MIN KI-YOUNG (KR)
PARK SE-MIN (KR)
PARK JONG-TAE (KR)
HONG SEONG-CHEOL (KR)
KR20080106305A | 2008-12-04 | |||
KR20160078242A | 2016-07-04 | |||
KR20160019919A | 2016-02-22 | |||
JP2003129135A | 2003-05-08 | |||
KR20150073549A | 2015-07-01 |
【청구범위】 【청구항 1】 방향성 전기강판을 준비하는 단계; 및 상기 방향성 전기강판의 표면에 듀티가 98.0 내지 99.9%인 준연속 레이저 범을 조사하여 그루브를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 듀티는, 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형에 있어서, [출력 변조 주기 시간] (Ta)에 대한 [최대 출력 (Pmax)의 10% 이상의 출력으로 조사한 시간] (Tb)의 비 (Tb/Ta)인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 2] 제 1항에 있어서, 상기 준연속 레이저 빔의 주파수는 100Hz 내지 8kHz인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 3】 제 1항에 있어서, 상기 준연속 레이저 범 폭 (W)에 대한 레이저 범의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)는 30W/誦 내지 300W/難인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 4】 제 1항에 있어서, 상기 준연속 레이저 빔의 강판 폭방향으로의 빔 길이 (L)에 대한 강판 압연방향으로의 빔 폭 (W)의 비 (W/L)는 0. 1 내지 0.86인 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 5】 제 1항에 있어서, 상기 레이저는 ΤΕΜ 00 모드이며, 빔 품질 팩터 ( factor )인 M2 가 1 .0 내지 1. 1이 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 6】 제 1항에 있어서, 상기 그루브를 강판의 폭방향으로 단속적으로 3 내지 .8개 형성하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 7】 제 1항에 있어서, 상기 그루브는 선형이며, 전기강판의 압연방향에 대하여 82° 내지 98° 의 각도로 형성하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 8] 제 1항에 있어서, 상기 그루브의 깊이 (D)를 강판의 두께의 3% 내지 8%로 형성하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . 【청구항 9】 제 1항에 있어서, 상기 그루브를 형성하는 단계 이후, 탈탄소둔 또는 질화소둔하여 강판의 표면에 산화층을 형성하는 단계; 및 산화층이 형성된 강판의 표면에 소둔분리제를 도포하고 고온 소둔하여 강판의 표면에 비금속 산화물층을 형성하는 단계 ; 를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법. 【청구항 10】 제 9항에 있어서, 상기 비금속 산화물층을 형성하는 단계 이후, 비금속 산화물층 상에 절연 코팅층을 형성하는 ,단계를 더 포함하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법 . |
【발명의 명칭】
방향성 전기강판의 자구미세화 방법
【기술분야】
방향성 전기강판의 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, 넁연 및 소둔공정을 통해 2차재결정된 결정립이 압연방향으로 { 110}<001> 방향으로 배향된 집합조직 (일명 "Goss Texture" 라고도 함)을 갖는 기능성 강판을 말한다.
회복 (Recovery)이 나타나는 열처리 온도 이상의 웅력완화열처리 후에도 철손개선 효과를 나타내는 영구자구미세화 방법은 에칭법, 를법 및 레이저법으로 구분할 수 있다. 에칭법은 용액 내 선택적인 전기화학반웅으로 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 못한 단점을 갖고 있다.
롤에 의한 영구자구미세화방법은 를에 돌기모양을 가공하여 롤이나 판을 가압함으로써 판 표면에 일정한 폭과 깊이를 갖는 홈을 형성한 후 소둔함으로써 홈 하부의 재결정을 부분적으로 발생시키는 철손 개선효과를 나타내는 자구미세화기술이다. 를법은 기계가공에 대한 안정성, 두께에 따른 안정적인 철손 확보를 얻기 힘든 신뢰성 및 프로세스가 복잡하며, 홈 형성 직후 (웅력완화소둔전) 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 (groove) 를 형성시키는 방법을 사용한다. 이 때 사용되는 레이저로는 Q— Swi tch 혹은 필스레이저 그리고 연속파 레이저가 있다.
연속파 레이저에 의한 영구자구미세화방법은 홈 형성 시 홈 부의 재응고층을 홈 전 (全)면부에 균일하게 형성 시키지 못함으로써 홈 하부 기지부에 과도한 변형을 유도하기 때문에 1차재결정전 (前)혹은 후 (後) 공정에 적용하기 어렵고 홈 하부의 재웅고층이 측면부와 비교해 얇기 때문에 탈탄소둔시 산화층 두께가 얇기 때문에 절연코팅후 포스테라이트 (Forster i te)층과 포스테라이트 /절연코팅층 계면이 취약함으로 밀착성이 열위 되는 단점을 갖고 있다.
Q-swi thch 혹은 필스레이저에 의한 영구자구미세화법은 조사 시 조사부 물질의 증발을 이용하여 홈을 형성하고, 재웅고층 형성과는 관계가 없기 때문에 연속적인 홈 형성 후 1차재결정 시 홈 부 열영향에 의한 재결정 거동에 의한 2차재결정 형성이 불안정하여 자성특성?ᅵ 열위되는 단점을 갖고 있다.
【발명의 내용】
.【해결하고자 하는 과제】
자성 및 밀착 특성을 개선하는 방향성 전기강판의 자구미세화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
【과제의 해결 수단】
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 방향성 전기강판을 준비하는 단계; 및 방향성 전기강판의 표면에 듀티가 98.0 내지 99.9%인 준연속 레이저 빔을 조사하여 그루브를 형성하는 단계를 포함한다.
듀티는, 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형에 있어서, [출력 변조 주기 시간] (T 에 대한 [최대 출력 (P max )의 10% 이상의 출력으로 조사한 시간] (T b )의 비 (T b /T a )이다.
준연속 레이저 빔의 주파수는 100Hz 내지 8kHz가 될 수 있다.
준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 빔의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)는 30W/隱 내지 300W/隱일 수 있다.
준연속 레이저 빔의 강판 폭방향으로의 빔 길이 (L)에 대한 강판 압연방향으로의 빔 폭 (W)의 비 (W/L)는 0. 1 내지 0.86일 수 있다. 레이저는 TEM 00 모드이며 , 빔 품질 팩터 ( factor )인 M 2 가 1.0 내지 1. 1이 될 수 있다.
그루브를 강판의 폭방향으로 단속적으로 3 내지 8개 형성할 수 있다. 그루브는 선형이며 , 전기강판의 압연방향에 대하여 82 ° 내지 98 ° 의 각도로 형성할 수 있다.
그루브의 깊이 (D)를 강판의 두께의 내지 8¾>로 형성할 수 있다. 그루브를 형성하는 단계 이후, 탈탄소둔 또는 질화소둔하여 강판의 표면에 산화층을 형성하는 단계; 및 산화층이 형성된 강판의 표면에 소둔분리제를 도포하고 고온 소둔하여 강판의 표면에 비금속 산화물층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
비금속 산화물층을 형성하는 단계 이후, 비금속 산화물층 상에 절연 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
【발명의 효과】
본 발명의 일 구현예에 따르면, 영구자구미세화에 의한 자속밀도 열화를 감소시킬 수 있고, 철손 개선율을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 최종 절연코팅 후 강판 및 절연코팅 층의 밀착성이 우수하다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 알 실시예에 의한 방향성 전기강판의 표면의 모식도이다.
도 2는 준연속 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형이다.
도 3은 준연속 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형이다.
도 4는 강판 표면에서의 레이저 빔의 형상을 개략적으로 도시한 모식도이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 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 2 부분, 성분, 영역, 층 또는 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, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용.되는 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 매우 공식적인 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 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 방향성 전기강판의 자구미세화 방법은 방향성 전기강판을 준비하는 단계; 및 방향성 전기강판의 표면에 듀티가 98.0 내지 99.9%인 준연속 레이저 빔을 조사하여 그루브를 형성하는 단계를 포함한다.
도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 의해 자구미세화된 방향성 전기강판 ( 10)의 모식도를 나타낸다. 도 1.에서 나타나듯이, 방향성 전기강판 ( 10)의, 표면에는 압연 방향을 따라 복수개의 그루브 (20)가 형성된다. 이하에서는 각 단계별로 상세하게 설명한다. 먼저 방향성 전기강판을 준비한다. 본 발명의 일 실시예에서는 레이저 범의 조사 조건을 제어함으로써 자성을 향상시키기 위한 것으로서, 자구미세화의 대상이 되는 방향성 전기강판은 제한 없이 사용할 . 수 있다. 특히, 방향성 전기강판의 합금 조성과는 관계 없이 본 발명의 효과가 발현된다. 이하에서는 일 예로서 방향성 전기강판의 합금 성분에 대해 설명한다.
방향성 전기강판은 전체 조성 100 중량 ¾)를 기준으로 0: 0.0020 내지 0.0080% ' , Si: 2.5 내지 4.0%, C: 0.02 내지 0.10%, A1: 0.02 내지 0.04%, Mn: 0.05 내지 0.20%, N: 0.002 내지 0.012%, S: 0.001% 내지 0.010%, 및 P: 0.01 내지 0.08% 를 포함하고, 잔부는 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 불가피한 불순물로는 Ni, Cr, Sb 및 희토류 등이 될 수 있으며, 불순물의 총 중량은 0.1 중량 % 이내가 될 수 있다.
합금 성분 한정에 대한 이유는 하기와 같다. Si는 2.5% 이상 첨가 시 비저항을 증가시켜 철손을 개선시키지만, 4.0% 초과시 판 취성이 증가함으로써 기계적 특성이 저하될 수 있다. C은 0.02% 이상 첨가되어 열간 압연 시 조직을 균일하게 하고, 연속 주조에서 발생하는 주상정 조직의 성장을 억제할 수 있으나, 0.10% 초과 시 탈탄소둔 시간이 증가함으로써 1차 재결정립이 미세하고 2차 재결정온도가 낮아지게 됨으로써 자성특성이 저하될 수 있다. A1은 0.02% 이상 첨가됨으로써 질화물 형태로 결정립 성장 억제제로 작용하게 된다. 그러나 0.04% 초과시 조대한 질화물이 석출됨으로 억제제의 역할이 저하될 수 있다. Mn은 0.05% 이상 첨가되어 황화물을 형성하여 결정립 성장 억제제의 역할을 할 수 있다. 그러나, 0.20¾> 초과시 1차 재결정립의 크기를 감소시켜 2차 재결정을 불안정하게 하고 Mn 산화물올 형성하여 철손을 저하시킬 수 있다. N은 0.002% 이상 첨가되어 결정립 성장 억제제의 역할을 할 수 있다. 그러나, 0.012% 초과시 블리스터 (Blister)의 표면 결함을 유발할 수 있다. S는 0.001% 이상 첨가되어 황화물을 형성하여 결정립 성장 억제제의 역할을 할 수 있다. 그러나 0.010% 초과시 조대한 황화물이 . 형성되어 결정립 성장 억제제로 작용하기 어려워질 수 있다. P는 0.01% 이상 첨가되는 경우 {110}<001> 집합조직의 성장을 촉진할 수 있다. 그러나 0.08% 초과 시 강의 취성이 증가할 수 있다. 0는 슬라브 중 0 . 0020 내지 0 . 0080% 포함된 상태에서 1차 재결정 소둔 과정에서 0 가 추가적으로 강판으로 침입하여, 강중의 산소함량을 증가시키게 된다. 따라서 강중의 산소함량이 통상의 산소 함량보다 많은 상태에서 소지강판의 산화층이 형성되고, 이러한 산화층은 이후 2차 재결정 소둔시 ¾¾의 확산이 용이하게 일어나게 된다. 따라서 소지강판 쪽으로 침입한 포스테라이트 등 비금속 산화물층을 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서 방향성 전기강판은 슬라브로부터 열간 압연 및 넁간 압연을 통해 소정의 두께로 압연된 방향성 전기강판을 사용할 수 있다.
다음으로, 준비한 방향성 전기강판의 표면에 준연속 레이저 범을 조사하여 그루브를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서는 기존에 알려진 펄스 레이저나 연속파 레이저가 아닌 준연속 레이저 빔을 조사하게 된다. 구체적으로 듀티가 98 . 0 내지 99 . 9%인 준연속 레이저 범을 조사하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 준연속 레이저 범을 조사함으로써 그루브 하부에 응고합금층이 적절.한 두께로 균일하게 형성되고, 스패터 재응고에 의한 융착물 갇힘 ( t r ap )을 최소화함으로써 자성을 향상시키고, 절연코팅층과의 밀착력을 확보할 수 있다.
도 2 및 도 3은 준연속 레이저 범의 출력에 대한 시간 파형을 나타낸다. 듀티는 [출력 변조 주기 시간] (T a )에 대한 [최대 출력 (P max )의 10% 이상의 출력으로 조사한 시간] (T b )의 비 (T b /T a )를 의미한다. 도 2에서와 같이 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형이 On/Of f로 나타나는 경우, 듀티는 [출력 변조 주기 시간] (T 에 대한 [레이저 조사 시간] (T b )의 비 (T b /T a )가 될 수 있다. 도 3에서와 같이 레이저 빔의 출력에 대한 시간 파형이 On/Of f가 아닌 곡선.형태로 나타나는 경우 듀티는 [출력 변조 주기 시간] (T 에 . 대한 [최대 출력 (P max )의 10% 이상의 출력으로 조사한 시간] (T b )의 비 (T b /T a )를 의미한다 .
