SU1744128A1 - Method of producing anisotropic electrical steel - Google Patents

Abstract

Использование: при изготовлении тек- стурованных лент магнитом гких сплавов дл  магнитопроводов устройств электро- и радиотехники. Сущность изобретени : после высокотемпературного рекристаллиза- ционного отжига провод т локальную обработку поверхности лазером преимущественно поперек направлений прокатки с шириной отпечатка 0,1 -1 мм и рассто нием между отпечатками 1-10 мм в магнитном поле напр женностью 8-20 кА/м (100 - 250 Э), ориентированном параллельно оси текстуры . После лазерного облучени  нанос т на ленту магнитоактивное фосфорсодержащее электроизол ционное покрытие при 520 - 460°С и выдержке 20 - 60 с в окислительной среде с последующим охлаждением до комнатной температуры. 3 з.п. ф-лы, 3 табл IUse: in the manufacture of textured tapes of magnetically soft alloys for the magnetic circuits of electrical and radio devices. SUMMARY OF THE INVENTION: After high-temperature recrystallization annealing, the local surface treatment with a laser is carried out predominantly across the rolling directions with a print width of 0.1 -1 mm and a distance of 1-10 mm between prints in a magnetic field of 8-20 kA / m (100 - 250 Oe), oriented parallel to the texture axis. After laser irradiation, a magnetically active phosphorus-containing electrically insulating coating is applied to the tape at 520 - 460 ° C and exposing it for 20 - 60 seconds in an oxidizing medium, followed by cooling to room temperature. 3 hp f-ly, 3 tabl I

Description

Изобретение относитс  к металлургии и электротехнике, в частности к способам изготовлени  лент из магнитом гких сплавов на основе железа, ь том числе электротехнических сталей, используемых дл  магнитопроводов радиоэлектронных и электротехнических устройств в переменных магнитных пол х при различных частотах перемагничивани , что требует от материала высокой магнитной индукции и малых магнитных потерь.The invention relates to metallurgy and electrical engineering, in particular, to methods for producing tapes of magnetically soft iron-based alloys, including electrical steels used for the radioelectronic and electrical devices in alternating magnetic fields at different frequencies of magnetization reversal, which requires a high magnetic induction and small magnetic losses.

Известен способ обработки магнитом гких материалов в знакопеременном магнитном поле, в котором с целью улучшени  магнитных свойств термомагнитную обработку в знакопеременном поле провод т в течение 1-3 мин при 400 - 500°С с последующей закалкой.A known method of treating magnetically soft materials in an alternating magnetic field, in which, in order to improve the magnetic properties, thermomagnetic treatment in an alternating field is carried out for 1-3 minutes at 400-500 ° C, followed by quenching.

Недостатками данного способа  вл ютс  значительное врем  выдержки при повышенной температуре, исключающее возможность изготовлени  ленты материала при ее непрерывном движении по технологическим переделам, а также мала  величина улучшени  магнитных свойств вдоль оси текстуры в текстурованных материалах , в частности недостаточное снижение магнитных потерь, которое в этом случае составл ет лишь 2 - 3 %.The disadvantages of this method are considerable holding times at elevated temperatures, precluding the possibility of producing a tape of material during its continuous movement along technological lines, as well as a small amount of improvement in magnetic properties along the texture axis in textured materials, in particular the insufficient reduction of magnetic losses, which in this case is only 2 - 3%.

Величина магнитной проницаемости, магнитной индукции в средних магнитных пол х, легкость перемагничивани  в холоднокатаных анизотропных электротехнических стал х тем выше, чем выше совершенство текстуры и меньше ее рассе ние . Однако в современной промышлен4 ЬThe magnitude of magnetic permeability, magnetic induction in medium magnetic fields, the ease of magnetic reversal in cold rolled anisotropic electrical ones, the higher the higher the texture perfection and the smaller its dispersion. However, in modern industry

33

N: соN: with

ной технологии повышение остроты кристаллографической текстуры св зано с включением в процесс рекристаллизации только ограниченного числа кристаллических зародышей, лишь наиболее близких к ориентации (110)001. Поэтому рост степени совершенства текстуры материала сопровождаетс  нежелательным увеличением размеров кристаллитов и ростом магнитных потерь. В таких крупнозернистых текстуро- ванных материалах снижение потерь энергии достигают созданием искусственных локальных магнитоструктурных барьеров.In this technology, an increase in the sharpness of the crystallographic texture is associated with the inclusion in the recrystallization process of only a limited number of crystal nuclei that are only closest to the orientation (110) 001. Therefore, an increase in the degree of perfection of the texture of the material is accompanied by an undesirable increase in the size of crystallites and an increase in magnetic losses. In such coarse-grained textured materials, the reduction of energy loss is achieved by creating artificial local magnetostructural barriers.

