BR112012032714B1

BR112012032714B1 - Método para produção de chapa de aço elétrico com grão orientado

Info

Publication number: BR112012032714B1
Application number: BR112012032714-3A
Authority: BR
Inventors: Keiji Iwata; Yasuhiro Kikuchi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2022-05-24
Also published as: US20130092652A1; EP2573193A4; PL2573193T3; EP2573193A1; JP4949539B2; KR101265813B1; US8734658B2; CN103025896A; CN103025896B; BR112012032714A2; KR20130016374A; JPWO2011162086A1; EP2573193B1; WO2011162086A1; RU2503729C1

Abstract

MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE CHAPA DE AÇO ELÉTRICO COM GRÃO ORIENTADO A presente invenção refere-se a uma película protetora que é formada em uma chapa de aço laminada a frio de modo a fabricar uma ranhura por causticação .Nesse ponto ,a porção exposta da chapa de aço onde uma porção da chapa de aço é exposta é formada na película protetora e a porção exposta da chapa de aço tem uma primeira região orientada na direção da largura da chapa,e uma pluralidade de segundas regiões começando na primeira região,as larguras da primeira região a da segunda região sendo 20 (Mi) m a 100 (Mi)m e a distância desde uma porção extrema de uma das segundas regiões até a porção extrema de outra das segundas regiões adjacentes a ela sendo 60 um a 570 (Mi)m.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado onde uma ranhura é formada em uma superfície.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Chapas de aço elétrico com grão orientado tendo um eixo de fácil magnetização em na direção de laminação de uma chapa de aço são usadas como núcleo de ferro de um conversor de energia tal como um transformador. Características de baixa perda de núcleo são fortemente demandadas para um material de núcleo de ferro de modo a reduzir as perdas causadas pela conversão de energia.

[003] Como um exemplo dos métodos para reduzir uma perda de núcleo, foi proposto um método para reduzir a perda de corrente de Foucault que contribui grandemente para a perda de núcleo por transmitir uma tensão à superfície de uma chapa de aço ou fornecer uma ranhura linear à mesma, subdividindo assim um domínio magnético de 180 graus.

[004] Entretanto, quando o método de transmitir a tensão à super fície da chapa de aço é empregado, a tensão é aliviada por tratamento térmico em um caso no qual o recozimento de alívio de tensão é necessário na montagem de um transformador tal como um núcleo de ferro enrolado. Como resultado, o efeito de redução da perda de corrente de Foucault pela subdivisão do domínio magnético desaparece.

[005] Enquanto isso, quando a ranhura linear é fisicamente fabricada na superfície da chapa de aço, a redução da perda de corrente de Foucault pela subdivisão do domínio magnético permanece mesmo após o recozimento de alívio de tensão.

[006] Vários métodos foram propostos como método pára fabricar a ranhura na superfície da chapa de aço, e seus exemplos estão descritos nas Literaturas de Patente 1 a 5. Entretanto, as técnicas descritas nas Literaturas de Patente 1 a 5 se referem a um método para fabricar uma ranhura linear simples e contínua.

[007] Enquanto isso, quando uma ranhura composta de uma ranhura linear principal (referida a seguir como ranhura principal) e uma pluralidade de micro sub-ranhuras de linhas segmentadas (referidas a seguir como sub-ranhuras) se ramificando da ranhura principal são fabricadas na superfície da chapa de aço, características mais excelentes de perda de núcleo são obtidas se comparado ao caso em que a ranhura linear simples é fabricada.

[008] Entretanto, as ranhuras que ramificam conforme descrito acima não podem ser fabricadas pelo uso direto dos métodos de fabricação descritos nas Literaturas de Patente 1 a 5.

[009] Isto é, quando o ataque químico é executado para fabricar as microrranhuras ramificadas na superfície da chapa de aço até uma profundidade na qual as características de perda de núcleo desejados são obtidas, um intervalo entre as ranhuras micro ramificadas se torna menor. Como resultado, ocorre um problema de que as microrranhuras adjacentes entre si se tornam contínuas entre si, para assim formar uma ranhura principal mais larga.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0010] Literatura de Patente 1: Japanese Laid-open Patent Publication n° 61-117218

[0011] Literatura de Patente 2: Japanese Laid-open Patent Publication n° 61-253380

[0012] Literatura de Patente 3: Japanese Laid-open Patent Publication n° 63-42332

[0013] Literatura de Patente 4: Japanese Laid-open Patent Publication n° 4-88121

[0014] Literatura de Patente 5: Japanese Laid-open Patent Publication n° 2001-316896

[0015] Literatura de Patente 6: International Publication Pamphlet n° WO2010/147009

