磁場での透磁率の高い方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002364489A JP2004197126A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 透磁率の高い方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の透磁率を増加させる方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002364489A JP2004197126A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 透磁率の高い方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の透磁率を増加させる方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004197126A true JP2004197126A (ja) | 2004-07-15 |
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ID=32762304
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002364489A Withdrawn JP2004197126A (ja) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | 透磁率の高い方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の透磁率を増加させる方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004197126A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121248A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Data broadcast receiver, and apparatus and method for displaying data broadcast contents in the data broadcast receiver |
| JP2008255454A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corp | 増分透磁率の高い方向性電磁鋼板とそれを用いた直流リアクトル用鉄心 |
-
2002
- 2002-12-16 JP JP2002364489A patent/JP2004197126A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006121248A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Data broadcast receiver, and apparatus and method for displaying data broadcast contents in the data broadcast receiver |
| JP2008255454A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corp | 増分透磁率の高い方向性電磁鋼板とそれを用いた直流リアクトル用鉄心 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |