TWI667672B - 捲繞鐵芯、及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種捲繞鐵芯,是將複數個彎曲加工體,朝其板厚方向積層而構成的捲繞鐵芯,前述捲繞鐵芯是由表面形成有含有磷之被膜的方向性電磁鋼板所形成,前述彎曲加工體分別具有四個平面部及與前述平面部鄰接之轉角部,藉此形成矩形,前述轉角部具有在側面視角下彎曲角度合計為略90°的屈曲區域,且在側面視角下存在於前述屈曲區域之變形雙晶的數量為前述屈曲區域中之前述板厚方向之中心線的長度每1mm為5條以下,且從已在水中煮沸30分鐘之情況下的前述轉角部溶出之磷溶出量,是前述轉角部之表面積每1m2 為6.0mg以下。

Description

捲繞鐵芯、及其製造方法
發明領域 本發明是有關於一種捲繞鐵芯及其製造方法。 本案是根據在2017年1月10日於日本提出申請的特願第2017-001829號主張優先權,並在此援用其內容。
發明背景 捲繞鐵芯廣泛使用作為變壓器、電抗器、雜訊濾波器等的磁心。迄今,從高效率化等的點來看,降低在鐵芯產生的鐵損成為其重要的課題之一,從各種觀點進行了低鐵損化的檢討。
捲繞鐵芯之製造方法所廣為人知的方法之一是:例如,將鋼板卷曲成筒狀後,將轉角部軋製成固定曲率,並形成為略矩形後,藉由回火進行矯直與形狀保持。在該製法的情況下,轉角部的曲率半徑會因應於捲繞鐵芯的尺寸而異,但該曲率半徑大致是呈4mm以上之較大且緩和的曲面。
捲繞鐵芯之其他製造方法也檢討手段如下:將成為電磁鋼板之捲繞鐵芯之轉角部的部分預先進行彎曲加工,將該經過彎曲加工的電磁鋼板重疊,藉此將電磁鋼板積層而作為捲繞鐵芯。 根據該製造方法,則不需要上述軋製步驟,又,由於電磁鋼板已經彎折故保持形狀,利用上述回火步驟進行的形狀保持為非必要的步驟,因此具有製造容易的優點。該製法中,由於將電磁鋼板進行彎曲加工,故在該加工部分形成曲率半徑為3mm以下之較小的屈曲區域。
藉由包含彎曲加工之製造方法而製造出的捲繞鐵芯,在例如專利文獻1中,揭示了如下的捲繞鐵芯的構造:呈環狀折彎之長度不同的複數個磁性鋼板朝外周方向重疊而形成,各磁性鋼板之對向的端面是涵蓋其積層方向分別以預定尺寸均等地錯開,接合部成階梯狀。 先行技術文獻 專利文獻
[專利文獻1]日本實用新型登錄第3081863號
發明概要 發明欲解決之課題 本發明是有鑒於上述情況而做成者,其目的在於提供一種具有屈曲區域並且抑制了鐵損之捲繞鐵芯及其製造方法。 解決課題之方法
本發明之概要如下述。 (1)本發明之第一態樣是一種捲繞鐵芯,是將表面形成有含有磷之被膜的方向性電磁鋼板所形成之複數個彎曲加工體,朝其板厚方向積層而構成的捲繞鐵芯,其特徵在於:前述彎曲加工體是藉由分別具有四個平面部及與前述平面部鄰接之轉角部而形成矩形,前述轉角部從側面看,具有彎曲角度合計為略90°的屈曲區域,從側面看,存在於前述屈曲區域之變形雙晶的數量為前述屈曲區域中之前述板厚方向之中心線的長度每1mm為5條以下,且來自在水中煮沸30分鐘之情況下的前述轉角部之磷溶出量是前述轉角部之表面積每1m2 為6.0mg以下。 (2)上述(1)記載之捲繞鐵芯中,前述方向性電磁鋼板亦可是於表面賦予局部的應變之鋼板,或於表面形成有溝的鋼板。 (3)上述(1)記載之捲繞鐵芯中,前述方向性電磁鋼板亦可是Si含有量以質量%計為2.0~5.0。 (4)上述(1)記載之捲繞鐵芯中,前述屈曲區域亦可是在前述彎曲加工體之側面視角中由下述點、線所包圍出來的區域,即當表示前述彎曲加工體之內表面之線La上的點D及點E,以及表示前述彎曲加工體之外表面之線Lb上的點F及點G如下述定義時,藉由在表示前述彎曲加工體之內表面之線La上以點D與點E所區隔出的線、在表示前述彎曲加工體之外表面之線Lb上以點F與點G所區隔出之線、連結前述點D與前述點G之直線、及連結前述點E與前述點F之直線所包圍出來的區域, <點D、點E、點F及點G的定義> 在側面視角中,將連結中心點A與前述二條假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2之交點B的直線AB、與表示前述彎曲加工體之內表面的線相交之點,設定為原點C,前述中心點A是表示前述彎曲加工體之內表面之線La所包含的曲線部分中之曲率半徑的中心點,前述二條假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2是表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所包含之曲線部分的兩側分別鄰接之直線部分延長後得到的假想線, 將從該原點C沿著表示前述彎曲加工體之內表面的線La,朝一方之方向距離以下述式(1)所表示之距離m的點,設定為點D, 將該原點C沿著表示前述彎曲加工體之內表面的線La,朝其他之方向距離前述距離m的點,設定為點E, 將表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所含的前述直線部分當中與前述點D對向的直線部分、和對與該點D對向之直線部分成垂直地繪製且通過前述點D的假想線的交點,設定為點G, 將表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所包含的前述直線部分當中與前述點E對向的直線部分、和對與該點E對向的直線部分成垂直地繪製且通過前述點E的假想線的交點,設定為點F, 式(1):m=r×(π/4) (式(1)中,m是表示與原點C相隔的距離,r表示中心點A到原點C之距離(曲率半徑))。 (5)本發明之第二態樣是製造上述(1)記載之捲繞鐵芯的方法,具有:準備步驟,準備表面具有含有磷之被膜之複數個方向性電磁鋼板;彎曲步驟,依對複數個前述方向性電磁鋼板預先分配之各轉角部形成區域,在令前述轉角部形成區域之溫度為150℃以上500℃以下的狀態下進行彎曲加工,藉此成形在側面視角中呈略矩形之複數個彎曲加工體;及積層步驟,將複數個前述彎曲加工體朝板厚方向積層。 發明效果
根據本發明,可提供一種具有屈曲區域並且抑制了鐵損之捲繞鐵芯、及其製造方法。