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0016] É assim um objetivo da presente invenção para fornecer um método para produzir uma chapa de aço elétrico com grão orientado, que permita formar adequadamente uma ranhura composta de uma ranhura linear principal e micro sub-ranhuras de linhas segmentadas ramificadas ramificando da principal por ataque químico.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0017] Para alcançar o objetivo acima, o escopo da presente invenção, é como segue. (1) Um método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado incluindo as etapas de: formar uma película em uma superfície ou em ambas as superfícies de uma chapa de aço; e executar ataque químico na chapa de aço onde a película é formada, onde uma porção exposta da chapa de aço onde a porção da chapa de aço é exposta é formada na película, e a porção exposta da chapa de aço tem uma primeira região orientada na direção da largura da chapa, e uma pluralidade de segundas regiões começando a partir da primeira região, as larguras da primeira região e das segundas regiões sendo 20 μ m a 100 μ m, e uma distância de uma porção final de uma das segundas regiões até uma porção final de outra das segundas regiões adjacentes sendo 60 μ m a 570 μ m. (2) O método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1), onde o ataque químico é 10 μ m a 30 μ m, e a largura da erosão até uma porção inferior da película é 2 a 4,5 vezes a profundidade da ranhura. (3) O método para produzir uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1), onde o ataque químico é ataque químico eletrolítico, o ataque químico eletrolítico sendo executado pelo uso de uma solução aquosa de cloreto de sódio tendo uma concentração de 10% em massa a 20% em massa como solução de ataque químico sob tais condições de que a temperatura da solução seja 40°C a 50°C, a densidade de corrente é 0,1 A/cm2 a 10 A/cm2, e o comprimento de tempo eletrolítico é 10 s a 500 s. (4) O método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1), onde o ataque químico é ataque químico não-eletrolítico, o ataque químico não eletrolítico sendo executado pelo uso de uma solução aquosa de cloreto férrico tendo uma concentração de 30% em massa a 40% em massa como solução de ataque químico sob tais condições de que a temperatura da solução seja 40°C a 50°C, e o comprimento do tempo de imersão seja 10 min a 25 min.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0018] A presente invenção pode fornecer uma chapa de aço elétrico com grão orientado tendo excelentes características de perda de núcleo sem perder o efeito de abertura de ranhuras mesmo após o re- cozimento de alívio de tensão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] [Figura 1] - A Figura 1 é ma vista ilustrando um aspecto de uma ranhura composta de uma ranhura linear principal e uma pluralidade de micro sub-ranhuras de linhas segmentadas ramificando da ranhura principal, que é fabricada na superfície da chapa de aço.

[0020] [Figura 2] - A Figura 2 é uma vista ilustrando um padrão de uma película protetora formada na superfície da chapa de aço.

[0021] [Figura 3] - A Figura 3 é uma vista ilustrando a relação entre a profundidade d de uma ranhura e um intervalo a entre micro-ranhuras adjacentes formadas por ataque químico quando a largura p de uma porção não-exposta de uma chapa de aço antes de iniciar o ataque químico é 50 μ m.

[0022] [Figura 4A] - A Figura 4a é uma vista para explicar as posi ções respectivas dos comprimentos de erosão x, y e z.

[0023] [Figura 4B] - A Figura 4B é uma vista ilustrando uma forma lateral imediatamente abaixo da película protetora como um aspecto de uma chapa de aço laminada a frio após o ataque químico.

[0024] [Figura 5] - A Figura 5 é uma vista ilustrando a relação entre os comprimentos da erosão x, y e z, e a profundidade d da ranhura da chapa de aço.

[0025] [Figura 6A] - A Figura 6A é uma vista ilustrando uma forma planar imediatamente abaixo da película protetora como o aspecto da chapa de aço laminada a frio após o ataque químico.

[0026] [Figura 6B] - A Figura 6B é uma vista ilustrando a forma lateral imediatamente abaixo da película protetora como o aspecto da chapa de aço laminada a frio após o ataque químico.

[0027] [Figura 7] - A Figura 7 é uma vista ilustrando outro aspecto da superfície da chapa de aço e a película protetora após o ataque químico.

DESCRIÇÃO DE CONFIGURAÇÕES

[0028] A seguir, a presente invenção será descrita em detalhes.

[0029] Os presentes inventores executaram um teste de abertura de ranhuras pela fabricação de uma ranhura composta de uma ranhura principal e uma pluralidade de sub-ranhuras ramificando da ranhura principal pelo ataque químico na superfície de uma chapa de aço laminada a frio obtida por laminação a frio. A seguir, serão descritas as descobertas obtidas do teste de abertura de ranhuras e o seu resultado.

[0030] No teste de abertura de ranhuras, o ataque químico eletrolí- tica foi executada usando-se um fotorresistente de modo a formar as sub-ranhuras ramificadas como mostrado na Figura 1 na superfície da chapa de aço laminada a frio. Na Figura 1, o intervalo a indica um intervalo entre as microrranhuras ramificadas, a largura b da ranhura principal, o comprimento c das sub-ranhuras ramificadas, a profundidade d da ranhura principal e das sub-ranhuras, e a largura e das sub-ranhuras ramificadas.

[0031] Em nenhum dos métodos convencionais para fabricar uma ranhura linear, as dimensões de um padrão de proteção foi especificado. Assim, no teste atual, uma película protetora 1 como mostrado na Figura 2 foi formada de modo a causticar uma porção onde a superfície da chapa de aço laminada a frio foi exposta. Na película protetora 1 mostrada na Figura 2, a porção de chapa de aço exposta 2 onde a chapa de aço é exposta é formada, e a película protetora 1 é formada apenas em uma porção não-exposta 3 da chapa de aço.

[0032] Uma solução aquosa de NaCl tendo uma concentração de 10% em massa foi usada como solução de ataque químico eletrolítica para uso no ataque químico, e a temperatura da solução foi ajustada para 40°C. Também a densidade de corrente foi ajustada para 0,3 A/cm2, e o comprimento de tempo eletrolítico foi trocado em uma faixa de 10 s a 500 s para controlar a profundidade da ranhura d. Uma chapa de titânio platina foi usada como chapa catodo, e a chapa de aço laminada a frio como material a ser causticado foi ligada a um lado anodo.

[0033] Para ser mais específico, o ataque químico foi executada na chapa de aço laminada a frio revestida com a película protetora 1 tendo uma forma conforme mostrado na Figura 2. No teste de formação de ranhuras, a largura p da porção não-exposta 3 da chapa de aço na película protetora 1 formada antes do início do ataque químico foi ajustada para 50 μ m, e foram medidas a profundidade da ranhura d e o intervalo a de uma porção não causticada entre as sub-ranhuras adjacentes formadas pelo ataque químico. O seu resultado está mostrado na Figura 3.

[0034] A Figura 3 mostra que o intervalo a entre as sub-ranhuras adjacentes diminui à medida que o ataque químico prossegue e, com isso, a profundidade da ranhura d aumenta. Isto é porque o ataque químico é executado para um lado menor da película protetora 1.

[0035] Também no caso no qual a largura p da porção não-exposta 3 da chapa de aço é 50 μ m, o intervalo a entre as sub-ranhuras adjacentes após o ataque químico se torna 0 quando o ataque químico prossegue e a profundidade da ranhura d excede 10 μ m. C Como resultado, as várias sub-ranhuras que ramificam da ranhura principal desaparecem.

[0036] Em uma chapa de aço elétrico com grão orientado, grãos de cristal simples de Fe-Si bruto são alinhados em uma orientação de cristal de modo a reduzir as perdas de núcleo. Assim, quando a chapa de aço laminada a frio é causticada, a anisotropia aparece fortemente, e particularmente o teste de formação de ranhuras provou quantitativamente que a erosão em uma direção lateral é maior do que o esperado.

[0037] Por exemplo, a profundidade de ranhura na qual a perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado é minimizada é 10 μ m a 30 μ m. Entretanto, de acordo com as descobertas acima, uma ranhura tendo uma profundidade de 10 μ m a 30 μ m não pode ser formada na chapa de aço meramente pela execução do ataque químico.

[0038] Uma vez que uma ranhura linear simples deve ser formada nos casos convencionais, não há problema mesmo se a forma da película protetora para ataque químico não for particularmente especificada. Entretanto, uma ranhura tendo uma profundidade de ranhura de 10 μ m a 30 μ m composta da ranhura principal e uma pluralidade de sub- ranhuras dela ramificada não pode ser formada meramente pelo uso da técnica convencional conforme descrito acima.

[0039] Os presentes inventores alcançaram assim um método para fabricação da ranhura composta da ranhura principal e uma pluralidade de sub-ranhuras ramificando da ranhura principal na superfície da chapa de aço laminada a frio pela especificação precisa da forma da película protetora.

[0040] Os presentes inventores executaram um teste de abertura de ranhuras para examinar o quanto uma porção inferior da película protetora foi erodida pelo ataque químico. Inicialmente, como mostrado nas Figuras. 2, 4A e 4B, a distância de uma borda 4 com uma ranhura 6 formada pelo ataque químico a uma porção mais acima da superfície da porção exposta da chapa de aço 5 após o ataque químico até a borda entre a porção exposta da chapa de aço 2 e a porção não exposta da chapa de aço 3 na película de proteção antes do início do ataque químico foi definida como comprimentos de erosão x, y e z. Aqui, o comprimento de erosão x indica o comprimento de erosão das sub-ranhuras na direção da largura da chapa, o comprimento de erosão y o comprimento de erosão da ranhura principal na direção de laminação, e o com-primento de erosão z o comprimento de erosão das sub-ranhuras na direção de laminação.

[0041] No teste de abertura de ranhuras, um padrão de película protetora desejado foi formado aplicando-se uma proteção à superfície da chapa de aço laminada a frio, e submetendo-se a proteção à fotolitogra- fia incluindo etapas tais como exposição, desenvolvimento, enxágue e lavagem. Uma solução aquosa de NaCl tendo uma concentração de 10% em massa foi usada como solução de ataque químico, e a temperatura da solução foi ajustada para 40°C. Além diss o, uma chapa de titânio platina foi usada como chapa catodo, e a chapa de aço laminada a frio como um material a ser causticado foi ligada a um lado anodo para fabricar a ranhura.

