本發(fā)明涉及方向性電磁鋼板，尤其是涉及具有顯著地降低的變壓器鐵損的變壓器鐵芯用方向性電磁鋼板。

另外，本發(fā)明涉及上述方向性電磁鋼板的制造方法。

背景技術(shù)：

方向性電磁鋼板主要利用于變壓器等的鐵芯，要求其磁氣特性優(yōu)異的情況，尤其是鐵損低的情況。

作為改善方向性電磁鋼板的磁氣特性的方法，提出了構(gòu)成鋼板的晶粒的向goss方位的取向性的提高(尖銳化)、利用張力被膜向鋼板賦予的張力的增加、在鋼板形成由應(yīng)變或槽所產(chǎn)生的磁疇細(xì)分化等各種方案。

例如，在專利文獻(xiàn)1中記載了如下情況：通過形成具有直至39.3mpa為止的極高的張力的張力被膜，使以最大磁通密度1.7t、頻率50hz進(jìn)行了勵(lì)磁時(shí)的方向性電磁鋼板的鐵損(w17/50)小于0.80w/kg。

另外，作為形成應(yīng)變來降低鐵損的方法，已知有照射等離子火焰、激光、電子射束等的方法。例如，在專利文獻(xiàn)2中記載了如下情況：通過向2次再結(jié)晶后的鋼板照射等離子弧，能夠?qū)⒃谡丈淝盀?.80w/kg以上的鐵損w17/50降低為0.65w/kg以下。

在專利文獻(xiàn)3中記載了如下情況：通過將鎂橄欖石被膜的厚度和利用電子射束照射而形成于鋼板的磁疇不連續(xù)部的平均寬度適當(dāng)化，得到鐵損低且噪音小的變壓器用方向性電磁鋼板。

在專利文獻(xiàn)4中記載了如下情況：通過將電子射束的輸出或照射時(shí)間適當(dāng)化，來降低方向性電磁鋼板的鐵損。

雖然這樣方向性電磁鋼板的鐵損的改善進(jìn)展，但是即便將鐵損低的方向性電磁鋼板使用于鐵芯而制造變壓器，得到的變壓器的鐵損(變壓器鐵損)也未必降低。這是因?yàn)?，評(píng)價(jià)方向性電磁鋼板自身的鐵損時(shí)的勵(lì)磁磁通僅是軋制方向分量，相對(duì)于此，實(shí)際使用鋼板作為變壓器的鐵芯時(shí)的勵(lì)磁磁通不僅具有軋制方向分量，也具有軋制直角方向分量。

作為表示原料鋼板自身與使用該鋼板制造的變壓器之間的鐵損的差異的指標(biāo)，通常使用作為變壓器鐵損相對(duì)于原料鋼板的鐵損之比而定義的結(jié)構(gòu)因素(bf)。bf為1以上的情況是指變壓器的鐵損大于原料鋼板的鐵損。方向性電磁鋼板是沿著軋制方向磁化時(shí)原料的鐵損最低的原料，因此如果裝入于除了軋制方向以外也被磁化的變壓器，則鐵損增大，bf大于1。為了提高變壓器的能量效率，不僅需要使原料鋼板的鐵損低，而且需要盡可能地降低該bf，即，需要使該bf接近于1。

例如，在專利文獻(xiàn)5中公開了如下的方法：即使由于激光照射或電子射束照射而被膜發(fā)生了劣化的情況下，通過利用鎂橄欖石被膜和張力涂層向鋼板賦予的總計(jì)張力的適當(dāng)化也能改善bf。

另外，在專利文獻(xiàn)6中公開了通過將呈點(diǎn)列狀地照射的電子射束的點(diǎn)列間隔適當(dāng)化，能得到良好的變壓器鐵損的技術(shù)。

在非專利文獻(xiàn)1中記載了通過使激光照射方向從軋制方向傾斜而得到優(yōu)異的bf的情況。

另一方面，著眼于使用了激光照射的磁疇細(xì)分化時(shí)形成的閉合磁疇，也提出了通過將其形狀或尺寸最適化而使鐵損降低的技術(shù)(專利文獻(xiàn)7、8)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4192399號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2011-246782號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2012-52230號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2012-172191號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2012-31498號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開2012-36450號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)7：日本專利第3482340號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)8：日本專利第4091749號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)9：日本特開平10-298654號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)10：國(guó)際公開2013/046716號(hào)

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：ieeetrans.magn.vol.mag-20,no.5,p.1557

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

然而，在專利文獻(xiàn)5記載的技術(shù)中，在被膜損傷的情況下，雖然能夠在一定程度上改善bf，但是關(guān)于利用電子射束法不使被膜損傷地實(shí)施磁疇細(xì)分化處理，并在此時(shí)改善bf的方法還未明確。

另外，在專利文獻(xiàn)6記載的方法中，不僅是基于電子射束的處理的速度慢，而且照射時(shí)間過長(zhǎng)，因此可能會(huì)損傷被膜。此外，在非專利文獻(xiàn)1記載的方法中，由于傾斜地照射電子射束，因此除了鋼板上的掃描長(zhǎng)度變長(zhǎng)而難以控制之外，也存在單板的鐵損難以下降的問題。

另一方面，閉合磁疇朝向與軋制方向不同的方向，因此可認(rèn)為專利文獻(xiàn)7、8記載那樣的閉合磁疇的控制技術(shù)具有能夠改善bf的可能性。然而，在專利文獻(xiàn)7、8中，僅評(píng)價(jià)的是單板的鐵損，在變壓器鐵損的觀點(diǎn)上還未進(jìn)行研討。

此外，在專利文獻(xiàn)7、8公開的方法中，需要使射束輸出、射束照射時(shí)間增加，存在形成于鋼板表面的被膜因射束照射而損傷的情況或處理效率下降這樣的問題。

例如，在專利文獻(xiàn)8記載的方法中，為了形成沿板厚方向貫通的閉合磁疇，而從鋼板的表背面照射激光。因此，與從鋼板的單側(cè)照射激光的通常的磁疇細(xì)分化處理相比，需要約2倍的處理時(shí)間，生產(chǎn)性低。

另外，在專利文獻(xiàn)7記載的方法中，激光的點(diǎn)形狀形成為橢圓形，因此如后所述，可認(rèn)為能在一定程度上抑制被膜損傷。然而，專利文獻(xiàn)7中關(guān)于是否抑制被膜的損傷未作記載，本發(fā)明者們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)，確認(rèn)到為了形成非常深的閉合磁疇而會(huì)使被膜損傷的情況。

另一方面，作為不損害磁疇細(xì)分化的處理能力而抑制被膜損傷的方法，已知有使激光射束為橢圓形狀的技術(shù)(專利文獻(xiàn)9)、增大電子射束的加速電壓的技術(shù)(專利文獻(xiàn)10)。

然而，為了形成bf的改善所需的在板厚方向上深的閉合磁疇，需要高的照射能量，在以往的方法中，能夠不損傷被膜地進(jìn)行處理的板厚方向的深度存在極限。

例如，在使用激光射束的情況下，通常作為磁疇細(xì)分化用而使用的激光的波長(zhǎng)區(qū)域中的被膜的激光吸收率高，因此即便使射束為橢圓狀，能夠不損傷照射部的被膜地進(jìn)行處理的板厚方向的深度也存在極限。

另外，在使用電子射束的情況下，如果增大加速電壓，則射束容易透過被膜，但是為了增加閉合磁疇深度而增大射束輸出或照射時(shí)間時(shí)，鐵素體的熱膨脹量增加，在被膜產(chǎn)生應(yīng)力而損傷。

被膜損傷的抑制對(duì)于被使用作為變壓器鐵芯的鋼板來說至關(guān)重要。在被膜上確認(rèn)到損傷的情況下，為了確保絕緣性或耐蝕性，需要從損傷了的被膜的上方進(jìn)行再涂層。于是，由鐵素體和被膜構(gòu)成的鋼板中，鐵素體部分的體積率(占空系數(shù))減少，因此與未進(jìn)行再涂層的情況相比，作為變壓器鐵芯而使用時(shí)的磁通密度減少?；蛘呷绻麨榱舜_保磁通密度而增大勵(lì)磁電流，則鐵損增大。

本發(fā)明鑒于上述情況而做出，其目的在于提供一種不損傷被膜地形成閉合磁疇且變壓器鐵損和bf極低的方向性電磁鋼板。

另外，本發(fā)明的目的在于提供一種上述bf極低的方向性電磁鋼板的制造方法。

用于解決課題的方案

本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述課題而進(jìn)行了仔細(xì)研究的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)了如下情況：通過進(jìn)行將射束形狀的橢圓化和電子射束的加速電壓的增大適當(dāng)組合而成的磁疇細(xì)分化處理，能夠抑制被膜的損傷并形成閉合磁疇。

然而，在以往的電子射束的照射方法中，由于象差等的影響，存在射束形狀在照射位置處較大不同的問題。雖然通過動(dòng)態(tài)聚焦技術(shù)等能夠使射束的束徑一致，但是一邊沿著鋼板的寬度方向掃描一邊照射電子射束時(shí)，以使該射束形狀成為所希望的橢圓形的方式正確地進(jìn)行控制的情況極其困難。

作為補(bǔ)正射束形狀的技術(shù)，存在電子顯微鏡等中廣泛利用的象散校正裝置(象散補(bǔ)正裝置)。然而，以往的象散校正裝置是僅在鋼板的寬度方向的狹窄的范圍內(nèi)補(bǔ)正有效的控制，在遍及鋼板的整個(gè)寬度區(qū)域一邊偏轉(zhuǎn)一邊照射射束那樣的情況下無法得到充分的效果。

因此，進(jìn)一步進(jìn)行了研討的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了通過根據(jù)射束的偏轉(zhuǎn)而動(dòng)態(tài)地控制象散校正裝置，相對(duì)于寬度方向能夠形成一定的橢圓形狀射束的情況。

另外，關(guān)于利用射束照射形成的直線狀的應(yīng)變的間隔對(duì)bf造成的影響也進(jìn)行研討，從降低變壓器鐵損這樣的觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了最適的間隔。

因此，發(fā)明者們以上述的見解為基礎(chǔ)，使應(yīng)變的導(dǎo)入間隔、閉合磁疇的形狀、尺寸、電子射束的照射方法等最適化，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的主旨結(jié)構(gòu)如下。

(1)一種方向性電磁鋼板，具有：

鋼板；及

形成在所述鋼板的表面上的張力被膜，

其中，

在層間電阻試驗(yàn)中測(cè)定的層間電流為0.15a以下，

在所述鋼板上形成沿著與軋制方向交叉的方向延伸的多個(gè)直線狀的應(yīng)變，

所述多個(gè)直線狀的應(yīng)變的在軋制方向上的線間隔為15mm以下，

在所述應(yīng)變部分形成板厚方向的長(zhǎng)度d為65μm以上且軋制方向的長(zhǎng)度w為250μm以下的閉合磁疇。

(2)一種方向性電磁鋼板，具有：

鋼板；及

形成在所述鋼板的表面上的張力被膜，

其中，

在層間電阻試驗(yàn)中測(cè)定的層間電流為0.15a以下，

在所述鋼板上通過照射電子射束而形成沿著與軋制方向交叉的方向延伸的多個(gè)直線狀的應(yīng)變，

所述多個(gè)直線狀的應(yīng)變的在軋制方向上的線間隔為15mm以下，

在所述應(yīng)變部分形成板厚方向的長(zhǎng)度d為50μm以上且軋制方向的長(zhǎng)度w為250μm以下的閉合磁疇。

(3)根據(jù)所述(1)或(2)記載的方向性電磁鋼板，其中，所述多個(gè)直線狀的應(yīng)變的在軋制方向上的線間隔為4mm以上。

(4)一種方向性電磁鋼板的制造方法，包括：

在鋼板的表面形成張力被膜的工序；及

對(duì)于具備所述張力被膜的鋼板的一方的面，一邊沿著與軋制方向交叉的方向進(jìn)行掃描，一邊照射收斂了的電子射束的工序，

其中，

通過所述電子射束的照射，在鋼板的至少表面部分上形成沿著與軋制方向正交的方向延伸的多個(gè)直線狀的應(yīng)變，

所述電子射束的加速電壓為60kv以上且300kv以下，

所述電子射束的在與掃描方向正交的方向上的射束束徑為300μm以下，

所述電子射束的在掃描方向上的射束束徑為與掃描方向正交的方向上的射束束徑的1.2倍以上。

(5)根據(jù)所述(4)記載的電磁鋼板的制造方法，其中，所述電子射束的加速電壓為120kv以上。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠不損傷張力被膜而顯著地改善方向性電磁鋼板的變壓器鐵損和bf。由于未產(chǎn)生張力被膜的損傷，因此在射束照射后無需進(jìn)行再涂層。而且，在本發(fā)明中，也無需過度地縮小磁疇細(xì)分化處理的線間隔。因此，本發(fā)明的電磁鋼板能夠以極高的效率進(jìn)行制造。

附圖說明

圖1是表示用于評(píng)價(jià)照射線間隔的影響的實(shí)驗(yàn)中的直線狀的應(yīng)變的形成方法的示意圖。

圖2是表示照射線間隔對(duì)結(jié)構(gòu)因素造成的影響的坐標(biāo)圖。

圖3是表示照射線間隔對(duì)變壓器鐵損和單板鐵損造成的影響的坐標(biāo)圖。

圖4是變壓器鐵損的測(cè)定中使用的鐵芯的示意圖。

圖5是表示板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d對(duì)變壓器鐵損造成的影響的坐標(biāo)圖。