Известен способ, в котором с целью снижени  магнитных потерь в стали на поверхность текстурованной ленты преимущественно поперек оси текстуры нанос т канавки с рассто ни ми между ними, меньшими размера кристаллического зерна.A known method in which, in order to reduce magnetic losses in steel, grooves with distances between them smaller than the size of the crystal grain are applied across the texture tape surface transversely across the texture axis.

Недостатками этого способа  вл ютс  уменьшение массы ферромагнетика и его прочности, особенно опасное в случае тонкой ферромагнитной ленты, а также неоднородность магнитного потока по ее длине, привод ща  к существенному снижению магнитной индукции в средних магнитных пол х.The disadvantages of this method are the reduction in the mass of the ferromagnet and its strength, which is especially dangerous in the case of a thin ferromagnetic tape, as well as the heterogeneity of the magnetic flux along its length, resulting in a significant decrease in magnetic induction in medium magnetic fields.

Более технологичным по исполнению и менее повреждающим материал  вл етс  способ улучшени  его магнитных свойств за счет введени  преимущественно поперек оси текстуры локальных структурных барьеров с помощью лазерного облучени .A more technologically advanced and less damaging material is a method for improving its magnetic properties by introducing local structural barriers predominantly across the texture axis using laser irradiation.

Одновременное воздействие на сталь лазерного облучени  и знакопеременного магнитного пол  промышленной частоты (50 - 60 Гц) приводит, с одной стороны, к уменьшению размеров магнитных доменов и скоростей движени  основных доменных границ при перемагничивании, а следовательно , к снижению вихретоковой составл ющей магнитных потерь, с другой стороны, - к дестабилизации положени  доменных границ и увеличению их подвижности в переменном поле, что снижает коэрцитивную силу и гистерезисную составл ющую магнитных потерь, увеличивает магнитную про- ницаемость и индукцию в средних магнитных пол х.Simultaneous exposure of steel to laser irradiation and alternating magnetic field of industrial frequency (50 - 60 Hz) leads, on the one hand, to a decrease in the size of magnetic domains and speeds of movement of the main domain walls during magnetic reversal, and consequently, to a decrease in the eddy current component of magnetic losses, On the other hand, the destabilization of the position of the domain boundaries and the increase in their mobility in an alternating field, which reduces the coercive force and the hysteresis component of the magnetic losses, increases the magnetic permeability and induction in medium magnetic fields.

Така  высока  эффективность предлагаемого воздействи  св зана прежде всего с изменением магиитоструктурного состо ни  кристаллитов в локальных зонах лэзер- HOIO облучени , ориентированных преимущественно поперек оси текстуры ферромагнитной ленты и разделенных промежутками , меньшими размеров кристаллов . В этих участках под воздействием теплового удара - быстрого нагрева и резкого охлаждени  (закалки) стали - возникают неоднородные внутренние напр жени  и формируетс  при охлаждении в моменты перехода материала через точку Кюри мелкоразмерна  (180- и 90-градусна  магнитна  доменна  структура с наибольшей в текстурованном материале плотностью замыкающих доменов, обладающих поперечной ориентацией намагниченности. Именно поэтому деформированные зоныSuch a high efficiency of the proposed action is primarily associated with a change in the magnetostructural state of the crystallites in the local zones of laser HOIO irradiation, oriented mainly across the texture axis of the ferromagnetic tape and separated by gaps smaller than the dimensions of the crystals. In these areas, under the influence of thermal shock — rapid heating and quenching (quenching) of steel — non-uniform internal stresses occur and are formed on cooling at the moments when the material passes through the Curie point small-sized (180- and 90-degree magnetic domain structure with the highest structured material). the density of the closing domains with transverse orientation of the magnetization. That is why the deformed zones

лазерного воздействи  про вл ют высокую восприимчивость к текстурующему и дестабилизирующему воздействию продольного (направленного вдоль оси ленты) знакопеременного магнитного пол .laser exposure exhibit a high susceptibility to the texture and destabilizing effects of the longitudinal (directed along the tape axis) alternating magnetic field.

Поскольку в этом поле происходит непрерывное смещение границ доменов, воз- никэющих при охлаждении объема материала в зонах облучени , то в них не возникает индуцированна  анизотропи ,Since in this field there is a continuous displacement of the boundaries of the domains that appear when the volume of material is cooled in the irradiation zones, they do not cause induced anisotropy,

котора  обычно наводитс  в материале за счет локальной термомагнитной обработки в магнитном поле самих доменов. Вследствие этого доменные границы не закрепл ютс  и происходит улучшение магнитныхwhich is usually induced in the material by local thermomagnetic processing in the magnetic field of the domains themselves. As a result, the domain boundaries are not fixed and the magnetic

свойств стали. При этом дестабилизированное формирование доменной структуры при охлаждении стали в услови х лазерного облучени  протекает быстро, завершаетс  полностью в процессе закалки зон и не требует специального времени выдержки.properties of steel. At the same time, the destabilized formation of the domain structure during the cooling of the steel under the conditions of laser irradiation proceeds quickly, is completed completely during the hardening process of the zones and does not require a special holding time.

Аналогичный положительный результат (снижение магнитных потерь и увеличение магнитной индукции стали в средних пол х) получили и в случае проведени  лазернойA similar positive result (reduction of magnetic losses and an increase in the magnetic induction of steel in medium fields) was obtained in the case of laser

обработки поверхности ленты в посто нном магнитном поле той же напр женности (8 - 20 кА/м), также ориентированном вдоль оси текстуры. В этом случае под действием пол  в материале усиливаетс  магнитна  текстура уменьшаетс  число доменов с 90-градус- ными границами (лабиринтарные и призматические структуры), увеличиваетс  объем основных 180-градусных магнитных доменов с продольной намагниченностью иtreating the surface of the tape in a constant magnetic field of the same intensity (8–20 kA / m), also oriented along the texture axis. In this case, under the action of the floor in the material, the magnetic texture is enhanced, the number of domains with 90-degree boundaries (labyrinthine and prismatic structures) decreases, the volume of the main 180-degree magnetic domains increases with longitudinal magnetization and

в 2,5 - 3 раза уменьшаетс  их ширина (с 0,35 до 0,12 - 0,15 мм), на 6-8% возрастает на поверхности ленты также площадь клиновидных замыкающих доменов,  вл ющихс  зародышами перемагничивани . Это сни0 жает магнитные потери за счет уменьшени  их вихретоковой составл ющей, а кроме того, увеличивает магнитную индукцию в средних пол х за счет дополнительного увеличени  магнитной текстуры2.5–3 times their width decreases (from 0.35 to 0.12–0.15 mm), and the area of the wedge-shaped closing domains, which are the reversal magnetization nuclei, increases by 6–8% on the tape surface. This reduces magnetic losses due to a decrease in their eddy current component, and, in addition, increases magnetic induction in medium fields due to an additional increase in magnetic texture.

5 материала.5 material.

Таким образом, в предлагаемом способе измельченна  структура доменов с подвижными дестабилизированными границами (при лазерной обработке в переценном магнитном поле), а также измельценна  доменна  структура с увеличенным объемом продольных магнитных фаз и зародышей перемагничивани  (при лазерной обработке в посто нном магнитном поле) обеспечивают в материале существенное снижение магнитных потерь (на 12 - 17%), превыша  эффект, полученный по известному способу (3 - 8 %) и, кроме того, значительно поднимают магнитную индукцию (на 6 - 2% от ее уровн  после лазерной обработки в средних пол х 100 А/м).Thus, in the proposed method, the crushed structure of domains with moving destabilized boundaries (for laser processing in a peremptory magnetic field), as well as a crushed domain structure with an increased volume of longitudinal magnetic phases and magnetic reversal nuclei (for laser processing in a constant magnetic field) provide in the material a significant reduction in magnetic losses (by 12–17%), exceeding the effect obtained by a known method (3–8%) and, in addition, significantly raising the magnetic induction (by 6–2% of its level after laser treatment in medium fields x 100 A / m).

