WO2020045796A1 - 방향성 전기강판 및 그 자구미세화 방법 - Google Patents

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thermal shock
electrical steel
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grain
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박종태
김우신
김창호
박현철
이원걸
권오철
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    • C21D2201/00Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05Grain orientation

Definitions

  • the present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet and a method of micronizing the same. More specifically, the present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet and a method for fine-grained magnetizing which can reduce the thermal shock and improve the iron loss by combining the permanent-magnetizing and temporal softening methods.
  • oriented electrical steel sheet is used as iron core material of electromagnetic products such as transformers, in order to improve energy conversion efficiency by reducing power loss of equipment, it is required to have high iron loss of iron core material and high spot ratio for lamination and winding. .
  • a grain-oriented electrical steel sheet refers to a functional steel sheet having an aggregate structure (also referred to as “Goss Texture”) in which secondary recrystallized grains are oriented in the ⁇ 110 ⁇ ⁇ 001> direction in the rolling direction through hot rolling, cold rolling, and annealing processes.
  • the magnetic domain micronization method As a method of lowering the iron loss of a grain-oriented electrical steel sheet, the magnetic domain micronization method is known. In other words, the magnetic domains are scratched or energized to refine the size of the large magnetic domains of the grain-oriented electrical steel sheet. In this case, when the magnetic domain is magnetized and its direction is changed, the energy consumption can be reduced than when the magnetic domain is large.
  • the etching method forms grooves (grooves) on the surface of the steel sheet by selective electrochemical reactions in solution, which makes it difficult to control the shape of the grooves and to secure the iron loss characteristics of the final product uniformly in the width direction.
  • the acid solution used as a solvent has a disadvantage that is not environmentally friendly.
  • the method of permanent permanent magnetization by roll is to improve the iron loss by processing protrusions on the roll and pressurizing the roll or plate to form grooves having a certain width and depth on the surface of the plate and then annealing them to partially recrystallize the bottom of the groove.
  • the roll method has the disadvantages of stability of machining, reliability and difficulty in obtaining stable iron loss according to thickness, and complicated process, and deterioration of iron loss and magnetic flux density characteristics immediately after groove formation (before stress relaxation annealing).
  • the permanent magnetization method using a laser employs a method of irradiating a high power laser to a surface of an electrical steel sheet moving at high speed and forming a groove (# 00 6) accompanied by melting of the base by laser irradiation.
  • a groove # 00 6
  • Temporal microfineness does not try to irradiate the laser with a certain intensity because current technology focuses on not applying the coating once more after applying the laser in the coated state. If it is applied above a certain amount, it is difficult to exert the tension effect due to damage of the coating.
  • a grain-oriented electrical steel sheet and a method of micronizing thereof is provided. Specifically, it is an object of the present invention to provide a grain-oriented electrical steel sheet and its magnetic micronization method capable of improving iron loss and reducing the amount of thermal shock by combining the permanent magnetic micronization method and the temporary magnetic micronization method.
  • Directional electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention, one side or both sides of the electrical steel sheet, the linear groove formed in the direction crossing the rolling direction; And linear thermal shock portions formed on one surface or both surfaces of the electrical steel sheet in a direction crossing the rolling direction.
  • a plurality of grooves and thermal shock parts are formed along the rolling direction, and the spacing between the grooves and the thermal shock parts 2) is 0.2 to 0.5 times the spacing between the grooves 1).
  • the spacing between thermal shocks ⁇ 3) is 0.2 to 3.0 times the spacing between grooves 0) 1).
  • the distance between the grooves (1) and (1) is 2 to 15. 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • the spacing 2) is subtracted from 0.45 to 7.5, and the spacing 3 between thermal shocks may be 2.5 to 25 ä.
  • the groove and the thermal shock part may be formed on one surface of the steel sheet.
  • the groove may be formed on one surface of the steel sheet, and the thermal shock portion may be formed on the other surface of the steel sheet.
  • the spacing between the thermal shock parts 3) may be 0.2 to 0.4 times the spacing between the grooves 1).
  • the spacing between thermal shocks # 3) may be 2 to 2.8 times the spacing between grooves (1) 1).
  • the depth of the groove may be 3 to 5% of the steel sheet thickness.
  • the thermal shock part may have a Vickers hardness word of 0 to 120 with a steel plate surface on which the thermal shock part is not formed.
  • the solidified alloy layer may have a thickness of 0.1 ⁇ 3 ⁇ 3_.
  • It may include an insulating coating layer formed on top of the groove.
  • the longitudinal direction and the rolling direction of the groove and the thermal shock part may form an angle of 75 to 88 ° .
  • Grooves and thermal shock parts may be formed intermittently in two to ten along the rolling vertical direction of the steel sheet.
  • a method for fine-magnetizing a grain-oriented electrical steel sheet comprising: preparing a grain-oriented electrical steel sheet; Irradiating a laser beam in a direction crossing the rolling direction on one or both surfaces of the grain-oriented electrical steel sheet to form a linear groove; And irradiating a laser beam in a direction crossing the rolling direction on one or both surfaces of the grain-oriented electrical steel sheet to form a linear thermal shock portion.
  • the gap between the groove and the thermal shock portion 2) is 0.2 to 0.5 of the gap 0) 1) between the grooves
  • the spacing between the thermal shock parts 3) is 0.2 to 3.0 times the spacing between the grooves 0) 1).
  • the energy density of the laser is 0.5 to 2 ä 2
  • the energy density of the laser in the forming of the thermal shock part may be 0.02 to 0.2 ′′.
  • the beam length in the vertical direction of the steel sheet rolling of the laser may be 50 to 750 / pae, and the width of the laser in the rolling direction of the steel sheet may be 10 to 30_.
  • the hem length in the vertical direction of the steel sheet rolling of the laser is 1, 000 to 15, 000 /, the beam width in the steel sheet rolling direction of the laser may be 80 to 300 _.
  • the method may further include forming an insulating coating layer on the surface of the steel sheet. After forming the groove, the step of forming an insulating coating layer on the surface of the steel sheet can be performed.
  • the step of forming the thermal shock portion can be performed.
  • the permanent magnetic micronization method by combining the permanent magnetic micronization method and the temporary magnetic micronization method, it is possible to improve the iron loss and reduce the amount of thermal shock.
  • the permanent magnetic micronization method by combining the permanent magnetic micronization method and the temporary magnetic micronization method, it is possible to miniaturize the magnetic domain to the minimum size.
  • by combining the permanent micronized method and the temporary micronized method it is possible to maximize the corrosion resistance by minimizing the damage of the insulation coating.
  • FIG. 1 is a schematic view of the cross-section 01) surface of a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the rolled surface (surface) of the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic view of a cross-section (11) surface of a grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a rolled surface ( ⁇ ) surface of a grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a groove according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the shape of a laser beam according to an embodiment of the present invention. 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers and / or sections, but are not limited to these. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first portion, component, region, layer or section described below may be referred to as the second portion, component, region, layer or section without departing from the scope of the invention.
  • 1 and 2 show a schematic view of the grain-oriented electrical steel sheet 10 micronized by one embodiment of the present invention.
  • the grain-oriented electrical steel sheet 10 according to an embodiment of the present invention on one surface 11 or both surfaces 11, 12 of the electrical steel sheet, 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • Linear grooves 20 formed in a direction intersecting with the rolling direction 0 ⁇ direction; And a linear thermal shock portion 30 formed on one surface 11 or both surfaces 11, 12 of the electrical steel sheet in a direction crossing the rolling direction.
  • the groove 20 and the thermal shock portion 30 are formed in plural along the rolling direction, and the spacing word 2 between the groove 20 and the thermal shock portion 30 is a distance (1) 1 between the grooves 20.
  • the spacing between thermal shocks 3) is 0.2 to 3.0 times the spacing between grooves.
  • the magnetic domain can be miniaturized to a minimum size, as a result can be improved iron loss.
  • the temperature in the vicinity rises very high.
  • the laser for forming the thermal shock portion 30 is irradiated in this vicinity, the periphery of the groove 20 receives heat and thermal shrinkage occurs at any time. Due to heat shrinkage, tensile stress acts on the steel sheet 10. As a result, this tension reduces the size of the domains.
  • the free surface generated by the formation of the groove 20 generates a static magnetic energy surface charge to create a closed curve, two effects by different mechanisms are formed at the same time, the iron loss is additionally due to the synergy of the two effects Will decrease.
  • the groove 20 can be formed to reduce thermal shock due to the formation of a large amount of the thermal shock portion 30, and the thermal shock portion 30 can be formed to prevent damage to the insulating coating layer 50 to maximize corrosion resistance. can do.
  • the interval between the grooves 20 is denoted by this
  • the interval between the grooves 20 and the thermal shock portion 30 is denoted by
  • the interval between the thermal shock portions 30 is indicated by way of example.
  • the gap is defined based on the center line of the groove 20 and the thermal shock part 30. .
  • the grooves 20 and the thermal shocks 30 are substantially parallel, but if they are not parallel, the nearest position is viewed at intervals.
  • the total value of the average values of the intervals 0) 1, 02, 03), that is, the intervals 0) 1, 02, 03) is totaled. The value divided by may satisfy the above range.
  • the spacing word 2) between the groove 20 and the thermal shock part 30 is 0.2 to 0.5 times the spacing 0) 1) between the grooves 20.
  • the spacing 2 between the groove 20 and the thermal shock part 30 properly controls the spacing 0) 1) between the grooves 20, thereby maximizing the density of spike domains formed in the unit area to maximize the iron loss improvement effect.
  • the spacing between the grooves 20 and the thermal shock portion 30 is 0.22 to 0.3 times the spacing (1) 1 between the grooves 20.
  • the spacing word 3) between the thermal shock parts is 0.2 to 3.0 times the spacing between the grooves (1) 1). If the gap between thermal shocks is too large (3), rather than the additional reduction effect of the intended iron loss, it may create a bad domain (which does not form a spike domain that can smoothly move the domain), which may be a factor that inhibits the loss of iron loss. have. If the distance between the thermal shock portion 3) is too small, there may be a problem that the iron loss improvement effect can not be secured despite the ease of movement of the magnetic domain due to spike magnetic domain formation.
  • the distance between the grooves) 1) may be 2 to 15, the distance between the grooves and the thermal shock parts may be 0.45 to 7.5ä, and the spacing word 30 between the thermal shock parts may be 2.5 to 25ä.
  • the spacing 0) 1) between the grooves and the spacing word 3) between the thermal shock parts may be constant in the entire electrical steel sheet. Specifically, the spacing 0) 1) between all grooves in the entire electrical steel sheet and the spacing word 3) between the thermal shock parts may correspond to within 10% of the spacing between the average grooves (1) 1) and the spacing between the average thermal shock parts 3).
  • the groove 20 and the thermal shock part 30 are formed on one surface 11 of the steel sheet, but are not limited thereto.
  • the groove 20 may be formed on one surface 11 of the steel sheet, and the thermal shock portion 30 may be formed on the other surface 12 of the steel sheet.
  • the distance between the groove 20 and the thermal shock part 30 is the imaginary line and the thermal shock part based on the imaginary line on which the groove 20 is symmetrically centered on the thickness of the steel sheet and projected onto the other surface. It is defined as the spacing word 2) of (30). Except that the thermal shock portion 30 is formed on the other surface 12, the same as described in the embodiment of the present invention, duplicate description thereof will be omitted.
  • 1 to 3 illustrate an example in which one thermal shock part 30 is formed in the gap 0) 1) between grooves, that is, / is about 1, but is not limited thereto.
  • the spacing word 3) between the thermal shock parts may be 0.2 to 0.5 times the spacing 0 ) 1) between the grooves.
  • the average value of each interval 0 ) 1, i) may satisfy the above-mentioned range.
  • the spacing between the grooves 20 and the thermal shock portion 30 may be 0.2 to 0.4 times the spacing (1) 1 between the grooves (). For example, if four thermal shocks 30 are formed in a gap 0) 1) between grooves 3 / 0.25, and each interval 2 is 0.25 times, 0.5 times, 0.25 times, 0 times, The mean ⁇ is 0.25 times that.
  • the spacing 3) between the thermal shock parts may be 2 to 2.8 times the spacing between grooves (1) 1).
  • the groove 20 means a portion where a part of the surface of the steel sheet is removed by laser irradiation.
  • the shape of the groove 20 is represented by a wedge shape, but this is merely an example, and may be formed in various shapes such as a rectangle, a trapezoid, a II, a semicircle, and the like.
  • FIG. 5 the schematic diagram of the groove 20 by one Example of this invention is shown.
  • the depth 3 ⁇ 4 of the groove 20 may be 3 to 5% of the steel sheet thickness. If the depth of the groove (3 ⁇ 4) is too shallow, it is difficult to obtain an adequate iron loss improvement effect. If the depth of the groove (3 ⁇ 4) is too deep, the strong laser irradiation causes a significant change in the tissue properties of the steel sheet 10 or forms a large amount of heel up and spatter to 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • the depth of the groove 20 can be controlled in the above-described range.
  • the solidification alloy layer 40 formed under the groove 20 may be included, and the solidification alloy layer 40 may have a thickness of 0.1_ to 3_.
  • the thickness of the solidified alloy layer 40 By properly controlling the thickness of the solidified alloy layer 40, only the spike domains (3) 3 6 (10111 ⁇ 11) are formed in the grooves after the final insulating coating without affecting the secondary recrystallization. 40) If the thickness is too thick, it affects the recrystallization in the first recrystallization, so the goose density of the second recrystallization after the second recrystallization annealing is inferior.
  • the solidified alloy layer contains recrystallization with an average particle diameter of 1 to 10_ and is distinguished from other steel plate parts.
  • an insulating coating layer 50 may be formed on the groove 20.
  • the longitudinal direction and the rolling direction (13 ⁇ 4) of the groove 20 and the thermal shock part 30 are shown to form a right angle, but is not limited thereto.
  • the longitudinal direction and the rolling direction of the groove 20 and the thermal shock portion 30 may form an angle of 75 to 88 ° .
  • it can contribute to improving the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet.
  • the groove 20 and the thermal shock part 30 are shown to be formed continuously along the rolling vertical direction 13), but is not limited thereto.
  • the grooves 20 and the thermal shock parts 30 may be formed intermittently in the range of 2 to 10 along the direction of the rolling vertical direction 01) of the steel sheet. When intermittently formed, it can contribute to improving the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet.
  • the thermal shock portion 30 is indistinguishable from other steel plate surfaces in appearance.
  • the thermal shock portion 30 is a portion which is etched in a groove shape when immersed for 10 minutes or more at a concentration of 5% or more of hydrochloric acid, and is distinguishable from other steel plate surface portions.
  • the thermal shock unit 30 can be distinguished from the surface of the steel sheet on which the groove 20 or the thermal shock unit 30 is not formed, in terms of a Vickers hardness of 10 to 120.
  • the method can measure the hardness of the thermal shock portion and the portion not subjected to thermal shock with a small hardness by the nanoindenter, that is, the nano-Vickers hardness word ⁇ 0. 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • a method of finely graining a grain-oriented electrical steel sheet includes preparing a grain-oriented electrical steel sheet 10; Irradiating a laser in a direction intersecting with one or both surfaces of the grain-oriented electrical steel sheet 10 in the rolling direction 0 company) to form a groove 20; And irradiating a laser beam in one or both surfaces of the grain-oriented electrical steel sheet 10 in a direction intersecting with the rolling direction 0 ⁇ direction to form the thermal shock portion 30.
  • the directional electrical steel sheet to be the target of the magnetic domain micronization can be used without limitation.
  • the effect of the present invention is expressed regardless of the alloy composition of the grain-oriented electrical steel sheet. Therefore, detailed description of the alloy composition of the grain-oriented electrical steel sheet will be omitted.
  • the grain-oriented electrical steel sheet may use a grain-oriented electrical steel sheet rolled from the slab to a predetermined thickness through hot rolling and hot rolling.
  • the groove 20 is formed by irradiating a laser in a direction intersecting the one surface 11 of the grain-oriented electrical steel sheet with the rolling direction (Ogang) direction).
  • the energy density ⁇ of the laser may be 0.5 to / ä 2 . If the energy density is too small, the grooves 20 of appropriate depth are not formed and it is difficult to obtain the iron loss improving effect. On the contrary, even when the energy density is too large, the grooves 20 of too thick depth are formed, and it is difficult to obtain the iron loss improving effect.
  • 6 shows a schematic diagram of the shape of a laser beam. In the step of forming the groove, if the beam length ( ⁇ ) of the beam length (the direction of the steel sheet rolling vertical direction 01 ) of the laser is 50 to 750. The time to be irradiated is too short to form an appropriate groove, and it is difficult to obtain an iron loss improving effect.
  • Beam width in the steel sheet rolling direction 0® direction of the laser may be 10 to 30_. If the width is too short or long, the width of the groove 20 may be short or long, and an appropriate magnetic domain refinement effect may not be obtained.
  • the angular shape is illustrated as an elliptical shape, but is not limited to a spherical shape or a rectangular shape.
  • a laser having an output of lkW to 100 kW may be used, and a laser of Gaussian Mode, Single Mode, and Fundamental Gaussian Mode may be used. It is a TEMoo shaped beam and the M2 value can have a value in the range of 1.0 to 1.2.
  • one or both surfaces of the grain-oriented electrical steel sheet 10 are irradiated with a laser in a direction crossing the rolling direction (RD direction) to form the thermal shock portion 30.
  • the forming of the grooves 20 and the forming of the thermal shock portion 30 may be performed without any time line or a later limitation. Specifically, after the forming of the groove 20, the thermal shock portion 30 may be formed. In addition, the groove 20 may be formed after the step of forming the thermal shock part 30. It is also possible to form the groove 20 and the thermal shock portion 30 at the same time.
  • the energy density (Ed) of the laser can be 0.02 to 0.2 J / mm 2 . If the energy density is too small, an appropriate thermal shock portion 30 is not formed, and it is difficult to obtain an iron loss improving effect. On the contrary, when the energy density is too large, the surface of the steel sheet is damaged and it is difficult to obtain the iron loss improving effect.
  • the beam length L in the vertical direction (TD direction) of the steel sheet rolling of the laser is 1,000 to 15,000 _, and the beam width W in the steel sheet rolling direction (RD direction) of the laser. ) May be from 80 to 300.
  • the method for fine-magnetizing the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention may further include forming an insulating coating layer.
  • the forming of the insulating coating layer may be included after preparing the grain-oriented electrical steel sheet, after forming the groove, or after forming the thermal shock part. More specifically, it may be included after the step of forming the groove. After forming the grooves, there is an advantage in that the insulating coating may be performed only once when forming the insulating coating layer. After forming the insulating coating layer, the step of forming the thermal shock portion may be performed. Since thermal shock does not damage the insulating coating layer, the damage of the insulating coating layer is minimized, Corrosion resistance can be maximized.
  • the method of forming the insulating coating layer can be used without particular limitation, and for example, the insulating coating layer can be formed by applying an insulating coating solution containing phosphate.
  • the insulating coating solution it is preferable to use a coating solution containing colloidal silica and metal phosphate.
  • the metal phosphate may be A1 phosphate, Mg phosphate, or a combination thereof, and the content of Al, Mg, or a combination thereof relative to the weight of the insulating coating solution may be 15% by weight or more.
  • the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto. Experimental Example 1 Groove and Thermal Shock Spacing
  • the rolled oriented electrical steel sheet of thickness 0.30mm was prepared.
  • a continuous wave laser of Gaussian mode of l.OkW was irradiated to the electrical steel sheet to form grooves having an RD direction and a 86 ° angle.
  • the width (W) of the laser beam was 20 / mi, the length of the laser beam (nee / 600 / im.
  • the energy density of the laser was 1.5 J / ⁇ 2 , and the depth of the groove was 12 ,.
  • Grooves were formed at intervals D1 between the grooves summarized in Table 1 below, and an insulating coating was formed.
  • the thermal shock part was formed by irradiating a continuous wave laser of Gaussian an mode of OkW.
  • the width of the laser beam (the 200 / m, the length of the laser beam (Needle is 10,000 // m.
  • the energy density of the laser was 0.16J / _ 2.
  • the thermal shock portion was formed by the distance between the grooves and the thermal shock parts (D2) and the thermal shock parts (D3) summarized in Table 1 below, and summarized in Table 1.
  • Table 1 shows the iron loss improvement rate and magnetic flux density degradation rate.
  • the iron loss improvement rate was calculated as (-3 ⁇ 4) / by measuring the iron loss (W 2 ) after the iron loss of the steel sheet (W and the laser was formed to form a thermal shock part after forming a groove by irradiating a laser).
  • the magnetic flux density (3 ⁇ 4) of the electrical steel sheet after the formation of the grooves by laser irradiation and the thermal shock part were formed by irradiation of the laser, and the magnetic flux density (3 ⁇ 4) was measured and calculated as (3 ⁇ 4-3 ⁇ 4) /. 2020/045796 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/006218
  • the value of the magnetic flux density was measured in the iron loss value (room 17/50) in the case where the frequency is 503 ⁇ 4 when the 1.7 16 133.
  • the magnetic flux density was measured by the magnetic flux density value (3 ⁇ 4) in the case of magnetic flux density at a magnetization force of 80 / mi.
  • Comparative Example 1 which does not form a thermal shock portion and Comparative Example 2 having a ⁇ / tooth of 0.1 can confirm that the iron loss improvement rate and magnetic flux density degradation rate is inferior to the Example.
  • Experimental Example 2 03 / When less than 0.5
  • Experimental Example 1 was carried out in the same manner, so that 03 / teeth is 0.5 or less, a plurality of thermal shock lines were formed between the grooves.
  • the interval 0) 1) between the grooves was fixed at 10 ä.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 그루브; 및 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 열충격부를 포함한다. 그루브는 압연방향을 따라 복수개 형성되고, 그루브와 상기 열충격부 간의 간격(D2)은 그루브 간의 간격(D1)의 0.2 내지 0.5 배이고, 열충격부 간의 간격(D3)은 그루브 간의 간격(D1)의 0.2 내지 3.0 배이다.

Description

2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
【명세세
【발명의 명칭】
방향성 전기강판 및 그자구미세화 방법
【기술분야】
방향성 전기강판 및 그 자구미세화 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 영구자구미세화법 및 일시자구미세화법을 조합하여 , 철손을 개선함과 동시에 열충격량을 감소시킬 수 있는 방향성 전기강판 및 그의 자구미세화 방법에 관한 것이다.
【발명의 배경이 되는 기술】
방향성전기강판은 변압기 등의 전자기제품의 철심재료로 사용되기 때문에 기기기의 전력손실을 줄임으로써 에너지 변환효율을 향상시키기 위해서는 철심소재의 철손이 우수하고 적층 및 권취시 점적율이 높은 강판이 요구된다.
방향성 전기강판은 열연, 냉연 및 소둔공정을 통해 2차재결정된 결정립이 압연방향으로 {110}<001> 방향으로 배향된 집합조직(일명 ”Goss Texture" 라고도 함)을 갖는 기능성 강판을 말한다.
방향성 전기강판의 철손을 낮추는 방법으로서, 자구미세화 방법이 알려져 있다. 즉 자구를 스크레치나 에너지적 충격을 주어서 방향성 전기강판이 가지고 있는 큰 자구의 크기를 미세화 시키는 것이다. 이 경우 자구가 자화되고 그 방향이 바뀔 때 에너지적 소모량을 자구의 크기가 컸을 때 보다 줄일 수 있게 된다. 자구미세화 방법으로는 열처리 후에도 개선효과유지되는 영구자구미세화와그렇지 않은 일시자구미세화가 있다. 회복 (Recovery)이 나타나는 열처리 온도 이상의 응력완화열처리 후에도 철손개선 효과를 나타내는 영구자구미세화 방법은 에칭법, 롤법 및 레이저법으로 구분할 수 있다. 에칭법은 용액 내 선택적인 전기화학반응으로 강판 표면에 홈(그루브, groove)을 형성시키기 때문에 홈 형상을 제어하기 어렵고, 최종 제품의 철손특성을 폭 방향으로 균일하게 확보하는 것이 어렵다. 더불어, 용매로 사용하는 산용액으로 인해 환경친화적이지 못한단점을 갖고 있다.
롤에 의한 영구자구미세화방법은 롤에 돌기모양을 가공하여 롤이나 판을 가압함으로써 판 표면에 일정한 폭과 깊이를 갖는 홈을 형성한 후 소둔함으로써 홈 하부의 재결정을 부분적으로 발생시키는 철손 개선효과를 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
나타내는 자구미세화기술이다 . 롤법은 기계가공에 대한 안정성, 두께에 따른 안정적인 철손 확보를 얻기 힘든 신뢰성 및 프로세스가 복잡하며, 홈 형성 직후(응력완화소둔전) 철손과 자속밀도 특성이 열화되는 단점을 갖고 있다.
레이저에 의한 영구 자구미세화 방법은 고출력의 레이저를 고속으로 이동하는 전기강판 표면부에 조사하고 레이저 조사에 의해 기지부의 용융을 수반하는 그루브(奸00 6) 를 형성시키는 방법을 사용한다. 그러나, 이러한 영구자구미세화 방법도자구를 최소크기로 미세화시키기는 어렵다.
일시자구미세화의 경우 코팅된 상태에서 레이저를 가한 후 코팅을 한번 더 하지 않는 것에 현재 기술은 집중하고 있기 때문에 레이저를 일정 이상의 강도로 조사하려 하지 않는다. 일정 이상으로 가할 경우 코팅의 손상으로 인해 장력 효과를 제대로 발휘하기 어렵기 때문이다.
영구자구미세화의 경우 홈을 파서 정자기에너지를 받을 수 있는 자유전하 면적을 넓히는 것이기 때문에 최대한 깊은 홈 깊이가 필요하다. 물론 깊은 홈깊이로 인하여 자속밀도의 저하 등의 부작용 또한 발생한다. 그렇기 때문에 자속밀도 열화를 줄이기 위해서 적정 홈깊이로 관리하게 된다.
【발명의 내용】
【해결하고자하는 과제】
방향성 전기강판 및 그의 자구미세화 방법을 제공한다. 구체적으로, 영구자구미세화법 및 일시자구미세화법을 조합하여, 철손을 개선함과 동시에 열충격량을 감소시킬 수 있는 방향성 전기강판 및 그의 자구미세화 방법을 제공하는 것을목적으로 한다.
【과제의 해결 수단】
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판은 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 그루브; 및 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 열충격부를포함한다.
그루브 및 열충격부는 압연방향을 따라 복수개 형성되고, 그루브와 열충격부 간의 간격이2)은그루브 간의 간격(1)1)의 0.2내지 0.5배이다. 열충격부 간의 간격如3)은 그루브 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 3.0 배이다.
그루브 간의 간격(1)1)이 2 내지 15·이고, 그루브와 열충격부 간의 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
간격犯2)은 0.45 내지 7.5 빼이고, 열충격부 간의 간격犯3)은 2.5 내지 25ä 일 수 있다.
그루브 및 열충격부는 강판의 일면에 형성될 수 있다.
그루브는 강판의 일면에 형성되고, 열충격부는 강판의 타면에 형성될 수 있다.
열충격부 간의 간격이3)은 그루브 간의 간격(1)1)의 0.2 내지 0.4 배일 수 있다.
열충격부 간의 간격犯3)은 그루브 간의 간격(1)1)의 2 내지 2.8 배일 수 있다.
그루브의 깊이는 강판두께의 3 내지 5%일 수 있다.
열충격부는 열충격부가 형성되지 않은 강판 표면.과 10 내지 120의 비커스 경도어\0 차이를 가질 수 있다.
그루브의 하부에 형성된 응고합금층을 포함하고, 응고합금층은 두께가 0. 1 !내지 3_일 수 있다.
그루브의 상부에 형성된 절연피막층을포함할수 있다.
그루브 및 열충격부의 길이 방향과 압연방향은 75 내지 88° 의 각도를 이룰수 있다.
그루브 및 열충격부는 상기 강판의 압연 수직 방향을 따라 2개 내지 10개 단속적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 방향성 전기강판을 준비하는 단계; 방향성 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 선상의 그루브를 형성하는 단계; 및 방향성 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 선상의 열충격부를 형성하는 단계를 포함한다.
그루브를 형성하는 단계 및 열충격부를 형성하는 단계를 복수회 수행하여, 그루브 및 열충격부를 압연방향을 따라 복수개 형성하고, 그루브와 열충격부 간의 간격이2)은 그루브 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 0.5 배가 되고, 열충격부 간의 간격어3)은 그루브 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 3.0 배가되도록 형성한다.
그루브를 형성하는 단계에서, 레이저의 에너지 밀도는 0.5 내지 2 ä2이고, 상기 열충격부를 형성하는 단계에서 레이저의 에너지 밀도는 0.02 내지 0.2 " 일 수 있다. 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
그루브를 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 강판 압연 수직 방향의 빔 길이가 50 내지 750 /페이고, 상기 레이저의 강판 압연 방향의 범 폭이 10 내지 30 _일 수 있다.
열충격부를 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 강판 압연 수직 방향의 범 길이가 1 , 000 내지 15 , 000 / 이고, 상기 레이저의 강판 압연 방향의 빔 폭이 80내지 300 _일 수 있다.
강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는 단계를 더 포함할수 있다. 그루브를 형성하는 단계 이후, 강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는 단계를수행할수 있다.
강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는 단계 이후, 열충격부를 형성하는 단계를수행할수 있다.
【발명의 효과】
본 발명의 일 구현예에 따르면, 영구자구미세화법 및 일시자구미세화법을 조합하여, 철손을 개선함과 동시에 열충격량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 영구자구미세화법 및 일시자구미세화법을조합하여, 자구를 최소크기로 미세화시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 영구자구미세화법 및 일시자구미세화법을 조합하여 , 절연 코팅증의 손상을 최소화함으로써 , 내식특성을극대화할수 있다.
【도면의 간단한설명】
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 단면 01)면)의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 압연면( 면)의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 단면(11)면)의 모식도이다.
도 4은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 압연면(班)면)의 모식도이다.
도 5는본 발명의 일 실시예에 의한그루브의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저 범의 형상을 나타낸 모식도이다. 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
【발명을실시하기 위한구체적인 내용】
제 1, 제 2 및 제 3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제 1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제 2부분, 성분, 영역, 층또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에” 또는 '’상에” 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 ’’바로 위에’’ 있다고 언급하는 경우, 그사이에 다른부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는실시예에 한정되지 않는다 . 도 1 및 도 2에서는 본 발명의 일 실시예에 의해 자구미세화된 방향성 전기강판 ( 10)의 모식도를 나타낸다.
도 1 및 도 2에서 나타나듯이, 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판 (10)은 전기강판의 일면 ( 11) 또는 양면 (11, 12)에, 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
압연방향 0®방향)과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 그루브 (20) ; 및전기강판의 일면 (11) 또는 양면 ( 11 , 12)에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 열충격부 (30)를포함한다.
그루브 (20) 및 열충격부 (30)는 압연방향을 따라 복수개 형성되고, 그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격어2)은 그루브 (20) 간의 간격 (1)1)의
0.2 내지 0.5 배이고, 열충격부 간의 간격어3)은 그루브 간의 간격 (아)의 0.2내지 3.0 배이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 그루브 (20) 및 열충격부 (30)를 동시에 형성하여, 자구를 최소 크기로 미세화시킬 수 있고, 그 결과 철손을 개선할 수 있다. 레이저로 그루브 (20)를 형성시 쇳가루가 발생할 만큼 강한 에너지가 집속되기 때문에 부근의 온도는 매우 높이 상승하게 된다. 이 부근에 열충격부 (30) 형성을 위한 레이저를 조사하게 되면, 그루브 (20) 주변부는 열을 받게 되고 넁각시 열 수축이 일어나게 된다. 열 수축으로 인해서 강판 (10)에 인장응력이 작용하게 된다. 결과적으로 이러한 장력은 자구의 크기를 감소시키게 된다. 또한, 그루브 (20) 형성으로 인해 발생된 자유면은 폐곡선을 만들기 위해서 정자기 에너지적 표면 전하를 생성하게 되고, 다른 기작에 의한 두 효과가 동시에 형성되고, 두 가지 효과의 시너지로 철손이 추가로 감소하게 된다.
특히, 그루브 (20)를 형성하여, 열충격부 (30)의 다량 형성으로 인한 열충격을 감소시킬 수 있고, 열충격부 (30)를 형성하여, 절연 코팅층 (50)의 손상을 방지하여 내식특성을극대화할수 있다.
도 1에서는 그루브 (20) 간의 간격을 이으로 표시하였고, 그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격을 로 표시하였고, 열충격부 (30) 간의 간격을예로표시하였다.
도 1과 같이, 복수의 그루브 (20) 및 복수의 열충격부 (30)가 형성된 경우, 임의의 그루브 (20) 및 그 임의의 그루브 (20)와 가장 가까운 그루브 (20)를 그루브 간의 간격 (1)1)으로 정의한다. 또한, 임의의 열충격부 (30)와 가장 가까운 그루브 (20)를 열충격부와 그루브 간의 간격어2)로 정의한다. 또한, 임의의 열충격부 (30)와 가장 가까운 열충격부 (30)를 열충격부 간의 간격이3)로 정의한다.
또한 본 발명의 일 실시예에서 그루브 (20) 및 열충격부 (30)에 압연방향 0 방향)으로 두께가 존재하므로, 그루브 (20) 중심선과 열충격부 (30)의 중심선을 기준으로 간격을 정의한다. 또한, 본 발명의 일 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
실시예에서 그루브 (20) 및 열충격부 (30)는 실질적으로 평행하나, 평행하지 않은 경우, 가장 가까운 위치를 간격으로 본다. 또한, 복수의 그루브 (20) 및 복수의 열충격부 (30)가 형성된 경우, 각각의 간격 0)1, 02, 03)의 평균 값, 즉 간격 0)1, 02, 03)의 총합을 전체 개수로 나눈 값이 전술한 범위를 만족할수 있다.
그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격어2)은 그루브 (20) 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 0.5 배이다. 그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격的2)은 그루브 (20) 간의 간격 0)1)을 적절히 제어함으로써, 단위 면적 내에 형성되는 스파이크 도메인의 밀도를 극대화하여 철손 개선 효과를 극대화 할 수 있다. 더욱 구체적으로 그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격 (敗)은그루브 (20) 간의 간격 (1)1)의 0.22내자 0.3 배이다.
도 1에서는 그루브 (20) 사이에 열충격부 (30)가 한 개 형성된 경우, 즉 /이이 1인 경우를 나타내었으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 열충격부 간의 간격어3)은그루브 간의 간격 (1)1)의 0.2내지 3.0배이다. 열충격부 간의 간격 ( 3)이 너무 클 경우, 의도한 철손의 추가 감소 효과 보다는 오히려 좋지 않은 자구 (자구 이동을 원활히 할 수 있는 스파이크 자구 형성이 되지 않아)를 만들어 철손 감소를 저해하는 요소가 될 수 있다. 열충격부 간의 간격이3)이 너무 작을 경우, 스파이크 자구형성에 의한 자구이동 용이성에도 불구하고 철손 개선 효과를 확보할 수 없는문제가발생할수 있다.
더욱 구체적으로, 그루브 간의 간격 )1)은 2 내지 15 이고, 그루브와 열충격부 간의 간격 (的)은 0.45 내지 7.5ä이고, 열충격부 간의 간격어30)는 2.5내지 25ä일 수 있다.
간격 (아, 敗, 03)가 너무 클 경우, 의도한 철손의 추가 감소 효과 보다는 자구 이동을 원활히 할 수 있는 스파이크 자구 형성이 되지 않아 철손 감소를 저해하는 요소가 될 수 있다. 간격 0)1,
Figure imgf000009_0001
03)가 너무 작을 경우, 스파이크 자구형성에 의한 자구이동 용이성에도 불구하고 레이저 조사에 의한 열영향부가 너무 커서 철손 개선 효과를 확보할 수 없는 문제가발생할수있다.
그루브 간의 간격 0)1) 및 열충격부 간의 간격어3)는 전체 전기강판 내에서 그 간격이 일정할 수 있다. 구체적으로 전체 전기강판 내의 모든 그루브 간의 간격 0)1) 및 열충격부 간의 간격어3)이 평균 그루브 간의 간격 (1)1) 및 평균 열충격부 간의 간격的3)의 10% 이내에 해당할 수 있다. 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
더욱 구체적으로 1% 이내에 해당할수 있다.
도 1 및 도 2에서는 그루브 (20) 및 열충격부 (30)가 강판의 일면 (11)에 형성된 것을 나타내었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨데, 도 3에서 나타나듯이, 그루브 (20)는 강판의 일면 (11)에 형성되고, 열충격부 (30)는 강판의 타면 ( 12)에 형성되는 것도 가능하다. 이 경우, 그루브 (20)와 열충격부 (30)의 간격的2)은 그루브 (20)를 강판의 두께 중심을 대칭으로 하여, 타면에 투영한 가상의 선을 기준으로, 그 가상의 선과 열충격부 (30)의 간격어2)으로 정의한다. 열충격부 (30)를 타면 (12)에 형성하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에서 설명한 것과 동일하므로, 중복되는설명을 생략한다.
도 1 내지 도 3에서는 그루브 간의 간격 0)1) 내에 1개의 열충격부 (30)가 형성되는 것 즉, /이이 약 1인 예를 나타내었으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예컨데, 도 4에서 나타나듯이, 此/이이 1보다 작은 경우도 가능하다. 더욱 구체적으로 열충격부 간의 간격어3)은 그루브 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 0.5 배일 수 있다. 이 경우, 전술한 것과 같이, 각각의 간격 0)1, 敗)의 평균 값이 전술한 범위를 만족할 수 있다. 더욱 구체적으로 그루브 (20)와 열충격부 (30) 간의 간격 (敗)은 그루브 ( ) 간의 간격 (1)1)의 0.2 내지 0.4 배가 될 수 있다. 예컨데, 그루브 간의 간격 0)1) 내에 4개의 열충격부 (30)가 형성犯3/이이 0.25)되고, 각각의 간격幻2)가 이의 0.25배, 0.5배, 0.25배, 0배인 경우, 계산되는 평균敗는이의 0.25배이다.
또한, 반대로 03/이이 1보다 큰 경우도 가능하다. 더욱 구체적으로 열충격부 간의 간격的3)은 그루브 간의 간격 (1)1)의 2 내지 2.8 배일 수 있다.
도 1에 나타나듯이, 그루브 (20)는 강판의 표면 일부가 레이저 조사에 의해 제거된 부분을 의미한다. 도 1에서는 그루브 (20)의 형상이 쐐기형으로 표현되어 있으나, 이는 일 예에 불과하고, 사각형, 사다리꼴형, II자형, 반원형, 형 등다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 그루브 (20)의 모식도를 나타낸다. 그루브 (20)의 깊이 (¾)는 강판 두께의 3 내지 5%일 수 있다. 그루브의 깊이 (¾)가 너무 얕으면, 적절한 철손 개선효과를 얻기 어렵다. 그루브의 깊이 (¾)가 너무 깊으면, 강한 레이저 조사로 인하여 강판 ( 10)의 조직 특성을 크게 변화시키거나, 다량의 힐업 및 스패터를 형성하여 자성을 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
열화시킬 수 있다. 따라서 전술한 범위로 그루브 (20)의 깊이를 제어할 수 있다.
도 5에 나타나듯이, 그루브 (20)의 하부에 형성된 응고합금층 (40)을 포함하고, 응고합금층 (40)은 두께가 0. 1_ 내지 3_일 수 있다. 응고합금층 (40)의 두께를 적절히 제어함으로써, 2차 재결정 형성에는 영향을 미치지 않고 최종 절연코팅 후 홈 부에 스파이크 도메인 (3]3 6 (10111^11)만을 형성하게 한다. 응고합금층 (40) 두께가 너무 두꺼우면, 1차 재결정시 재결정에 영향을 미치기 때문에 2차 재결정 소둔 후 2차 재결정의 고스 집적도가 열위함으로 2차 재결정 강판에 레이저 조사를 실시하여도 철손개선효과 특성을 확보하지 못할 수 있다. 응고합금층은 평균 입경이 1 내지 10_인 재결정을포함하며 , 다른 강판부분과구분된다.
도 5에 나타나듯이, 그루브 (20)의 상부에는 절연피막층 (50)이 형성될 수 있다.
도 2 및 도 4에서는 그루브 (20) 및 열충격부 (30)의 길이 방향과 압연방향 (1¾)방향)이 직각을 형성하는 것으로 나타나 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨데, 그루브 (20) 및 열충격부 (30)의 길이 방향과 압연방향은 75 내지 88° 의 각도를 이룰 수 있다. 전술한 각도를 형성할 시, 방향성 전기강판의 철손을 개선하는 데에 기여할수 있다.
도 2 및 도 4에서는 그루브 (20) 및 열충격부 (30)가 압연 수직 방향 13방향)을 따라 연속적으로 형성된 것으로 나타나 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨데, 그루브 (20) 및 열충격부 (30)는 강판의 압연 수직 방향 01)방향)을 따라 2개 내지 10개 단속적으로 형성될 수 있다. 이처럼 단속적으로 형성할 시, 방향성 전기강판의 철손을 개선하는 데에 기여할수 있다.
열충격부 (30)는 그루브 (20)와는 달리 외관상으로는 다른 강판 표면과 구별할 수 없다. 열충격부 (30)는 염산 농도 5%이상에서 10분 이상 침지시 홈형태로 식각되는 부분으로서, 다른 강판 표면 부분과 구별이 가능하다. 또는 열충격부 (30)는 그루브 (20)나 열충격부 (30)가 형성되지 않은 강판 표면과 10 내지 120의 비커스 경도 (:묘\0 차이를 갖는 점에서 구별이 가능하다. 이 때, 경도 측정 방법은 나노인덴터에 의한 미소경도로 열충격부와 열충격을 받지 않는 부위의 경도를 측정할 수 있다. 즉, 나노 비커스 경도어\0를 의미한다. 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 방향성 전기강판 (10)을 준비하는 단계; 방향성 전기강판 (10)의 일면 또는 양면에, 압연방향 0社)방향)과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 그루브 (20)를 형성하는 단계; 및 방향성 전기강판 ( 10)의 일면 또는 양면에, 압연방향 0®방향)과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 열충격부 (30)를 형성하는 단계를포함한다.
먼저 방향성 전기강판 ( 10)을 준비한다. 본 발명의 일 실시예에서는 자구미세화 방법 및 형성되는 그루브 (20) 및 열충격부 (30)의 형상에 그 특징이 있는 것으로서, 자구미세화의 대상이 되는 방향성 전기강판은 제한 없이 사용할 수 있다. 특히, 방향성 전기강판의 합금 조성과는 관계 없이 본 발명의 효과가 발현된다. 따라서, 방향성 전기강판의 합금 조성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서 방향성 전기강판은 슬라브로부터 열간 압연 및 넁간 압연을 통해 소정의 두께로 압연된 방향성 전기강판을 사용할 수 있다.
다음으로, 방향성 전기강판의 일면 ( 11)에, 압연방향 0江)방향)과 교차하는 방향으로 레이저를조사하여, 그루브 (20)를 형성한다.
이 때, 레이저의 에너지 밀도犯 는 0.5 내지 /ä2일 수 있다. 에너지 밀도가 너무 작은 경우, 적절한 깊이의 그루브 (20)가 형성되지 않고, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다. 반대로 에너지 밀도가 너무 큰 경우에도, 너무 두꺼운 깊이의 그루브 (20)가 형성되어, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다. 도 6에서는 레이저 빔의 형상에 대한 모식도를 나타내었다. 그루브를 형성하는 단계에서 , 레이저의 강판 압연 수직 방향 01)방향)의 빔 길이 (니가 50 내지 750 일 수 있다. 압연 수직 방향奸1)방향)의 빔 길이 (丄)가 너무 짧으면, 레이저가 조사되는 시간이 너무 짧아, 적절한 그루브를 형성할 수 없고, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다. 반대로 압연 수직 방향 01)방향)의 범 길이 (니가 너무 길면, 레이저가 조사되는 시간이 너무 길어, 너무 두꺼운 깊이의 그루브 (20)가형성되어, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다.
레이저의 강판 압연 방향 0®방향)의 빔 폭 )는 10 내지 30_일 수 있다. 범 폭 )이 너무 짧거나 길면, 그루브 (20)의 폭이 짧거나 길어지고, 적절한자구 미세화효과를 얻을수 없게 될 수 있다.
도 6에서는 범 형상을 타원형으로 나타내었으나, 구형, 혹은 직사각형 등 형상의 제한을 받지 않는다. 레이저로는 lkW 내지 100 kW출력을 갖는 레이저를사용할 수 있으며, Gaussi an Mode, Single Mode, Fundamental Gaussian Mode의 레이저를 사용할 수 있다. TEMoo 형태 빔이며, M2값은 1.0 내지 1.2 범위 값을 가질 수 있다. 다음으로, 방향성 전기강판 (10)의 일면 또는 양면에, 압연방향 (RD방향)과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 열충격부 (30)를 형성한다.
전술한, 그루브 (20)를 형성하는 단계 및 열충격부 (30)를 형성하는 단계는 시간 선, 후의 제한 없이, 수행될 수 있다. 구체적으로, 그루브 (20)를 형성하는 단계 이후, 열충격부 (30)를 형성할 수 있다. 또한 열충격부 (30)를 형성하는 단계 이후, 그루브 (20)를 형성할 수 있다. 또한, 그루브 (20) 및 열충격부 (30)를동시에 형성하는 것도가능하다.
열충격부 (30)를 형성하는 단계에서, 레이저의 에너지 밀도 (Ed)는 0.02 내지 0.2 J/mm2일 수 있다. 에너지 밀도가 너무 작은 경우, 적절한 열충격부 (30)가 형성되지 않고, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다. 반대로 에너지 밀도가 너무 큰 경우, 강판 표면이 손상되어, 철손 개선 효과를 얻기 어렵다.
열충격부 (30)를 형성하는 단계에서, 레이저의 강판 압연 수직 방향 (TD방향)의 빔 길이 (L)가 1 ,000 내지 15,000 _이고, 레이저의 강판 압연 방향 (RD방향)의 빔 폭 (W)이 80 내지 300 일 수 있다.
그루브 (20) 및 열충격부 (30)의 형상에 대해서는 전술한 것과 동일하므로, 중복되는설명은 생략한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 절연 피막층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연 피막층을 형성하는 단계는 방향성 전기강판을 준비하는 단계 이후, 그루브를 형성하는 단계 이후, 또는 열충격부를 형성하는 단계 이후에 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 그루브를 형성하는 단계 이후 포함될 수 있다. 그루브를 형성한 이후, 절연 피막층을 형성할 시, 절연코팅을 1회만 진행하여도 된다는 점에서 장점이 있다. 절연 피막층을 형성한 이후, 열충격부를 형성하는 단계를 수행할 수 있다. 열충격부의 경우, 절연 피막층에 손상을 가하지 않으므로, 절연 코팅층의 손상을 최소화함으로써, 내식특성을 극대화할수 있다.
절연 피막층을 형성하는 방법은 특별히 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로, 인산염을 포함하는 절연 코팅액을 도포하는 방식으로 절연 피막층을 형성할 수 있다. 이러한 절연 코팅액은 콜로이달 실리카와 금속인산염을 포함하는 코팅액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때 금속인산염은 A1 인산염, Mg인산염, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 절연 코팅액의 중량 대비 Al , Mg, 또는 이들의 조합의 함량은 15 중량% 이상일 수 있다. 이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 실험예 1 : 그루브및 열충격부의 간격
넁간압연한 두께 0.30mm의 방향성 전기강판을 준비하였다. 이 전기강판에 l .OkW의 Gauss ian mode의 연속파 레이저를 조사하여, RD방향과 86° 각도의 그루브를 형성하였다. 레이저 빔의 폭 (W)는 20/mi 이고, 레이저 범의 길이 (니는 600/im이다. 레이저의 에너지 밀도는 1.5 J/·2, 그루브의 깊이는 12,였다.
하기 표 1에 정리된 그루브 간의 간격 (D1)으로 그루브를 형성하고, 절연 피막을 형성하였다.
이후, 전기강판에 l . OkW의 Gaussi an mode의 연속파 레이저를 조사하여, 열충격부를 형성하였다. 레이저 빔의 폭 ( 는 200/ m 이고, 레이저 빔의 길이 (니는 10,000//m이다. 레이저의 에너지 밀도는 0.16J/_2였다.
하기 표 1에 정리된 그루브 및 열충격부 간의 간격 (D2) 및 열충격부 간의 간격 (D3)으로 열충격부를 형성하였으며, 이를표 1에 정리하였다. 하기 표 1에 철손 개선율 및 자속밀도 열화율을 표시하였다. 철손 개선율은 레이저를 조사하여 그루브를 형성한 후의 전기강판의 철손 (W과 레이저를 조사하여 열충격부를 형성한 후 철손(W2)을 측정하여 ( - ¾)/ 으로 계산하였다. 자속 밀도 열화율은 레이저를 조사하여 그루브를 형성한 후의 전기강판의 자속밀도 (¾)과 레이저를 조사하여 열충격부를 형성한 후 자속밀도 (¾)을 측정하여 (¾ - ¾)/ 으로 계산하였다. 철손은 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
자속밀도의 값이 1.7 16133 일 때 주파수가 50¾인 경우의 철손 값 (방17/50)으로 측정하였다. 자속밀도는 자화력 80 /미에서의 자속 밀도인 경우의 자속밀도 값 (¾)로 측정하였다.
【표 11
Figure imgf000015_0001
표 1에서 나타나는 것과 같이, 열충격부를 형성하지 않은 비교예 1 및 此/이이 0. 15인 비교예 2는 실시예에 비해 철손 개선율 및 자속밀도 열화율이 열위한 것을 확인할수 있다. 실험예 2 : 03/이이 0.5이하인 경우
실험예 1과 동일하게 실시하되, 03/이이 0.5 이하가 되도록, 그루브 사이에 열충격선을 다수 개 형성하였다. 그루브 간의 간격 0)1)은 10ä로 고정하였다.
【표 2] 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
Figure imgf000016_0001
표 2에서 나타나는 것과 같0 , 他/이이 0.2 내지 0.4 인 경우, 0.5 인 경우에 비해, 철손 개선율 및 자속밀도 열화율이 개선됨을 확인할 수 있다. 본 발명은 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
【부호의 설명】
10: 방향성 전기강판, 11 : 강판의 일면,
12 : 강판의 타면, 20 : 그루브,
30 : 열충격부, 40: 응고합금층,
50 : 절연피막층

Claims

2020/045796 1»(:1^1{2019/006218 【특허청구범위】
【청구항 1】
전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 그루브; 및
상기 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 형성된 선상의 열충격부를 포함하고,
상기 그루브 및 상기 열충격부는 압연방향을 따라 복수개 형성되고, 상기 그루브와 상기 열충격부 간의 간격(敗)은 상기 그루브 간의 간격(1)1)의 0.2 내지 0 .5 배이고, 상기 열충격부 간의 간격出3)은 상기 그루브 간의 간격 )1)의 0 .2 내지 3 .0 배인 방향상 전기강판.
【청구항 2]
제 1항에 있어서,
상기 그루브 간의 간격(1)1)이 2 내지 15 빼이고, 상기 그루브와 상기 열충격부 간의 간격어2)은 0 .45 내지 7. 5ä이고, 열충격부 간의 간격幻3)은 2 . 5 내지 25ä 인 방향성 전기강판.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 그루브 및 상기 열충격부는 강판의 일면에 형성되는 방향성 전기강판.
【청구항 4]
제 1항에 있어서,
상기 그루브는 강판의 일면에 형성되고, 상기 열충격부는 강판의 타면에 형성되는 방향성 전기강판.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 열충격부 간의 간격出3)은 상기 그루브 간의 간격(131)의 0 .2 내지 0 . 4 배인 방향성 전기강판.
【청구항 6]
제 1항에 있어서,
상기 열충격부 간의 간격어3)은 상기 그루브 간의 간격(£)1)의 2 내지
2 .8 배인 방향성 전기강판.
【청구항 7]
제 1항에 있어서, 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
상기 그루브의 깊이는 강판두께의 3 내지 5%인 방향성 전기강판.
【청구항 8】
제 1항에 있어서,
상기 열충격부는 상기 열충격부가 형성되지 않은 강판 표면과 10 내지 120의 비커스 경도 0切) 차이를 갖는 방향성 전기강판.
【청구항 9]
제 1항에 있어서,
상기 그루브의 하부에 형성된 응고합금층을 포함하고, 상기 응고합금층은두께가 0. 1 내지 3_인 방향성 전기강판.
【청구항 10]
제 1항에 있어서,
상기 그루브의 상부에 형성된 절연피막층을 포함하는 방향성 전기강판.
【청구항 11】
제 1항에 있어서,
상기 그루브 및 열충격부의 길이 방향과 상기 압연방향은 75 내지 88° 의 각도를 이루는 방향성 전기강판.
【청구항 12]
제 1항에 있어서,
상기 그루브 및 상기 열충격부는 상기 강판의 압연 수직 방향을 따라
2개 내지 10개 단속적으로 형성된 방향성 전기강판.
【청구항 13】
방향성 전기강판을준비하는 단계;
상기 방향성 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 레이저를조사하여 , 선상의 그루브를 형성하는 단계; 및
상기 방향성 전기강판의 일면 또는 양면에, 압연방향과 교차하는 방향으로 레이저를 조사하여, 선상의 열충격부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 그루브를 형성하는 단계 및 상기 열충격부를 형성하는 단계를 복수회 수행하여, 상기 그루브 및 상기 열충격부를 압연방향을 따라 복수개 형성하고,
상기 그루브와 상기 열충격부 간의 간격犯2)은 상기 복수개의 그루브 간의 간격 0)1)의 0.2 내지 0.5 배가 되고, 열충격부 간의 간격 03)은 그루브 간의 간격(1)1)의 0.2 내지 3.0 배가 되도록 형성하는 방향성 2020/045796 1»(:1^1{2019/006218
전기강판의 자구미세화방법 .
【청구항 14】
제 13항에 있어서,
상기 그루브를 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 에너지 밀도는 0.5 내지 2 그/ä2이고, 상기 열충격부를 형성하는 단계에서 상기 레이저의 에너지 밀도는 0.02내지 0.2 _1/ä2인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
【청구항 15】
제 13항에 있어서,
상기 그루브를 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 강판 압연 수직 방향의 빔 길이가 50 내지 750/패이고, 상기 레이저의 강판 압연 방향의 빔 폭이 10내지 30_인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 .
【청구항 16】
제 13항에 있어서,
상기 열충격부를 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 강판 압연 수직 방향의 빔 길이가 1 , 000 내지 15 , 000 /패이고, 상기 레이저의 강판 압연 방향의 빔 폭이 80내지 300 /패인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 .
【청구항 17】
제 13항에 있어서,
상기 강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는 단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화방법 .
【청구항 18】
제 17항에 있어서,
상기 그루브를 형성하는 단계 이후, 상기 강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는단계를수행하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법. 【청구항 19]
제 18항에 있어서,
상기 강판의 표면에 절연 피막층을 형성하는 단계 이후, 상기 열충격부를 형성하는 단계를 수행하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법.
PCT/KR2019/006218 2018-08-28 2019-05-23 방향성 전기강판 및 그 자구미세화 방법 WO2020045796A1 (ko)

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