方向性电磁钢板的制造方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104099458 A (43)申请公布日 2014.10.15 CN 104099458 A (21)申请号 201410268852.9 (22)申请日 2011.09.09 2010-202394 2010.09.09 JP 201180042870.X 2011.09.09 C21D 8/12(2006.01) C21D 1/26(2006.01) C21D 10/00(2006.01) (71)申请人 新日铁住金株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 坂井辰彦 滨村秀行 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 陈建全 (54) 。

2、发明名称 方向性电磁钢板的制造方法 (57) 摘要 本发明的方向性电磁钢板的制造方法在冷轧 工序与卷取工序之间具有槽形成工序， 在该工序 中， 从硅钢板的板宽方向的一端缘向另一端缘对 硅钢板的表面以在钢板通行方向相隔预定间隔的 方式多次照射激光束， 沿激光束的轨迹来形成槽， 将激光束的平均强度设为 P、 钢板通行方向的聚 焦直径设为 Dl、 板宽方向的聚焦直径设为 Dc、 板 宽方向的扫描速度设为Vc、 照射能量密度Up设为 式 1、 瞬时功率密度 Ip 设为式 2 时， 满足式 3 和式 4。Up (4/)P/(DlVc) ( 式 1)Ip (4/ )P/(DlDc) (式2)1Up10(J。

3、/mm2)(式 3)100(kW/mm2) Ip 2000(kW/mm2) ( 式 4)。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 7 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图7页 (10)申请公布号 CN 104099458 A CN 104099458 A 1/1 页 2 1. 一种方向性电磁钢板的制造方法， 其特征在于， 具有下述的工序 ： 冷轧工序， 在该工序中， 在使含有 Si 的硅钢板沿钢板通行方向移动的同时对其进行冷 轧 ； 第一连续退火工序， 在该工序中。

4、， 使所述硅钢板发生脱碳和一次再结晶 ； 卷取工序， 在该工序中， 将所述硅钢板卷取而得到钢板卷 ； 槽形成工序， 在该工序中， 在从所述冷轧工序至所述卷取工序的期间， 从所述硅钢板的 板宽方向的一端缘向另一端缘对所述硅钢板的表面以在所述钢板通行方向上相隔预定的 间隔的方式多次照射激光束， 由此沿所述激光束的轨迹来形成槽 ； 分批退火工序， 在该工序中， 使所述钢板卷发生二次再结晶 ； 第二连续退火工序， 在该工序中， 将所述钢板卷开卷而使其平坦化 ； 和 连续涂布工序， 在该工序中， 对所述硅钢板的表面赋予张力和电绝缘性， 其中， 在所述分批退火工序中， 沿所述槽产生贯通所述硅钢板的表里的晶。

5、体晶界， 将所述激光束的平均强度设为 P、 将所述激光束的聚焦光斑在所述钢板通行方向的聚 焦直径设为 Dl、 将所述激光束的聚焦光斑在所述板宽方向的聚焦直径设为 Dc、 将所述激光 束在所述板宽方向的扫描速度设为 Vc、 将所述激光束的照射能量密度 Up 设为下述式 1、 将 所述激光束的瞬时功率密度 Ip 设为下述式 2 时， 满足下述的式 3 和式 4， Up (4/)P/(DlVc) ( 式 1) Ip (4/)P/(DlDc) ( 式 2) 1 Up 10(J/mm2) ( 式 3) 100(kW/mm2) Ip 2000(kW/mm2) ( 式 4) 其中， P 的单位为 W， Dl。

6、、 Dc 的单位为 mm， Vc 的单位为 mm/ 秒。 2. 如权利要求 1 所述的方向性电磁钢板的制造方法， 其特征在于， 在所述槽形成工序 中， 以10L/分钟以上且500L/分钟以下的流量向所述硅钢板的被所述激光束照射的部分喷 吹气体。 权 利 要 求 书 CN 104099458 A 2 1/9 页 3 方向性电磁钢板的制造方法 0001 本申请是申请日为 2011 年 9 月 9 日、 中国专利申请号为 201180042870.X、 发明 名称为 “方向性电磁钢板及其制造方法” (PCT/JP2011/070607 号国际申请进入中国国家阶 段 ) 的发明专利的分案申请。 技术领。

7、域 0002 本发明涉及适合变压器的铁芯等的方向性电磁钢板及其制造方法。本申请基于 2010 年 9 月 9 日在日本申请的特愿 2010-202394 号主张优先权， 在这里援引其内容。 背景技术 0003 作为用于减小方向性电磁钢板的铁损的技术， 有向基底金属的表面导入应变而使 磁畴细分的技术(专利文献3)。 但是， 对于卷绕的铁芯而言， 由于在其制造工序中要进行消 除应力退火， 因此导入的应变在退火时会被缓和而使磁畴的细分变得不充分。 0004 作为弥补该缺点的方法， 有在基底金属的表面上形成槽的技术 ( 专利文献 1、 2、 4、 5)。 此外， 还有在基底金属的表面上形成槽、 并且形。

8、成从该槽的底部沿板厚方向至基底金属 的背面的晶体晶界的技术 ( 专利文献 6)。 0005 对于形成槽和晶界的方法而言， 铁损改善效果好。但是， 对于专利文献 6 所记 载的技术而言， 生产率显著降低。其原因在于， 为了得到期望的效果， 需要使槽的宽度为 30m 300m 左右， 并且为了在此基础上进一步形成晶体晶界， 需要将 Sn 等附着在槽上 并退火、 对槽施加应变或者发射用于对槽进行热处理的激光或等离子体等。即， 其原因在 于， 要准确地匹配狭窄的槽来进行 Sn 的附着、 应变的施加、 激光的发射等处理是很困难的， 为了实现上述处理， 至少需要使钢板通行速度极慢。专利文献 6 中列举了进。

9、行电解蚀刻的 方法作为形成槽的方法。但是， 为了进行电解蚀刻， 需要进行抗蚀剂的涂布、 使用了蚀刻液 的腐蚀处理、 抗蚀剂的除去和清洗。因 此， 工时数和处理时间大幅增加。 0006 现有技术文献 0007 专利文献 0008 专利文献 1 ： 日本特公昭 62-53579 号公报 0009 专利文献 2 ： 日本特公昭 62-54873 号公报 0010 专利文献 3 ： 日本特开昭 56-51528 号公报 0011 专利文献 4 ： 日本特开平 6-57335 号公报 0012 专利文献 5 ： 日本特开 2003-129135 号公报 0013 专利文献 6 ： 日本特开平 7-268。

10、474 号公报 0014 专利文献 7 ： 日本特开 2000-109961 号公报 0015 专利文献 8 ： 日本特开平 9-49024 号公报 0016 专利文献 9 ： 日本特开平 9-268322 号公报 发明内容 说 明 书 CN 104099458 A 3 2/9 页 4 0017 发明所要解决的问题 0018 本发明的目的在于提供能够工业性地批量生产铁损少的方向性电磁钢板的方向 性电磁钢板的制造方法及铁损少的方向性电磁钢板。 0019 用于解决问题的手段 0020 为了解决上述问题而达成该目的， 本发明采用了以下的手段。 0021 (1) 即， 本发明的一个方案的方向性电磁钢板。

11、的制造方法具有下述的工序 ： 冷轧 工序， 在该工序中， 在使含有 Si 的硅钢板沿钢板通行方向移动的同时对其进行冷轧 ； 第一 连续退火工序， 在该工序中， 使所述硅钢板发生脱碳和一次再结晶 ； 卷取工序， 在该工序中， 将所述硅钢板卷取而得到钢板卷 ； 槽形成工序， 在该工序中， 在从所述冷轧工序至所述卷取 工序的期间， 从所述硅钢板的板宽方向的一端缘向另一端缘对所述硅钢板的表面以在所述 钢板通行方向上相隔预定的间隔的方式多次照射激光束， 由此沿所述激光束的轨迹来形成 槽 ； 分批退火工序， 在该工序中， 使所述钢板卷发生二次再结晶 ； 第二连续退火工序， 在该 工序中， 将所述钢板卷开卷。

12、而使其平坦化 ； 和连续涂布工序， 在该工序中， 对所述硅钢板的 表面赋予张力和电绝缘性， 其中， 在所述分批退火工序中， 沿所述槽产生贯通所述硅 钢板 的表里的晶体晶界， 将所述激光束的平均强度设为 P(W)、 将所述激光束的聚焦光斑在所述 钢板通行方向的聚焦直径设为 Dl(mm)、 将所述激光束的聚焦光斑在所述板宽方向的聚焦直 径设为 Dc(mm)、 将所述激光束在所述板宽方向的扫描速度设为 Vc(mm/ 秒 )、 将所述激光束 的照射能量密度 Up 设为下述式 1、 将所述激光束的瞬时功率密度 Ip 设为下述式 2 时， 满足 下述的式 3 和式 4。 0022 Up (4/)P/(Dl。

13、Vc) ( 式 1) 0023 Ip (4/)P/(DlDc) ( 式 2) 0024 1 Up 10(J/mm2) ( 式 3) 0025 100(kW/mm2) Ip 2000(kW/mm2) ( 式 4) 0026 (2) 上述 (1) 所述的方案中， 可以在所述槽形成工序中， 以 10L/ 分钟以上且 500L/ 分钟以下的流量向所述硅钢板的被所述激光束照射的部分喷吹气体。 0027 (3) 本发明的一个方案的方向性电磁钢板具有 ： 顺着从板宽方向的一端缘向另一 端缘扫描的激光束的轨迹形成的槽和沿所述槽延伸设置且贯通表里的晶体晶界。 0028 (4) 上述 (3) 所述的方案中， 可以。

14、具有如下的晶粒 ： 所述晶粒在所述方向性电磁钢 板的所述板宽方向上的粒径为 10mm 以上且板宽以下， 并且所述晶粒在所述方向性电磁钢 板的长度方向上的粒径超过0mm且为10mm以下， 所述晶粒存在于从所述槽至所述方向性电 磁钢板的背面。 0029 (5) 上述 (3) 或 (4) 所述的方案中， 可以在所述槽上形成玻璃皮膜， 将所述玻璃 皮膜的所述方向性电磁钢板表面的除所述槽部以外的部分的 Mg 的特性 X 射线强度的平 均值设为 1 时， 所述玻璃皮膜的所述槽部的 Mg 的特性 X 射线强度的 X 射线强度比 Ir 为 0 Ir 0.9 的范围内。 0030 发明效果 0031 根据本发明。

15、的上述方案， 能够利用可进行工业性批量生产的方法来得到铁损少的 方向性电磁钢板。 说 明 书 CN 104099458 A 4 3/9 页 5 附图说明 0032 图 1 是表示本发明的实施方式的方向性电磁钢板的制造方法的图。 0033 图 2 是表示本发明的实施方式的变形例的图。 0034 图 3A 是表示本发明的实施方式中的扫描激光束的方法的另一个例子的图。 0035 图 3B 是表示本发明的实施方式中的扫描激光束的方法的又一个例子的图。 0036 图 4A 是表示本发明的实施方式中的激光束聚焦光斑的图。 0037 图 4B 是表示本发明的实施方式中的激光束聚焦光斑的图。 0038 图 5。

16、 是表示本发明的实施方式中形成的槽和晶粒的图。 0039 图 6A 是表示本发明的实施方式中形成的晶体晶界的图。 0040 图 6B 是表示本发明的实施方式中形成的晶体晶界的图。 0041 图 7A 是表示本发明的实施方式中的硅钢板的表面的照片的图。 0042 图 7B 是表示比较例的实施方式中的硅钢板的表面的照片的图。 0043 图 8A 是表示本发明的实施方式中的晶体晶界的另一个例子的图。 0044 图 8B 是表示本发明的实施方式中的晶体晶界的又一个例子的图。 具体实施方式 0045 以下， 参考附图对本发明的实施方式进行说明。图 1 是表示本发明的实施方式的 方向性电磁钢板的制造方法的。

17、图。 0046 本实施方式中， 如图 1 所示， 对含有例如 2 质量 4 质量的 Si 的硅钢板 1 进 行冷轧。该硅钢板 1 经过例如钢水的连续铸造、 通过连续铸造得到的板坯的热轧和通过热 轧得到的热轧钢板的退火等来制作。该退火的温度为例如约 1100。冷轧后的硅钢板 1 的 厚度为例如 0.2mm 0.3mm 左右， 并且例如在冷轧后将硅钢板 1 卷取成卷状来形成冷轧卷。 0047 接着， 将卷状的硅钢板 1 一边开卷一边供给至脱碳退火炉 3， 在退火炉 3 内进行第 一连续退火即所谓的脱碳退火。该退火的温度为例如 700 900。该退火时， 发生脱碳 和一次再结晶。其结果是， 以一定程。

18、度的概率形成易磁化轴与轧制方向一致的高斯取向的 晶粒。然后， 使用冷却装置 4 对从脱碳退火炉 3 排出的硅钢板 1 进行冷却。接着， 进行将以 MgO 为主要成分的退火分离剂涂布在硅钢板 1 的表面上的涂布 5。然后， 将涂布有退火分离 剂的硅钢板 1 卷取成卷状来形成钢板卷 31。 0048 本实施方式中， 在从将卷状的硅钢板1开卷到供给至脱碳退火炉3的期间， 使用激 光束照射装置 2 在硅钢板 1 的表面上形成槽。此时， 从硅钢板 1 的板宽方向的一端缘向另 一端缘， 以预定的聚焦功率密度 Ip 和预定的聚焦能量密度 Up 在钢板通行方向上以预定的 间隔多次照射激光束。如图 2 所示， 。

