CN202180052315.9方向性电磁钢板

权利要求

1.一种方向性电磁钢板，其在表面具备张力被膜，实施了通过生成沿与轧制垂直方向在30°以内的方向延伸的线状的闭合磁畴而进行的磁畴细化处理，

所述方向性电磁钢板的特征在于，

在将板厚设为T[mm]，将以实施了所述磁畴细化处理的面为基准的所述闭合磁畴的深度设为d[mm]，将所述面中的邻接的闭合磁畴的平均间隔设为L[mm]，将与直线状的应变区域正交的截面中的所述闭合磁畴的截面积设为S_R[mm²]，将所述闭合磁畴的宽度设为w[mm]时，

所述平均间隔L为15mm以下，

用(d/T)×100计算出的所述闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d为35％以上，

用{S_R/(LT)}×100计算出的所述闭合磁畴的体积率r_v为0.30％以上3.0％以下，

用(w/L)×100计算出的所述闭合磁畴的面积率r_s为0.50％以上4.0％以下。

2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

所述深度比率r_d为39％以上，

所述体积率r_v[％]和所述面积率r_s[％]满足下式(1)的关系，

r_s≤2.6r_v···(1)。

3.根据权利要求2所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

所述体积率r_v为0.75％以上，

所述体积率r_v[％]和所述面积率r_s[％]满足下式(2)的关系，

r_s≤1.2r_v+0.9···(2)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方向性电磁钢板，其特征在于，

用于生成线状的闭合磁畴的直线状的应变通过多个应变导入部呈点列状配置而形成，

在将所述应变导入部的直径设为D[mm]，将邻接的应变导入部的中心之间的间隔设为A[mm]时，满足下式(d)的关系，

1.2D≤A≤3D···(d)。

说明书

方向性电磁钢板

技术领域

本发明涉及方向性电磁钢板，能够同时改善变压器的损失与噪音。

背景技术

方向性电磁钢板主要利用于变压器等的铁芯，而被要求其磁特性优异和铁损特别低。作为改善方向性电磁钢板的磁特性的方法，提出了构成钢板的晶粒向Goss取向的取向性的提高(锐化)、由张力被膜赋予给钢板的张力的增加、进一步在钢板形成应变、槽而进行的磁畴细化等方法。

其中，作为形成应变来进行磁畴细化从而降低铁损的方法，公知有向钢板表面照射等离子体火焰、激光以及电子束等来形成应变的方法。

例如，在专利文献1中记载了使电子束的输出、照射时间合理化来降低方向性电磁钢板的铁损。

这样，虽推进了方向性电磁钢板的铁损的改善，但即使如上将铁损较低的方向性电磁钢板使用于铁芯而制作了变压器，作为其结果而得到的变压器的铁损(变压器铁损)也未必降低。

这是因为，对方向性电磁钢板自身的铁损进行评价时的励磁磁通仅是轧制方向成分，与此相对，将钢板作为变压器的铁芯而实际使用时的励磁磁通不仅具有轧制方向成分，还具有轧制垂直方向成分。

这里，作为表示原料钢板自身与使用该原料钢板制造出的变压器之间的铁损的差异的指标，通常使用被定义为变压器铁损相对于原料钢板的铁损的比的构建因子(BF：building factor)。该BF超过1意味着变压器的铁损大于原料钢板的铁损。

另外，方向性电磁钢板是在沿轧制方向进行了磁化时原料的铁损最低的原料。因此，在组装到除轧制方向以外也被磁化那样的变压器的情况下，该铁损增大。而且，作为其结果，导致BF大于1。

即，为了提高变压器的能量效率，仅凭借原料钢板的铁损较低是不够的，重要的是使该BF尽可能接近1，即、使变压器的铁损值接近原料钢板的铁损值。

关于该BF的问题，例如，在专利文献2中公开了通过使呈点列状照射的电子束的点列间隔合理化而得到良好的变压器铁损的技术。

另一方面，还提出了通过着眼于在使用了激光照射的磁畴细化时生成的闭合磁畴，并使其形状、尺寸最优化来降低铁损的技术(专利文献3)。

在以上提出的非耐热型磁畴细化技术中，进行了致力于尽量缩窄180°磁畴壁的间隔(以下，将其称为180°磁畴宽度)由此降低方向性电磁钢板原料自身的铁损的开发。

另一方面，若着眼于作为使用方向性电磁钢板的设备的变压器的特性，则变压器铁损的降低与噪音的降低可以说是与铁芯原料关联的主要的开发课题。公知有若作为铁芯原料的方向性电磁钢板的铁损降低被实现，则变压器铁损被降低不言而喻，但在通常使用的情况较多的三相三脚(五脚)变压器中，变压器铁损与原料铁损相比增加，即上述的BF大于1。

因此，为了对作为最终产品的变压器特性进行改善，仅追求方向性电磁钢板原料自身的铁损降低是不适当的，要求追求不仅有助于降低原料铁损还有助于降低变压器的BF的材料。

除此之外，变压器根据其使用环境而被要求低噪音。变压器的噪音有两种，即在无负载时从铁芯发出的无负载噪音、和由负载时的铁芯的噪音与来自线圈的噪音的合计构成的负载噪音，但在无负载时、负载时的任一情况下，成为变压器噪音的主要因素的铁芯噪音都受铁芯材料的影响较大，尤其铁芯材料的磁致伸缩振动可以说是铁芯噪音的主要原因。

因此，在方向性电磁钢板中，作为该变压器的原料，低铁损、低BF的同时，还被期望是低磁致伸缩。

此外，作为能够得到较高的铁损降低效果的制造方法而被广泛使用的方向性电磁钢板的非耐热型磁畴细化法是如下的方法(以下，也称为非耐热型磁畴细化处理)：如上述那样通过某种方法向钢板导入局部的线状的应变来生成线状的闭合磁畴区域，通过在该区域生成的磁极的效果来降低180°磁畴宽度。

然而，在钢板整体在交流磁化条件下磁化时，会引起该闭合磁畴的生成、消失，因此磁致伸缩振幅必然变大，从而铁芯噪音容易增加。

因此，在实施了非耐热型磁畴细化处理的方向性电磁钢板中，从该点来看，尽量防止噪音特性的劣化也很重要。

专利文献1：日本特开2012－172191号公报

专利文献2：日本特开2012－36450号公报

专利文献3：日本专利第3482340号公报

专利文献4：国际公开第2013/099258号

专利文献5：日本专利第6169695号公报

专利文献6：国际公开第2014/068962号

专利文献7：日本特开2015－206114号公报

然而，针对上述的原料铁损的降低、BF的降低以及防止噪音特性的劣化，现有技术未能全部应对。

例如，专利文献1记载的技术公开了不仅上述那样的钢板自身的低铁损化，还改善噪音特性且防止BF的劣化的技术。然而，该技术中的防止BF的劣化的对策是通过抑制电子束的照射导致的板的翘曲而实现的。

即，该技术是用于防止钢板因磁畴细化处理而翘曲由此铁芯铁损劣化那样的极端状况下的劣化的对策，在板的翘曲不显著的状况下，不成为用于积极地改善BF的对策。

另外，专利文献2记载的方法是想要改善实施了非耐热型磁畴细化处理的方向性电磁钢板中的变压器BF的方法。即，在该技术中，通过导入点列状的应变区域，并使其大小与间隔合理化，来降低轧制垂直方向的铁损，从而实现BF的改善。

然而，该技术仅着眼于通过热应变而生成的闭合磁畴，因此作为BF的改善效果，不能说是充分的。另外，并未追求噪音特性的改善。

专利文献3记载的技术是想要在激光照射的磁畴细化材料中改善噪音特性的技术，但由于利用现有的激光照射法，所以闭合磁畴的生成条件不充分，并且未考虑变压器的BF降低的观点。

除此之外，专利文献4记载的技术是想要在进行了磁畴控制的电磁钢板中改善噪音特性的技术，但主要仅是控制闭合磁畴的体积分率，未示出相对于变压器的BF的效果。其结果，组合了铁损与噪音的改善效果不充分。

专利文献5记载的技术以BF改善为目的，规定了闭合磁畴的板厚方向及轧制方向的长度，但并未考虑变压器的噪音。

专利文献6记载的技术公开了以根据原料的板厚使利用磁畴细化处理的铁损的降低效果最大化为目的而对闭合磁畴的宽度、深度、间隔适当地进行控制的技术，但并未考虑噪音、BF。

专利文献7记载的技术为了得到更低铁损，出于从闭合磁畴部分延伸的尖峰状磁畴或防止磁滞损耗的增加的观点，叙述了闭合磁畴的导入量的适当值，但同样地，针对噪音或BF，并未提示比以往优越的条件。

如以上所述，在现有技术中，在实施了非耐热型的磁畴细化处理的方向性电磁钢板中，未看到想要同时改善变压器的损失(原料铁损和BF)与噪音的尝试。

发明内容

本发明鉴于该现状，目的在于提供能够同时实现充分低的变压器铁损与低噪音的方向性电磁钢板。

为了解决上述课题，本发明人们进行了专心研究，结果发现，通过适当地控制闭合磁畴的体积率与钢板表面的面积率，作为成为变压器的原料的方向性电磁钢板的铁损，能够得到充分低的铁损值，另外，在使用了该钢板的情况下，BF也充分低，因此变压器铁损优异，且也能够实现低噪音特性。

本发明人们基于该发现而完成了本发明。

即，本发明的主旨结构如下。此外，以下，在本说明书中，从以下的1项记载的发明中除去以下的2项记载的发明和以下的3项记载的发明而得到的发明记载为发明1，从以下的2项记载的发明中除去以下的3项记载的发明而得到的发明记载为发明2，以下的3项记载的发明记载为发明3。

1.一种方向性电磁钢板，其在表面具备张力被膜，实施了通过生成沿与轧制垂直方向在30°以内的方向延伸的线状的闭合磁畴而进行的磁畴细化处理，其中，

在将板厚设为T[mm]，将以实施了上述磁畴细化处理的面为基准的上述闭合磁畴的深度设为d[mm]，将上述面中的邻接的闭合磁畴的平均间隔设为L[mm]，将与直线状的应变区域正交的截面中的上述闭合磁畴的截面积设为S_R[mm²]，将上述闭合磁畴的宽度设为w[mm]时，

上述平均间隔L为15mm以下，

用(d/T)×100计算出的上述闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d为35％以上，

用{S_R/(LT)}×100计算出的上述闭合磁畴的体积率r_v为0.30％以上3.0％以下，

用(w/L)×100计算出的上述闭合磁畴的面积率r_s为0.50％以上4.0％以下。

2.根据上述1记载的方向性电磁钢板，其中，

上述深度比率r_d为39％以上，

上述体积率r_v[％]和上述面积率r_s[％]满足下式(1)的关系，

r_s≤2.6r_v···(1)。

3.根据上述2记载的方向性电磁钢板，其中，

上述体积率r_v为0.75％以上，

上述体积率r_v[％]和上述面积率r_s[％]满足下式(2)的关系，

r_s≤1.2r_v+0.9···(2)。

4.根据上述1～3中任一项记载的方向性电磁钢板，其中，

用于生成线状的闭合磁畴的直线状的应变通过多个应变导入部呈点列状配置而形成，

在将上述应变导入部的直径设为D[mm]，将邻接的应变导入部的中心之间的间隔设为A[mm]时，满足下式(d)的关系，

1.2D≤A≤3D···(d)。

根据本发明，不仅通过方向性电磁钢板的磁特性改善来改善变压器铁损，还改善三相变压器的BF，从而有助于制造更低铁损的变压器，并且能够防止在实施了非耐热磁畴细化处理的方向性电磁钢板中容易成为不利因素的变压器噪音的劣化。另外，根据本发明，作为实施了非耐热型磁畴细化处理的方向性电磁钢板，能够得到变压器的铁损及噪音以及它们均衡的材料。

附图说明

图1是在与钢板的直线状的应变区域正交的截面下观察到的闭合磁畴的示意图。

图2是表示闭合磁畴的深度比率与变压器铁损的关系的图。

图3是表示闭合磁畴的体积比率与变压器BF的关系的图。

图4是表示变压器铁损与变压器噪音的关系的图。

图5是表示A/D与变压器铁损的关系的图。

具体实施方式

以下，对本发明具体地进行说明。

[方向性电磁钢板]

在本发明中，向具备了张力被膜的方向性电磁钢板的表面在与轧制垂直方向在30°以内的方向上连续或间歇地照射高能射束，由此形成多个连续线状或点列状的应变。作为母材而使用的方向性电磁钢板的种类不被特别限定，能够使用各种公知的方向性电磁钢板。

[张力被膜]

在本发明中使用的方向性电磁钢板在表面具备张力被膜。张力被膜的种类不被特别限定，例如，能够使用双层被膜作为张力被膜，该双层被膜由以在最终精加工退火中形成的Mg₂SiO₄为主要成分的镁橄榄石被膜、和进一步在其上形成的磷酸盐系张力被膜构成。

另外，也能够在不具有镁橄榄石被膜的钢板的表面直接形成磷酸盐系的张力赋予型绝缘被膜。上述磷酸盐系的张力赋予型绝缘被膜例如能够通过在钢板的表面涂覆以金属磷酸盐和二氧化硅为主要成分的水溶液并烘干来形成。

此外，在本发明中，在张力被膜不因射束照射而受到损伤的情况下，无需在射束照射后进行用于修补的再涂覆，但在引起被膜损伤那样的情况下，优选用能够在300℃以下的低温下形成的兼具绝缘与防腐蚀的涂层进行再涂覆。

[多个直线状的应变]

在本发明的方向性电磁钢板形成有多个在与轧制方向交叉的方向上直线地延伸的连续线状或点列状的应变(以下，有时统称为“直线状的应变”)。该应变具有对磁畴进行细化来降低铁损的作用。上述多个直线状的应变相互平行，以后述的规定间隔来设置。

此外，虽通过上述应变来生成闭合磁畴，但该应变与闭合磁畴在规定条件下在相同部位是相同大小，闭合磁畴通过后述手段来特定。

[多个直线状的应变的方向]

公知有在实施了非耐热型磁畴细化处理的方向性电磁钢板中，直线状的应变的方向形成轧制垂直方向，或也可以使来自轧制垂直方向的倾斜在规定范围内。在本发明中，直线状的应变区域的方向也成为与轧制垂直方向在30°以内的方向。

[高能射束的照射]

上述多个直线状的应变能够通过向具备张力被膜的钢板的表面照射被聚束的高能射束而形成。高能射束的种类不被特别限定，但其中，电子束具有抑制高加速电压化导致的被膜损伤的效果、能够高速地进行射束控制等的特征。因此，在本发明中，优选使用电子束。

高能射束的照射使用1台或2台以上的照射装置(例如电子枪)，从钢板的宽度端部向另一方的宽度端部一边扫描射束一边被进行。射束的扫描方向形成与轧制方向正交的方向(轧制垂直方向)，或形成与轧制垂直方向的角度在30°以内的方向。若与轧制垂直方向的偏移变大，则磁畴细化效果减少而铁损增加。

[邻接的闭合磁畴的平均间隔L：15mm以下]

在本发明中呈线状被生成的闭合磁畴与邻接的闭合磁畴的间隔(在与邻接的闭合磁畴延伸的方向正交的方向上的中心之间的距离)的平均值，即平均间隔L(参照图1)为15mm以下。若该平均间隔L超过15mm，则无法得到充分的磁畴细化效果，且磁畴细化后的钢板的铁损增加。另一方面，该平均间隔L优选为3mm以上。通过使该平均间隔L为3mm以上，能够缩短处理时间来提高生产效率，从而能够防止在钢中形成的应变区域过大而导致磁滞损耗与磁致伸缩增加。

此外，如图1所示，闭合磁畴的间隔是在钢板表面观察到的闭合磁畴的宽度中央之间的间隔。另外，平均间隔L是对10个以上的线状的闭合磁畴进行了平均而得到的间隔。例如，若考虑10个闭合磁畴的量，将其合计的间隔设为L₁₀，则平均间隔L用L₁₀/9计算。

[闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d：35％以上(发明1)，39％以上(发明2)]

为了充分改善方向性电磁钢板原料的铁损，在板厚方向尽可能均匀地导入磁极是理想的，作为闭合磁畴的深度，也可以从实施了非耐热磁畴细化处理的面起以板厚为基准充分深。

在本发明中，通过将闭合磁畴相对于板厚的深度的比率，即深度比率r_d设为35％以上，能够得到充分低的铁损值。通过进一步将该深度比率r_d设为39％以上，能够达到更低的铁损值。

另外，通过使闭合磁畴更深，能够将闭合磁畴的体积率r_v以及闭合磁畴的面积率r_s控制在后述规定的范围内。此外，深度比率r_d的上限不被特别限定，也可以为100％。

[闭合磁畴的体积率r_v：0.30％以上3.0％以下(发明1)，0.75％以上3.0％以下(发明3)]

若闭合磁畴的体积率r_v较大，则磁通以闭合磁畴部分为起点的向轧制垂直方向的流动变得容易，因此在铁芯内的磁通还需要向轧制方向以外流动的三脚铁芯中能够改善BF。为了得到充分的BF改善效果，体积率r_v需要为0.30％以上。另外，若体积率r_v超过3.0％，则导致磁滞损耗的增加带来的铁损的劣化，因此需要形成3.0％以下。另外，为了进一步理想地降低变压器铁损，只要使体积率r_v为0.75％以上即可。

此外，闭合磁畴的体积率r_v能够通过对与直线状的应变区域正交的截面进行磁畴观察而求出。即，若参照图1，则将通过磁畴观察而确定的与直线状的应变区域正交的截面中的闭合磁畴的截面积设为S_R[mm²]，将板厚设为T[mm]，另外，使用上述的闭合磁畴的平均间隔L[mm]，由此闭合磁畴的体积率r_v能够用{S_R/(LT)}×100计算出。

在图1中示意地示出的闭合磁畴通过制作以与直线状的应变区域正交的截面为观察面的试样，在实施长时间的抛光直至看不到加工的影响之后，进行基于克尔效应的磁畴观察，由此能够从图像中得到。根据与周围的非处理部的图案的不同，从如上得到的图像中确定闭合磁畴部分，能够将其面积作为截面积S_R求出。

此外，磁畴观察的方法虽不特别限定，但使用克尔效应的方法是合适的。另外，以下，将上述截面的表面附近(板厚的1/4)称为钢板的表层部，将比该表层部靠板厚中心方向(剩余的板厚的1/2的部分)称为钢板的内层部。

[闭合磁畴的面积率r_s：0.50％以上4.0％以下(发明1)，r_s≤2.6r_v(发明2)，r_s≤1.2r_v+0.9(发明3)]

本发明的最重要的点在于，使闭合磁畴的面积率r_s在规定范围内，进一步优选使面积率r_s相对于体积率r_v具有恒定关系地降低。此外，闭合磁畴的面积率r_s能够在射束照射面上进行评价，使用该面中的闭合磁畴的宽度w[mm]和上述平均间隔L[mm)，用(w/L)×100进行计算。

在本发明中，首先，以充分降低原料的铁损为目的，使闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d在恒定值以上，另外，以降低成为变压器铁损增加的因素的BF为目的，需要确保闭合磁畴的体积率r_v为恒定量。而且，在此基础上，通过使表面的闭合磁畴的存在比率，即闭合磁畴的面积率r_s在恒定值以下，能够进一步降低变压器的BF。

根据本发明，在为了降低变压器的铁损而充分提高了闭合磁畴的深度、体积的条件下，能够抑制变压器的噪音增加。其理由认为如下。

闭合磁畴在钢板的轧制垂直方向上容易产生磁化成分，因此随着闭合磁畴的体积一次性地增加，BF得到改善。这被认为是因为，生成轧制垂直方向的磁化成分最大的是三相叠装铁芯变压器的T接合部或L接合部，这些部分中的磁化行为强烈影响到BF。即，T接合部或L接合部的旋转磁通由180°磁畴壁的移动引起的轧制方向的磁化成分、和由磁畴构造变化引起的轧制垂直方向的磁化成分来承担，在非耐热磁畴细化处理材料的闭合磁畴部分的内部，轧制垂直方向的磁化的进行变得容易，由此BF优异。因此，一次增大闭合磁畴的体积成为改善BF的倾向。

另外，被推定是因为，在产生旋转磁通的部分中，在闭合磁畴部分的内部，不仅产生轧制垂直方向的磁化，还成为180°磁畴构造部分的磁畴构造变化的起点，因此使180°磁畴构造部分中的轧制垂直方向的磁化的进行变得更容易。

此外，若仅在表层部使闭合磁畴的体积增加，而使内层部中的闭合磁畴的分布成为不均匀的状态，则在产生旋转磁通的部分中，在表层部，180°磁畴构造部分的轧制方向的磁化变化与闭合磁畴的内部中的轧制垂直方向的磁化变化彼此相互阻碍，因此预想到钢板的铁损增加。另外，在仅从单面进行射束照射而不存在闭合磁畴那样的板厚方向的下部(与导入了闭合磁畴的面相反一侧的面附近)，被推定为难以引起以闭合磁畴为起点的180°磁畴构造部分的磁畴构造变化。

与此相对，认为若使闭合磁畴的面积率r_s相对于闭合磁畴的体积率r_v为恒定以下，并使板厚方向的闭合磁畴分布更均匀，则钢板的表层部与内层部中的闭合磁畴的体积率r_v的差降低，因此产生旋转磁通的部分的铁损得到改善，从而变压器损失(BF)得到改善。

此外，上述旋转磁通是指在追踪到磁化矢量的时间变化时矢量前端的轨迹相对于磁化矢量的原点是二维的，且成为圆、椭圆、菱形或接近它们的形状的状态。

另外，在钢板的表层部与内层部的磁化的进行状况的差较大的情况下，存在轧制垂直方向的磁化成分主要仅由表层部承担的倾向，因此磁致伸缩波形变形而容易包含高次谐波。其结果，被认为变压器的噪音增加。

因此，如发明1那样，使闭合磁畴的面积率r_s在0.50％以上4.0％以下的范围内，对通过降低BF来降低噪音是有效的，为了得到更好的效果，如发明2那样，满足式(1)：r_s≤2.6r_v的关系。另外，为了更进一步提高该效果，如发明3那样，满足式(2)：r_s≤1.2r_v+0.9的关系即可。

以下，更详细地叙述闭合磁畴的面积率r_s、闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d以及闭合磁畴的体积率r_v的导出方法。

[闭合磁畴的面积率r_s]

将进行评价的电磁钢板消磁后，求出钢板表面中的闭合磁畴的宽度，计算出闭合磁畴的面积率r_s。具体而言，闭合磁畴的面积率r_s[％]能够使用闭合磁畴的平均间隔L[mm]、闭合磁畴的宽度w[mm](平均宽度)，用下式(a)计算出。

r_s＝(w/L)×100···(a)

为了确保上述面积率r_s的值的精度，上述宽度w通过改变钢板的板面内的位置来测定5处以上的宽度，并作为它们的平均值而求出。作为用于从板面确定闭合磁畴的宽度的磁畴观察的方法，使用了磁性粉体的磁畴观察、基于法拉第效应的磁畴观察、使用了高电压SEM的方法是合适的。另外，也可以在除去板面的绝缘张力被膜并进行镜面化之后，进行基于克尔效应的磁畴观察，来确定闭合磁畴的宽度。

更具体而言，闭合磁畴的宽度w(平均值)能够针对1个线状的闭合磁畴区域，测定0.2～5mm间隔的任意的不同位置处的10处以上的宽度wi，求出它们的平均值<wi>，对10个以上的线状的闭合磁畴区域进行上述的测定，作为它们的平均值而计算出。

另外，闭合磁畴的平均间隔L通过测定N个(N≥10)线状的闭合磁畴的间隔L_N，用L_N/(N-1)来计算。

[闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d、闭合磁畴的体积率r_v]

在与直线状的应变区域延伸的方向正交的截面中，进行基于克尔效应的磁畴观察，调查板厚方向的闭合磁畴的生成状况，求出闭合磁畴的深度d[mm]及截面积S_R[mm²]。而且，闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d[％]、闭合磁畴的体积率r_v[％]也能够使用板厚T[mm]，并分别用下式(b)及下式(c)来计算。

r_d＝(d/T)×100···(b)

r_v＝{S_R/(LT)}×100···(c)

这里，闭合磁畴的深度d是指在钢板内的任意位置如图1所示那样进行观察而在闭合磁畴部中最深的点与钢板表面的距离。另外，截面积S_R只要通过图像处理求出磁畴的图案与周围的非处理部不同的闭合磁畴部分的面积即可。另外，从确保测定精度的观点出发，闭合磁畴的深度d以及截面积S_R通过在钢板内改变位置来测定5处以上的深度及截面积，分别作为它们的平均值来求出。

[应变导入部的直径和间隔]

通过使多个应变导入部离散(点列状)地配置来形成用于生成闭合磁畴的直线状的应变，能够更有效地降低铁损。其详细理由尚不明确，但被认为是因为，在以应变导入部为起点生成闭合磁畴，并在照射线方向上连结而发挥线状的磁畴细化效果时，若是点列状的配置，则能够降低成为使磁滞劣化的原因的应变的导入量(导入体积)。这里，由于能量束径与应变导入部的区域对应，所以应变导入部的直径可以为能量束径。而且，在将这样的应变导入部的直径(即能量束径)设为D[mm]，将邻接的应变导入部的中心之间的距离设为A[mm]时，若满足下式(d)的关系，

1.2D≤A≤3.0D···(d)

则能够有效地降低材料的铁损，同时能够保持本发明的BF、变压器噪音的改善效果。

在1.2D≤A时，能够实现材料的铁损降低的理由是因为，如上所述，能够以最低限度的应变导入量有效地生成闭合磁畴，并且防止磁滞损耗的增加，另一方面，若A＞3.0D，则闭合磁畴的生成不充分，从而磁畴细化效果受损。因此，优选满足式(d)的关系。

[将应变导入部呈点列状配置时的体积率r_v、深度比率r_d的导出方法]

这里，在为了生成闭合磁畴而将多个应变导入部呈点列状配置了的情况下，由于闭合磁畴的生成面积因照射线内的位置而不同，所以难以通过图1所示那样的与轧制垂直方向正交的截面中的磁畴观察来决定截面积S_R。

在应变导入部从能量射束的中心起在半径D/2的区域中扩展时，在邻接的应变导入部重叠或充分接近的情况下(在A＜1.2D的情况下)，能够视为是连续的。另一方面，在A≥1.2D的情况下，闭合磁畴的生成变得不均匀，或者在图1那样的在钢板面内的与照射方向正交的截面中进行了观察时无法观察闭合磁畴的深度。

在这种情况下，能够使用磁致伸缩导出闭合磁畴的体积率r_v，进而导出深度比率r_d。闭合磁畴的体积与磁致伸缩λ_0-P具有密切关系，因此根据磁致伸缩λ_0-P能够导出体积率r_v。这是因为，随着磁化的进行，具有板厚方向及轧制垂直方向的磁化成分的闭合磁畴消失，若具有轧制方向的磁化成分，则钢板在轧制方向伸长，从而在材料的磁通密度成为最大的瞬间，材料的延伸变得最大。

根据本发明人们的研究，在非耐热磁畴细化材料中，λ_0-P与闭合磁畴的体积具有密切关系，但还受没有闭合磁畴的状态下的原料所具有的柳叶刀磁畴量强烈影响。

因此，根据作为具有闭合磁畴的状态下的λ_0-P^D与通过去应变退火而使闭合磁畴消失了的状态下的λ_0-P^P的差分的Δλ_0-P＝λ_0-P^D-λ_0-P^P，能够对闭合磁畴的体积进行评价。这里，根据在最大磁通密度Bm＝1.7T、50Hz的磁通正弦波交流磁化条件下进行了磁化时的磁致伸缩波形计算上述。另外，去应变退火在700～760℃左右进行。若去应变退火温度过低，则无法充分除去通过能量射束而导入的应变。另外，若去应变退火温度过高，则产生涂层品质的变化等，而使磁致伸缩特性的变化的评价精度降低。

根据本发明人们的研究，在闭合磁畴的体积率为1.0％时，Δλ_0-P为2.6×10^-7左右，因此通过下述式(e)，能够求出任意材料的闭合磁畴的体积率r_v[％]。

r_v＝{1.0/(2.6×10^-7)}×Δλ_0-P

＝3.85×10⁶×Δλ_0-P···(e)

另外，若闭合磁畴的截面形状为矩形，则闭合磁畴深度能够根据闭合磁畴的体积率r_v与宽度w求出，但实际上如图1所示的示意图那样，存在与矩形的偏差。另外，在截面形状为矩形时，闭合磁畴的截面积S_R为wd，但根据本发明人们的研究，实际的截面积S_R为wd的80％左右。根据以上，通过下述的式(f)，能够求出闭合磁畴相对于板厚的深度比率r_d。

r_v＝{S_R/(LT)}×100＝{0.80wd/(LT)}×100

r_d＝(d/T)×100＝{L/(0.80w)}×r_v

＝{L/(0.80w)}×(3.85×10⁶×Δλ_0-P)

＝4.81×(L/w)×Δλ_0-P×10⁶···(f)

上述的体积率r_v、深度比率r_d的导出在A≥1.2D，且通过磁畴观察难以决定闭合磁畴的体积的情况下能够适用。

接下来，对本发明的产品的制造条件进行叙述。本发明中的非耐热型磁畴细化处理能够单一或组合地使用电子束、激光、等离子体火焰、端子的机械式接触等能够在钢板局部地导入直线状的应变的方法，但为了达成本发明的要件，使用了能够将闭合磁畴生成至钢板的较深的位置的电子束的方法特别合适。

以下，对通过电子束照射进行磁畴细化处理时的条件更详细地进行说明。

另外，为了在板厚方向产生较深的闭合磁畴，也可以增大射束电流，但该情况下，钢板的表层部的闭合磁畴宽度变大，无法满足本发明的条件。因此，在本发明的磁畴细化方向性电磁钢板中，需要使较细的电子束到达至板厚深处，从而优选适当地组合以下叙述的现有的制造方法。

[电子束加速电压Va]

在使用电子束的情况下，优选其加速电压较高。这是因为加速电压越高，电子束的物质透过性越高。通过使加速电压充分大，电子束容易透过张力被膜，若加速电压高，则钢基材中的发热中心成为从板厚表面更分离(深)的位置，因此能够增大闭合磁畴在板厚方向上的深度。另外，若加速电压高，则具有容易减小束径的优点。为了得到这样的效果，优选将加速电压设为80kV以上，更优选设为100kV以上。另一方面，在加速电压超过400kV时，电子束到达至钢板的照射相反侧而效果饱和，因此超过400kV的优点小，优选为400kV以下。

[束径]

与射束的扫描方向正交的方向上的束径越小，越有利于原料铁损的提高，但为了得到本发明的效果，根据加速电压来减小电子束直径是有效的。具体而言，在将加速电压设为Va[kV]时，若80kV≤Va≤200kV，则束径[μm]≤-0.85Va+270，若Va＞200kV，则束径为100μm以下即可。

上述束径的限定理由在于，随着加速电压增加，而生成较深的闭合磁畴，因此为了使闭合磁畴的体积处于在本发明中规定的范围内，需要缩小束径。但是，若加速电压超过200kV，则在本发明中作为对象的板厚为0.23mm以下的电磁钢板中，闭合磁畴的生成深度大致与板厚同等或为板厚以上，因此缩小束径的效果饱和，由此使束径为100μm以下就足够。

这里，所谓本发明中的束径，定义为通过狭缝法(使用宽度0.03mm的狭缝)而测定出的射束轮廓的半值宽度，当在钢板表面形成椭圆状的射束形状的情况下，将与扫描方向正交的方向的长度设为束径。

与扫描方向正交的方向上的束径的下限不被特别限定，但优选为8μm以上。若使与扫描方向正交的方向上的束径不足8μm，则需要过度减小工作距离，从而导致利用1个电子束源能够偏转照射的区域大幅度减少。

另一方面，若与扫描方向正交的方向上的束径为8μm以上，则能够利用1个电子束源对大范围进行照射。此外，与扫描方向正交的方向上的束径更优选为30μm以上。

[射束电流：0.5～30mA]

从束径缩小的观点来看，优选射束电流小。若射束电流过大，则因电子彼此的库伦斥力而难以使射束聚束。因此，在本发明中，优选使射束电流为30mA以下。此外，射束电流更优选为20mA以下。另一方面，若射束电流过小，则无法形成为了得到充分的磁畴细化效果所需的应变。因此，在本发明中，优选使射束电流为0.5mA以上。此外，射束电流更优选为1mA以上，进一步优选为2mA以上。

实施例

接下来，基于实施例对本发明进行说明。

(实施例1)

在对成为方向性电磁钢板的母材的热轧板进行热轧板退火之后，通过冷轧成为最终板厚(0.23mm或0.18mm)，之后实施脱碳退火，在涂覆了以MgO为主要成分的退火分离剂之后，进行最终精加工退火，制作出具备了镁橄榄石被膜的方向性电磁钢板。接下来，在上述镁橄榄石被膜的表面形成了含有胶态二氧化硅与磷酸镁的绝缘张力被膜。然后，对钢板的表面照射电子束，形成了沿与轧制方向交叉的方向延伸的多个直线状的应变区域。电子束的平均扫描速度为100m/s。另外，直线状的应变相对于轧制方向的角度(线角度)为90°。束径D与应变导入部的间隔A的关系为A＝0.8D。其他处理条件如表1所示。

通过单板磁试验法，在最大磁通密度1.7T、频率50Hz的磁通正弦波条件下，评价了如上得到的钢板的磁特性。

接着，从上述钢板中制作出试验用的三相三脚变压器的铁芯(外尺寸500mm×500mm、脚以及轭铁的宽度100mm(矩形截面)、层叠厚度50mm、接合方法：台阶搭接(step-lap)式(搭接长度3mm))，测定了变压器铁损。这里的变压器铁损为变压器的无负载铁损，是对铁芯脚部的最大磁通密度1.7T、频率50Hz的损失进行测定并除以铁芯的质量而得到的值(单位W/kg)。将在以上的过程中得到的变压器铁损除以利用单板中的测定所得的原料铁损而得到的值为BF。

对上述钢板实施消磁(到达最大磁通密度1.95T、频率50Hz)之后，相对于该钢板的表面通过使用了磁性粉体的磁畴观察而求出闭合磁畴的宽度w，使用表1记载的L，利用式(a)计算出闭合磁畴的面积率r_s。此外，针对w，使钢板内部的位置变化，来测定w，求出10处的平均值。另外，针对L，对N个(N≥10)线状的闭合磁畴的间隔L_N进行测定，用L_N/(N-1)求出。

另外，在钢板的与线状的应变区域延伸的方向正交的截面中，进行基于克尔效应的磁畴观察，对板厚方向的闭合磁畴的生成状况进行调查，求出闭合磁畴的深度d、截面积S_R。这里，在钢板内改变位置，对10个部位的深度以及截面积进行测定，作为各自的平均值而求出d以及S_R，用式(b)、式(c)，分别算出深度比率r_d、体积率r_v。

[表1]

如表1所示，在适合于本发明的条件下，能够得到较低的变压器铁损及BF，同时在励磁条件下产生的噪音也受到抑制。

在图2中，针对板厚0.23mm的电磁钢板，示出闭合磁畴的深度比率r_d与变压器铁损的关系。

作为大概的关系，如以往可知的那样，明确了随着闭合磁畴的深度变深，原料损失得到改善，由此，变压器铁损也处于被改善的倾向，但其中，在符合本发明的条件下，变压器铁损改善到根据闭合磁畴的深度所认为的效果以上。

另外，也一并示出了变压器铁损的改善效果按照适合于发明3的条件、适合于发明2的条件、适合于发明1的条件的顺序而变大的情况。

上述的超过原料的铁损改善效果的变压器铁损的改善效果能够用BF来评价，在图3中示出闭合磁畴的体积率r_v与BF的关系。

这里，若在各个条件下看，则如以往可知的那样，明确了随着闭合磁畴的体积率r_v增加，而BF处于降低的倾向，但在本发明的条件下，BF改善到闭合磁畴的体积率r_v的效果以上，且该效果按照适合于发明3的条件、适合于发明2的条件、适合于发明1的条件的顺序而提高。

在图4中示出变压器铁损与变压器噪音的平衡。

通常，在非耐热型的磁畴细化材料中，闭合磁畴的导入量越多，铁损改善效果越好，相反伴随着交流励磁的闭合磁畴的生成消失的变化量变大，因此产生磁致伸缩振幅的增加，从而变压器噪音增加。这样，变压器铁损与变压器噪音处于矛盾的关系，但如图4所示，在适合于本发明的条件下，能够得到均衡变压器铁损与变压器噪音的材料，该效果按照适合于发明3的条件、适合于发明2的条件、适合于发明1的条件的顺序而提高。

(实施例2)

利用与实施例1相同的方法，对板厚0.23mm的方向性电磁钢板实施利用电子束的磁畴细化处理，并对钢板导入呈点列状连续的应变部而进行了非耐热型的磁畴细化。此时，使大致圆形的电子束直径D以及邻接的应变导入部的中心之间的间隔A形成表2中示出的条件。

使用得到的方向性电磁钢板进行与实施例1相同的变压器评价，评价了变压器铁损和噪音。其结果如表2所示。

[表2]

在图5中示出了针对表2的No.1～9的相对于A/D的变化的变压器铁损的变化。如图5及表2的结果所示，相对于发明1、2、3的条件，通过进一步满足1.2D≤A≤3D的关系(即、1.2≤A/D≤3)，电磁钢板的铁损进一步得到改善，也不产生BF以及变压器噪音的劣化，因此作为变压器，实现了更优异的性能。

以上，根据本发明，能够获得变压器特性(铁损、噪音)优异的非耐热型磁畴细化材料。