較佳實施例之詳細說明 (鐵損原因與其抑制機制) 本發明人們得到如下見解:在將方向性電磁鋼板進行折曲加工時所形成的屈曲區域中,鐵損會增大。圖15是使用光學顯微鏡,拍攝習知之由構成捲繞鐵芯之方向性電磁鋼板所形成之彎曲加工體(以下,單純稱為彎曲加工體)的屈曲區域的側面後的放大照片。 如該圖15之例所示,在彎曲加工體之屈曲區域,觀察到從該鋼板表面朝向內部之條狀的變形雙晶7(deformation twin)。再者,為變形雙晶此事是使用掃瞄式電子顯微鏡與結晶方位分析軟體(EBSD)進行分析評價而確認的。方向性電磁鋼板是一種使鋼板中之晶粒的方位高度地集中於{110}<001>方位(以下,有時也稱為Goss方位)的鋼板,但由於變形雙晶產生部分的結晶方位與Goss方位不同,因此推測成為鐵損的原因。又,即使在捲繞鐵芯形成後進行750℃左右的回火,也無法使在彎曲加工時產生的變形雙晶消失。 本發明人們從抑制彎曲加工時產生變形雙晶的觀點持續深入檢討的結果,了解到藉由一面加熱方向性電磁鋼板一面進行彎曲加工可抑制變形雙晶。關於發揮如此效果的作用也有不明的部分,但推定是因為加工部分變高溫,因塑性變形而導入的錯位變得容易移動,不僅抑制變形雙晶的發生,產生的變形雙晶也變得難以成長,故不呈條狀延伸。結果,在全鋼板中之變形雙晶的面積分率變小,對鐵損的影響也變小。 進而,可看出有如下的傾向:越是令方向性電磁鋼板之彎曲加工時的溫度為高溫,則越可抑制變形雙晶的發生,但成為高溫時,即使抑制變形雙晶的發生也無法抑制捲繞鐵芯的鐵損。該原因也有不明的部分,但可推定原因是:藉由以高溫進行加工而在屈曲區域產生被膜之裂紋,在屈曲區域中露出的母鋼板之間產生沾黏。 本發明人們由此等的見解,將進行折曲加工時之方向性電磁鋼板的溫度調整為150℃以上500℃以下,變形雙晶之發生與被膜之裂紋可共同被抑制的情況明確化,終至完成了具有屈曲區域並可抑制鐵損之本發明的捲繞鐵芯。
以下,就基於上述見解而做成之本發明的捲繞鐵芯及其製造方法,依序詳細進行說明。 再者,本說明書中用來界定形狀或幾何學條件以及其等程度之例如「平行」、「垂直」、「相同」等之用語或長度或角度之值等,不受嚴格的意思所束縛,包含可期待同樣程度的範圍來解釋。又,本發明中,所謂略90°是容許±3°的誤差,意味著87°~93°的範圍。
(第一實施形態) 圖1是顯示本發明之第一實施形態之捲繞鐵芯10的示意立體圖。圖2是同實施形態之捲繞鐵芯10的側面圖。 再者,本發明中,所謂側面視角可說是朝構成捲繞鐵芯之長尺狀之方向性電磁鋼板之幅寬方向(圖1中的Y軸方向)來看,所謂側面圖,是表示以側面視角來辨識的的形狀的圖(圖1之Y軸方向的圖)。又,所謂板厚方向,是方向性電磁鋼板的板厚方向,表示在成形為矩形之捲繞鐵芯的狀態下,垂直於捲繞鐵芯之周面的方向。
本實施形態之捲繞鐵芯10是將由表面形成有含磷之被膜的方向電磁鋼板所形成之複數個彎曲加工體1,朝其板厚方向積層而構成。即,捲繞鐵芯10是如圖1、圖2所示,具有由複數個彎曲加工體1構成之略矩形的積層構造。該捲繞鐵芯10亦可依舊使用為捲繞鐵芯,但亦可因應需要而使用公知的綑綁帶等之緊固具來固定捲繞鐵芯。
如圖1及圖2所示,各個彎曲加工體1沿著周方向而四個平面部4與四個轉角部3交互地連續而形成為矩形。於各轉角部3鄰接之二個平面部4所夾的角為略90°。
如圖2所示,本實施形態之捲繞鐵芯10中,彎曲加工體1之轉角部3各自具有以從側面看彎曲角度合計為略90°的二個屈曲區域5。屈曲區域5是彎曲加工體1從側面看具有呈曲線狀屈曲的形狀的區域,更具體的定義於後敘述。 彎曲加工體1之轉角部3各自可如圖3所示之第一變形例的捲繞鐵芯10A,具有三個屈曲區域5,又,如圖4所示之第二變形例的捲繞鐵芯10B,亦可具有一個屈曲區域5。即,彎曲加工體1之轉角部3分別只要具有一個以上之屈曲區域5。
圖5是將本實施形態之捲繞鐵芯10中的轉角部3附近放大後的側面圖。 如圖5所示,在一個轉角部具有二個屈曲區域5a、5b的情況時,屈曲區域5a(曲線部分)是連續於表示彎曲加工體10之平面部4a之直線狀的部分,直線部分、屈曲區域5b(曲線部分)、及平面部4b連續於其屈曲區域5a前端。
本實施形態之捲繞鐵芯10中,從圖5中的線段A-A’到線段B-B’的區域為轉角部3。點A是配置於捲繞鐵芯10之最內側的彎曲加工體1a之屈曲區域5a中之平面部4a側的端點,點A’是通過點A而垂直於彎曲加工體1a之板面之垂直方向的直線、與捲繞鐵芯10之最外側的面的交點。同樣地,點B是配置於捲繞鐵芯10之最內側之彎曲加工體1a之屈曲區域5b中之平面部4b側的端點,點B’是通過點B而垂直於彎曲加工體1a之板面之垂直方向的直線、與捲繞鐵芯10之最外側的面的交點。圖5中,隔著該轉角部3鄰接之二個平面部4a、4b構成的角為θ,本發明中該θ為略90°。關於屈曲區域5a、5b之彎曲角度φ於後敘述,但圖5中,φ1+φ2為略90°。
其次,就一個轉角部3具有三個屈曲區域5的情況進行說明。圖6是將圖3所示之第一變形例之捲繞鐵芯10A中的轉角部3附近放大後的側面圖。圖6中也是與圖5同樣,從線段A-A’到線段B-B’的區域為轉角部3。圖6中,點A是最靠近平面部4a之屈曲區域5a的平面部4a側的端點,點B是最靠近平面部4b之屈曲區域5b的平面部4b側的端點。屈曲區域5有三個以上時,於各屈曲區域間存在直線部分。關於任一平坦部是否構成平面部4a、4b,只要考慮隔著轉角部3鄰接之二個平面部4a、4b構成的角θ為略90°這件事來決定即可,藉此決定鄰接於平面部4的屈曲區域5。再者圖6之例中,φ1+φ2+φ3為略90°,一般而言若轉角部3具有n個屈曲區域5時,則φ1+φ2+...+φn為略90°。
其次,就一個轉角部3具有一個屈曲區域5的情況進行說明。圖7是將圖4所示之第二變形例之捲繞鐵芯10B中的轉角部3附近放大後的側面圖。圖7中也是與圖5及圖6同樣,從線段A-A’到線段B-B’的區域為轉角部3。圖7中,點A為屈曲區域5之平面部4a側的端點,點B為屈曲區域5之平面部4b側的端點。又圖7之例中,φ1為略90°。
本案中,由於前述轉角部的角度θ為略90°,故φ為略90°以下。從抑制變形雙晶之發生來抑制鐵損的點來看,φ宜為60°以下,更宜為45°以下。因此,一個轉角部3宜具有二個以上的屈曲區域5。但,於一個轉角部3成形四個以上的屈曲區域5,由於製造設備設計有所限制而有困難,因此一個轉角部中的屈曲區域5之數量宜為三個以下。 若是如圖5所示之本實施形態之捲繞鐵芯10,一個轉角部具有二個屈曲區域5a、5b時,從降低鐵損的點來看,宜令φ1=45°且φ2=45°,但例如令φ1=60°且φ2=30°,或φ1=30°且φ2=60°等亦可。 又,若如圖6所示之第一變形例之捲繞鐵芯10A,一個轉角部具有三個屈曲區域5a、5b、5c時,從降低鐵損的點來看,宜令φ1=30°,φ2=30°且φ3=30°。 進而,從生產效率的點來看,折曲角度宜相等,因此若一個轉角部具有二個屈曲區域5a、5b時(圖5),宜令φ1=45°且φ2=45°,若一個轉角部具有三個屈曲區域5a、5b、5c時(圖6),從降低鐵損的點來看,例如宜令φ1=30°,φ2=30°且φ3=30°。