준연속 레이저 빔의 듀티는 98 . 0 내지 99 . 9%이다. 듀티가 너무 작은 경우, 연속적인 선상 그루브를 형성하지 못하게 되어, 자성 면에서 문제가 발생할 수 있다. 듀티가 너무 큰 경우, 연속발진 레이저 빔과 유사하게 되며 그루브. 하부에 형성되는 응고합금층이 너무 얇게 형성되어, 절연코팅층과의 밀착특성이 열위해 질 수 있다.
준연속 레이저 빔의 주파수는 100Hz 내지 8kHz가 될 수 있다. 주파수가 전술한 범위를 벗어날 경우, 레이저 조사 시 용융물 비산이 비정상적인 거동을 나타냄으로써 홈 하부 및 측부에 스패터 갇힘 (Trap)이 나타날 수 있다. 더욱 구체적으로 준연속 레이저 빔의 주파수는 3kHz 내지 6kHz가 될 수 있다.
준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 빔의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)는 30W/醒 내지 300W/隱일 수 있다. 준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 빔의 평균 출력 (P)의 비 (P 를 전술한 범위로 조절하여 그루브 하부에 균일한 응고합금충을 형성할 수 있다. 준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 빔의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)가 너무 작을 경우 그루브 하부에 형성되는 응고합금층의 두께가 너무 얇게 나타나기 때문에 이후, 탈탄소둔 시 형성되는 산화층 두께가 너무 얇아지는 문제가 있다. 준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 빔의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)가 너무 클 경우, 그루브 하부에 형성되는 응고합금층의 두께가 너무 두¾게 나타나기 때문에, 기지부에 열영향이 증가하게 된다. 결국, 탈탄소둔 시 그루브 하부에서 재결정이 형성됨으로써 2차 재결정이 형성되지 않는 문제가 있다. 더욱 구체적으로 준연속 레이저 빔 폭 (W)에 대한 레이저 범의 평균 출력 (P)의 비 (P/W)는 35W/mm 내지 250W/隱일 수 있다.
도 4에서는 강판 표면에서의 레이저 빔의 형상을 개략적으로 나타낸다. 도 4에 나타나듯이, 본 발명의 일 실시예에서 레이저 빔의 형상은 타원형이 될 수 있다. 레이저 빔의 형상이 타원형인 경우, 연속적인 선상의 그루브를 형성하기에 유리하다. 구체적으로 준연속 레이저 빔의 강판 폭방향으로의 빔 길이 (L)에 대한 강판 압연방향으로의 빔 폭 (W)의 비 (W/L)는 0 . 1 내지 0 . 86일 수 있다.
레이저는 TEM 00 모드이며, 빔 품질 팩터 ( f actor )인 M 2 가 1 .0 내지 1 . 1일 수 있다. 이 때 사용되는 레이저의 출력은 0 . 5 내지 5 k\일 수 있다. 또한, 그루브 (20)는 전기강판의 압연방향에 대하여 82 ° 내지 98 ° 로 형성할 수 있다. 그루브 (20)를 90 ° 를 포함하지 않는 사선형으로 형성함으로써 , 반자장을 약화시켜 자성을 향상시킬 수 있다 .
그루브 (20)는 강판의 폭 방향으로 단속적으로 3 내지 8개 형성할 수 있다.
그루브의 깊이 (D)를 강판의 두께의 3% 내지 8%로 형성할 수 있다. 깊이가 너무 얕을 경우, 철손 개선 효과가 미미할 수 있다. 깊이가 너무 깊을 경우, 열영향부가 증가하여 고스 집합조직 (Goss Texture)의 성장에 악영향을 미칠 수 있다.
그루브를 형성하는 단계 이후, 탈탄소둔 또는 질화소둔하여 강판의 표면에 산화층을 형성하는 단계; 및 산화층이 형성된 강판의 표면에 소둔분리제를 도포하고 고온 소둔하여 강판의 표면에 비금속 산화물층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
산화층을 형성하는 단계 (즉, 1차 재결정 소둔)는 탈탄소둔 이후 질화소둔 하거나, 탈탄소둔 및 질화소둔을 동시에 실시하는 것일 수 있다.