19、也可以将激光束照射装置 2 配置在钢板通行方向上比 冷却装置 4 更下游的一侧， 并在从利用冷却装置 4 进行的冷却至退火分离剂的涂布 5 之间 对硅钢板 1 的表面照射激光束。还可以将激光束照射装置 2 配置在钢板通行方向上比退火 炉3更上游的一侧、 钢板通行方向上比冷却装置4更下游的一侧这两处， 并在两处照射激光 束。可以在退火炉 3 与冷却装置 4 之间照射激光束， 也可以在退火炉 3 内或冷却装置 4 内 照射激光束。 利用激光束进行的槽的形成中， 与机械加工中的槽形成不同， 会产生后述的熔 融层。该熔融层在脱碳退火等中不消失， 因此在二次再结晶前的任何工序中照射激光均能 够得到该效果。

20、。 说 明 书 CN 104099458 A 5 4/9 页 6 0049 对于激光束的照射而言， 例如如图3A所示， 通过扫描装置10将从作为光源的激光 装置射出的激光束 9 沿与硅钢板 1 的轧制方向即 L 方向几乎垂直的板宽方向即 C 方向以预 定的间隔 PL 进行扫描来进行。此时， 向硅钢板 1 的被激光束 9 照射的部位喷吹空气或不活 泼性气体等辅助气体25。 其结果是， 在硅钢板1的表面的被激光束9照射的部分形成槽23。 轧制方向与钢板通行方向一致。 0050 激光束对硅钢板 1 的整个宽度的扫描可以使用 1 台扫描装置 10 来进行， 也可以如 图 3B 所示， 使用多台扫描装置。

21、 20 来进行。在使用多台扫描装置 20 的情况下， 作为射入各 扫描装置 20 的激光束 19 的光源的激光装置可以仅设置 1 台， 也可以每个扫描装置 20 设置 1 台。光源为 1 台时， 将从该光源射出的激光束进行分割来形成激光束 19 即可。通过使用 多台扫描装置 20， 能够在板宽方向上将照射区域分割成多个， 因而能够缩短每 1 束激光束 所需的扫描和照射的时间。因此， 特别适合高速的钢板通行设备。 0051 激光束 9 或 19 通过扫描装置 10 或 20 内的棱镜聚焦。如图 4A 和图 4B 所示， 硅钢 板 1 的表面上的激光束 9 或 19 的激光束聚焦光斑 24 的形状。

22、为例如板宽方向即 C 方向的直 径为 Dc、 轧制方向即 L 方向的直径为 Dl 的圆形或椭圆形。激光束 9 或 19 的扫描使用例如 扫描装置 10 或 20 内的多棱镜 等以速度 Vc 来进行。例如， 可以将板宽方向的直径即 C 方 向直径 Dc 设定为 0.4mm， 将轧制方向的直径即 L 方向直径 Dl 设定为 0.05mm。 0052 作为光源的激光装置可以使用例如 CO2激光器。也可以使用 YAG 激光器、 半导体 激光器、 光纤激光器等通常工业上所用的高功率激光器。所使用的激光器只要能够稳定地 形成槽 23 和晶粒 26， 则可以是脉冲激光器和连续波激光器中的任何一种。 0053。

23、 进行激光束的照射时的硅钢板 1 的温度没有特别限制。例如， 可以对约为室温的 硅钢板 1 进行激光束的照射。扫描激光束的方向不需要与板宽方向即 C 方向一致。但是， 从作业效率等观点和沿轧制方向将磁畴细分为长的条状的方面考虑， 优选扫描方向与板宽 方向即 C 方向所成的角为 45以内。更优选为 20以内， 进一步优选为 10以内。 0054 对适合槽23的形成的激光束的瞬时功率密度Ip和照射能量密度Up进行说明。 本 实施方式中， 基于以下所示的理由， 优选由式 2 定义的激光束的峰值功率密度即瞬时功率 密度 Ip 满足式 4， 并且优选由式 1 定义的激光束的照射能量密度 Up 满足式 3。

24、。 0055 Up (4/)P/(DlVc) ( 式 1) 0056 Ip (4/)P/(DlDc) ( 式 2) 0057 1 Up 10(J/mm2) ( 式 3) 0058 100kW/mm2 Ip 2000kW/mm2 ( 式 4) 0059 在此， P 表示激光束的平均强度即功率 (W)， Dl 表示激光束的聚焦光斑在轧制方向 的直径(mm)， Dc表示激光束的聚焦光斑在板宽方向的直径(mm)， Vc表示激光束在板宽方向 的扫描速度 (mm/ 秒 )。 0060 对硅钢板 1 照射激光束 9 时， 被照射的部分熔融， 其一部分发生飞散或蒸发。其结 果是， 形成了槽23。 熔融的部分中。