參照圖8並就屈曲區域5更進一步詳細說明。圖8是顯示彎曲加工體1之屈曲區域5之一例的示意圖。所謂屈曲區域5的彎曲角度,是指在彎曲加工體1之屈曲區域5中,在折曲方向之後方側的直線部與前方側的直線部之間產生的角度差。具體而言,屈曲區域5之彎曲角度,在屈曲區域5中,是以二條假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2構成之角的補角角度φ來表示,該二條假想線是表示彎曲加工體1之外表面的線Lb所包含之曲線部分的兩側(點F及點G)分別鄰接之直線部分延長後得到的線。 各屈曲區域5之彎曲角度為略90°以下,且,存在於一個轉角部3之所有的屈曲區域5之彎曲角度合計為略90°。
本案中,所謂屈曲區域5,是在彎曲加工體1之側面視角中,由下述點、線所包圍出來的區域,即當表示彎曲加工體1之內表面之線La上的點D及點E,以及表示彎曲加工體1之外表面之線Lb上的點F及點G如下述定義時,藉由在表示彎曲加工體1之內表面之線La上以點D與點E所區隔出的線、在表示彎曲加工體之外表面之線Lb上以點F與點G所區隔出之線、連結前述點D與前述點G之直線、及連結前述點E與前述點F之直線所包圍出來的區域。
在此,點D、點E、點F及點G是定義如下。 在側面視角中,將連結中心點A與前述二個假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2之交點B的直線AB、與表示彎曲加工體1之內表面的線相交之點,設定為原點C,前述中心點A是表示彎曲加工體1之內表面之線La所包含的曲線部分中之曲率半徑的中心點,前述二個假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2是表示彎曲加工體之外表面的線Lb所包含之曲線部分的兩側分別鄰接之直線部分延長後得到的假想線, 將從該原點C沿著彎曲加工體1之內表面的線La,朝一方之方向距離以下述式(1)所表示之距離m的點,設定為點D, 將從該原點C沿著表示彎曲加工體之內表面的線La,朝其他之方向距離前述距離m的點,設定為點E, 將表示彎曲加工體之外表面的線Lb所包含的前述直線部分中與前述點D對向的直線部分、和對與該點D對向之直線部分成垂直地繪製且通過前述點D的假想線的交點,設定為點G, 將表示彎曲加工體之外表面的線Lb所包含的前述直線部分當中與前述點E對向的直線部分、和對與該點E對向的直線部分成垂直地繪製且通過前述點E的假想線的交點,設定為點F。 式(1):m=r×(π/4) (式(1)中,m是表示與原點C相隔的距離,r表示從中心點A到原點C之距離(曲率半徑))。
即,r是表示將原點C附近之曲線視為弧時的曲率半徑,在本案中,是表示屈曲區域5在側面視角下之內表面側曲率半徑。曲率半徑r越小,則屈曲區域5之曲線部分的彎曲越急遽,曲率半徑r越大,則屈曲區域5之曲線部分的彎曲越緩和。 本案中,即使是利用折曲加工而形成了曲率半徑r為3mm以下之屈曲區域5時,也抑制了在該屈曲區域5的變形雙晶之發生,或含有磷之被膜的裂紋,因此可得到低鐵損的捲繞鐵芯。
圖9是顯示本實施形態之捲繞鐵芯10之彎曲加工體1的示意圖。如圖9所示,彎曲加工體1是方向性電磁鋼板經過折曲加工後之物,具有四個轉角部3與四個平面部4,藉此,一片方向性電磁鋼板在側面視角下形成略矩形的環。更具體而言,彎曲加工體1是做成如下構造:一個平面部4包含為長邊方向之端面的接合部6(間隙),其他三個平面部4不包含接合部6。 但,捲繞鐵芯10是只要整體從側面來看具有略矩形形狀之積層構造即可。因此,變形例是如圖10所示,亦可使用二個平面部4包含接合部6、其他二個平面部4不包含接合部6的彎曲加工體1A。此種情況下,二片方向性電磁鋼板構成彎曲加工體。 又,二片方向性電磁鋼板構成彎曲加工體時之更進一步的變形例是如圖11所示,亦可使用一個平面部4包含二個接合部6、其他三個平面部4不包含接合部6的彎曲加工體1B。即,彎曲加工體1B是將相當於略矩形之三邊的方向性電磁鋼板,與相當於剩下一邊之筆直的(從側面看為直線狀之)方向性電磁鋼板組合而構成。如此二片以上的方向性電磁鋼板構成彎曲加工體時,亦可將鋼板之彎曲加工體與筆直的(從側面看在直線上之)鋼板組合。 由於在任一情況下在捲繞鐵芯製造時都不會在鄰接的二層之間產生間隙,因此調整鋼板的長度及屈曲區域的位置,以使在二層的彎曲加工體中,配置於內側之彎曲加工體之平面部4的外周長,與配置於外側之彎曲加工體之平面部4的內周長相等。
(方向性電磁鋼板之構成) 方向性電磁鋼板是至少具有母鋼板與在母鋼板表面含有磷之被膜,在不損及本發明之效果的範圍內,亦可視需要而更進一步具有其他層。其他層可舉例如設置在上述母鋼板與含有上述磷之被膜之間的玻璃被膜等。以下,就方向性電磁鋼板之各構成進行說明。
(1)母鋼板 本實施形態之捲繞鐵芯10所使用之方向性電磁鋼板中,母鋼板是一種該母鋼板中之晶粒之方位高度地集中於{110}<001>方位的鋼板,在壓延方向上具有優異的磁氣特性。 本發明中,母鋼板沒有特別限定,方向性電磁鋼板可從公知物中適宜地選擇使用。以下,就較佳之母鋼板的一例進行說明,但在本發明中,母鋼板並非限定於以下者。
母鋼板之化學組成沒有特別限定,例如以質量%計,宜含有Si:0.8%~7%,C:比0%高且在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%,殘部由Fe及不純物構成。上述母鋼板之化學組成為是適合用以控制成使結晶方位集中於{110}<001>方位之Goss集合組織的化學成分。母鋼板中之元素中,Si及C是基本元素,酸可溶性Al、N、Mn、Cr、Cu、P、Sn、Sb、Ni、S及Se是選擇元素。該等選擇元素只要因應於其目的而含有即可,因此不需要限制下限值,亦可實質上不含有。又,即使該等選擇元素含有不可避免的不純物,也不損及本發明的效果。母鋼板的基本元素及選擇元素之殘部是由Fe及不可避免的不純物構成。 但,若母鋼板之Si含有量以質量%計為2.0%以上時,由於可抑制製品之經典的渦流損失,故較佳。母鋼板之Si含有量為3.0%以上者更佳。 又,母鋼板之Si含有量以質量%計為5.0%以下時,在熱軋步驟及冷軋難以在鋼板引起裂紋,故較佳。母鋼板之Si含有量為4.5%以下者更佳。 再者,本案中,所謂「不可避免的不純物」,是指以工業方式製造母鋼板時,從作為原料的礦石、金屬廢料、或製造環境等不可避免地混入的元素。 