Именно две новые физические закономерности , а именно улучшение магнитных свойств по всем направлени м в плоскости текстурованной ленты при дестабилизации 90-градусных доменных границ в переменном поле, а также по вление в нагретом сплаве железо - кремний при посто нном магнитном поле индуцированной магнитной анизотропии за короткие промежутки времени, в частности при быстром охлаждении (закалке) стали, позвол ют эффективно реализовать резервы, которые не могли быть использованы в предложенных ранее способах обработки стали.It is two new physical laws, namely, the improvement of magnetic properties in all directions in the plane of the textured tape during destabilization of the 90-degree domain boundaries in an alternating field, as well as the appearance in the heated iron-silicon alloy at a constant magnetic field of induced magnetic anisotropy for short periods of time, in particular during the rapid cooling (hardening) of steel, allow for the effective implementation of reserves that could not be used in the previously proposed methods for treating steel.

Действительно, два фактора предложенного комбинированного воздействи  - лазерное облучение и магнитное поле, примененные порознь, лишь на 3- 8% и 2 -3% соответственно снижают магнитные потери вдоль.оси текстуры, так как при раздельном последовательном применении этих операций (термомагнитна  обработка, затем лазерна  обработка) перва  операци  проходит практически вхолостую в тексту- рованном образце (поскольку в нем практически еще нет 90-градусных границ), а при другой последовательности (лазерна  обработка , затем термомагнитна  обработка) дополнительный печной нагрев и выдержка образца при максимальной температуре во второй операции значительно снижают эффект лазерной обработки, уменьша  неоднородности напр жений, снима  полноту замыкани  потока, укрупн   основные до- мены. Таким образом, суммарный эффект снижени  магнитных потерь от воздействи  этих двух операций не превышает 5 - 10%.Indeed, two factors of the proposed combined effect — laser irradiation and magnetic field applied separately, only by 3–8% and 2–3%, respectively, reduce magnetic losses along the axis of the texture, since with separate sequential application of these operations (thermomagnetic treatment, then laser treatment), the first operation is almost idle in the texturized sample (since it has practically no 90-degree boundaries yet), and with a different sequence (laser treatment, then thermomagnetic processing Weaving) additional furnace heating and holding the sample at the maximum temperature in the second operation significantly reduce the effect of laser treatment, reducing the non-uniformity of voltages, removing the completeness of the flow closure, enlarging the main domains. Thus, the total effect of reducing the magnetic losses from the effects of these two operations does not exceed 5–10%.

Только в результате нетривиального исполнени  указанных операций, т.е. одно- временного воздействи  этих двух факторов, происходит их взаимное усиление: лазерна  обработка помимо создани  напр жений своим побочным эффектом (со- зданием массы мелких 90-градусных замыкающих доменов) существенно усиливает восприимчивость к магнитному полю в тек- стурованном образце, а локальна  термомагнитна  обработка в зонах облучени , в свою очередь сохран   полное замыканиеOnly as a result of non-trivial execution of the specified operations, i.e. the simultaneous effects of these two factors, they are mutually reinforced: laser processing, in addition to creating stresses by its side effect (creating a mass of small 90-degree closing domains), significantly enhances the susceptibility to the magnetic field in the texturized sample, and the local magnetic treatment in the irradiation zones, in turn, preserving the complete closure

потока в зонах, усиливает эффект лазерной обработки, навод  одноосную, текстуру в зонах, добавл   зародыши перемагничивани  и увеличива  подвижность границ доменов. Поэтому предложенное комбинированное воздействие (лазерное облучение в магнитном поле) позвол ет получить сверхсуммарный эффект снижени  потерь (на 12 - 17%, а с покрытием - на 20 -22%) и дополнительно к этому сохранить (в отличие от прототипа) высокий уровень магнитной индукции.flow in the zones, enhances the effect of laser treatment, the uniaxial pattern, the texture in the zones, adding magnetic reversal nuclei and increasing the mobility of the domain boundaries. Therefore, the proposed combined effect (laser irradiation in a magnetic field) allows one to obtain an over-total effect of reducing losses (by 12–17%, and with a coating by 20–22%) and, in addition to this, to maintain (unlike the prototype) a high level of magnetic induction .

Кроме удачного приема - одновременности проведени  двух обработок, достоинством и оригинальностью способа  вл етс  то, что дл  выполнени  термомагнитной обработки вместо обычного печного нагрева металла, требующего больших материало- и энергозатрат, используетс  тепло лазерно- го облучени  в соответствующих зонах металла .In addition to successful reception - the simultaneity of two treatments, the advantage and originality of the method is that to perform thermomagnetic treatment, instead of the usual furnace heating of the metal, which requires large material and energy costs, heat of laser irradiation in the corresponding metal zones is used.

Экспериментальное сравнение эффективности предложенного и известного способов выполн ли на широко примен емом магнитом гком материале - текстурованной холоднокатаной электротехнической стали, содержащейЗ мае. % кремни  в железе , с размерами образцов 280 х 30 х 0,35 и 100 х 5 х 0,30 мм. Исследовали различные марки стали, прошедшие начальные этапы изготовлени  в заводских услови х ЧМЗ - ВИЗ по прин той промышленной и опытной технологи м. Дале.е обрабатывали материал в лабораторных услови х в оптимальных режимах работы технологического лазера непрерывного действи  ЛТН-103 с длиной волны излучени  1,06 мкм и условной плотностью облучени  в оптимальном режиме 4 - 6 Дж/см (котора  существенно не зависит ни от технологии изготовлени  электротехнической стали, ни от ее марки).Experimental comparison of the effectiveness of the proposed and known methods was performed on a widely used magnetically soft material - textured cold rolled electrical steel containing 3 May. % silicon in iron, with sample sizes of 280 x 30 x 0.35 and 100 x 5 x 0.30 mm. Various steel grades that underwent the initial stages of fabrication of the ChMZ-VIZ plant according to the accepted industrial and experimental technologies were investigated. Dale.e processed the material under laboratory conditions in the optimal operating modes of the LTN-103 continuous-wave laser with radiation wavelength 1 , 06 µm and conditional radiation density in the optimal mode of 4–6 J / cm (which does not depend significantly on the technology of making electrical steel, nor on its grade).

Магнитное поле создавали с помощью катушек Гельмгольца, между которыми обеспечивали сканирование лазерного луча со скоростью 30 мм/с, под углом 30 - 90° (оптимально 90°) к оси текстуры (оси прокатки ленты) при рассто ни х между участками термического воздействи  (отпечатками) 1 - 10 мм (оптимально 4 мм) и шириной отпечатков 0.1-1 мм в зависимости от режима работы лазера.The magnetic field was created using Helmholtz coils, between which the laser beam was scanned at a speed of 30 mm / s at an angle of 30 - 90 ° (optimally 90 °) to the texture axis (belt rolling axis) at distances between the thermal exposure areas (prints ) 1 - 10 mm (optimally 4 mm) and a print width of 0.1-1 mm, depending on the mode of operation of the laser.

Магнитные потери в различных режимах перемагничивани  (Pi,5/60. Ри/бо, Pi,5/50 и Р 1,7/so) измер ли ваттметровым методом в замкнутой магнитной цепи. Магнитную индукцию (Вюс и В2500) определ ли баллистическим методом. Продольную маг- нитострикцию измер ли методом оптического рычага. Доменную структуруMagnetic losses in various modes of magnetization reversal (Pi, 5/60. Pu / bo, Pi, 5/50 and P 1.7 / so) were measured by the meter method in a closed magnetic circuit. Magnetic induction (Wus and B2500) was determined by a ballistic method. Longitudinal magnetostriction was measured by the optical lever method. Domain structure

вы вл ли методом магнитной суспензии или по магнитооптическому эффекту Керра.whether it was detected by magnetic suspension or by the magneto-optical Kerr effect.

Обоснование оптимальных пределов изменени  физических параметров воздействий , используемых в предлагаемом способе , сведено в табл. 1.The rationale for the optimal limits of change in the physical parameters of the effects used in the proposed method is summarized in table. one.

Примеры осуществлени  предлагаемого способа представлены в табл. 2 дл  ленты электротехнической стали толщиной 0,3 мм при. промежутках между зонами лазерного облучени  (отпечатками) 4 мм и ширине отпечатков 0,2 - 0,7 мм (в зависимости от режима работы лазера - условной плотности облучени  8-2 Дж/см2).Examples of the implementation of the proposed method are presented in table. 2 for electrical steel tape 0.3 mm thick at. gaps between the laser irradiation zones (prints) of 4 mm and the width of prints of 0.2 - 0.7 mm (depending on the mode of operation of the laser - the conditional density of irradiation is 8-2 J / cm2).