25、未发生飞散或蒸发的部分原样残留， 在激光束9的照射结 束后发生凝固。该凝固时， 如图 5 所示， 形成从槽的底部向硅钢板的内部长长地延伸的柱状 晶体和 / 或粒径比非激光照射部的粒径大的晶粒、 即形状与通过一次再结晶得到的晶粒 27 不同的晶粒 26。该晶粒 26 成为二次再结晶时的晶体晶界生长的起点。 0061 上述的瞬时功率密度 Ip 小于 100kW/mm2时， 难以充分使硅钢板 1 发生熔融以及飞 说 明 书 CN 104099458 A 6 5/9 页 7 散或蒸发。即， 难以形成槽 23。另一方面， 瞬时功率密度 Ip 超 过 2000kW/mm2时， 绝大部分 熔融的钢发生飞散或。

26、蒸发而难以形成晶粒 26。照射能量密度 Up 超过 10J/mm2时， 硅钢板 1 的熔融的部分增多， 硅钢板 1 容易变形。另一方面， 照射能量密度小于 1J/mm2时， 观察不到 磁特性的改善。基于这些理由， 优选满足上述的式 3 和式 4。 0062 照射激光束时， 为了将自硅钢板 1 飞散或蒸发的成分从激光束 9 的照射路径中除 去而喷吹辅助气体 25。通过该喷吹， 激光束 9 稳定地到达硅钢板 1， 因此稳定地形成槽 23。 另外， 通过喷吹辅助气体 25， 能够抑制该成分再附着在硅钢板 1 上。为了充分得到这些效 果， 优选将辅助气体 25 的流量设定为 10L( 升 )/ 分钟以。

27、上。另一方面， 流量超过 500L/ 分 钟时， 效果达到饱和， 成本也升高。因此， 上限优选设定为 500L/ 分钟。 0063 上述的优选的条件在脱碳退火与最终退火之间进行激光束的照射的情况下及在 脱碳退火之前和之后照射激光束的情况下也同样。 0064 返回到使用了图 1 的说明。在退火分离剂的涂布 5 和卷取后， 如图 1 所示， 将钢板 卷 31 搬送至退火炉 6 内， 使钢板卷 31 的中心轴呈大致垂直方向来进行载置。然后， 通过分 批处理进行钢板卷 31 的分批退火即所谓的最终退火。该分批退火的最高达到温度设定为 例如约1200， 保持时间设定为例如约20小时。 该分批退火时， 发。

28、生二次再结晶， 并且在硅 钢板 1 的表面上形成玻璃皮膜。然后， 将钢板卷 31 从退火炉 6 中取出。 0065 对于通过上述方案得到的玻璃皮膜而言， 在将方向性电磁钢板表面的除槽部以外 的部分的 Mg 的特性 X 射线强度的平均值设为 1 时， 优选槽部的 Mg 的特性 X 射线强度的 X 射线强度比 Ir 为 0 Ir 0.9 的范围内。在该范围时， 得到良好的铁损特性。 0066 上述X射线强度比通过使用EPMA(Electron Probe MicroAnalyser， 电子探针显微 分析仪 ) 等进行测定而得到。 0067 接着， 将钢板卷31一边开卷一边供给至退火炉7， 在退火炉。

29、7内进行第二连续退火 即所谓的平整退火。该第二连续退火时， 将最终退火时产生的卷曲和应变变形消除而使硅 钢板 1 变得平坦。作为退火条件， 例如可以设定为在 700以上且 900以下的温度下保持 10 秒以上且 120 秒以下。接着， 进行硅钢板 1 的表面上的涂布 8。在涂布 8 中， 涂布能够实 现确保电绝缘性和减小铁损的张力的作用的材料。经过这一系列的处理来制造方向 性电 磁钢板 32。通过涂布 8 形成皮膜后， 例如为了方便保管和搬送等， 将方向性电磁钢板 32 卷 取成卷状。 0068 利用上述的方法制造方向性电磁钢板 32 时， 在二次再结晶时， 如图 6A 和图 6B 所 示， 。

30、产生沿槽 23 贯通硅钢板 1 的表里的晶体晶界 41。其原因在于， 晶粒 26 由于不易被高斯 取向的晶粒侵蚀而残留到二次再结晶的末期， 并且， 虽然最终被高斯取向的晶粒所吸收， 但 此时自槽 23 的两侧较大地生长出的晶粒不能相互侵蚀。 0069 在按照上述实施方式制造的方向性电磁钢板中， 观察到图 7A 所示的晶体晶界。这 些晶体晶界包括沿槽形成的晶体晶界 41。另外， 在除了省略激光束的照射以外按照上述的 实施方式制造的方向性电磁钢板中， 观察到图 7B 所示的晶体晶界。 0070 图7A和图7B是从方向性电磁钢板的表面除去玻璃皮膜等而使基底金属露出后对 其表面进行酸洗而拍摄的照片。这。