1차재결정 소둔 시 소둔온도는 700 내지 950 ° C 일 수 있다. 1차재결정 소둔 시 탈탄을 위해 산화성 분위기로 제어한다 . 이 때 강판에 포함된 Si는 탈탄 소둔 분위기 가스에 존재하는 수분과 반웅하여 강판의 표층부에 산화층을 형성하게 된다. 1차재결정 소둔에서 탈탄은 강판 내부의 탄소가 표면으로 확산하여 이루어지고, 한편으로 강판은 분위기 가스에 포함됨 산소와 반응하여 Si¾나 Fe 2 Si0 4 (Fayl i te) 와 같은 산화층을 표면에 형성하게 된다. 이때 1차 재결정 소둔과정에 강판의 표면에 . 형성되는 산화층에서 Si0 2 /Fe 2 Si0 4 의 중량비는 0.1 내지 1.5 일 수 있다. 이와 같이 1차 재결정 소둔 과정에서 형성되는 산화층의 중량비는 1차재결정 소둔 즉, 탈탄 소둔 시 적정한 산소 투입량과 밀접한 관계가 있다. 강판의 성분 중에 산소함량을 통상의 산소 함량보다 많이 포함시킨 상태에서 탈탄 소둔시의 산소 투입량을 제어한다. 탈탄 소둔시의 산소의 투입량은 산화성 분위기 (노점, 수소 분위기)와 강판 표층부의 산화층의 형상 그리고 강판의 온도를 고려하여야 한다. 산화능으로만 판단하면 산화능이 높을수록 산소 분압이 높아지므로 산화능을 높이는 것이 좋다. 그러나, 산화능이 너무 높아지면 표층부에 Si0 2 나 Fe 2 Si0 4 (Fayl i te) 산화물이 강판의 표층부에 치밀하게 형성되게 된다. 이와 같이 치밀한 산화물이 형성되면 산소의 깊이 방향으로의 침투를 방해하는 방해물 역할을 하게 되어 결과적으로 산소의 강판내부로의 침투를 방해한다. 따라서 탈탄을 위한 적절한 산화능이 존재하므로 790 내지 900 ° C의 온도 범위에서 노점 50 내지 70 ° C (50%N 2 +50%H 2 ) 분위기에서 탈탄이 잘 일어. 나고 적절한 산화층이 형성된다. 탈탄 소둔시 탈탄분위기를 제어하여 탈탄 소둔을 완료하면, 강판 표면 산소층의 산소량은 600 내지 l , 000ppm 범위에 있게 된다.
다음으로, 산화층이 형성된 강판의 표면에 소둔분리제를 도포하고 고온 소둔 (즉, 2차 재결정 소둔)하여 강판의 표면에 비금속 산화물층을 형성한다. 소둔분리제는 슬러리형으로 MgO를 주성분으로 하고, 여기에 반웅촉진제로 Ti 화합물, ci 화합물, 황화물, 붕화물, 질화물 또는 산화물의 단수 또는 복수로 흔합하여 사용한다. 소둔분리제는 슬러리 형이므로 코팅롤에 의하여 강판에 도포하며, 도포량은 강판의 편면당 2.0 내지 12. 5g/m 2 이 바람직하다. 소둔분리제는 2차재결정 소둔시 소둔분리제의 주성분인 MgO가 산화층의 Si0 2 또는 /및 Fe 2 Si0 4 와 반웅하여 포스테라이트 (Forster i t e ; Mg 2 Si 0 4 ) 글라스 피막을 형성하게 된다. 이러한 포스테라이트 피막은 2차 재결정 소둔 과정 : 에서 인히비티의 거동에 영향올 . 주어 전기강판의 자기특성에 영향을 주고 피막이 형성된 다음에는 소지강판과의 밀착성등과 같은 피막특성에도 영향을 미치게 된다. 소둔분리제의 주성분인 MgO의 평균 분말 입경을 2 .5//m 이하인 것을 사용하는 하는 것이 .바람직하고, 이 중에서 평균 분말 입경이 2 ιη 이하가 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 2차 재결정 소둔은 550 내지 75( C에서의 1차 균열과정과 1 , 000 내지 1 , 250 ° C에서의 2차 균열과정으로 구분하여 실시하고, 승온구간은 650 내지 95Q ° C의 온도 구간에서는 시간당 30 내지 10CTC로 승온하고, 950 내지 1 , 250 ° C의 온도 구간에서는 시간당 50 ° C이하로 승은한다. 그리고 균열시간은 1차 균열과정은 소둔분리제의 수분을 제거하기 위해 10분 이상으로 하고, 2차 균열시간은 8시간 이상으로 한다. 2차 재결정 소둔 시 분위기는 2차 균열온도까지는 질소와 수소의 흔합분위기에서 실시하고, 2차 균열온도 도달 이후에는 수소 분위기에서 실시하는 것이 바람직하다. 이상과 같은 MgO를 주성분으로 하는 소둔분리제를 도포하여 2차 재결정 소둔을 실시하게 되면, 소둔 과정에서 소둔분리제 증의 Mg가 소지 강판 내부로 확산되고 탈탄 소둔 과정에서 생성된 Si 산화물과 Mg 가 상호 확산반응을 하면서 포스테라이트를 형성하게 된다. 2차재결정 소둔 과정에서 강판의 내부에서 고스핵을 갖는 결정으로부터 ( 110) <001> 고스 방위를 갖는 결정립이 우선 성장하여 우수한 전기적 특성을 갖게 된다. 비금속 산화물층은 예시한 Mg 2 Si0 4 외에도 Al 2 Si0 4 또는 Mn 2 Si0 4 를 포함할 수 있다.