又,方向性電磁鋼板中,在二次再結晶時經過純化回火是一般的。純化回火中會引起抑制劑形成元素往系統外排出。特別是就N、S,濃度降低很顯著,成為50ppm以下。若是一般的純化回火條件,在9ppm以下,進而在6ppm以下,則可充分進行純化回火,達到一般的分析中無法檢測出的程度(1ppm以下)。 母鋼板之化學成分亦可藉由鋼之一般的分析方法來測定。例如,母鋼板之化學成分可使用ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)來測定。具體而言,例如,從除去被膜後之母鋼板的中央位置取得邊長35mm的試驗片,利用島津製作所製造的ICPS-8100等(測定裝置),藉由以根據預先作成之標準曲線的條件進行測定而可確定。再者,C及S可使用燃燒-紅外線吸收法,N可使用惰性氣體融解-熱傳導法測定即可。 再者,母鋼板之化學成分是從方向性電磁鋼板使用後述之方法,將後述之玻璃被膜及含有磷之被膜等除去後的鋼板作為母鋼板而分析其成分的成分。
母鋼板之製造方法沒有特別限定,可適當地選擇習知公知之方向性電磁鋼板的製造方法。較佳製造方法具體而言是例如以C為0.04~0.1質量%,其他是將具有上述母鋼板之化學組成的鋼胚加熱到1000℃以上後而進行熱軋後,會視需要而進行熱軋板回火,接著,藉由一次或中間夾有回火之二次以上之冷軋而做成冷軋鋼板,將該冷軋鋼板在例如濕氫氣-惰性氣體環境氣體中加熱到700~900℃而進行脫碳回火,可視需要而更進一步進行氮化回火,並在1000℃左右進行精加工回火之方法等。 母鋼板之厚度沒有特別限定,但可為例如0.1mm以上0.5mm以下,亦可為0.15mm以上0.40mm以下。 進而,方向性電磁鋼板宜使用藉由在表面賦予局部的應變,或在表面形成溝,以細分化磁區的鋼板。藉由使用該等鋼板,可更為抑制鐵損。
(2)含有磷之被膜 方向性電磁鋼板主要是為了賦予絕緣性而具有含有磷之被膜。該含有磷之被膜是設置於方向性電磁鋼板之最表面者,方向性電磁鋼板具有後述之玻璃被膜或酸化被膜時,設置於該各被膜上。 含有磷之被膜可從習知公知物當中適宜選擇。含有磷之被膜宜為磷酸鹽系被膜,特別宜為在磷酸鋁及磷酸鎂當中以1種以上為主成分,進而,副成分宜為鉻及氧化矽當中含有1種以上的被膜。藉由磷酸鹽系被膜,可確保鋼板之絕緣性,並且給予鋼板張力而優化低鐵損化。 含有磷之被膜之形成方法沒有特別限定,可從公知之方法中適當選擇。例如,將被膜用組成物溶解後之塗覆液塗布於母鋼板上後,進行烘烤的方法較佳。以下,說明較佳的具體例,但含有磷之被膜之形成方法並不受此限定。
準備脈絡膜二氧化矽4~16質量%,磷酸鋁3~24質量%(算出為重磷酸鋁),鉻酐及重鉻酸鹽當中1種或2種以上合計為含有0.2~4.5重量%的塗覆液。接著,將該塗覆液塗布於母鋼板或形成於母鋼板上之玻璃被膜等其他被膜,以約350℃或其以上之溫度烘烤。然後,以800℃~900℃進行熱處理,藉此可形成含有磷之被膜。如此形成之被膜具有絕緣性,並且可賦予鋼板張力,並可改善鐵損及磁氣歪特性。
含有磷之被膜的厚度沒有特別限定,但從確保絕緣性之點來看,宜為0.5μm以上3μm以下。
(3)其他被膜 方向性電磁鋼板除了具有母鋼板與形成於最表面之含有磷之被膜之外,在不損及本發明之效果的範圍內亦可更具有其他被膜。作為如此之其他被膜,可舉例如形成於母鋼板上之玻璃被膜等。方向性電磁鋼板從提高前述含有磷之被膜之密著性的點來看,宜具有玻璃被膜。玻璃被膜可舉例如從矽酸鎂石(Mg2 SiO4 )、尖晶石(MgAl2 O4 )及堇青石(Mg2 Al4 Si5 O16 )選擇之具有1種以上之氧化物的被膜。 玻璃被膜之形成方法沒有特別限定,可從公知之方法當中適宜選擇。例如,前述母鋼板之製造方法之具體例中,在冷軋鋼板上塗布含有選自於氧化鎂(MgO)及氧化鋁(Al2 O3 )之1種以上的回火分離劑後,進行精加工回火的方法。再者,回火分離劑亦可具有抑制精加工回火時之鋼板同士之沾黏的效果。在例如塗布含有前述氧化鎂之回火分離劑而進行精加工回火時,與母鋼板所含之氧化矽反應,於母鋼板表面形成包含矽酸鎂石(Mg2 SiO4 )的玻璃被膜。
玻璃被膜的厚度沒有特別限定,但從與含有磷之被膜的密著性等之點來看宜為0.5μm以上3μm以下。
方向性電磁鋼板的板厚沒有特別限定,只要因應用途等而適宜選擇即可,但通常在0.15mm~0.35mm之範圍內,宜為0.18mm~0.23mm之範圍。
(屈曲部之特性) 本實施形態之捲繞鐵芯10中,在側面視角中,存在於屈曲區域5之變形雙晶的數量是屈曲區域5之板厚方向之中心線之長度每1mm則存在5條以下。 即,「捲繞鐵芯10之一個彎曲加工體1之一個轉角部3所含之所有的屈曲區域5」中的板厚方向之中心線的長度定為LTotal (mm),該「捲繞鐵芯10之一個彎曲加工體1之一個轉角部3所含之所有屈曲區域5」所含之變形雙晶的數目為NTotal (條)時,NTotal /LTotal (條/mm)的值為5以下。 存在於屈曲區域5之變形雙晶的數目宜為屈曲區域5中之板厚方向之中心線之長度每1mm則存在4條以下,3條以下者為更佳。
進而,本實施形態之捲繞鐵芯10中,從在水中煮沸30分鐘時之轉角部3的磷之溶出量是轉角部3之表面積每1m2 為6.0mg以下。 即,令自「捲繞鐵芯10之一個彎曲加工體1之一個轉角部3」之磷的溶出量為Pelution (mg),令該「捲繞鐵芯10之一個彎曲加工體1之一個轉角部3」的表面積為SA (m2 )時,Pelution /SA (mg/m2 )的值為6.0以下。 從在水中煮沸30分鐘之轉角部3的磷之溶出量宜為每轉角部3之表面積1m2 為5mg以下,在4mg以下更佳。
以下,就變形雙晶之數目與磷之溶出量進行詳細地說明。
(1)變形雙晶之數目 在側面視角中,存在於屈曲區域5之變形雙晶的數目只要是使用光學顯微鏡拍攝屈曲區域5的截面,可數出從鋼板表面朝向內部之條狀變形雙晶7的數目即可。如圖15之例所見,變形雙晶形成於鋼板之捲繞鐵芯外周面及捲繞鐵芯內周面。本案中,合計形成於外周面的變形雙晶與形成於內周面的變形雙晶。又,為變形雙晶此事可藉使用掃瞄式電子顯微鏡與結晶方位分析軟體(EBSD)進行分析評價以確認。