31、些照片中， 出现了通过二次再结晶得到的晶粒和晶体晶 界。 0071 在通过上述的方法制造的方向性电磁钢板中， 利用形成在基底金属的表面上的槽 说 明 书 CN 104099458 A 7 6/9 页 8 23， 可以得到磁畴细分的效果。另外， 利用沿槽 23 贯通硅钢板 1 的表里的晶体晶界 41 也可 以得到磁畴细分的效果。通过它们的协同效果， 能够进一步降低铁损。 0072 槽 23 通过照射预定的激光束而形成， 因此晶体晶界 41 的形成极为容易。即， 在形 成槽 23 后， 不需要进行用于形成晶体晶界 41 的以槽 23 的位置为基准的对位等。因此， 不 需要显著降低钢板通行速度等， 。

32、能够工业性地批量生产方向性电磁钢板。 0073 激光束的照射能够以高速进行， 聚焦到微小空间而得到高能量密度。 因此， 与不进 行激光束的照射时相比， 处理所需的时间的增加少。即， 无论有无激光束的照射， 几乎不需 要改变一边使冷轧卷开卷一边进行脱碳退火等的处理时的钢板通行速度。而且， 进行激光 束的照射的温度没有限制， 所以不需要激光照射装置的隔热机构等。 因此， 与需要在高温炉 内进行处理的情况相比， 能够简化装置的构成。 0074 槽 23 的深度没有特别限定， 优选为 1m 以上且 30m 以下。槽 23 的深度小于 1m时， 有时磁畴的细分变得不充分。 槽23的深度超过30m时， 作。

33、为磁性材料的硅钢板 即基底金属的量降低而使磁通密度降低。更优选为 10m 以上且 20m 以下。槽 23 可以 仅形成在硅钢板的单面上， 也可以形成在两面上。 0075 槽 23 的间隔 PL 没有特别限定， 优选为 2mm 以上且 10mm 以下。间隔 PL 小于 2mm 时， 槽对磁通形成的阻碍变得显著， 难以形成作为变压器所需的充分的高磁通密度。 另一方 面， 间隔 PL 超过 10mm 时， 槽和晶界带来的磁特性改善效果大大减少。 0076 上述实施方式中， 沿 1 个槽 23 形成了 1 个晶体晶界 41。但是， 例如在槽 23 的宽度 较宽、 在轧制方向的广范围形成有晶粒26的情况。

34、下， 有时在二次再结晶时一部分晶粒26会 比其他晶粒 26 更快地生长。该情况下， 如图 8A 和图 8B 所示， 在槽 23 的板厚方向下方， 以 一定程度的宽度形成沿槽 23 的多个晶粒 53。晶粒 53 在轧制方向的粒径 Wcl 只要超过 0mm 即可， 例如为 1mm 以上， 但容易为 10mm 以下。粒径 Wcl 容易为 10mm 以下的原因在于， 二次 再结晶时最优先生长的晶粒为高斯取向的晶粒 54， 因晶粒 54 而妨碍晶粒 53 的生长。晶粒 53 与晶粒 54 之间存在与槽 23 大致平行的晶体晶界 51。相邻的晶粒 53 之间存在晶体晶界 52。晶粒 53 在板宽方向的粒径。

35、 Wcc 容易为例如 10mm 以上。晶粒 53 可以跨整个板宽在宽 度方向上以一个晶粒的形式存在， 该情况下， 可以不存在晶体晶界 52。关于粒径， 可以通过 例如以下的方法来测定。除去玻璃皮膜并进行酸洗而使基底金属露出， 然后在轧制方向上 沿 300mm 板宽方向观察 100mm 的视场， 通过目测或图像处理来测定晶粒的轧制方向和板厚 方向的尺寸， 得到其平均值。 0077 沿槽 23 延伸的晶粒 53 未必一定是高斯取向的晶粒。但是， 由于其大小有限， 因此 对磁特性的影响极小。 0078 专利文献 1 9 中没有记载如上述实施方式那样通过照射激光束来形成槽、 进而 在二次再结晶时产生沿。