圖6是表示掃描方向的射束束徑相對(duì)于掃描正交方向的射束束徑之比對(duì)單板鐵損造成的影響的坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

接下來，具體說明本發(fā)明。

·方向性電磁鋼板

在本發(fā)明中，通過向具備張力被膜的方向性電磁鋼板的表面照射能量射束而形成多個(gè)直線狀的應(yīng)變。作為母材而使用的方向性電磁鋼板的種類沒有特別限定，可以使用各種公知的方向性電磁鋼板。

·張力被膜

本發(fā)明使用的方向性電磁鋼板在表面具備張力被膜。張力被膜的種類沒有特別限定，例如可以使用如下2層被膜作為張力被膜，所述2層被膜由在最終退火中形成的以mg2sio4為主成分的鎂橄欖石被膜和進(jìn)而在其上形成的磷酸鹽系張力被膜構(gòu)成。而且，也可以在不具有鎂橄欖石被膜的鋼板的表面直接形成磷酸鹽系的張力賦予型絕緣被膜。所述磷酸鹽系的張力賦予型絕緣被膜例如可以將以金屬磷酸鹽和二氧化硅為主成分的水溶液涂布于鋼板的表面并進(jìn)行燒結(jié)來形成。

在本發(fā)明中，張力被膜沒有因射束照射而損傷，因此在射束照射后無需進(jìn)行修補(bǔ)用的再涂層。因此，不會(huì)使被膜的厚度過度地變厚，能夠提高將鋼板作為變壓器用鐵芯而組裝時(shí)的占空系數(shù)。例如，在使用厚度為0.23mm以下的鋼板的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)96.5％以上這樣高的占空系數(shù)，在使用厚度為0.24mm以上的鋼板的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)97.5％以上這樣高的占空系數(shù)。

·層間電流：0.15a以下

在本發(fā)明中，基于按照jis-c2550確定的層間電阻試驗(yàn)的測(cè)定方法(表面絕緣電阻的測(cè)定方法)之一的a法進(jìn)行了測(cè)定時(shí)，將流過觸頭的全部電流值定義為“層間電流”。該層間電流越低，則表示鋼板具有越良好的絕緣特性。在本發(fā)明中，張力被膜未因射束照射而受到損傷，因此即使在射束照射后不進(jìn)行修補(bǔ)用的再涂層，也能夠得到0.15a以下這樣的低的層間電流。需要說明的是，層間電流優(yōu)選為0.05a以下。

●多個(gè)直線狀的應(yīng)變

在本發(fā)明的方向性電磁鋼板上形成有沿著與軋制方向交叉的方向延伸的多個(gè)直線狀的應(yīng)變。該應(yīng)變具有對(duì)磁疇進(jìn)行細(xì)分化而降低鐵損的作用。所述多個(gè)直線狀的應(yīng)變相互平行，按照后述的規(guī)定的間隔設(shè)置。

●高能量射束的照射

上述多個(gè)直線狀的應(yīng)變可以通過向具備張力被膜的鋼板的表面照射收斂了的高能量射束來形成。高能量射束的種類沒有特別限定，但是由于電子射束具有抑制高加速電壓化引起的被膜損傷的效果、能夠高速地進(jìn)行射束控制等特征，因此優(yōu)選使用電子射束。

高能量射束的照射使用1臺(tái)或2臺(tái)以上的照射裝置(例如電子槍)，從鋼板的寬度端部向另一方的寬度端部一邊掃描射束一邊進(jìn)行照射。射束的掃描方向優(yōu)選相對(duì)于軋制方向而為60至120°的角度，更優(yōu)選為90°，即，與軋制方向垂直。如果距90°的偏離增大，則應(yīng)變導(dǎo)入部的體積過度增大，因此磁滯損耗增加。

·照射線間隔：4～15mm

所述多個(gè)直線狀的應(yīng)變?cè)谲堉品较蛏细糸_一定的間隔地形成，將該間隔稱為照射線間隔或線間隔。發(fā)明者們?yōu)榱私档蚥f和變壓器鐵損而決定最適的線間隔，進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)。

準(zhǔn)備作為試驗(yàn)片的方向性電磁鋼板，向其表面照射電子射束，形成了多個(gè)直線狀的應(yīng)變。電子射束的照射沿著鋼板的寬度方向以一定的速度掃描并進(jìn)行。此時(shí)，直線狀的應(yīng)變的形成如圖1所示分為多次進(jìn)行。如果第一次形成的應(yīng)變的照射線間隔為s，則以使第二次處理后的照射線間隔成為s/2、第三次處理后的照射線間隔成為s/4的方式，追加了直線狀的應(yīng)變。在各階段，全部的直線狀的應(yīng)變的間隔相等。需要說明的是，其他的條件與后述的實(shí)施例的條件相同。

關(guān)于磁疇細(xì)分化處理?xiàng)l件對(duì)bf造成的影響，到目前為止存在幾個(gè)報(bào)告。在這些報(bào)告中，對(duì)于多個(gè)試驗(yàn)片，通過以不同的條件照射射束來進(jìn)行bf的比較。然而，已知bf受到原料鋼板的結(jié)晶方位、粒徑等各種要素的影響。因此，在如上所述使用多個(gè)試驗(yàn)片的實(shí)驗(yàn)方法中，無法將試驗(yàn)片的特性的偏差的影響完全排除，可能無法正確地評(píng)價(jià)磁疇細(xì)分化處理?xiàng)l件對(duì)bf造成的影響。

因此，本發(fā)明者們?yōu)榱烁_地評(píng)價(jià)磁疇細(xì)分化處理?xiàng)l件對(duì)bf造成的影響而進(jìn)行了上述實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于同一試驗(yàn)片，以逐級(jí)地縮短照射線間隔的方式實(shí)施磁疇細(xì)分化處理。由于在任意的階段中都使用同一試驗(yàn)片，因此不會(huì)受到作為試驗(yàn)片的鋼板中的si量、粒徑、結(jié)晶方位等的偏差的影響，能夠正確地僅評(píng)價(jià)線間隔的影響。

電子射束的照射分7階段進(jìn)行，測(cè)定了各階段中的bf、變壓器鐵損及單板鐵損。在此，首先將第一次的照射線間隔s設(shè)為12mm，進(jìn)行如上所述以使線間隔成為1/2的方式追加形成應(yīng)變的處理直至第四次為止，并按照各次進(jìn)行了測(cè)定。接下來，進(jìn)行消除應(yīng)力退火，將利用所述電子射束照射形成的應(yīng)變除去，進(jìn)而，將第一次的照射線間隔s設(shè)為8mm，應(yīng)變的形成處理進(jìn)行至第三次為止，并按照各次進(jìn)行了測(cè)定。得到的結(jié)果如圖2、3所示。圖2是表示照射線間隔與所測(cè)定的bf的關(guān)系的圖。與在任意的線間隔中都未進(jìn)行電子射束照射(非處理)的試驗(yàn)片相比，bf得到了改善。而且可知，線間隔越小，則bf越接近于1。

圖3是將測(cè)定到的變壓器鐵損和單板鐵損的值分別相對(duì)于照射線間隔進(jìn)行了標(biāo)繪的圖。在線間隔為6～8mm時(shí)單板鐵損成為最小，相對(duì)于此，在線間隔為3mm左右時(shí)，變壓器鐵損成為最小。根據(jù)該結(jié)果可知，如果將線間隔減小至3mm左右，則能夠充分地降低變壓器鐵損、bf。

然而，為了減小線間隔而需要增加形成的直線狀的應(yīng)變的個(gè)數(shù)，其結(jié)果是，磁疇細(xì)分化處理所需的時(shí)間增加。例如，為了使線間隔成為一半而需要大致2倍的處理時(shí)間。這樣的處理時(shí)間的增加引起的生產(chǎn)效率的下降從工業(yè)的觀點(diǎn)出發(fā)不優(yōu)選。

因此，在本發(fā)明中，考慮到bf及變壓器鐵損的降低和生產(chǎn)性的提高這兩者而將照射線間隔設(shè)為15mm以下。如果線間隔超過15mm，則未被照射射束的晶粒的個(gè)數(shù)增加，無法得到充分的磁疇細(xì)分化效果。需要說明的是，線間隔優(yōu)選設(shè)為12mm以下。

此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選將線間隔設(shè)為4mm以上。通過將線間隔設(shè)為4mm以上，能夠縮短處理時(shí)間而提高生產(chǎn)效率，而且，能夠防止在鋼中形成的應(yīng)變區(qū)域過度變大而磁滯損耗和磁致伸縮增加的情況。需要說明的是，更優(yōu)選將線間隔設(shè)為5mm以上。