[0042] Também a densidade de corrente foi ajustada para 0,3 A/cm2, e o comprimento do tempo eletrolítico foi trocado em uma faixa de 10 s a 500 s para controlar a profundidade da ranhura.

[0043] A Figura 5 mostra o resultado obtido pela medição cós comprimentos de erosão x, y e z e a profundidade de ranhura d da superfície da chapa de aço quando o ataque químico foi executado em um estado no qual a película protetora 1 tendo a forma conforme mostrado na Figura 2 foi formada. Os comprimentos de erosão x, y e z foram medidos com um microscópio ótico.

[0044] A Figura 5 mostra que os comprimentos de erosão a, y e z estão aproximadamente dentro de uma faixa de 30 μ m a 67.5 μ m, que estão respectivamente dentro de uma faixa de 2 a 4.5 vezes a profundidade da ranhura d, quando a profundidade da ranhura atinge 15 μ m. Isto é considerado ser porque os comprimentos de erosão diferem entre si devido ao campo elétrico não-homogêneo ou à penetração local irregular da solução de ataque químico quando o ataque químico eletrolítico é executado pela aplicação da película protetora a uma chapa de aço grande ou similar.

[0045] As Figuras. 6A e 6B mostram um aspecto da chapa de aço após o ataque químico. A Figura 6A mostra uma forma planar imediatamente abaixo da película protetora. A Figura 6B mostra uma forma lateral imediatamente abaixo da película protetora.

[0046] Os presentes inventores descobriram que um resultado favorável pode ser obtido quando as larguras w1 e w2 da porção exposta da chapa de aço 2 da película protetora 1 são ajustadas para 20 μ m, a largura p da porção não-exposta da chapa de aço 3 é ajustada para 150 μ m, e o comprimento s na direção de uma sub-ranhura da porção exposta da chapa de aço 2 é ajustado para 150 μ m antes do início do ataque químico. S inventores também descobriram que os comprimentos de erosão x, y e z se tornam respectivamente cerca de 50 μ m pela execução do ataque químico de modo a fazer a profundidade da ranhura d ser 15 μ m pelo use da película protetora conforme descrito acima, e as sub-ranhuras de linha segmentada ramificadas cujo intervalo a entre as sub-ranhuras adjacentes é 60 μ m pode ser formada mesmo quando a profundidade de ranhura d alcança 15 μ m.

[0047] Conforme descrito acima, os presentes inventores descobriram que a ranhura principal e as sub-ranhuras podem ser formadas com base na correlação quantitativa entre a profundidade da ranhura e o comprimento da erosão pelo ataque químico na chapa de aço laminada a frio ter excelente cristalinidade e onde a anisotropia aparece fortemente pelo ataque químico. Consequentemente, pode ser fornecida uma chapa de aço elétrico com grão orientado na qual uma excelente característica de perda de núcleo pode ser mantida sem perder o efeito de abertura de ranhuras mesmo quando a chapa de aço é submetida a tratamento térmico tal como um recozimento de alívio de tensão.

[0048] A seguir, será descrito um método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme uma configuração da presente invenção.

[0049] Inicialmente, é fabricada uma placa pelo lingotamento de um material de aço silício para a chapa de aço elétrico com grão orientado tendo uma composição predeterminada. Qualquer método de lingota- mento pode ser empregado. Quanto aos componentes do material de aço silício, embora a vantagem da presente invenção possa ser obtida por componentes de uma chapa de aço elétrico com grão orientado normal, exemplos de componentes representativos incluem Si: 2,5% em massa a 4,5% em massa, C: 0,03% em massa a 0,10% em massa, Al solúvel em ácido: 0,01% em massa a 0,04% em massa, N: 0,003% em massa a 0,015% em massa, Mn: 0,02% em massa a 0,15% em massa, S: 0,003% em massa a 0,05% em massa, com o saldo sendo Fe e as inevitáveis impurezas.

[0050] Após fabricar a placa a partir do material de aço silício tendo a composição conforme descrita acima, a placa é aquecida. Subsequentemente, a placa é submetida à laminação a quente para assim obter- se uma chapa de aço laminada a quente. A espessura da chapa de aço laminada a quente não é especialmente limitada, e, por exemplo, pode ser ajustada para 1,8 mm a 3,5 mm.

[0051] Após isto, a chapa de aço laminada a quente é submetida a um recozimento para assim se obter uma chapa de aço recozida. As condições de recozimento não são especificamente limitadas e, por exemplo, o recozimento é executado a uma temperatura de 750°C a 1200°C por 30 segundos a 10 minutos. As característ icas magnéticas são melhoradas pelo recozimento.