36、该槽延伸的晶体晶界的技术。 即， 即使记载了照射激光束， 但由于其 照射的时机等不适当， 因此不能得到上述的实施方式中得到的效果。 0079 实施例 0080 ( 第一实验 ) 0081 在第一实验中， 进行方向性电磁钢用的钢材的热轧、 退火和冷轧， 使硅钢板的厚度 为 0.23mm， 将其卷取而形成冷轧卷。制作 5 个冷轧卷。接着， 对相当于实施例 No.1、 No.2、 No.3 的 3 个冷轧卷利用激光束的照射进行槽的形成， 然后进行脱碳退火而使其发生一次再 说 明 书 CN 104099458 A 8 7/9 页 9 结晶。 激光束的照射使用光纤激光器来进行。 功率P均为2000W， 。

37、聚焦形状对于实施例No.1、 No.2 而言为 L 方向直径 Dl 为 0.05mm、 C 方向直径 Dc 为 0.4mm。对于实施例 No.3 而言为 L 方向直径 Dl 为 0.04mm、 C 方向直径 Dc 为 0.04mm。扫描速度 Vc 对于实施例 No.1 和 No.3 而言设定为 10m/ 秒， 对于实施例 No.2 而言设定为 50m/ 秒。因此， 瞬时功率密度 Ip 对于实 施例 No.1、 No.2 而言为 127kW/mm2， 对于实施例 No.3 而言为 1600kW/mm2。照射能量密度 Up 对于实施例 No.1 而言为 5.1J/mm2， 对于实施例 No.2 而。

38、言为 1.0J/mm2， 对于实施例 No.3 而 言为 6.4J/mm2。照射间距 PL 设定为 4mm， 以 15L/ 分钟的流量喷吹空气作为辅助气体。其结 果是， 形成的槽的宽度对于实施例 No.1、 No.3 而言为约 0.06mm 即 60m， 对于实施例 No.2 而言为 0.05mm 即 50m。槽的深度对于实施例 No.1 而言为约 0.02mm 即 20m， 对于实施 例 No.2 而言为 3m， 对于实施例 No.3 而言为 30m。宽度的偏差为 5m 以内， 深度的 偏差为 2m 以内。 0082 对于相当于比较例 No.1 的另一个冷轧卷， 利用蚀刻进行槽的形成， 然后。

39、进行脱碳 退火而使其发生一次再结晶。 该槽的形状设定为与上述通过激光束的照射而形成的实施例 No.1的槽的形状相同的形状。 对于相当于比较例No.2的剩余的1个冷轧卷， 不进行槽的形 成， 然后进行脱碳退火而使其发生一次再结晶。 0083 实施例 No.1、 实施例 No.2、 实施例 No.3、 比较例 No.1、 比较例 No.2 中， 均在脱碳退 火后对这些硅钢板进行退火分离剂的涂布、 最终退火、 平整退火和涂布。通过这样， 制造出 5 种方向性电磁钢板。 0084 对这些方向性电磁钢板的组织进行观察， 发现实施例 No.1、 实施例 No.2、 实施例 No.3、 比较例 No.1、 。

40、比较例 No.2 中均存在通过二次再结晶而形成的二次再结晶晶粒。实施 例 No.1、 实施例 No.2、 实施例 No.3 中， 存在与图 6A 或图 6B 所示的晶体晶界 41 相同的沿着 槽的晶体晶界， 而比较例 No.1 和比较例 No.2 中， 不存在这样的晶体晶界。 0085 从上述的各方向性电磁钢板各取样 30 片轧制方向的长度为 300mm、 板宽方向的长 度为 60mm 的单板， 利用单板磁测定法 (SST ： Single Sheet Test) 测定磁特性的平均值。测 定方法按照 IEC60404-3:1982 来实施。作为磁特性， 测定磁通密度 B8(T) 和铁损 W17。

41、/50(W/ kg)。磁通密度 B8是在 800A/m 的磁化力下方向性电磁钢板中产生的磁通密度。磁通密度 B8的值越大的方向性电磁钢板在恒定的磁化力下产生的磁通密度越大， 因此适合小型且效 率优异的变压器。铁损 W17/50是在最大磁通密度为 1.7T、 频率为 50Hz 的条件下对方向性电 磁钢板进行交流励磁时的铁损。铁损 W17/50的值越小的方向性电磁钢板的能量损失越少， 适 合于变压器。磁通密度 B8(T) 和铁损 W17/50(W/kg) 的各平均值示于下述表 1 中。另外， 对上 述的单板试样， 使用 EMPA 来进行 X 射线强度比 Ir 的测定。将各平均值一并示于下表 1 中。