·閉合磁疇的在板厚方向上的長(zhǎng)度d：65μm以上

在被照射電子射束的部分形成與主磁疇不同的閉合磁疇。可認(rèn)為該板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d(也稱為閉合磁疇深度)會(huì)給鐵損造成影響。因此，發(fā)明者們進(jìn)行以下的實(shí)驗(yàn)，研究了d與變壓器鐵損之間的關(guān)系。

對(duì)于鋼板，以不同的條件進(jìn)行電子射束照射，準(zhǔn)備了d不同的方向性電磁鋼板。d的值通過使用kerr效應(yīng)顯微鏡來觀察板厚截面而進(jìn)行了測(cè)定。需要說明的是，在全部的試料中，軋制方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度w為與240～250μm大致相同的值。

分別使用得到的鋼板而制造了變壓器用鐵芯。鐵芯為三相三腳的層疊鐵芯，其形狀如圖4所示設(shè)為由寬度100mm的鋼板構(gòu)成的一邊為500mm的四邊形。將鋼板以長(zhǎng)度方向成為軋制方向的方式斜角切斷成圖4所示的形狀，將其以層疊厚度約15mm、鐵芯重量約20kg的方式層疊來制造所述鐵芯。層疊方法設(shè)為2片重疊的5級(jí)階梯搭接層疊。鐵芯平疊在平面上，進(jìn)而利用膠木制的壓板以約0.1mpa的加載夾入并固定。

接下來，測(cè)定了各鐵芯的變壓器鐵損。測(cè)定中的勵(lì)磁的條件為相位差：120°，最大磁通密度1.7t，頻率50hz。測(cè)定結(jié)果如圖5所示。圖中的空心點(diǎn)表示將線間隔設(shè)為3mm時(shí)的結(jié)果，其他的點(diǎn)表示將線間隔設(shè)為5mm時(shí)的結(jié)果。根據(jù)該結(jié)果可知，如果增大d，則能夠降低變壓器鐵損。尤其是通過使d為65μm以上，即便線間隔為5mm，也能夠得到與線間隔為3mm的情況同等的變壓器鐵損。因此，在本發(fā)明中，使板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d為65μm以上的情況至關(guān)重要。需要說明的是，更優(yōu)選將d設(shè)為70μm以上。另一方面，關(guān)于d的上限沒有特別限定，但是如果過度地增大d，則有可能由于射束的照射而被膜損傷，因此d優(yōu)選設(shè)為110μm以下，更優(yōu)選設(shè)為90μm以下。

·閉合磁疇的在軋制方向上的長(zhǎng)度w：250μm以下

為了改善bf，優(yōu)選增大閉合磁疇的體積。然而，如果增大軋制方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度w(也稱為閉合磁疇寬度)，則閉合磁疇的體積增大而bf下降，另一方面，磁滯損耗增加。因此，在本發(fā)明中，增大d而使閉合磁疇的體積增加，另一方面，使w為250μm以下的情況至關(guān)重要。需要說明的是，w的下限雖然沒有特別限定，但是優(yōu)選設(shè)為160μm以上，更優(yōu)選設(shè)為180μm以上。在此，w從鋼板上的射束照射表面通過基于畢他(bitter)法等的磁疇觀察來進(jìn)行測(cè)定。

接下來，關(guān)于利用電子射束照射進(jìn)行本發(fā)明的磁疇細(xì)分化處理時(shí)的條件，更詳細(xì)地進(jìn)行說明。

·加速電壓va：60kv以上且300kv以下

電子射束的加速電壓優(yōu)選較高。這是因?yàn)?，加速電壓越高，則電子射束的物質(zhì)透過性越高。通過充分增大加速電壓而電子射束容易透過張力被膜，能抑制被膜的損傷。而且，如果加速電壓高，則鐵素體中的發(fā)熱中心成為從板厚表面更分離(深)的位置，因此能夠增大板厚方向上的閉合磁疇長(zhǎng)度d。此外，如果加速電壓高，則容易減小射束束徑。為了得到以上的效果，在本發(fā)明中，將加速電壓設(shè)為60kv以上。需要說明的是，加速電壓優(yōu)選設(shè)為90kv以上，更優(yōu)選設(shè)為120kv以上。

另一方面，如果加速電壓過高，則從被照射電子射束的鋼板產(chǎn)生的x射線的遮蔽變得困難。因此，從實(shí)用上的見解出發(fā)，加速電壓設(shè)為300kv以下。需要說明的是，加速電壓優(yōu)選設(shè)為250kv以下，更優(yōu)選設(shè)為200kv以下。

