CN113039622A - 取向电工钢板及其磁畴细化方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包括：线状沟槽，其在电工钢板的一面或两面上沿着与轧制方向交叉的方向形成，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中，沟槽包括倾斜部和平坦部，倾斜部(GS)的长度和平坦部(US)的长度满足下述式1。[式1]0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)。

Description

取向电工钢板及其磁畴细化方法
技术领域
本发明涉及一种取向电工钢板及其磁畴细化方法。更具体地，本发明涉及一种调节钢板上所形成的沟槽形状的取向电工钢板及其磁畴细化方法。
背景技术
取向电工钢板用作变压器等电气产品的铁芯材料。因此，为了降低电气设备的功率损耗以及提高能量转换效率，需要铁芯材料的铁损优良以及层叠和卷取时占空比高的钢板。
取向电工钢板是指具有通过热轧、冷轧及退火工艺二次再结晶的晶粒沿轧制方向排列成{110}<001>取向的织构(又称“高斯织构(Goss Texture)”)的功能性钢板。
作为降低取向电工钢板铁损的方法，已知有磁畴细化方法。也就是说，针对磁畴，通过形成划痕或者施加能量冲击，使得取向电工钢板所具有的大磁畴的尺寸细化。在此情况下，当磁畴磁化以及改变其方向时，与磁畴尺寸大时相比，可以减少能量消耗量。磁畴细化方法有热处理后也保持改善效果的永久磁畴细化和不会保持改善效果的临时磁畴细化。
在出现恢复(Recovery)的热处理温度以上的去应力热处理后也显示出铁损改善效果的永久磁畴细化方法可分为蚀刻法、辊压法及激光法。蚀刻法是通过溶液中的选择性电化学反应在钢板表面上形成沟槽(groove)，因此难以控制沟槽形状，从而难以沿着宽度方向均匀地确保最终产品的铁损特性。同时，由于用作溶剂的酸溶液，存在不环保的缺陷。
基于压辊的永久磁畴细化方法是具有铁损改善效果的磁畴细化技术，在压辊上加工出突起形状后，对压辊或板件施压，从而在板件表面上形成具有一定宽度和深度的沟槽，然后进行退火，使得局部产生沟槽底部的再结晶。辊压法的缺点在于，对机械加工的稳定性、难以确保基于厚度的稳定铁损的可靠性及工艺性复杂，并且形成沟槽后(去应力退火前)铁损和磁通密度特性衰减。
基于激光的永久磁畴细化方法所采用的方法是向快速移动的电工钢板表面部照射高功率激光，通过激光照射来形成随着基底部熔化而产生的沟槽(groove)。该方法的缺点在于，当形成一定深度以上的沟槽时，由于产生大量的铁粉，其中一部分会粘连，而另一部分作为粉尘飞散，一部分作为粉末落在铁板上引起表面缺陷。虽然沟槽深度越增加，铁损越减少，但是与没有沟槽时相比，自由面变宽，因此磁通密度(即，通过每单位面积的磁力线的量)会降低。也就是说，与传统相比，能量传递量会减少。即使基于铁损减少的能量效率增加，当磁通密度降低到一定程度以上时，也会出现失去作为变压器的效用性的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种取向电工钢板及其磁畴细化方法。具体地，本发明旨在提供一种取向电工钢板及其磁畴细化方法，调节钢板上所形成的沟槽形状，以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包括：线状沟槽，其在电工钢板的一面或两面上沿着与轧制方向交叉的方向形成，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中，沟槽包括倾斜部和平坦部，倾斜部(GS)的长度和平坦部(US)的长度满足下述式1。
[式1]
0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5
在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)。
倾斜部是指在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度为30至90°的部分，平坦部是指虚拟线与钢板表面所呈角度大于等于0°且小于30°的部分。
倾斜部(GS)的长度可为15至100mm。
平坦部(US)的长度可为100至250mm。
钢板表面与倾斜部所呈角度的平均角度(θGA)可为25至50°。
钢板表面与平坦部所呈角度的平均角度可为0至10°。
沟槽的深度可为3至30μm。
沟槽的长度方向与钢板的轧制方向可以形成75至88°的角度。
在距离沟槽小于等于1mm的范围内，相对于钢板的宽度方向，每100μm的***数量可为3或更多。
所述取向电工钢板可包括：凝固合金层，其形成在沟槽的底部，凝固合金层可包括平均粒径为1至10μm的再结晶。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包括：线状沟槽，其在电工钢板的一面或两面上沿着与轧制方向交叉的方向形成，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中，沟槽包括倾斜部和平坦部，倾斜部(GS)的宽度和平坦部(US)的宽度满足下述式2。
[式2]
1.5≤[GSW]/[USW]≤2.0
在式2中，[GSW]表示倾斜部的宽度(μm)，[USW]表示平坦部的宽度(μm)。
倾斜部是指在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度为30至90°的部分，平坦部是指虚拟线与钢板表面所呈角度大于等于0°且小于30°的部分。
平坦部(US)的宽度可为10至100μm。
倾斜部(GS)的宽度可为50至150μm。
沟槽长度方向与倾斜部所呈角度的平均角度可为25至50°。
沟槽长度方向与平坦部所呈角度的平均角度可为0至5°。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包括：准备取向电工钢板的步骤；以及在取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤，形成沟槽的步骤包括形成倾斜部的步骤和形成平坦部的步骤，形成倾斜部的步骤照射平均能量密度为0.05至0.5J/mm2的激光，形成平坦部的步骤照射平均能量密度大于0.5J/mm2至5J/mm2的激光。
倾斜部(GS)的长度和平坦部(US)的长度满足下述式1。
[式1]
0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5
在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)。
在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加。
在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加，每1mm增加0.01至0.08J/mm2的范围。
激光束的形状可以是宽度为10至200μm，长度为300至5000μm。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包括：准备取向电工钢板的步骤；以及在取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤，形成沟槽的步骤包括形成倾斜部的步骤和形成平坦部的步骤，形成倾斜部的步骤是激光的平均焦点深度大于150μm至500μm，形成平坦部的步骤是激光的平均焦点深度为0至150μm。
在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小。
在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小，每1mm减小1至10μm的范围。
(三)有益效果
根据本发明的一个实施方案，通过适当地控制沟槽的形状，可以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的轧制面(ND面)的示意图。
图2是根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的ND方向-X方向截面的示意图。
图3是图2中倾斜部的局部放大图。
图4是图2中平坦部的局部放大图。
图5是示出钢板表面与倾斜部所呈角度的平均角度θGA的视图。
图6是根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的轧制面(ND面)的示意图。
图7是根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的轧制面(ND面)的示意图。
图8是示出照射位置与激光能量密度的关系的曲线图。
图9是示出照射位置与激光焦点深度的关系的曲线图。
具体实施方式
本文中第一、第二、第三等词汇用于描述各部分、成分、区域、层和/或段，但这些部分、成分、区域、层和/或段不应该被这些词汇限制。这些词汇仅用于区分某一部分、成分、区域、层和/或段与另一部分、成分、区域、层和/或段。因此，在不脱离本发明的范围内，下面描述的第一部分、成分、区域、层和/或段也可以被描述为第二部分、成分、区域、层和/或段。
本文所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本发明。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包括复数形式。在说明书中使用的“包括”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。
如果某一部分被描述为在另一个部分之上，则可以直接在另一个部分上面或者其间存在其他部分。当某一部分被描述为直接在另一个部分上面时，其间不存在其他部分。
虽然没有另作定义，但是本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同。对于辞典中定义的术语，应该被解释为具有与相关技术文献和本文中公开的内容一致的意思，而不应该以理想化或过于正式的含义来解释它们的意思。
下面详细描述本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。然而，本发明能够以各种不同方式实施，并不限于本文所述的实施例。
图1中示出通过本发明的一个实施例完成磁畴细化的取向电工钢板10的示意图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的取向电工钢板10，其包括：线状沟槽20，其在电工钢板10的一面或两面上沿着与轧制方向(RD方向)交叉的方向形成。
如图1所示，线状沟槽可以沿着轧制垂直方向(TD方向，钢板宽度方向)不连续地形成2至10个。图1示出了沿着轧制垂直方向(TD方向，钢板宽度方向)不连续地形成3个线状沟槽的情形。
如图1所示，沟槽的长度方向(X方向)与钢板的轧制方向(RD方向)可以形成75至88°的角度θ。当形成前述的角度时，可有助于改善取向电工钢板的铁损。
虽然图1中没有示出，但是在距离沟槽小于等于1mm的范围内，相对于钢板的宽度方向，每100μm的***数量可能是3或更多。这是因为，本发明的一个实施例是通过照射激光来形成沟槽。距离沟槽小于等于1mm的范围是指针对轧制面(ND面)的沿着轧制方向(RD方向)往上和往下小于等于1mm的范围。***的数量是以高度大于等于1μm且直径大于等于1μm的***为对象。当***的形成数量适当时，可有助于提高层叠取向电工钢板时取向电工钢板之间的粘附性。
虽然图1中未示出，但是所述取向电工钢板可包括：凝固合金层，其形成在沟槽的底部，凝固合金层可包括平均粒径为1至10μm的再结晶。这是因为，本发明的一个实施例是通过激光照射来形成沟槽。当适当地形成凝固合金层和凝固合金层内的再结晶时，可有助于改善取向电工钢板的铁损。
图2是放大显示图1中用30表示的部分的视图，是根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的ND方向-X方向截面的示意图。
如图2所示，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中,沟槽包括倾斜部GS和平坦部US。
倾斜部GS是指在包括沟槽的长度方向(X方向)和钢板的轧制面法线方向(ND方向)的截面中连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度θG为30至90°的部分，平坦部是指虚拟线与钢板表面所呈角度θU大于等于0°且小于30°的部分。
图3中示出倾斜部GS的局部放大图，如图3所示，连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度θG为30至90°。对于距离沟槽的两个端部小于1mm的部分，无法基于前述的倾斜部GS和平坦部US的定义予以区分，视为属于倾斜部GS。
图4中示出平坦部US的局部放大图。如图4所示，连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度θU大于等于0°且小于30°。平坦部US的两个端部与倾斜部GS相连，将平坦部US和倾斜部GS相连的部分称为边界部。
在本发明的一个实施例中，通过控制平坦部US的长度与倾斜部GS的长度之间的关系，可以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。当使用多台激光器形成沟槽时，如同“∪”字形，几乎不会形成倾斜部GS，只形成平坦部US。然而，当如此只形成平坦部US而没有倾斜部GS时，由于沟槽深度，将会发生磁通密度衰减的问题。在本发明的一个实施例中，通过使倾斜部的长度和平坦部的长度满足下述式1，可以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。
[式1]
0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5
在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)。
如果式1的值过小，即没有相对适当地确保倾斜部，则如前所述，由于沟槽深度，可能会发生磁通密度衰减的问题。如果式1的值过大，即倾斜部形成得相对过长，则无法确保整体的沟槽深度，因此铁损改善可能不够充分。更具体地，式1的值可为0.2至0.4。
如图2所示，倾斜部或平坦部也可以中断、不连续，在此情况下，倾斜部的长度或平坦部的长度是指沟槽内的所有倾斜部或平坦部的长度之和。
倾斜部GS的长度可为15至100mm。如果倾斜部GS的长度过短，则由于沟槽深度，可能会发生磁通密度衰减的问题。如果倾斜部GS的长度过长，则无法确保整体的沟槽深度，因此铁损改善可能不够充分。更具体地，倾斜部GS的长度可为30至75mm。
平坦部US的长度可为100至250mm。如果平坦部US的长度过短，则无法确保整体的沟槽深度，因此铁损改善可能不够充分。如果平坦部US的长度过长，则由于沟槽深度，可能会发生磁通密度衰减的问题。更具体地，倾斜部GS的长度可为150至200mm。
钢板表面与倾斜部所呈角度的平均角度θGA可为25至50°。此时，钢板表面与倾斜部所呈角度的平均角度θGA是指穿过倾斜部的两个端部的虚拟线与钢板表面所呈角度θGA。更具体地，钢板表面与倾斜部所呈角度的平均角度θGA是指穿过沟槽端部及倾斜部和平坦部的边界部的虚拟线与钢板表面所呈角度θGA。对此，图5中有绘示。当形成多个倾斜部时，相对于多个倾斜部各自的平均角度θGA可为25至50°。
钢板表面与平坦部所呈角度的平均角度可为0至10°。此时，钢板表面与平坦部所呈角度的平均角度是指穿过平坦部的两个端部的虚拟线与钢板表面所呈角度。更具体地，钢板表面与平坦部所呈角度的平均角度是指穿过倾斜部和平坦部的两个边界部的虚拟线与钢板表面所呈角度。当形成多个平坦部时，相对于多个平坦部各自的平均角度可为0至10°。
沟槽的深度GD可为3至30μm。对于沟槽的深度GD，图2中有绘示。沟槽的深度是指在沟槽内距离钢板的表面在ND方向上最远的长度。如果沟槽的深度GD过浅，则铁损改善效率可能会降低。另一方面，如果沟槽的深度GD过深，则磁通密度可能会大大衰减。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板，其包括：线状沟槽，其在电工钢板的一面或两面上沿着与轧制方向交叉的方向形成，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中，沟槽包括倾斜部和平坦部，倾斜部(GS)的宽度和平坦部(US)的宽度满足下述式2。
[式2]
1.5≤[GSW]/[USW]≤2.0
在式2中，[GSW]表示倾斜部的宽度(μm)，[USW]表示平坦部的宽度(μm)。
如此，通过使倾斜部的宽度大于平坦部的宽度，可以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。倾斜部的宽度是指相对于轧制面(ND面)在倾斜部中形成沟槽的线的间距最远的部分的长度。
图6中示出了根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的轧制面(ND面)的示意图。图6中绘示了倾斜部GS的宽度和平坦部US的宽度。在图6中，倾斜部GS的宽度表示为在沟槽端部的沟槽宽度，但是不限于此。
如果式2的值过小或者过大，则铁损和磁通密度特性可能会衰减。更具体地，式2的值可为1.65至1.85。
平坦部US的宽度可为10至100μm。如果平坦部的宽度过小或者过大，则难以满足前述的式2的值，铁损和磁通密度特性可能会衰减。更具地，平坦部US的宽度可为30至70μm。
倾斜部GS的宽度可为50至150μm。如果平坦部的宽度过小或者过大，则难以满足前述的式2的值，铁损和磁通密度特性可能会衰减。更具体地，倾斜部GS的宽度可为80至100μm。
沟槽长度方向(X方向)与倾斜部所呈角度的平均角度θGB可为25至50°。沟槽长度方向与倾斜部所呈角度的平均角度θGB是指穿过倾斜部的两个端部的虚拟线与沟槽长度方向所呈角度θGB。更具体地，沟槽长度方向与倾斜部所呈角度的平均角度θGB是指穿过沟槽端部及倾斜部和平坦部的边界部的虚拟线与沟槽长度方向所呈角度θGB。对此，图7中有绘示。当形成多个倾斜部时，相对于多个倾斜部各自的平均角度θGB可为25至50°。
沟槽长度方向(X方向)与平坦部所呈角度的平均角度可为0至5°。此时，沟槽长度方向与平坦部所呈角度的平均角度是指穿过平坦部的两个端部的虚拟线与钢板表面所呈角度。更具体地，沟槽长度方向与平坦部所呈角度的平均角度是指穿过倾斜部和平坦部的两个边界部的虚拟线与沟槽长度方向所呈角度。当形成多个平坦部时，相对于多个平坦部各自的平均角度可为0至5°。