[0052] Subsequentemente, a chapa de aço recozida é submetida à laminação a frio para assim se obter uma chapa de aço laminada a frio. A laminação a frio pode ser executada uma vez, ou uma pluralidade de vezes com o recozimento intermediário sendo executado entre elas. O recozimento intermediário é executado, por exemplo, a uma temperatura de 750°C a 1200°C por 30 segundos a 10 minutos .

[0053] Se a laminação a frio for executada sem a execução do re- cozimento intermediário conforme descrito acima, características uniformes podem não ser obtidas. Quando a laminação a frio é executada uma pluralidade de vezes com o recozimento intermediário sendo executado entre elas, a densidade de fluxo magnético pode ser reduzida enquanto as características uniformes são facilmente obtidas. Portanto, o número de operações de laminação a frio e se o recozimento intermediário é executado ou não são preferivelmente determinados com base nas características requeridas para a chapa de aço elétrico com grão orientado a ser finalmente obtida, e no custo.

[0054] A seguir, a película protetora é formada n a chapa de aço laminada a frio obtida através do procedimento conforme descrito acima, e uma ranhura é fabricada pelo ataque químico eletrolítico ou por ataque químico não-eletrolítico.

[0055] Por exemplo, uma técnica fotolitográfica por uma máscara de vidro ou uma máscara de película na qual um padrão de ranhura é desenhado é usada pára formar a película protetora 1 tendo a forma conforme mostrada na Figura 2 na superfície da chapa de aço. Usando- se a técnica, a porção exposta 2 da chapa de aço onde a superfície da chapa está exposta, e a porção não-exposta 3 da superfície da chapa de aço onde a superfície da chapa de aço não está exposta podem ser formadas na película protetora 1. A porção exposta 2 da chapa de aço é composta de uma primeira região para formar a ranhura principal na chapa de aço, e uma segunda região para formar as sub-ranhuras nela, e é formada de modo a penetrar a película protetora 1 na direção da largura da chapa. Favor notar que a porção exposta 2 da chapa de aço pode não necessariamente penetrar a película protetora 1 de modo a ser paralela à direção de largura da chapa de aço e, por exemplo, o ângulo com a direção da largura da chapa está dentro da faixa de 045°.

[0056] As larguras w1 e w2 da porção exposta 2 da chapa de aço na película protetora 1 formada são ajustadas para pelo menos 20 μ m de modo a fazer a solução de ataque químico penetrar facilmente através da porção exposta 2 da chapa de aço.

[0057] Embora o ataque químico eletrolítico ou o ataque químico não-eletrolítico como método industrialmente fácil seja usado para o ataque químico, a solução de ataque químico pode não penetrar através da porção exposta 2 da chapa de aço se as larguras w1 e w2 da porção exposta 2 da chapa de aço forem muito pequenas. Embora o método de fazer a solução de ataque químico penetrar pelo uso de ondas ul- trassônicas ou similares possa ser empregado, ocorre nesse caso um problema de que a película protetora é separada.

[0058] Enquanto isso, se as larguras das porções expostas 2 da chapa de aço forem muito grandes, a solução de ataque químico penetra através da porção exposta 2 da chapa de aço e o ataque químico prossegue. As microrranhuras ramificadas são assim formadas. Entretanto, o valor de perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado pode ser aumentada com o aumento da porcentagem da porção causticada. De acordo com o teste de abertura de ranhuras anterior, foi provado que o valor de perda de núcleo não é afetado quando as larguras w1 e w2 da porção exposta 2 da chapa de aço são 100 μ m ou menos.

[0059] Com base nas razões acima, as larguras w1 e w2 da porção exposta da chapa de aço na película protetora 1 antes do início do ataque químico são ajustadas para 20 μ m a 100 μ m, e preferivelmente para 40 μ m a 80 μ m.

[0060] A seguir, serão descritas as faixas especificadas da largura p da porção não-exposta 3 da chapa de aço na película protetora 1 antes do início do ataque químico e a profundidade da ranhura d.

[0061] A largura das sub-ranhuras ramificadas formadas na superfície da chapa de aço elétrico é preferivelmente ajustada para 20 μ m a 300 μ m de modo a melhorar o valor de perda de núcleo. Com base nos resultados do teste de abertura de ranhuras anterior, a profundidade da ranhura é preferivelmente ajustada para 10 μ m a 30 μ m.

[0062] Conforme descrito acima, os comprimentos de erosão x, y e z são preferivelmente respectivamente controlados para estarem dentro da faixa de 2 a 4.5 vezes da profundidade da ranhura d. Assim, quando a profundidade d da ranhura é 10 μ m, os comprimentos de erosão x, y e z são pelo menos 20 μ m, e a erosão pode ocorrer até um total de pelo menos 40 μ m em ambos os lados de cada sub-ranhura ramificada.

[0063] Enquanto isso, quando a profundidade da ranhura d é 30 μ m, os comprimentos de erosão x, y e z são similarmente até 135 μ m, e a erosão pode ocorrer até um total de até 270 μ m em ambos os lados de cada sub-ranhura ramificada.

[0064] Consequentemente, em vista da formação de sub-ranhuras ramificadas, de modo a melhorar as características magnéticas, a largura p da porção não-exposta 3 da chapa de aço na película protetora 1 é ajustada para 60 μ m a 570 μ m, e preferivelmente para 60 μ m a 400 μ m.

[0065] Quanto ao comprimento s da porção exposta 2 da chapa de aço, se o comprimento das sub-ranhuras for muito grande, a chapa de aço laminada a frio diminui correspondentemente em volume, e o valor de perda de núcleo aumenta correspondentemente. Se o comprimento das sub-ranhuras for muito pequeno, o efeito de reduzir o valor de perda de núcleo não pode ser obtido pelo fornecimento de sub-ranhuras conforme descrito acima. Assim, o comprimento s da porção exposta 2 da chapa de aço é preferivelmente ajustado para 100 μ m a 500 μ m.

[0066] Também um intervalo de arranjo na direção de laminação entre uma ranhura principal e outra ranhura principal adjacente a ela na chapa de aço laminada a frio é preferivelmente ajustada para 1 mm a 10 mm. Se o intervalo de arranjo for menor que 1 mm, a chapa de aço laminada a frio diminui correspondentemente em volume, e o valor de perda de núcleo aumenta correspondentemente. Se o intervalo de arranjo exceder 10 mm, o desvio do spinmagnético ocorre facilmente com a diminuição na porcentagem das sub-ranhuras. Com base nas razões acima, um intervalo de arranjo entre a porção exposta da porção central de uma chapa de aço e o centro de outra porção exposta da chapa de aço adjacente a ela n a película protetora 1 é também preferivelmente ajustada para 1 mm a 10 mm.

[0067] A profundidade d da ranhura formada pelo ataque químico é ajustada, e as condições de ataque químico são então determinadas de forma que os comprimentos de erosão x, y e z se tornem 2 a 4,5 vezes a profundidade d da ranhura. A ranhura tendo as micro-ranhuras ramificadas pode, assim, ser fabricada com precisão. Também os comprimentos de erosão x, y e z são mais preferivelmente ajustados para 3 a 4 vezes a profundidade da ranhura.

[0068] Conforme descrito acima, quando a técnica litofotográfica é usada, a largura p da porção não-exposta 3 da chapa de aço é ajustada adicionando-se duas vezes o valor dos comprimentos de erosão x, y e z ao intervalo alvo a entre as microrranhuras ramificadas, e o padrão das ranhuras é assim desenhado na máscara de vidro da máscara de película.

[0069] A Figura 7 mostra outro aspecto da superfície da chapa de aço e a película protetora após o ataque químico. Como mostrado na Figura 7, a forma da película protetora pode ser um padrão separado por uma linha curva.

[0070] Embora a especificação dimensional da película protetora tenha sido descrita acima, o método de ataque químico pode ser ou o ataque químico eletrolítico ou o ataque químico não-eletrolítico. O ataque químico eletrolítico é preferivelmente empregado uma vez que a profundidade da ranhura pode ser controlada e a taxa de ataque químico pode ser ajustada controlando-se a corrente ou a voltagem. Além disso, o ataque químico não-eletrolítico é preferivelmente empregado uma vez que a profundidade da ranhura pode ser ajustada com base no tipo de solução tal como solução de cloreto férrico, ácido nítrico, ácido clorídrico, e soluções mistura com composições variáveis, e a sua temperatura de solução.

[0071] No ataque químico eletrolítico, uma solução aquosa de cloreto de sódio tendo uma temperatura de solução de 40°C a 50°C e uma concentração de 10% em massa a 20% em massa é preferivelmente usada como solução de ataque químico. A densidade de corrente é preferivelmente ajustada para 0,1 A/cm2 a 10 A/cm2, e o comprimento do tempo eletrolítico é preferivelmente ajustado para 10s a 500 s.

[0072] De acordo com o teste de abertura de ranhuras mencionado anteriormente, foi descoberto que o ataque químico na chapa de aço laminada a frio pode ser facilmente feita prosseguir pela execução do ataque químico eletrolítico na densidade de corrente acima pelo uso da solução de ataque químico tendo a temperatura de solução acima. A temperatura de solução e a densidade de corrente acima são condições que podem ser facilmente controladas industrialmente.

[0073] O comprimento de tempo eletrolítico é ajustado para a faixa de 10 s a 500 s uma vez que o comprimento do tempo é necessário para ajustar a profundidade da ranhura d para 10 μ m a 30 μ m sob as condições de densidade de corrente acima,

[0074] Além disso, no ataque químico não-eletrolítico, uma solução aquosa de cloreto férrico tendo uma temperatura de solução de 40°C to 50°C e uma concentração de 30% em massa a 40% em massa é preferivelmente usada como solução de ataque químico. O comprimento de tempo de imersão é preferivelmente ajustado para 10 min a 25 min. O comprimento do tempo de imersão acima é necessário para ajustar a profundidade d da ranhura para 10 μ m a 30 μ m. As condições são condições que podem ser facilmente controladas industrialmente, e são, assim, mais preferivelmente empregadas.

[0075] Após a ranhura ser fabricada na chapa de aço laminada a frio através do procedimento conforme descrito acima, a chapa de aço laminada a frio é imersa em uma solução alcalina para separar a película protetora. Subsequentemente, a chapa de aço laminada a frio á submetida ao recozimento de descarburação para assim obter uma chapa de aço com recozimento de descarburação de modo a remover o C contido na chapa de aço laminada a frio e provocar a recristalização primária. Nesse ponto, o recozimento de nitruração pode ser executado ao mesmo tempo que o recozimento de descarburação, ou após o re- cozimento de descarburação de modo a aumentar o teor de N na chapa de aço.

[0076] No caso de recozimento de descarburação e nitruração no qual o recozimento de descarburação e o recozimento de nitruração são executados ao mesmo tempo, o recozimento de descarburação e nitru- ração é executado a uma atmosfera úmida contendo nitrogênio, hidrogênio e vapor d’água, e também contendo um gás com capacidade de nitruração tal como amônia. A descarburação e a nitruração são executadas ao mesmo tempo na atmosfera para obter uma estrutura e uma composição da chapa de aço adequadas para a recristalização secundária. O recozimento de descarburação e nitruração é executado nesse ponto, por exemplo, a uma temperatura de 800°C a 950°C.

[0077] Além disso, no caso em que o recozimento de descarbura- ção e o recozimento de nitruração são executados sequencialmente, o recozimento de descarburação é executado primeiramente em uma atmosfera úmida contendo hidrogênio, nitrogênio e vapor d’água. Após isto, o recozimento de nitruração é executado em uma atmosfera contendo hidrogênio, nitrogênio e vapor d’água, e também contendo um gás com capacidade de nitruração tal como amônia. Nesse ponto, o recozi- mento de descarburação é executado, por exemplo, a uma temperatura de 800°C a 950°C, e o recozimento de nitruração posterior é executado, por exemplo, a uma temperatura de 700°C a 850°C.

[0078] Subsequentemente, um separador de recozimento contendo MgO como principal componente é aplicado à superfície da chapa de aço com recozimento de descarburação por uma pasta fluida, e a chapa de aço com recozimento de descarburação é enrolada em bobina. A chapa de aço em bobina com recozimento de descarburação é submetida a um recozimento de acabamento do tipo em caixa para assim obter uma chapa de aço bobinada com recozimento de acabamento. A recris- talização secundária ocorre pelo recozimento de acabamento, e uma película vítrea é também formada na superfície da chapa de aço com recozimento de acabamento.

[0079] Após isto, a chapa de aço é limpa por decapagem leve, enxágue com águam, escovação ou similar, e um agente de película iso- lante contendo, por exemplo, fosfato e sílica coloidal como principais componentes é aplicado a ela e cozido. A grain-oriented electrical steel sheet product with an insulating film is thereby obtained.

[0080] Embora tenha sido descrito que o objeto a ser causticado seja a chapa de aço laminada a frio como um produto intermediário da chapa de aço elétrico com grão orientado, o objeto a ser causticado pode ser AC chapa de aço com recozimento de descarburação obtida após o recozimento de descarburação. O objeto a ser causticado pode ser também uma chapa de liga magnética à base de ferro contendo principalmente Si, Al, Ni, Co ou similares como outros elementos além do ferro. Além disso, a chapa de liga magnética à base de ferro pode ser uma chapa de cristal único ou uma chapa poli-cristalina.

EXEMPLO

[0081] Embora exemplos da presente invenção sejam descritos abaixo, as condições empregadas nos exemplos são meramente uma condição exemplar empregada de modo a confirmar a operabilidade e as vantagens da presente invenção, e a presente invenção não é limitada a essas condições exemplares. A presente invenção pode empregar várias condições desde que seu objetivo seja alcançado sem sair do escopo da presente invenção.

[0082] Uma chapa de aço laminada a frio contendo Si de cerca de 3% em massa e o saldo sendo Fe e outras impurezas foi preparada, uma película fotorresistente na qual as larguras w1 e w2 da porção exposta 2 da chapa de aço, a largura p da porção não exposta 3 da chapa de aço, e o comprimento s da porção exposta 2 da chapa de aço foram ajustados sob as condições mostradas na Tabela 1 abaixo foi aplicada à superfície da chapa de aço laminada a frio.

[0083] Subsequentemente, para formar a ranhura composta da ranhura principal e de uma pluralidade de sub-ranhuras ramificando da mesma como mostrado na Figura 1, uma ranhura foi fabricada por ataque químico eletrolítico ou por ataque químico não-eletrolítico conforme as condições mostradas na Tabela 1 de modo a formar ranhuras principais a um espaçamento ("pitch") de 4 mm perpendicular à direção de laminação.

[0084] No ataque químico eletrolítico, uma solução aquosa de NaCl tendo uma temperatura de solução de 40°C e uma concentração de 10% em massa foi usada como solução de ataque químico, e a densidade de corrente foi ajustada para 0,3 A/cm2. Além disso, o comprimento de tempo eletrolítico foi trocado em uma faixa de 10 s a 500 s para ajustar a profundidade da ranhura como mostrado na Tabela 1. Nesse ponto, uma chapa de titânio platina foi usada como chapa catodo e a chapa de aço laminada a frio como material a ser causticado foi anexada ao lado do catodo.

[0085] Além disso, no ataque químico não-eletrolitico, uma solução de FeCl3 tendo uma temperatura de solução de 50°C e uma concentração de 34% em massa foi usada como solução de ataque químico. Além disso, um comprimento de tempo de imersão foi trocado em uma faixa de 10 min a 25 min para ajustar a profundidade da ranhura como mostrado na Tabela 1. .

[0086] A chapa de aço laminada a frio onde a ranhura foi fabricada através do procedimento acima foi submetido ao recozimento de des- carburação e ao recozimento de acabamento, e foi revestida com um película isolante, de forma que foi obtida uma chapa de aço elétrico com grão orientado. O valor de perda de núcleo W17/50 a uma frequência de 50 Hz e uma densidade de fluxo magnético de 1,7T foi medida usando um equipamento magnético de chapa única na chapa de aço elétrico com grão orientado. Tabela 1

[0087] Como mostrado na Tabela 1, em todos os exemplos da presente invenção dos testes n° 1 a 3, e 7, as microrranhuras ramificadas foram formadas na superfície da chapa de aço laminada a frio, e um valor favorável de perda de núcleo W17/50 foi obtido. Enquanto isso, nos exemplos comparativos dos testes 4 e 5, a largura p da porão não- exposta da chapa de aço da película protetora foi pequena, de forma que as sub-ranhuras desapareceram quando o comprimento de erosão x alcançou metade da largura p. Como resultado, o comprimento de erosão y teve um valor obtido pela chapa de aço sendo também erodida pelo comprimento de erosão z do comprimento s da porção exposta da porção exposta da chapa de aço, e um grande valor de perda de núcleo W17/50 foi obtido.

[0088] Além disso, em um exemplo comparativo do teste n° 6, as larguras w1 e w2 da porção exposta da chapa de aço da película prote-tora foram muito pequenas, a solução de ataque químico não penetrou através da porção exposta da chapa de aço e a ranhura não foi formada mesmo quando o ataque químico eletrolítica foi executada. Assim, um grande valor de perda de núcleo W17/50 foi obtido.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0089] Conforme descrito acima, a presente invenção pode fornecer a chapa de aço elétrico com grão orientado tendo excelentes caracte-rísticas de perda de núcleo sem perder o efeito de abertura de ranhuras mesmo após o recozimento de alívio de tensão. Consequentemente, a presente invenção é altamente aplicável nas indústrias de produção de chapas de aço elétrico e na aplicação de chapas de aço elétrico.

Claims

1. Método para produzir uma chapa de aço elétrico com grão orientado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: formar uma película em uma superfície ou em ambas as su-perfícies de uma chapa de aço; e executar o ataque químico na chapa de aço onde a película é formada, de forma que a profundidade da ranhura da chapa de aço é de 10 μ m a 30 μ m, e comprimento da erosão da chapa de aço abaixo da película é de 2 a 4,5 vezes a profundidade da ranhura, sendo que a porção exposta da chapa de aço onde a porção da chapa de aço é exposta é formada na película, e a porção exposta da chapa de aço tem uma primeira região orientada na direção da largura da chapa, e uma pluralidade de segundas regiões iniciando a partir da primeira região, as larguras da primeira região e das segundas regiões sendo 20 μ m a 100 μ m, e a distância da porção extrema de uma das segundas regiões até a porção de extremi-dade de outra das segundas regiões a ela adjacentes sendo 60 μ m a 570 μ m.

2. Método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ataque químico é ataque químico eletrolítico o ataque químico eletrolítico sendo executado pelo uso de uma solução aquosa de cloreto de sódio tendo uma concentração de 10% em massa a 20% em massa como solução de ataque químico sob tais condições em que a tempera-tura da solução é 40°C a 50°C, a densidade de corrente é 0,1 A/cm2 a 10 A/cm2, e o comprimento de tempo eletrolítico é 10 s a 500 s.

3. Método para produção de uma chapa de aço elétrico com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ataque químico é ataque químico não-eletrolítico, o ataque químico não-eletrolítico sendo executado pelo uso de uma solução aquosa de cloreto férrico tendo uma concentração de 30% em massa a 40% em massa como solução de ataque químico sob condições tais em que a temperatura da solução é 40°C a 50°C, e o comprimento do tempo te imersão é 10 min a 25 min.