·射束束徑

射束的與掃描方向正交的方向上的射束束徑越小，則越有利于單板鐵損的改善。因此，在本發(fā)明中，將與掃描方向正交的方向上的射束束徑設(shè)為300μm以下。在此，射束束徑定義為利用狹縫法(使用寬度0.03mm的狹縫)測(cè)定到的射束輪廓的半值寬度。需要說明的是，與掃描方向正交的方向上的射束束徑優(yōu)選設(shè)為280μm以下，更優(yōu)選設(shè)為260μm以下。

另一方面，與掃描方向正交的方向上的射束束徑的下限沒有特別限定，但是優(yōu)選設(shè)為10μm以上。如果使與掃描方向正交的方向上的射束束徑小于10μm，則需要極度減小工作距離，利用1個(gè)電子射束源能夠偏轉(zhuǎn)照射的區(qū)域大幅減少。如果與掃描方向正交的方向上的射束束徑為10μm以上，利用1個(gè)電子射束源能夠?qū)Υ蠓秶M(jìn)行照射。需要說明的是，與掃描方向正交的方向上的射束束徑優(yōu)選設(shè)為80μm以上，更優(yōu)選設(shè)為120μm以上。

此外，在本發(fā)明中，將掃描方向上的射束束徑設(shè)為與掃描方向正交的方向的射束束徑的1.2倍以上。電子射束的橢圓化只要利用象散校正裝置進(jìn)行即可，但是在象散校正裝置的特性上，如果擴(kuò)大射束的一方向的束徑，則該正交方向的束徑處于容易縮小的傾向。因此，通過增大掃描方向上的射束束徑，能夠減小與掃描方向正交的方向，即，軋制方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度。此外，通過如上所述增大掃描方向上的射束束徑，向射束通過的鋼板上的某一點(diǎn)照射射束的時(shí)間增大為1.2倍以上。其結(jié)果是，通過熱傳導(dǎo)的效果，應(yīng)變形成至更靠板厚內(nèi)部。如圖6所示，在本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)中，在射束束徑為1.2倍以上的情況下，改善了單板的鐵損，因此將下限設(shè)為1.2倍。在此，在上述的實(shí)驗(yàn)中，加速電壓為90kv，線間隔為5mm。而且，bf都為1.15左右而相等。掃描方向上的射束束徑的上限沒有特別限定，但是如果過度地增大束徑，則射束照射條件的調(diào)整變得困難，因此優(yōu)選設(shè)為1200μm以下，更優(yōu)選設(shè)為500μm以下。

·射束電流：0.5ma～30ma

從射束束徑縮小的觀點(diǎn)出發(fā)而優(yōu)選射束電流較小。如果射束電流過大，則由于電子彼此的庫(kù)侖斥力而難以使射束收斂。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將射束電流設(shè)為30ma以下。需要說明的是，射束電流更優(yōu)選設(shè)為20ma以下。另一方面，如果射束電流過小，則無法形成為了得到充分的磁疇細(xì)分化效果所需的應(yīng)變。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將射束電流設(shè)為0.5ma以上。需要說明的是，射束電流更優(yōu)選設(shè)為1ma以上，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)為2ma以上。

·射束照射區(qū)域內(nèi)壓力

電子射束因氣體分子而散射，其束徑增大。為了抑制該散射，優(yōu)選使射束照射區(qū)域內(nèi)的壓力為3pa以下。另一方面，關(guān)于壓力的下限沒有特別限定，但是如果過度降低，則真空泵等真空系統(tǒng)的成本增大。因此，在實(shí)用上，壓力優(yōu)選設(shè)為10^-5pa以上。

·wd(工作距離)：1000mm以下

將為了使電子線收斂而使用的線圈與鋼板表面之間的距離稱為工作距離(wd)。已知wd對(duì)射束束徑造成顯著的影響。如果減小wd，則射束的行路長(zhǎng)度縮短，射束容易收斂。因此，在本發(fā)明中，優(yōu)選將wd設(shè)為1000mm以下。此外，在使用100μm以下的小徑射束的情況下，優(yōu)選將wd設(shè)為500mm以下。另一方面，wd的下限沒有特別限定，但是優(yōu)選設(shè)為300mm以上，更優(yōu)選設(shè)為400mm以上。

·掃描速度

射束的掃描速度優(yōu)選設(shè)為30m/s以上。在此，掃描速度是從鋼板的寬度端部向另一方的寬度端部一邊掃描射束一邊照射期間的平均掃描速度。如果掃描速度小于30m/s，則處理時(shí)間變長(zhǎng)，生產(chǎn)性下降。掃描速度更優(yōu)選設(shè)為60m/s以上。