Приведены величины магнитных потерь при различных услови х перемагничивани  (Pi.5/60. Ри/бо), магнитна  индукци  в пол х 100 и 2500 А/м (Вюо и В2500) и линейна  магнитострикци  в поле 55999 А/м (700 ЭЫ Холоднокатана  анизотропна  лента стали (3% кремни  в железе) на конечном этапе изготовлени  обработана по известному (лазерное облучение без пол ) и предлагаемому (лазерное облучение в магнитном поле ) способам. Дл  сравнени  приведены также некоторые свойства материала после термообработки, а также после нанесени  магнитоактивного (раст гивающего металл) фосфорсодержащего стеклокристалличе- ского электроизол ционного покрыти , выполненного после лазерного облучени  в магнитном поле, Покрытие имеет малый коэффициент термического линейного расширени  ( наноситс  на поверхность стальной ленты при 520 - 460°С, после охлаждени  до комнатной температуры имеет толщину 2 -3 мкм и создает раст гивающие напр жени  в металле от 5 до 12 МПа.Magnetic losses under different conditions of magnetization reversal (Pi.5 / 60. Pu / bo), magnetic induction in the field x 100 and 2500 A / m (Vuo and V2500) and linear magnetostriction in the field of 55999 A / m (700 E The anisotropic steel tape (3% silicon in iron) at the final stage of production was processed according to the well-known (laser irradiation without a floor) and proposed (laser irradiation in a magnetic field) methods. For comparison, some properties of the material after heat treatment and also after deposition of a magnetoactive ( metal stretching) phosphorus-containing glass-crystal electrically insulating coating made after laser irradiation in a magnetic field. The coating has a low coefficient of thermal linear expansion (applied to the surface of the steel strip at 520- 460 ° C, after cooling to room temperature, it has a thickness of 2 -3 microns and creates a growth voltage in the metal is from 5 to 12 MPa.

Из табл. 2 видно, что действие только одного фактора - лазерного облучени  (обработка по прототипу), уменьша  потери энергии (особенно при оптимальном режиме работы лазера 4 - 6 Дж/см2), нежелательно снижает также магнитную индукцию (особенно при повышенных плотност х облучени  6 - 8 и более Дж/см2), Лазерна  обработка с последующим отжигом если и восстанавливает значение магнитной индукции BIQV (особенно при повышенных температурах отжига 600 - 800°С), то снимает и положительный эффект уменьшени  магнитных потерь. Действие только второго фактора из предложенного комбинированного воздействи  - отжиг в магнитном поле без лазерного облучени  - не дает существенного снижени  магнитных потерь вдоль оси текстуры (см. табл. 3). И только предлагаемый способ (лазерное облучение в магнитном поле) обеспечивает вFrom tab. 2, it is clear that the effect of only one factor — laser irradiation (prototype processing), reducing energy loss (especially with optimal laser operation 4–6 J / cm2), also undesirably reduces magnetic induction (especially with increased radiation densities 6–8 and more J / cm2). Laser treatment with subsequent annealing, if it restores the value of the magnetic induction BIQV (especially at elevated annealing temperatures of 600-800 ° C), it also removes the positive effect of reducing magnetic losses. The action of only the second factor of the proposed combined effect — annealing in a magnetic field without laser irradiation — does not significantly reduce the magnetic loss along the texture axis (see Table 3). And only the proposed method (laser irradiation in a magnetic field) provides in

магнитом гком материале существенное снижение магнитных потерь (на 12 - 17%) и сохранение достаточно высокого уровн  индукции в средних магнитных пол х, позвол   резко снизить энергозатраты в магнитопроводах и других издели х из материала , изготовленного предлагаемым способом.By using a magnet material, a significant reduction in magnetic losses (by 12–17%) and the preservation of a sufficiently high level of induction in medium magnetic fields make it possible to drastically reduce energy consumption in magnetic conductors and other products from the material produced by the proposed method.

В табл. 3 приведена эффективность тер0 момагнитной обработки без лазерного облучени  материала. В таком материале при дополнительной операции - нанесении магнитоактивного электроизол ционного покрыти , магнитные потери снижаютс  ещеIn tab. 3 shows the efficiency of thermomagnetic treatment without laser irradiation of the material. In such a material, with an additional operation — the application of a magnetoactive electrically insulating coating, the magnetic losses are reduced

5 больше (на 20-22%) и индукци  Вюо увеличиваетс  до первоначальных (существующих до лазерной обработки) значений (см. табл. 2), При этом и магнитострикци  электротехнической стали приближаетс  к нуле0 вому значению, обеспечива  существенное снижение магнитострикционного шума трансформаторов и других изделий из материалов , изготовленных по предлагаемому способу.5 more (by 20-22%) and Vuo induction increases to the initial (existing before laser processing) values (see Table 2). At the same time, electrical steel magnetostriction approaches the zero value, providing a significant reduction in the magnetostriction noise of transformers and other products from materials made by the proposed method.

5 Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества:5 Thus, the proposed method provides the following advantages over the known ones:

существенное улучшение магнитных свойств материала - снижение магнитныхsignificant improvement in the magnetic properties of the material - reduced magnetic

0 потерь Ри/бо до 1,25- 1,30 Вт/кг или Ри/50 - до 0,95 - 0,98 Вт/кг (при толщине полосы 0,3 мм) и одновременно достаточно высокий уровень магнитной индукции Вюо 1,65 - 1,70 Тл; снижение величины продольной0 Pu / bo losses up to 1.25-1.30 W / kg or Pu / 50 - up to 0.95 - 0.98 W / kg (with a strip thickness of 0.3 mm) and at the same time a fairly high level of magnetic induction of Vuo 1 , 65 - 1.70 T; reduction of longitudinal

5 магнитострикции в 2,5 - 4 раза; техническа  простота выполнени  локальной термомагнитной обработки движущейс  ленты за счет использовани  лазерного разогрева металла, т.е. без создани  громоздких и5 magnetostriction 2.5 - 4 times; the technical simplicity of performing local thermomagnetic treatment of a moving belt by using laser heating of the metal, i.e. without creating bulky and

0 энергоемких нагревательных печей; намагничивание при этом -в зоне сканировани  лазерного луча осуществл етс  двум  соос- но расположенными катушками, вдоль оси которых движетс  лента электротехниче5 ской стали; низкотемпературное магнитоак- тивное фосфорсодержащее покрытие, наносимое на сталь на конечной стадии изготовлени , не только дополнительно улучшает ее магнитные свойства (снижает0 energy-intensive heating furnaces; the magnetization in this region of the laser beam scanning is carried out by two coaxially arranged coils, along the axis of which the electrical steel strip moves; The low-temperature magnetoactive phosphorus-containing coating applied to the steel at the final stage of manufacturing, not only additionally improves its magnetic properties (reduces

0 магнитные потери на 6-8%), но также обеспечивает электроизол цию пластин при сборке магнитопровода и выгодно снижает в 2 - 3 раза их восприимчивость к вредным сжимающим напр жени м, неизбежным0 magnetic losses of 6-8%), but also provides electrical insulation of the plates when assembling the magnetic core and advantageously reduces by 2–3 times their susceptibility to harmful compressive stresses, inevitable

5 при сборке магнитопровода.5 when assembling the magnetic circuit.

Высокие положительные результаты, полученные на высокотекстурованных (В2БОО 1,97 - 1,99 Тл) полосовых образцах высших марок стали 3407, 3408 заводской выплавки, прошедших начальные операцииHigh positive results obtained on highly-textured (B2BOO 1.97 - 1.99 T) strip samples of the highest grades of steel 3407, 3408 factory smelting, which underwent initial operations

изготовлени  (включа  высокотемпературный рекристаллизационный отжиг) по обычно прин той и опытной технологии в заводских услови х подтвердили перспективность применени  предлагаемого спосо- ба изготовлени  анизотропной электротехнической стали также в услови х заводского производства.Manufacturing (including high-temperature recrystallization annealing) according to generally accepted and experimental technology under factory conditions confirmed the promise of using the proposed method of manufacturing anisotropic electrical steel also under conditions of factory production.

Claims (4)

Формула изобретени  1. Способ изготовлени  анизотропной электротехнической стали, включающий гор чую прокатку, по крайней мере одну холодную прокатку, обезуглероживающий и рекристаллизационный отжиг, обработку поверхности лазером перпендикул рно на- правлению прокатки или под углом 30 - 90° к направлению прокатки с шириной отпечатка 0,1 - 1 мм и рассто нием между отпечатками 1-10 мм, отличающийс  тем, что, с целью снижени  магнитных потерь при сохранении высокого уровн  магнитнойClaim 1. Method of manufacturing anisotropic electrical steel, including hot rolling, at least one cold rolling, decarburizing and recrystallization annealing, laser surface treatment perpendicular to the rolling direction or at an angle of 30 - 90 ° to the rolling direction with a print width of 0 1 to 1 mm and a distance of 1-10 mm between prints, characterized in that, in order to reduce magnetic losses while maintaining a high level of magnetic индукции, обработку лазером провод т в магнитном поле напр женностью 8-20 кА/м (100 - 250 Э). ориентированном вдоль направлени  прокалки,induction, laser processing is carried out in a magnetic field with a strength of 8–20 kA / m (100-250 Oe). oriented along the direction of calcination, 2.Способ поп. 1,отличающийс  тем, что магнитное поле, ориентированное вдоль направлени  прокатки,  вл етс  знакопеременным полем, например промышленной частоты,2. Method pop. 1, characterized in that the magnetic field oriented along the rolling direction is an alternating field, such as an industrial frequency, 3.Способ поп. 1,отличающийс  тем, что магнитное поле, ориентированное вдоль направлени  прокатки,  вл етс  посто нным .3. Method pop. 1, characterized in that the magnetic field oriented along the rolling direction is constant. 4.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что после лазерного облучени  в магнитном поле на поверхность ленты наноситс  магиитоактивное фосфорсодержащее электроизол ционное покрытие при 520 - 460еС и выдержке 20 - 60 с в окислительной среде с последующим охлаждением до комнатной температуры.4. A method according to claim 1, characterized in that after laser irradiation in a magnetic field, a magnetoactive phosphorus-containing electrically insulating coating is applied to the surface of the tape at 520 - 460 ° C and a shutter speed of 20 - 60 s in an oxidizing medium, followed by cooling to room temperature. Таблица 1Table 1 Условна  плотность облучени  ч-6 Дж/см2Conventional irradiation density h-6 J / cm2 Промежутки между отпечатками 1 - 10 мм (лучше ч мм)Intervals between prints 1 - 10 mm (better h mm) Мал эффект снижени  Эффект снижени  маг- магнитных потерь дл  нитных потерь достига- всех марок анизотроп- ет насыщени  и начина- ных сталейет уменьшатьс  дл Small effect of reducing The effect of reducing magnetic losses for nitric losses is reached; all grades of anisotropic saturation and early steels decrease for все марок сталей; катастрофически снижаетс  индукци all steel grades; induction decreases dramatically Возрастает гистерезис- Мал эффект снижени  вих- на  составл юща  Mai- ретоковых потерь в мелко- нитных потерь; затруд- зернистых поликристал- нено сканирование луча лах на движущейс  лентеThe hysteresis-small effect of the decrease in the vortex component of the Mai-current losses in the fine-grained losses increases; difficult grained polycrystalline scanning of rays on a moving tape отпечатков ммprints mm нность магнитно8-20 кА/м 50 Э)Magnitnost8-20 kA / m 50 E) Затруднена фокусировка луча; мала ширина деформированной облучением зоны дл  формировани  -полного замыкани  магнитного потока ферромагнетика . вблизи нееDifficult focusing beam; small width of the deformed irradiation zone to form a full-closure of the magnetic flux of a ferromagnet. near her Малы эффекты дестабилизации доменных границ ( в переменном поле) и создани  индуцированной анизотропии (в посто нном поле )Small effects of destabilization of domain boundaries (in an alternating field) and creation of induced anisotropy (in a constant field) Значительна  ширина деформированной зоны облучени  катастрофически снижает величину магнитной индукции и увеличивает коэрцитивную силу и гистерезис- ную составл ющую магнитных потерьThe significant width of the deformed irradiation zone catastrophically reduces the magnitude of the magnetic induction and increases the coercive force and the hysteresis component of the magnetic losses. Эффекты снижени  магнитных потерь и роста магнитной индукции уменьшаютс  и достигают насыщени ; велики дополнительные энергозатраты . The effects of reducing magnetic losses and increasing magnetic induction are reduced and reach saturation; high energy costs. Таблица 3Table 3