42、。 0086 表 1 0087 B8的平均值 (T)W17/50的平均值 (W/kg)Ir 的平均值 实施例 No.11.890.740.5 实施例 No.21.900.760.9 实施例 No.31.870.750.1 比较例 No.11.880.771.0 比较例 No.21.910.831.0 0088 如表 1 所示， 实施例 No.1、 No.2、 No.3 中， 与比较例 No.2 相比， 因形成槽而使磁通 密度B8小， 但由于存在槽和沿着该槽的晶体晶界， 因此铁损显著少。 实施例No.1、 No.2、 No.3 说 明 书 CN 104099458 A 9 8/9 页 10 中，。

43、 由于存在沿着槽的晶体晶界， 因此与比较例 No.1 相比铁损也少。 0089 ( 第二实验 ) 0090 在第二实验中， 进行关于激光束的照射条件的验证。在此， 在下述 4 种条件下进行 激光束的照射。 0091 在第一条件下， 使用连续波光纤激光器。功率 P 设定为 2000W， L 方向直径 Dl 设定 为 0.05mm， C 方向直径 Dc 设定为 0.4mm， 扫描速度 Vc 设定为 5m/ 秒。因此， 瞬时功率密度 Ip 为 127kW/mm2， 照射能量密度 Up 为 10.2J/mm2。即， 与第一实验的条件相比， 使扫描速度 减半， 并使照射能量密度 Up 为 2 倍。因此，。

44、 第一条件不满足式 3。其结果是， 以照射部为起 点发生钢板的翘曲变形。翘曲角度达到 3 10， 因此难以卷取成卷状。 0092 在第二条件下， 也使用连续波光纤激光器。另外， 功率 P 设定为 2000W， L 方向直 径 Dl 设定为 0.10mm， C 方向直径 Dc 设定为 0.3mm， 扫描速度 Vc 设定为 10m/ 秒。因此， 瞬 时功率密度 Ip 为 85kW/mm2， 照射能量密度 Up 为 2.5J/mm2。即， 与第一实验的条件相比， 改 变 L 方向直径 Dl、 C 方向直径 Dc， 并使瞬时功率密度 Ip 减小。第二条件不满足式 4。其结 果是， 难以形成贯通的晶界。。

45、 0093 在第三条件下， 也使用连续波光纤激光器。功率 P 设定为 2000W， L 方向直径 Dl 设 定为 0.03mm， C 方向直径 Dc 设定为 0.03mm， 扫描速度 Vc 设定为 10m/ 秒。因此， 瞬时功率 密度 Ip 为 2800kW/mm2， 照射能量密度 Up 为 8.5J/mm2。即， 与第一实验的条件相比， 使 L 方 向直径 Dl 减小， 并使瞬时功率密度 Ip 增大。因此， 第三条件也不满足式 4。其结果是， 难以 充分地形成沿着槽的晶体晶界。 0094 在第四条件下， 也使用连续波光纤激光器。功率 P 设定为 2000W， L 方向直径 Dl 设 定为 0。

46、.05mm， C 方向直径 Dc 设定为 0.4mm， 扫描速度 Vc 设定为 60m/ 秒。因此， 瞬时功率密 度 Ip 为 127kW/mm2， 照射能量密度 Up 为 0.8J/mm2。即， 与第一实验的条件相比， 使扫描速度 增大， 并使照射能量密度 Up 减小。第四条件不满足式 3。其结果是， 第四条件难以形成深度 为 1m 以上的槽。 0095 ( 第三实验 ) 0096 在第三实验中， 在使辅助气体的流量小于 10L/ 分钟的条件和不供给辅助气体这 样的条件这两种条件下进行激光束的照射。 其结果是， 难以使槽的深度稳定， 槽的宽度的偏 差为 10m 以上， 深度的偏差为 5m 以。

47、上。因此， 与实施例相比磁特性的偏差大。 0097 产业上的可利用性 0098 根据本发明的方案， 能够利用可进行工业性批量生产的方法来得到铁损少的方向 性电磁钢板。 0099 标号说明 0100 1 硅钢板 0101 2 激光束照射装置 0102 3、 6、 7 退火炉 0103 31 钢板卷 0104 32 方向性电磁钢板 0105 9、 19 激光束 0106 10、 20 扫描装置 说 明 书 CN 104099458 A 10 9/9 页 11 0107 23 槽 0108 24 激光束聚焦光斑 0109 25 辅助气体 0110 26、 27、 53、 54 晶粒 0111 41、。

48、 51、 52 晶体晶界。 说 明 书 CN 104099458 A 11 1/7 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 12 2/7 页 13 图 2 图 3A 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 13 3/7 页 14 图 3B 图 4A 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 14 4/7 页 15 图 4B 图 5 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 15 5/7 页 16 图 6A 图 6B 图 7A 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 16 6/7 页 17 图 7B 图 8A 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 17 7/7 页 18 图 8B 说 明 书 附 图 CN 104099458 A 18 。