象散校正裝置中4極子或8極子的結(jié)構(gòu)為主流，但是在本發(fā)明中也可以使用它們。射束的橢圓形狀的補(bǔ)正根據(jù)流向象散校正裝置的電流量而不同，因此在鋼板上掃描射束期間，使流向象散校正裝置的電流量變化，以使射束形狀在鋼板的寬度方向上始終成為均勻的方式進(jìn)行控制的情況至關(guān)重要。

實(shí)施例

接下來，基于實(shí)施例而具體地說明本發(fā)明。以下的實(shí)施例示出本發(fā)明的優(yōu)選的一例，本發(fā)明不受該實(shí)施例的任何限定?？梢栽谀軌蜻m合于本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)施加變更來實(shí)施，這樣的形態(tài)也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。

向一次再結(jié)晶退火后的冷軋鋼板的表面涂布了以mgo為主成分的退火分離劑之后，進(jìn)行最終退火，制造了具備鎂橄欖石被膜的方向性電磁鋼板。接下來，將含有膠態(tài)二氧化硅和磷酸鎂的張力被膜形成用組成物涂布在所述鎂橄欖石被膜的表面，燒結(jié)而形成了磷酸鹽系的張力被膜。得到的方向性電磁鋼板的厚度為0.23mm。

向上述方向性電磁鋼板的表面照射電子射束，形成了沿著與軋制方向交叉的方向延伸的多個(gè)直線狀的應(yīng)變。電子射束的平均掃描速度為90m/s，電子射束的照射中使用的加工室內(nèi)的壓力設(shè)為0.1pa。而且，直線狀的應(yīng)變的相對(duì)于軋制方向的角度(線角度)為90°。其他的處理?xiàng)l件如表1所示。

接下來，測(cè)定了利用上述電子射束的照射而形成的方向性電磁鋼板的閉合磁疇的尺寸、層間電流、bf、單板鐵損、及變壓器鐵損。測(cè)定方法如下所述。

·閉合磁疇的尺寸

板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d通過使用kerr效應(yīng)顯微鏡來觀察板厚截面而進(jìn)行了測(cè)定。軋制方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度w是將含有磁性膠態(tài)溶液的磁查看器載放于照射了電子射束的一側(cè)的鋼板表面，通過觀察轉(zhuǎn)印于磁查看器的磁疇圖案來進(jìn)行了測(cè)定。

·層間電流

基于按照jis-c2550確定的層間電阻試驗(yàn)的測(cè)定方法之一的a法，測(cè)定了層間電流。在層間電阻的測(cè)定中，將流向觸頭的整個(gè)電流值作為層間電流。

·單板鐵損、變壓器鐵損、bf

單板鐵損、變壓器鐵損及bf通過前述的方法進(jìn)行了測(cè)定。變壓器鐵損的測(cè)定使用的鐵芯如圖4所示。

測(cè)定結(jié)果如表1所示。滿足本發(fā)明的條件的發(fā)明例都是鐵損、bf、及層間電流充分降低，具備作為變壓器鐵芯用而適當(dāng)?shù)奶匦浴Ｏ鄬?duì)于此，在不滿足本發(fā)明的條件的比較例中，變壓器鐵損和層間電流的任一個(gè)都比發(fā)明例高，特定變差。

[表1]

例如，在no.2的比較例中，掃描方向上的射束束徑相對(duì)于與掃描方向正交的方向上的射束束徑之比小于1.2，因此為了充分地降低單板的鐵損所需的射束電流量過度增大，無法充分地抑制張力被膜的損傷，其結(jié)果是，層間電流升高。另一方面，在除了射束電流、射束束徑之比以外以大致相同條件進(jìn)行了處理的no.3的實(shí)施例中，為同等的鐵損，且層間電流充分低，能夠得到良好的絕緣特性。

另外，在板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d比本發(fā)明的條件小的no.4中，雖然顯示出與no.1同樣的單板鐵損，但是無法使變壓器鐵損充分下降，因此bf也高。

在no.7中，通過降低wd而極力減小了射束束徑。在該實(shí)施例中，板厚方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度d也大，而且軋制方向上的閉合磁疇的長(zhǎng)度w也抑制得比較小。在no.8中，雖然加速電壓為150kv而較高，但是改變收斂條件而稍稍增大了射束束徑。在該比較例中，w過度增大，單板鐵損及變壓器鐵損差。no.9是將線間隔增大為16mm的比較例，與作為實(shí)施例的no.1相比，bf大，而且單板鐵損也高。