根据本发明的一个实施例的取向电工钢板的磁畴细化方法，其包括：准备取向电工钢板10的步骤；以及在取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤。
首先，准备取向电工钢板10。在本发明的一个实施例中，本发明的特征是磁畴细化方法以及所形成的沟槽20的形状，作为磁畴细化的对象的取向电工钢板，可以不受限制地使用任何取向电工钢板。尤其，不管取向电工钢板的合金组分如何，都会表征本发明的效果。因此，将省略对取向电工钢板的合金组分的具体描述。
在本发明的一个实施例中，取向电工钢板可以使用通过热轧和冷轧从板坯轧制成预定厚度的取向电工钢板。或者，还可以使用冷轧后最终退火过程中形成底涂层的取向电工钢板、底涂层上进一步形成绝缘覆膜的取向电工钢板。
如前所述，在本发明的一个实施例中，控制沟槽的形状，以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。作为其具体方法，包括在取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤，形成沟槽的步骤包括形成倾斜部的步骤和形成平坦部的步骤。当形成倾斜部和平坦部时，通过将激光的能量密度调节成不同的能量密度，可以将倾斜部和平坦部形成为前述的形状。对于倾斜部和平坦部的形状，其与前述的说明相同，因此不再赘述。
具体地，形成倾斜部的步骤照射平均能量密度为0.05至0.5J/mm2的激光，形成平坦部的步骤照射平均能量密度大于0.5J/mm2至5J/mm2的激光。如图2中例示的，形成倾斜部的步骤或形成平坦部的步骤可包括两次或更多次。图2是按照形成倾斜部的步骤、形成平坦部的步骤和形成倾斜部的步骤进行的情形。
形成倾斜部的步骤可以照射平均能量密度为0.05至0.5J/mm2的激光。如果能量密度过低或者过高，则不会形成适当的倾斜部。更具体地，形成倾斜部的步骤可以照射平均能量密度为0.1至0.3J/mm2的激光。
形成平坦部的步骤可以照射平均能量密度大于0.5J/mm2至5J/mm2的激光。如果能量密度过低或者过高，则不会形成适当的平坦部。更具体地，形成平坦部的步骤可以照射平均能量密度为1至3J/mm2的激光。
图8中示出照射位置与激光能量密度的关系的曲线图。如图8所示，在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加。更具体地，在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加，每1mm(GSL)增加0.01至0.08J/mm2的范围。
如果增加率过小，则可能会发生倾斜部的长度相对变长的问题。如果增加率过大，则可能会发生倾斜部的长度相对变短的问题。在本发明的一个实施例中，平均能量密度是指相对于倾斜部或平坦部长度的能量密度的平均。
激光束的形状可以是宽度为10至200μm，长度为300至5000μm。通过适当地控制激光束的宽度和长度，可以形成形状适合的沟槽。激光束的形状是椭圆形，长度是指沟槽长度方向上的椭圆的长轴，宽度是指与长度方向垂直的方向上的椭圆的短轴。
如前所述，在本发明的一个实施例中，控制沟槽的形状，以改善铁损，同时抑制磁通密度的衰减。作为其具体方法，包括在取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤，形成沟槽的步骤包括形成倾斜部的步骤和形成平坦部的步骤。当形成倾斜部和平坦部时，通过将激光的焦点深度调节成不同的焦点深度，可以将倾斜部和平坦部形成为前述的形状。对于倾斜部和平坦部的形状，其与前述的说明相同，因此不再赘述。
具体地，形成倾斜部的步骤照射平均焦点深度大于150μm至500μm的激光，形成平坦部的步骤照射平均焦点深度为0至150μm的激光。如图2中例示的，形成倾斜部的步骤或形成平坦部的步骤可包括两次或更多次。图2是按照形成倾斜部的步骤、形成平坦部的步骤和形成倾斜部的步骤进行的情形。
焦点深度是指激光的焦点与取向电工钢板表面的距离。焦点深度越接近0，表示焦点越准确地聚焦于取向电工钢板表面。激光焦点可以形成在取向电工钢板内部，或者也可以形成在取向电工钢板外部。
形成倾斜部的步骤可以照射平均焦点深度大于150μm至500μm的激光。如果平均焦点深度过低或者过高，则不会形成适当的倾斜部。更具体地，形成倾斜部的步骤可以照射焦点深度为200至500μm的激光。
形成平坦部的步骤可以照射焦点深度为0至150μm的激光。如果焦点深度过高，则不会形成适当的平坦部。更具体地，形成平坦部的步骤可以照射焦点深度为50至130μm的激光。
图9是示出照射位置与焦点深度的关系的曲线图。如图9所示，在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小。更具体地，在形成倾斜部的步骤中，可以是从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小，每1mm(GSL)减小1至10μm的范围。
如果减小幅度过小或者过大，则可能会发生无法形成形状适合的倾斜部的问题。在本发明的一个实施例中，平均焦点深度是指相对于倾斜部或平坦部长度的焦点深度的平均。
激光束的形状可以是宽度为10至200μm，长度为300至5000μm。通过适当地控制激光束的宽度和长度，可以形成形状适合的沟槽。激光束的形状是椭圆形，长度是指沟槽长度方向上的椭圆的长轴，宽度是指与长度方向垂直的方向上的椭圆的短轴。
下面通过实施例进一步详细描述本发明。然而，下述实施例只是用于例示本发明，本发明不限于下述实施例。
实验例1：控制倾斜部和平坦部的长度
准备经过冷轧的厚度为0.20mm的取向电工钢板。向该电工钢板的一面使用连续光纤(Fiber)激光器并利用铜镜照射激光，以形成沟槽。此时，激光束的宽度W为25μm，激光束的长度L为400μm。沟槽的深度DG为10μm。
对于激光的能量密度，将倾斜部的平均能量密度调节成0.107J/mm2以及将平坦部的平均能量密度调节成1.07J/mm2，从而形成倾斜部和平坦部，当形成倾斜部时，逐渐增加平均能量密度。此外，将倾斜部和平坦部的长度控制成各自不同。有关于此，整理于表1中。
下表1中示出铁损改善率和磁通密度衰减率。对于铁损改善率，通过测定照射激光形成沟槽之前的电工钢板的铁损(W1)和照射激光形成沟槽之后的铁损(W2)，并按照(W1-W2)/W1进行计算。对于铁损，当磁通密度的值为1.7特斯拉(Telsa)时，测定频率为50Hz时的铁损值(W17/50)。对于磁通密度减小率，通过测定照射激光形成沟槽之前的电工钢板的磁通密度(B1)和照射激光形成沟槽之后的磁通密度(B2)，并按照(B1-B2)/B1进行计算。对于磁通密度，测定800A/m下的磁通密度(B8)。
[表1]
Figure BDA0003057194870000151
如表1所示，通过控制倾斜部和平坦部的长度，可以优化铁损和磁通密度。
另一方面，当没有适当地控制倾斜部和平坦部的长度时，在铁损改善率或磁通密度减小率方面不如本发明的一个实施例。
实验例2：控制倾斜部和平坦部的宽度
准备经过冷轧的厚度为0.20mm的取向电工钢板。向该电工钢板的一面使用连续光纤(Fiber)激光器并利用铜镜照射激光，以形成沟槽。此时，激光束的宽度W为25μm，激光束的长度L为400μm。沟槽的深度DG为10μm。
对于激光的能量密度，调节成与所述实施例5相同，从而形成倾斜部和平坦部，并将倾斜部的长度控制为90mm以及将平坦部的长度控制为180mm。同时，对于激光的焦点深度，当形成平坦部时，将焦点深度固定为125μm，当形成倾斜部时，将平均焦点深度调节成如下表2所示，通过调节减小幅度，将倾斜部和平坦部的宽度控制成各自不同。有关于此，整理于表2中。
通过与前述的方法相同的方法测定铁损和磁通密度，并示于下表2中。
[表2]
Figure BDA0003057194870000161
本发明能以各种不同方式实施，并不局限于上述的实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下能够通过其他具体方式实施本发明。因此，应该理解上述的实施例在所有方面都是示例性的，并不是限制性的。
附图标记说明
10：取向电工钢板
20：沟槽
30：沟槽放大部分

Claims (21)

1.一种取向电工钢板，其包括：线状沟槽，其在电工钢板的一面或两面上沿着与轧制方向交叉的方向形成，在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中，所述沟槽包括倾斜部(GS)和平坦部(US)，倾斜部的长度和平坦部的长度满足下述式1，
[式1]
0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5
在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)，
倾斜部是指在包括沟槽的长度方向和钢板的轧制面法线方向的截面中连接沟槽和钢板的边界点左侧1mm和右侧1mm直线的虚拟线与钢板表面所呈角度为30至90°的部分，平坦部是指虚拟线与钢板表面所呈角度大于等于0°且小于30°的部分。
2.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述倾斜部(GS)的长度为15至100mm。
3.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述平坦部(US)的长度为100至250mm。
4.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述钢板表面与所述倾斜部所呈角度的平均角度(θGA)为25至50°。
5.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述钢板表面与所述平坦部所呈角度的平均角度为0至15°。
6.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述沟槽的深度为3至30μm。
7.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述沟槽的长度方向与所述钢板的轧制方向形成75至88°的角度。
8.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
在距离沟槽小于等于1mm的范围内，相对于钢板的宽度方向，每100μm的***数量为3或更多。
9.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其包括：
凝固合金层，其形成在所述沟槽的底部，所述凝固合金层包括平均粒径为1至10μm的再结晶。
10.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述倾斜部(GS)的宽度和平坦部(US)的宽度满足下述式2，[式2]
1.5≤[GSW]/[USW]≤2.0
在式2中，[GSW]表示倾斜部的宽度(μm)，[USW]表示平坦部的宽度(μm)。
11.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述平坦部(US)的宽度为10至100μm。
12.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述倾斜部(GS)的宽度为50至150μm。
13.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述沟槽长度方向与倾斜部所呈角度的平均角度为25至50°。
14.根据权利要求1所述的取向电工钢板，其中，
所述沟槽长度方向与平坦部所呈角度的平均角度为0至5°。
15.一种取向电工钢板的磁畴细化方法，其包括：
准备取向电工钢板的步骤；以及
在所述取向电工钢板的一面上通过沿着与轧制方向交叉的方向照射激光来形成沟槽的步骤，
所述形成沟槽的步骤包括形成倾斜部的步骤和形成平坦部的步骤，
所述形成倾斜部的步骤照射平均能量密度为0.05至0.5J/mm2的激光，所述形成平坦部的步骤照射平均能量密度大于0.5J/mm2至5J/mm2的激光，
所述倾斜部和所述平坦部的长度满足下述式1，
[式1]
0.1≤[GSL]/[USL]≤0.5
在式1中，[GSL]表示倾斜部的长度(mm)，[USL]表示平坦部的长度(mm)。
16.根据权利要求15所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述形成倾斜部的步骤中，从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加。
17.根据权利要求16所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述形成倾斜部的步骤中，从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的能量密度越增加，每1mm增加0.01至0.08J/mm2的范围。
18.根据权利要求15所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
所述激光束的形状是宽度为10至200μm，长度为300至5000μm。
19.根据权利要求15所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
所述形成倾斜部的步骤是激光的焦点深度大于150μm至500μm，所述形成平坦部的步骤是激光的焦点深度为0至150μm。
20.根据权利要求19所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述形成倾斜部的步骤中，从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小。
21.根据权利要求20所述的取向电工钢板的磁畴细化方法，其中，
在所述形成倾斜部的步骤中，从沟槽的端部越往倾斜部和平坦部的边界部，激光的焦点深度越减小，每1mm减小1至10μm的范围。
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