비금속 산화물층을 형성하는 단계 이후, 비금속 산화물층 상에 절연 코팅층올 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적인 방법으로서, 인산염을 포함하는 절연 코팅액을 도포하는 방식으로 절연코팅층을 형성할 수 있다. 이러한 절연 코팅액은 콜로이달 실리카와 금속인산염을 포함하는 코팅액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때 금속인산염은 A1 인산염, Mg 인산염, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 절연 코팅액의 중량 대비 Al , Mg , 또는 .이들의 조합의 함량은 15 중량 % 이상일 수 있다.
절연코팅층 형성 이후, 응력완화소둔을 더 실시할 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.
실시예
넁간압연한 두께 0.27mm의 방향성 전기강판을 준비하였다. 이 전기강판 표면에 TEM 00 모드이며, 빔 품질 팩터 ( factor )인 M 2 가 1.0이고, 출력을 2.8kW로 조절하여 레이저를 조사하였다.
이 때 레이저 빔의 형상, 듀티, 주파수, P/W 값을 하기 표 1 및 표 2와 같이 바꾸어 가며 조사하였다. 이후 탈탄 소둔 및 질화처리를 하고, MgO를 주성분으로 하는 소둔 분리제를 강판 편명당 8 g/m 2 이 되도록 도포한 다음 강판을 2차 재결정 소둔을 실시하였다. 그 후 콜로이달 실리카와 금속인산염을 포함하는 절연 코팅액을 코팅하여 절연 코팅층을 형성하였다.
【표 1】 οε 9 ' 9- ΐ6 ΐ/68 ' 0
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8ZTSl0/Z.l0ZaM/X3d 6T81CI/810Z OAV 표 1 및 표 2에서 철손 개선율은 레이저를 조사하여 그루브를 형성하기 전의 전기강판의 철손 (^)과 레이저를 조사하여 그루브를 형성한 후 철손 (W 2 )을 측정하여 ― W 2 ) /W으로 계산하였다. 밀착성은 원형형 Bar (직경 5 내지 80隱)에 강판을 밀착시켜 Bendi ng 시켰을때 절연코팅 및 비금속 산화물층의 박리 혹은 탈착이 일어나는지 Bar 직경으로 표시하였다. 표 1 및 표 2에서 나타나듯이, 준연속 레이저를 사용하는 경우, 철손 개선율 및 밀착성이 동시에 향상되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 준연속 레이저를 사용하더라도 듀티가 낮거나, 연속 레이저를 사용하는 경우, 밀착.성 면에서 열악함을 확인할 수 있다ᅳ 또한 필스 레이저를 사용할 경우, 철손 개선율 및 밀착성이 동시에 열악함을 확인할 수 있다. 준연속 레이저를 사용하는 경우에 있어서도 P/W 값을 적절히 조절한 경우, 철손 개선율 및 밀착성이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다. 듀티가 95%로 낮은 경우, 홈이 생기는 부위와 생기지 않는 부위가 판 길이방향의 스캔된 선상에서 나타나기 때문에 선이 형성된 부위에는 그루브 홈이 나타나지만, 선이 형성되지 않은 부위에서는 홈이 미형성 된다. 따라서, 철손값은 통계적으로 약 1 .3% 정도 개선되는 결과를 나타낸다. 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 : 전기강판 20 : 그루브
Next Patent: FULLY BIODEGRADABLE SUPERCAPACITOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME