JPH0740527B2 - 磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板およびその製造方法Info
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- JPH0740527B2 JPH0740527B2 JP59196554A JP19655484A JPH0740527B2 JP H0740527 B2 JPH0740527 B2 JP H0740527B2 JP 59196554 A JP59196554 A JP 59196554A JP 19655484 A JP19655484 A JP 19655484A JP H0740527 B2 JPH0740527 B2 JP H0740527B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、穿孔内のグラスにより磁区制御を施した方向
性電磁鋼板に関するものであり、特に、歪み取り焼鈍を
施しても消失しない磁区制御処理を施した方向性電磁鋼
板およびその製造方法に関するものである。
性電磁鋼板に関するものであり、特に、歪み取り焼鈍を
施しても消失しない磁区制御処理を施した方向性電磁鋼
板およびその製造方法に関するものである。
(従来の技術) 方向性電磁鋼板では、結晶方位が可及的にGoss方位に近
くかつ、結晶粒径が数ミリメートル以上と比較的大きな
ものが磁束密度など鉄損以外の磁気特性的にすぐれてい
る。結晶方位がGoss方位に近くかつ結晶粒径が比較的大
きい方向性電磁鋼板の鉄損特性の比較的劣る主たる原因
は上記方位のよい材料の場合、磁区が比較的大きくなる
ことにある。この対策として当該分野では、レーザー処
理等の磁区細分化技術が既に考案されている(特公昭57
−2252号公報)。
くかつ、結晶粒径が数ミリメートル以上と比較的大きな
ものが磁束密度など鉄損以外の磁気特性的にすぐれてい
る。結晶方位がGoss方位に近くかつ結晶粒径が比較的大
きい方向性電磁鋼板の鉄損特性の比較的劣る主たる原因
は上記方位のよい材料の場合、磁区が比較的大きくなる
ことにある。この対策として当該分野では、レーザー処
理等の磁区細分化技術が既に考案されている(特公昭57
−2252号公報)。
しかして、方向性電磁鋼板を用いて巻き鉄心トランスを
製造する際に鋼板にベンディングを与えざるをえず、こ
れにより、材料に歪みを与えてしまい必然的に磁気特性
が劣化するためベンディング後に歪取焼鈍を行い、上記
歪みを除き磁性を回復させるのが一般的である。
製造する際に鋼板にベンディングを与えざるをえず、こ
れにより、材料に歪みを与えてしまい必然的に磁気特性
が劣化するためベンディング後に歪取焼鈍を行い、上記
歪みを除き磁性を回復させるのが一般的である。
従来のレーザー処理等の磁気細分化処理法では、最終焼
鈍された鋼板にレーザー等により内部歪みが与えられて
いるので、かかる内部歪みは、上記の歪み取り焼鈍を施
すことにより消失する。
鈍された鋼板にレーザー等により内部歪みが与えられて
いるので、かかる内部歪みは、上記の歪み取り焼鈍を施
すことにより消失する。
(発明が解決すべき問題点) 本発明は、方向性電磁鋼板の磁気誘導特性が高い場合に
比較的鉄損が低くなるという従来技術の問題点を磁区制
御処理により解消するとともに、方向性電磁鋼板整形上
の理由により歪取り焼鈍を施こさざるを得ない場合は、
歪取り焼鈍を行ってもこれにより歪みが消失しない磁気
細分化技術を提供するものである。
比較的鉄損が低くなるという従来技術の問題点を磁区制
御処理により解消するとともに、方向性電磁鋼板整形上
の理由により歪取り焼鈍を施こさざるを得ない場合は、
歪取り焼鈍を行ってもこれにより歪みが消失しない磁気
細分化技術を提供するものである。
(問題点を解決するための手段および作用) 本発明に係る方向性電磁鋼板は、通常工程で得られた方
向性電磁鋼板の表面に穿った点列のほぼ三角錐状の穿孔
内に、フォルステライトを主成分としたグラスを有せし
めたことにより磁区制御処理を施したものであり、また
本発明に係る磁区制御処理方法は、方向性電磁鋼板の通
常の製造工程で得られた、冷間圧延板又は脱炭焼鈍板の
表面に点列に穿ち、次いでMgOを主成分としたコーティ
ングを施してから2次再結晶焼鈍を行い、2次再結晶焼
鈍板の表面にフォルステライトを形成させ、而して、上
記穿孔内にフォルステライトを主成分としたグラスを埋
収したことを特徴とする。以下、本発明を図面を参照し
つつ詳しく説明する。
向性電磁鋼板の表面に穿った点列のほぼ三角錐状の穿孔
内に、フォルステライトを主成分としたグラスを有せし
めたことにより磁区制御処理を施したものであり、また
本発明に係る磁区制御処理方法は、方向性電磁鋼板の通
常の製造工程で得られた、冷間圧延板又は脱炭焼鈍板の
表面に点列に穿ち、次いでMgOを主成分としたコーティ
ングを施してから2次再結晶焼鈍を行い、2次再結晶焼
鈍板の表面にフォルステライトを形成させ、而して、上
記穿孔内にフォルステライトを主成分としたグラスを埋
収したことを特徴とする。以下、本発明を図面を参照し
つつ詳しく説明する。
第1図中、「1」は通常の処理により成長せしめられた
2次再結晶組織を有する方向性電磁鋼板、2は最終焼鈍
工程で形成されたフォルステライトを主成分とする表面
皮膜である。本発明に係る方向性電磁鋼板1はその表面
にほぼ三角錐状の穿孔3が点状に穿たれており、穿孔3
はその内部に微小孔フォルステライト4を有している。
この微小孔フォルステライト4に接する方向性電磁鋼板
1の表面部ではグラス皮膜形成時に酸化され、Fe−Siを
主体とする表面酸化層5が形成されることがある。上記
のグラスの主成分であるフォルステライトは線膨張率が
鋼板1のFe−Siマトリックス6のそれよりもはるかに小
さいため、1000℃以上の高温での仕上焼鈍後、常温迄急
冷される過程で、フォルステライトが穿孔3内で収縮す
る時にFe−Siマトリックス6に引張応力を与え、この結
果穿孔3の周囲に局部的応力が発生する。また内部酸化
層5も、フォルステライトほどFe−Siマトリックス6と
の線膨張率の差はないが、酸化成分より構成されるため
に上記の急冷過程においてその根部5aで局部的歪を発生
させる。上述の如きフォルステライトを主成分とするグ
ラスによる内部応力発生作用によって、二次再結晶に固
有な磁区とは異なる方向を有する微小磁区が発生する。
2次再結晶組織を有する方向性電磁鋼板、2は最終焼鈍
工程で形成されたフォルステライトを主成分とする表面
皮膜である。本発明に係る方向性電磁鋼板1はその表面
にほぼ三角錐状の穿孔3が点状に穿たれており、穿孔3
はその内部に微小孔フォルステライト4を有している。
この微小孔フォルステライト4に接する方向性電磁鋼板
1の表面部ではグラス皮膜形成時に酸化され、Fe−Siを
主体とする表面酸化層5が形成されることがある。上記
のグラスの主成分であるフォルステライトは線膨張率が
鋼板1のFe−Siマトリックス6のそれよりもはるかに小
さいため、1000℃以上の高温での仕上焼鈍後、常温迄急
冷される過程で、フォルステライトが穿孔3内で収縮す
る時にFe−Siマトリックス6に引張応力を与え、この結
果穿孔3の周囲に局部的応力が発生する。また内部酸化
層5も、フォルステライトほどFe−Siマトリックス6と
の線膨張率の差はないが、酸化成分より構成されるため
に上記の急冷過程においてその根部5aで局部的歪を発生
させる。上述の如きフォルステライトを主成分とするグ
ラスによる内部応力発生作用によって、二次再結晶に固
有な磁区とは異なる方向を有する微小磁区が発生する。
かかる異方性磁区に前記の線膨張率の小さな表面皮膜2
の形成による面張力が付与されるので、スパイク状の18
0°磁区が多数伸張し、磁区が細分化されるのである。
かかる磁区細分化により高磁束密度を有する方向性電磁
鋼板の鉄損を改善して、高磁束密度故本来の磁区が比較
的大きい場合にも、鉄損の両者がすぐれた成品を得るこ
とができる。さらに、このようにして形成された細分化
磁区は従来の磁区細分化技術のような自存的な格子欠陥
ないしは歪みによる偏位によるものでなく、1200℃以上
の極めて高温まで形状変化することのない固形介在物に
よる偏位状態であるので、その後歪取焼鈍を行ってもそ
の効果が消失することはないのである。
の形成による面張力が付与されるので、スパイク状の18
0°磁区が多数伸張し、磁区が細分化されるのである。
かかる磁区細分化により高磁束密度を有する方向性電磁
鋼板の鉄損を改善して、高磁束密度故本来の磁区が比較
的大きい場合にも、鉄損の両者がすぐれた成品を得るこ
とができる。さらに、このようにして形成された細分化
磁区は従来の磁区細分化技術のような自存的な格子欠陥
ないしは歪みによる偏位によるものでなく、1200℃以上
の極めて高温まで形状変化することのない固形介在物に
よる偏位状態であるので、その後歪取焼鈍を行ってもそ
の効果が消失することはないのである。
本発明において最も効果的穿孔は、直径10μm〜1mm、
深さ3〜100μm、間隔10μm〜20mmの点列に穿孔され
たほぼ三角錐形状のものである。
深さ3〜100μm、間隔10μm〜20mmの点列に穿孔され
たほぼ三角錐形状のものである。
本発明において、穿孔3の孔の直径の下限を10μmにし
たのはこれ未満の直径の孔を工業的に実用可能範囲で穿
孔することが難しく、また、上限を1mmとしたのはこの
値を越えると該孔によって生ずる磁区細分化による鉄損
改善が行われないからである。穿孔3の孔の深さの下限
を3μmとしたのは、通常の電磁鋼板皮膜の表面酸化層
5の厚さが2〜3μmであり、本発明を効果あらしめる
のは3μm以上であるからである。また、上限を100μ
mにしたのは次の理由による。
たのはこれ未満の直径の孔を工業的に実用可能範囲で穿
孔することが難しく、また、上限を1mmとしたのはこの
値を越えると該孔によって生ずる磁区細分化による鉄損
改善が行われないからである。穿孔3の孔の深さの下限
を3μmとしたのは、通常の電磁鋼板皮膜の表面酸化層
5の厚さが2〜3μmであり、本発明を効果あらしめる
のは3μm以上であるからである。また、上限を100μ
mにしたのは次の理由による。
磁束の通り抜ける鉄心の断面積占有率はトランスの場合
占積率として測定され重要な因子であるが、通常占積率
は1%以内の変動であれば許容誤差範囲とみなせるの
で、通常断面積に対する孔の断面積が1%以下となる範
囲を求め、これを深さの上限値とした。
占積率として測定され重要な因子であるが、通常占積率
は1%以内の変動であれば許容誤差範囲とみなせるの
で、通常断面積に対する孔の断面積が1%以下となる範
囲を求め、これを深さの上限値とした。
次に、穿孔3の間隔(d−第2図参照)の下限を10μm
としたのは、孔の最小径は10μmであり、この孔の外径
が接する最も密な条件が10μmであるので、これを下限
とした。また、上限を2mmにしたのは、最も配向性のよ
い材料の場合で磁区巾が約2mmであるので、これをより
細分化する与件として限定した。
としたのは、孔の最小径は10μmであり、この孔の外径
が接する最も密な条件が10μmであるので、これを下限
とした。また、上限を2mmにしたのは、最も配向性のよ
い材料の場合で磁区巾が約2mmであるので、これをより
細分化する与件として限定した。
本発明による穿孔3の方向性電磁鋼板表面上での点状配
列形態、ピッチおよび間隔の好ましい具体例を第2図に
より説明する。
列形態、ピッチおよび間隔の好ましい具体例を第2図に
より説明する。
本発明において穿孔3の点列の好ましいピッチ(t)を
10μm〜20mmにしたのは、最小孔径10μmと接する条件
を下限値とし、磁気特性、特に鉄損値の改善を行わせる
ため20mm以下とした。なお、ピッチ(t)は等間隔ピッ
チでなく、たとえば0.5〜2mmのピッチと3〜15mmのピッ
チの組合わせでもよい。さらに、点状に配列された穿孔
3が圧延方向(RD)に対してなす好ましい角度(θ)は
45℃〜90である。上記角度であると、素材鉄損値を改善
でき、しかもトランス鉄損値も小さくしうるのである。
10μm〜20mmにしたのは、最小孔径10μmと接する条件
を下限値とし、磁気特性、特に鉄損値の改善を行わせる
ため20mm以下とした。なお、ピッチ(t)は等間隔ピッ
チでなく、たとえば0.5〜2mmのピッチと3〜15mmのピッ
チの組合わせでもよい。さらに、点状に配列された穿孔
3が圧延方向(RD)に対してなす好ましい角度(θ)は
45℃〜90である。上記角度であると、素材鉄損値を改善
でき、しかもトランス鉄損値も小さくしうるのである。
以下、本発明に係る方法を説明する。
方向性電磁鋼板の通常の製造工程、即ち、製鋼、熱間圧
延、熱延板焼鈍、冷間圧延工程をへて冷延板を製造し、
次いで該冷延板に、パルスレーザーを照射し、微小な穿
孔の点列を形成する。次にこの微小な穿孔が形成された
冷延板を脱炭焼鈍し、表層にできた酸化皮膜を除去した
後、マグネシヤコーティングを通常の目付量で施し、続
いて仕上焼鈍を通常の条件で行う。また、上記の微小な
穿孔の点列を脱炭焼鈍板の表面に形成する場合は、脱炭
焼鈍中に板表面に生成した酸化膜を除去するに足る熱処
理条件で仕上焼鈍を行う。
延、熱延板焼鈍、冷間圧延工程をへて冷延板を製造し、
次いで該冷延板に、パルスレーザーを照射し、微小な穿
孔の点列を形成する。次にこの微小な穿孔が形成された
冷延板を脱炭焼鈍し、表層にできた酸化皮膜を除去した
後、マグネシヤコーティングを通常の目付量で施し、続
いて仕上焼鈍を通常の条件で行う。また、上記の微小な
穿孔の点列を脱炭焼鈍板の表面に形成する場合は、脱炭
焼鈍中に板表面に生成した酸化膜を除去するに足る熱処
理条件で仕上焼鈍を行う。
上記の穿孔はパルスレーザー光照射で行うが、パルス強
度を10〜300mJ/Pulseにすると実技に適する。なお、レ
ーザー光の他に、放電加工、電子ビーム、または他の機
械的手段等の手段で穿孔してもよい。
度を10〜300mJ/Pulseにすると実技に適する。なお、レ
ーザー光の他に、放電加工、電子ビーム、または他の機
械的手段等の手段で穿孔してもよい。
(実施例) 以下、本発明を実施例に基づき説明する。
実施例1 通常の方向性電磁鋼板製造工程で得られた板厚0.225mm
の冷延板に以下の条件でレーザー照射を行った。
の冷延板に以下の条件でレーザー照射を行った。
レーザーのパルス強度:150mJ/Pulse レーザーの照射方向 :圧延方向に対し90° レーザーの照射ピッチ:5mm 微小な穿孔:直径0.08mm、深さ0.02mm、間隔0.5mm 上記穿孔冷延板にN:25%・DP65℃の雰囲気で850℃×120
秒の脱炭焼鈍を施し、脱炭焼鈍中に酸化膜も除去した
後、MgOを主体とした焼鈍分離剤を塗布し1200℃×20時
間の仕上焼鈍を行った。
秒の脱炭焼鈍を施し、脱炭焼鈍中に酸化膜も除去した
後、MgOを主体とした焼鈍分離剤を塗布し1200℃×20時
間の仕上焼鈍を行った。
かくして製造された方向性電磁鋼板の磁束密度B8は1.90
T、鉄損(W17/50)は0.84W/kgであった。また方向性電
磁鋼板の断面を400倍の光学顕微鏡で観察したところ、
ほぼ三角錐状の微小な穿孔が形成されており、その内部
にはフォルステライトを主成分とするグラスが形成され
ていることが確認された。また方向性電磁鋼板の表面を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、通常の二次再結晶
組織に見られる磁区が細分化された多数の180°磁区が
圧延方向に伸長していることが確認された。
T、鉄損(W17/50)は0.84W/kgであった。また方向性電
磁鋼板の断面を400倍の光学顕微鏡で観察したところ、
ほぼ三角錐状の微小な穿孔が形成されており、その内部
にはフォルステライトを主成分とするグラスが形成され
ていることが確認された。また方向性電磁鋼板の表面を
走査型電子顕微鏡で観察したところ、通常の二次再結晶
組織に見られる磁区が細分化された多数の180°磁区が
圧延方向に伸長していることが確認された。
上記の仕上焼鈍ずみ鋼板に850℃×4時間の歪取焼鈍を
行った。
行った。
上記レーザー照射を行わない同一ロットの比較機と共に
鉄損値を次に示す。
鉄損値を次に示す。
実施例2 通常工程で得られた板圧0.225mmの冷延板を脱炭焼鈍
し、しかるのち、該脱炭焼鈍板に以下の条件でレーザー
照射を行った。
し、しかるのち、該脱炭焼鈍板に以下の条件でレーザー
照射を行った。
レーザーパルス強度:100mJ/Pulse レーザーの照射方向:圧延方向に対し70° レーザー照射ピッチ:0.5mmと6mmの組合せ 微小な穿孔:直径0.06mm、深さ0.02mm、間隔0.5mm 上記穿孔脱炭焼鈍板にN:25%・DP60℃の雰囲気で850℃
×120秒の予備仕上焼鈍を行い、脱炭焼鈍時に形成され
た酸化膜を除去した後、MgOを主体とした焼鈍分離剤を
塗布し、1200℃×20時間の仕上焼鈍を行った。
×120秒の予備仕上焼鈍を行い、脱炭焼鈍時に形成され
た酸化膜を除去した後、MgOを主体とした焼鈍分離剤を
塗布し、1200℃×20時間の仕上焼鈍を行った。
かくして製造された方向性電磁鋼板の磁束密度B8は1.91
T、鉄損8(W17/50)は0.79W/kgであった。
T、鉄損8(W17/50)は0.79W/kgであった。
実施冷1と同様の方法により、ほぼ三角錐状の微小な穿
孔、フォルステライトを主成分とするグラスの形成およ
び磁区の細分化を確認した。しかる後、該鋼板に850℃
×4時間の標準歪取焼鈍を施した。得られた材料の鉄損
値を上記レーザー照射を行わない同一のロットの比較材
の鉄損値と共に下記に示す。
孔、フォルステライトを主成分とするグラスの形成およ
び磁区の細分化を確認した。しかる後、該鋼板に850℃
×4時間の標準歪取焼鈍を施した。得られた材料の鉄損
値を上記レーザー照射を行わない同一のロットの比較材
の鉄損値と共に下記に示す。
(発明の効果) 本発明の磁区制御手段によれば、歪取焼鈍を施した後で
も、その効果は消滅しないので、巻き鉄心トランスの材
料として利用でき、その工業的価値は甚大である。
も、その効果は消滅しないので、巻き鉄心トランスの材
料として利用でき、その工業的価値は甚大である。
第1図は本発明による磁区制御処理鋼の一部断面模式
図、第2図は本発明による磁区制御処理鋼の点状穿孔の
配列を説明する説明図である。 1…方向性電磁鋼板、2…表面被膜、3…穿孔、4…微
小孔フォルステライト。
図、第2図は本発明による磁区制御処理鋼の点状穿孔の
配列を説明する説明図である。 1…方向性電磁鋼板、2…表面被膜、3…穿孔、4…微
小孔フォルステライト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 克郎 福岡県北九州市八幡東区枝光1−1―1 新日本製鐵株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 小林 尚 福岡県北九州市八幡東区枝光1−1―1 新日本製鐵株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−152423(JP,A) 特開 昭60−114519(JP,A)
Claims (5)
- 【請求項1】通常工程で得られた方向性電磁鋼板の表面
に穿った直径10μm〜1mm、深さ3〜100μm間隔10μm
〜2mmの点列のほぼ三角錐状の穿孔内に、フォルステラ
イトを主成分としたグラスを有せしめたことを特徴とす
る磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板。 - 【請求項2】前記点列が圧延方向に対し90°〜45°の角
度範囲に、かつ、そのピッチが10μm〜20mmである特許
請求の範囲第1項に記載の方向性電磁鋼板。 - 【請求項3】方向性電磁鋼板の通常の製造工程で得られ
た、冷間圧延板又は脱炭焼鈍板の表面に直径10μm〜1m
m、深さ3〜100μmのほぼ三角錐状の孔を10μm〜2mm
の間隔で点列に穿ち、次いでMgOを主成分としたコーテ
ィングを施してから2次再結晶焼鈍を行い、2次再結晶
焼鈍板の表面にフォルステライトを形成させ、而して、
上記穿孔内にフォルステライトを主成分としたグラスを
形成せしめたことを特徴とする磁区制御処理を施した方
向性電磁鋼板の製造方法。 - 【請求項4】点列が圧延方向に対し90°〜45°の角度範
囲に、かつ、そのピッチが10μm〜20mmである特許請求
の範囲第3項記載の方法。 - 【請求項5】レーザー光を照射して穿孔する特許請求の
範囲第3項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196554A JPH0740527B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196554A JPH0740527B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175506A JPS6175506A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH0740527B2 true JPH0740527B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=16359664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196554A Expired - Lifetime JPH0740527B2 (ja) | 1984-09-21 | 1984-09-21 | 磁区制御処理を施した方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740527B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012562A1 (ko) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI342582B (en) | 2003-07-17 | 2011-05-21 | Applied Materials Inc | Method of surface texturizing |
| CN103052723B (zh) | 2010-07-28 | 2014-09-24 | 新日铁住金株式会社 | 方向性电磁钢板及其制造方法 |
| JP7804248B2 (ja) * | 2024-02-08 | 2026-01-22 | 日本製鉄株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5836051B2 (ja) * | 1982-03-09 | 1983-08-06 | 新日本製鐵株式会社 | 電磁鋼板の処理方法 |
| JPS60114519A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-21 | Kawasaki Steel Corp | 鉄損の低い一方向性けい素鋼板の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-21 JP JP59196554A patent/JPH0740527B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012562A1 (ko) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
| US10793929B2 (en) | 2013-07-24 | 2020-10-06 | Posco | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6175506A (ja) | 1986-04-17 |
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