在此,就屈曲區域5之截面觀察用之試料的作成方法,舉本實施形態之捲繞鐵芯10為例進行說明。 屈曲區域5之截面觀察用的試料如圖12所示,在構成捲繞鐵線10之複數個彎曲加工體1當中,從互相對應之轉角部3(圖中所示之區域A)採取。從該區域A,使用剪斷機,採取包含屈曲區域5之試料。此時,與裁切刀距離的間距設定為0.1~2mm左右,剪斷成不橫切屈曲區域5剪截面。又,由於將重疊之彎曲加工體1一次剪斷很困難,因此一片一片剪斷。 其次,在將一片一片剪斷之構件重疊之狀態下,將板寬幅之單側以環氧樹脂埋入,研磨埋入之面。研磨時,將SiC研磨紙從JIS R 6010之中具有粒度之研磨紙#80變更為#220、#600、#1000、#1500後,進行6μm、3μm、1μm之鑽石研磨而加工成鏡面。 最後為了使組織腐蝕,在對3%硝太蝕劑分別滴入苦位酸與鹽酸2~3滴之溶液稍浸20秒,使組織腐蝕,藉此作為屈曲區域5之截面觀察用試料。
又,方向性電磁鋼板之板厚方向之中心線的長度為圖8中之曲線KJ的長度,具體而言是如下決定。如前述定義之直線AB與表示方向性電磁鋼板之外側之線相交的點設定為點H,該點H與前述原點C之中點設定為點I。此時從中心點A到點I之距離(曲率半徑)設定為r’,從下述式(2)算出m’。此時,方向性電磁鋼板之板厚方向之中心線的長度為m’的2倍(2m’)。再者,點K為線段EF之中點,點J為線段GD之中點。 式(2):m’=r’×(π/4) (式(2)中,m’表示點I到點K及點J的長度,r’表示從中心點A到點I的距離(曲率半徑))。 採取之試料是如上述,為一片一片剪斷之構件重疊者,因此包含複數個屈曲區域5。因此,根據試料中之所有的屈曲區域5之中心線的合計長度,與試料中之所有的屈曲區域5所存在之變形雙晶的數量,可求出屈曲區域5中之板厚方向之中心線之長度每1mm中,該屈曲區域5所含之變形雙晶的數量。
(2)磷之溶出量 屈曲區域5中,被膜存在裂紋時,在水中煮沸時會從該裂紋部分溶出磷。因此,本案中,是將在水中煮沸30分鐘時之轉角部的表面積每1m2 從該轉角部3溶出磷的溶出量,使用作為屈曲區域5中之鋼板之間的沾黏之發生容易度的指標。
在此,就用以測定從轉角部3溶出磷之溶出量之試料的作成方法,舉出本實施形態之捲繞鐵芯10為例來進行說明。 用以測定來自轉角部3之磷溶出量的試料如圖12所示,是從構成捲繞鐵線10之複數個彎曲加工體1當中,互相對應之轉角部3(圖中所示之區域B1),及互相對應之平面部4(圖中所示之區域B2)採取。從區域B1,是使用剪斷機,採取包含轉角部3與鄰接於該轉角部3之平面部4、4之一部分的試料。從區域B2是使用剪斷機,採取僅由平板部構成的試料。此時,進行剪斷,使從區域B1採取之試料的平板部4的面積與從區域B2採取之試料之平板部4的面積相同。平板部的面積沒有特別限定,但將例如從區域B2採取之一片試料的面積適宜設定為幅寬30mm×長度280mm等。又,任一採取中也是與裁切刀的間距設定為0.1~2mm左右,並以剪截面不橫切屈曲區域5的方式剪斷。又,由於難以將重疊之彎曲加工體1一次剪斷,因此一片一片剪斷。 其次,將從區域B1與區域B2採取之試料分別投入同量的水中,以約100℃煮沸30分鐘後,利用鉬藍(抗壞血酸還原)吸光光度法將溶出於水中之磷測定為磷酸離子。令來自從區域B1採取之試料之磷的溶出量為PB1 ,令來自從區域B2採取之試料之磷的溶出量為PB2 ,算出PB1 -PB2 ,藉此求出磷從轉角部3的溶出量。 如上述,試料是從複數個彎曲加工體1採取之構件的集合,因此根據各自之構件(彎曲加工體1之轉角部3)之表面積的合計,與從PB1 -PB2 算出之磷之溶出量,可求出轉角部之表面積每1m2 ,磷從在水中煮沸30分鐘時之轉角部3的溶出量。 一個彎曲加工體之一個轉角部的表面積,可由(彎曲加工體1之厚度方向之中心線之長邊方向的長度)×(彎曲加工體1的幅寬)×2之計算式算出。
為了測定磷從轉角部3的溶出量,也可以考慮在從區域B1採取的試料中,剪斷僅包含轉角部之構件作為試料,但此時,靠近屈曲部之部位恐怕會被剪斷,可能無法得到正確的測定結果,因此本案中如上述是設定為從區域B1與區域B2分別採取試料。
再者,本發明人們將藉由剪斷切出之試料的大小進行各種變更而測定磷之溶出量的結果,確認磷從試料之側面部(切截面)溶出的影響極小,根據上述手段,即使切截面積不同但存在含有磷之被膜之方向性電磁鋼板表層的面積相同的話,從該處溶出之每單位面積之磷的溶出量會相同。
如此,本實施形態之捲繞鐵芯10在屈曲區域5內之變形雙晶較少,且,轉角部3之磷之溶出量較少,因此即使具有屈曲區域5也可以抑制鐵損。因此,本實施形態之捲繞鐵芯10對於變壓器、電抗器、雜訊濾波器等的磁心等,習知公知之任一用途皆可適用。
(第二實施形態) 以下,就上述之捲繞鐵芯10的製造方法進行說明。 本發明之第二實施形態之捲繞鐵芯的製造方法具備:準備步驟,準備表面具有含有磷之被膜的複數個方向性電磁鋼板;彎曲步驟,是依對複數個前述方向性電磁鋼板預先分配的各轉角部形成區域,在將轉角部形成區域之溫度設定為150℃以上500℃以下之狀態下進行彎曲加工;及積層步驟,將成形側面視角中為略矩形之複數個彎曲加工體的複數個彎曲加工體朝板厚方向積層。
根據上述製造方法,可製造出具有屈曲區域5並且低鐵損的捲繞鐵芯。以下,就捲繞鐵芯之製造方法,依序詳細地說明。
(準備步驟) 首先,準備表面具備含有磷之被膜的方向性電磁鋼板。方向性電磁鋼板可製造,亦可購入市售品。關於方向性電磁鋼板之製造方法或化學組成是如前所述,因此省略在此的說明。
(彎曲步驟) 其次,因應需要將方向性電磁鋼板切斷成所期望的長度後,依預先在方向性電磁鋼板上分配的各轉角部形成區域,將至少一處進行彎曲加工。藉此,將方向性電磁鋼板成形為平面部與轉角部交互地連續,且各轉角部中鄰接之二個平面部構成的角為略90°的彎曲加工體1。 參照圖說明彎曲加工之方法。圖13是顯示捲繞鐵芯10之製造方法中之彎曲加工方法之一例的示意圖。 加工機的構成沒有特別限定,但例如圖13之(A)所示,通常,具有用以壓製加工之衝床22與衝頭24,更具有用以固定方向性電磁鋼板21的導引部23等。方向性電磁鋼板21朝搬送方向25之方向搬送,在預先設定之位置固定 (圖13之(B))。其次,藉由以衝頭24,以預先設定之預定力進行加壓,得到具有折曲角度φ之屈曲區域的彎曲加工體。
彎曲步驟中,將轉角部形成區域之溫度控制在150℃以上500℃以下。藉由設定在該溫度範圍,抑制變形雙晶的發生,且,亦可抑制含有磷之被膜的裂紋。 因此,控制溫度的部位只要僅在彎曲加工時折曲的部位即可。即,平板部的溫度沒有特別限定。但,作為方向性電磁鋼板,使用表面賦予局部之應變以將磁區細分化的鋼板,將轉角部形成區域的溫度控制在150℃以上500℃以下,宜將轉角部形成區域除外的區域的溫度控制在300℃以下。 轉角部形成區域的溫度是藉由例如在衝頭24設置熱電對,測定衝頭24接觸到方向性電磁鋼板21時之溫度而求得的。將方向性電磁鋼板中之轉角部形成區域的溫度控制在150℃以上500℃以下的方法沒有特別限定,例如,可將與衝床22等方向性電磁鋼板接觸的構件進行加溫,或藉由紅外線加熱器等控制。將衝床22加溫時,其溫度可藉由鋼板的厚度或搬送時間等而適宜設定,但大致上可將衝床22的溫度設定在200℃~500℃。
在此,彎曲加工時之方向性電磁鋼板的溫度如以下測定。首先,令圖13之(B)中,方向性電磁鋼板21之搬送方向25(方向性電磁鋼板之長邊方向)為x軸,令鋼板21之幅寬方向為y軸,令鋼板之板厚方向為z軸,令靠近衝床22之衝頭24之側的面為x=0,令方向性電磁鋼板之幅寬方向的中央為y=0,令方向性電磁鋼板之衝床22側的表面為z=0來定義原點(於圖11之(B)顯示x=0,y=0,z=0的位置)。此時,原點(0, 0, 0)中之溫度、及在原點中與衝床22為相反側之表面(即,點(0, 0, t))中之溫度的平均值,定義為彎曲加工時之方向性電磁鋼板的溫度。原點(0, 0, 0)與點(0, 0, t)的溫度可利用衝頭接觸於鋼板時之溫度以熱電對測定而進行評價。再者,令上述t為方向性電磁鋼板的板厚。
(積層步驟) 接著,積層步驟中,將複數個彎曲加工體朝板厚方向積層。即,將轉角部3彼此對位,並將彎曲加工體1朝板厚方向重疊積層,在側面視角成略矩形的積層體。藉此,可得到捲繞鐵芯。所得到的捲繞鐵芯亦可更進一步是需要而使用公知之綑綁帶或緊固具固定。
本發明並非受上述實施形態所限定者。上述實施形態是例示,與本發明之申請專利範圍所記載之技術思想實質上將有相同構成,並且發揮同樣的作用效果者,皆包含在本發明之技術範圍。 例如,上述之說明中,是就使彎曲加工體1積層四個的情況進行說明,但積層之彎曲加工體1之數目並不限定。 [實施例]
以下,舉出本發明之實施例,就本發明之技術內容更進一步說明。再者,在以下所示之實施例的條件,是為了確認本發明之實施可能性及效果而採用的條件例,本發明並不受該條件例所限定。又本發明只要是不脫離本發明之要旨,而可達成本發明之目的下,可採用各種條件。
實驗例A1~A14,是準備方向性電磁鋼板,對厚度為0.27mm之母鋼板,依序形成包含矽酸鎂石(Mg2 SiO4 )之玻璃被膜(厚度1.0μm)及含有磷酸鋁之被膜(厚度2.0μm),進而,在鋼板表面,朝與壓延方向成直角之方向以4mm間隔進行雷射照射,藉此將磁區細分化。 將該等方向性電磁鋼板之轉角部形成區域調整成25℃~1000℃之溫度範圍進行彎曲加工,得到屈曲角度φ具有45°之屈曲區域的彎曲加工體。其次,藉將該彎曲加工體積層,得到圖12所示之尺寸的捲繞鐵芯。 又,實驗例B1~B14、C1~C14及D1~D14中,使用令母鋼板之厚度分別為0.23mm、0.20mm、0.18mm的方向性電磁鋼板而得到同樣的捲繞鐵芯。
[變形雙晶之數之測定] 從上述實驗例之捲繞鐵芯,從圖12所示之區域A剪斷試料。將該試料以光學顯微鏡觀察,算出板厚方向之中心線的長度每1mm之存在於彎曲加工體之屈曲區域的各個變形雙晶數目。將結果顯示於表1、表2。 再者,為變形雙晶此事可使用掃瞄式電子顯微鏡與結晶方位分析軟體(EBSD)進行分析評價來確認。
[磷之溶出量的測定] 從上述實驗例之捲繞鐵芯,從圖12所示之區域B1、B2,將試料剪斷。 此時,從區域B1、B2所得之試料之平板部的大小是任一者都為幅寬30mm×長度280mm的方式剪斷。 將該等試料分別投入到200cc之水中,以約100℃煮沸30分鐘後,利用鉬藍(抗壞血酸還原)吸光光度法,將溶出於水中的磷作為磷酸離子並測定。由來自從區域B1採取之試料之磷的溶出量PB1 與來自從區域B2採取之試料之磷的溶出量PB2 的差,算出從轉角部溶出之磷的溶出量。將結果顯示於表1、表2。
再者,預先測定水中的磷酸離子,確認了小於定量下限(0.005mg/公升)。 又,測定上述磷之溶出量時,製作幅寬50mm×長度336mm之試料,同樣地進行磷溶出量之測定時,確認了每單位面積之磷溶出量與上述幅寬30mm×長度280mm之試料相同。
[評價] (1) 測定捲繞鐵芯之鐵損值 就實驗例之捲繞鐵芯,分別使用以JIS C 2550-1記載之愛普斯坦測試器進行電磁鋼帶之磁氣特性之測定方法中的激磁電流法,以周波數50Hz、磁束密度1.7T的條件進行測定,求出鐵損值WA 。 (2) 測定方向性電磁鋼板之鐵損值 從實驗例之捲繞鐵芯,取出方向性電磁鋼板並將之剪斷,採取僅平板部構成之幅寬60mm×長度300mm的試料,使用以JIS C 2556記載之H線圈法進行之電磁鋼板單板磁氣特性試驗,以周波數50Hz、磁束密度1.7T的條件進行測定,求出鐵損值WB 。 (3)構建因數(Building Factor) 將前述(1)所求出之捲繞鐵芯之鐵損值WA 除以前述(2)所求出之電磁鋼板單板的鐵損值WB ,求出構件因數(BF)。本發明中,BF越小,積層時,母鋼板之間不產生沾黏,可評價為鐵損降低的捲繞鐵芯。再者,本案中,是以BF之值小於1.00的情況作為發明例。 將結果顯示於表1、表2。
[結果整理] 確認如下:藉由令彎曲加工時之轉角部形成區域的溫度為150℃以上,可將每單位長度之變形雙晶的數量抑制在5條以下。彎曲加工時之轉角部形成區域之溫度越上升,越可抑制變形雙晶之數量,但是當彎曲加工時之轉角部形成區域的溫度為600℃以上時,從轉角部溶出之磷之溶出量增加,BF值上昇。由該結果,若彎曲加工時之轉角部形成區域的溫度為600℃以上時,屈曲區域中之含有磷之被膜產生裂紋,推測為產生有鋼板之間的沾黏。 將彎曲加工時之轉角部形成區域之溫度從150℃控制為500℃之發明例中,在側面視角中,存在於屈曲區域之變形雙晶的數量是屈曲區域中之板厚方向之中心線的長度每1mm有5條以下,且,在水中煮沸30分鐘時從轉角部溶出之磷的溶出量是轉角部之表面積每1m2 為6.0mg以下,作為捲繞鐵芯之鐵損值也是BF值低,且成為具有屈曲區域並且抑制了鐵損之捲繞鐵芯。 產業上之可利用性
根據本發明,可提供一種具有屈曲區域,並且抑制了鐵損之捲繞鐵芯及其製造方法。
1, 1a‧‧‧方向性電磁鋼板
1A, 1B‧‧‧彎曲加工體
2‧‧‧積層體
3‧‧‧轉角部
4, 4a, 4b‧‧‧平面部
5, 5a、5b、5c‧‧‧屈曲區域
6‧‧‧接合部
7‧‧‧變形雙晶
10, 10A, 10B‧‧‧捲繞鐵芯
21‧‧‧方向性電磁鋼板
22‧‧‧衝床
23‧‧‧導引部
24‧‧‧衝頭
25‧‧‧搬送方向
26‧‧‧加壓方向
A‧‧‧中心點
B‧‧‧交點
B1, B2‧‧‧區域
C‧‧‧原點
D, E, F, G, H‧‧‧點
KJ‧‧‧曲線
m‧‧‧距離
r‧‧‧曲率半徑
圖1是本發明之第一實施形態之捲繞鐵芯的立體圖。 圖2是同實施形態之捲繞鐵芯的側面圖。 圖3是顯示捲繞鐵芯之第一變形例的側面圖。 圖4是顯示捲繞鐵芯之第二變形例的側面圖。 圖5是將本發明之第一實施形態之捲繞鐵芯之轉角部附近放大後的側面圖。 圖6是將第一變形例之捲繞鐵芯之轉角部附近放大後的側面圖。 圖7是將第二變形例之捲繞鐵芯之轉角部附近放大的側面圖。 圖8是關於屈曲區域的說明圖。 圖9是本發明之第一實施形態之捲繞鐵芯之彎曲加工體的側面圖。 圖10是顯示彎曲加工體之變形例的側面圖。 圖11是顯示彎曲加工體之其他變形例的側面圖。 圖12是顯示捲繞鐵芯之試料之採取位置之一例的側面圖。 圖13是本發明之第二實施形態之捲繞鐵芯之製造方法中的彎曲步驟的說明圖。 圖14是顯示在實施例製造出之捲繞鐵芯的尺寸的示意圖。 圖15是使用光學顯微鏡拍攝習知之構成捲繞鐵芯之彎曲加工體的屈曲區域之側面的放大照片。

Claims (5)

  1. 一種捲繞鐵芯,是將表面形成有含有磷之被膜的方向性電磁鋼板所形成之複數個彎曲加工體,朝其板厚方向積層而構成的捲繞鐵芯,其特徵在於: 前述彎曲加工體是藉由分別具有四個平面部及與前述平面部鄰接之轉角部而形成矩形, 前述轉角部在側面視角中,具有彎曲角度合計為略90°的屈曲區域, 在側面視角中,存在於前述屈曲區域之變形雙晶的數量,是前述屈曲區域中之前述板厚方向之中心線的長度每1mm為5條以下, 且來自在水中煮沸30分鐘之情況下的前述轉角部之磷溶出量是前述轉角部之表面積每1m2為6.0mg以下。
  2. 如請求項1之捲繞鐵芯,其中前述方向性電磁鋼板是於表面賦予局部的應變之鋼板,或於表面形成有溝的鋼板。
  3. 如請求項1之捲繞鐵芯,其中前述方向性電磁鋼板之Si含有量以質量%計為2.0~5.0。
  4. 如請求項1之捲繞鐵芯,其中前述屈曲區域是在前述彎曲加工體之側面視角中由下述點、線所包圍出來的區域,即當表示前述彎曲加工體之內表面之線La上的點D及點E、以及表示前述彎曲加工體之外表面之線Lb上的點F及點G如下述定義時,藉由在表示前述彎曲加工體之內表面之線La上以點D與點E所區隔出的線、在表示前述彎曲加工體之外表面之線Lb上以點F與點G所區隔出之線、連結前述點D與前述點G之直線、及連結前述點E與前述點F之直線所包圍出來的區域, <點D、點E、點F及點G的定義> 在側面視角中,將連結中心點A與前述二條假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2之交點B的直線AB、與表示前述彎曲加工體之內表面的線相交之點,設定為原點C,前述中心點A是表示前述彎曲加工體之內表面之線La所包含的曲線部分中之曲率半徑的中心點,前述二條假想線Lb-elongation1、Lb-elongation2是表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所包含之曲線部分的兩側分別鄰接之直線部分延長後得到的假想線, 將從該原點C沿著表示前述彎曲加工體之內表面的線La,朝一方之方向距離以下述式(1)所表示之距離m的點,設定為點D, 將從該原點C沿著表示前述彎曲加工體之內表面的線La,朝其他之方向距離前述距離m的點,設定為點E, 將表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所包含的前述直線部分當中與前述點D對向的直線部分、和對與該點D對向之直線部分成垂直地繪製且通過前述點D的假想線的交點,設定為點G, 將表示前述彎曲加工體之外表面的線Lb所包含的前述直線部分當中與前述點E對向的直線部分、和對與該點E對向的直線部分成垂直地繪製且通過前述點E的假想線的交點,設定為點F, 式(1):m=r×(π/4) (式(1)中,m是表示與原點C相隔的距離,r表示中心點A到原點C之距離(曲率半徑))。
  5. 一種捲繞鐵芯之製造方法,其特徵在於:是用以製造如請求項1之捲繞鐵芯的方法,具有: 準備步驟,準備表面具有含有磷之被膜之複數個方向性電磁鋼板; 彎曲步驟,依對複數個前述方向性電磁鋼板預先分配之各轉角部形成區域,在令前述轉角部形成區域之溫度為150℃以上500℃以下的狀態下進行彎曲加工,藉此成形在側面視角中呈略矩形之複數個彎曲加工體;及 積層步驟,將複數個前述彎曲加工體朝板厚方向積層。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2019353400B2 (en) * 2018-10-02 2022-11-24 Nippon Steel Corporation Wound core
KR102541759B1 (ko) * 2018-10-03 2023-06-13 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 권철심 및 변압기
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
KR102567401B1 (ko) * 2018-12-28 2023-08-17 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 방향성 전자 강판 및 그 제조 방법
EP3961665B1 (en) * 2019-04-25 2024-02-28 Nippon Steel Corporation Method for producing wound iron core
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
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
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
US20230402221A1 (en) * 2020-10-26 2023-12-14 Nippon Steel Corporation Wound core, method of producing wound core and wound core production device
US20230402220A1 (en) * 2020-10-26 2023-12-14 Nippon Steel Corporation Wound core
EP4235715A4 (en) * 2020-10-26 2024-05-01 Nippon Steel Corp WOUND IRON CORE, METHOD FOR PRODUCING A WOUND IRON CORE AND DEVICE FOR PRODUCING A WOUND IRON CORE
EP4235711A4 (en) * 2020-10-26 2024-05-01 Nippon Steel Corp WINDING CORE
US20230298800A1 (en) * 2020-10-26 2023-09-21 Nippon Steel Corporation Wound core, method of producing wound core and wound core production device
JPWO2022092120A1 (zh) * 2020-10-26 2022-05-05
US20230395302A1 (en) * 2020-10-26 2023-12-07 Nippon Steel Corporation Wound core
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
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
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
WO2023249052A1 (ja) * 2022-06-22 2023-12-28 日本製鉄株式会社 巻鉄心

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102227515A (zh) * 2008-11-27 2011-10-26 新日本制铁株式会社 电磁钢板及其制造方法
JP2011243792A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Takaoka Kasei Kogyo Kk 巻鉄心
WO2013058239A1 (ja) * 2011-10-20 2013-04-25 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN103415638A (zh) * 2011-08-18 2013-11-27 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
TW201641710A (zh) * 2015-03-17 2016-12-01 新日鐵住金股份有限公司 無方向性電磁鋼板及其製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
JPS61117218A (ja) * 1984-11-10 1986-06-04 Nippon Steel Corp 低鉄損一方向性電磁鋼板の製造方法
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
EP2096185B1 (en) * 2006-11-22 2014-08-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Unidirectionally grain oriented electromagnetic steel sheet having excellent film adhesion, and method for manufacturing the same
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
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
RU2576355C1 (ru) * 2011-12-26 2016-02-27 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Текстурированный лист электротехнической стали
EP2799566B1 (en) 2011-12-28 2019-04-17 JFE Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and method for improving iron loss properties thereof
JP5858052B2 (ja) * 2011-12-28 2016-02-10 Jfeスチール株式会社 コーティング付き方向性電磁鋼板およびその製造方法
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
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
CN106409496A (zh) * 2016-08-22 2017-02-15 椤惧缓 一种磁性材料制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102227515A (zh) * 2008-11-27 2011-10-26 新日本制铁株式会社 电磁钢板及其制造方法
JP2011243792A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Takaoka Kasei Kogyo Kk 巻鉄心
CN103415638A (zh) * 2011-08-18 2013-11-27 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
WO2013058239A1 (ja) * 2011-10-20 2013-04-25 Jfeスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
TW201641710A (zh) * 2015-03-17 2016-12-01 新日鐵住金股份有限公司 無方向性電磁鋼板及其製造方法

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