BR112013004050B1

BR112013004050B1 - CHAPA de aço para fins elétricos com grão orientado

Info

Publication number: BR112013004050B1
Application number: BR112013004050-5A
Authority: BR
Inventors: Masanori Takenaka; Minoru Takashima; Hiroi Yamaguchi; Takeschi Omura
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2019-07-02
Also published as: MX342804B; US20130143003A1; MX2013000419A; BR112013004050A2; US9240266B2; WO2012017671A1; EP2602343A4; JP2012052228A; JP5866850B2; CN103080352A; EP2602343A1; KR101530450B1; EP2602343B1; CN103080352B; KR20130048774A

Abstract

chapa de aço elétrico orientada com grão. a presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrico orientada com grão tendo perda de ferro suficientemente baixa e tendo menos distorção convencionalmente envolvida da chapa de aço mesmo após a chapa de aço ser submetida ao tratamento de refino do domínio magnético artificial, onde o tratamento de introdução de tensão é conduzido com alta energia de forma que o efeito de redução da perda de ferro possa ser maximizado. essa chapa de aço elétrico orientada com grão é obtida ajustando-se a tensão a ser aplicada a um revestimento isolante de aplicação de tensão, ou a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante de aplicação de tensão, antes do tratamento de introdução de tensão na faixa da fórmula (1) abaixo: 1,0 <243> (tensão aplicada à superfície sem tensão introduzida)/ (tensão aplicada à superfície com tensão introduzida) <243>2,0- - - (1), e controlando-se a quantidade de distorção da chapa de aço na direção da superfície com tensão introduzida após o tratamento de introdução de tensão na faixa de 1 mm ou mais e 10 mm ou menos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO PARA FINS ELÉTRICOS COM GRÃO ORIENTADO. CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a uma assim chamada chapa de aço para fins elétricos com grão orientado na qual os grãos de cristal são acumulados no plano {110} paralelo ao plano da chapa de aço e na orientação <001> paralela à direção de laminação no índice de Miller.

[002] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado da presente invenção, que é um material magnético macio, é usada principalmente e preferivelmente para núcleos de ferro de aparelhos elétricos, tais como transformadores.

TÉCNICA ANTECEDENTE [003] Chapas de aço para fins elétricos com grão orientado, que são usadas principalmente como núcleos de ferro de aparelhos elétricos tais como transformadores precisam ter excelentes propriedades magnéticas, em particular, propriedades de baixa perda de ferro. Têm sido empregadas principalmente sob esse aspecto como índices de propriedades magnéticas, densidade de fluxo magnético B8 a uma intensidade de campo magnético de 800 A/m e perda de ferro (por kg) W17/50 quando a chapa de aço para fins elétricos com grão orientado é magnetizada até 1,7 T em um campo magnético alternado de frequência de excitação de 50 Hz.

[004] Para reduzir a perda de ferro de uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado, é importante submeter a chapa de aço a um recozimento de recristalização secundária de forma que os grãos com recristalização secundária sejam acumulados na orientação {110}<001> (ou orientação de Goss) e reduzir as impurezas no produto.

[005] Entretanto, há limitações para controlar a orientação do

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2/29 cristal e reduzir as impurezas em termos de equilíbrio com o custo de produção, etc. Portanto, algumas técnicas foram desenvolvidas para introduzir não uniformidade às superfícies de uma chapa de aço em uma maneira física e reduzir artificialmente a largura do domínio magnético para reduzir a perda de ferro, isto é, técnicas de refino do domínio magnético.

[006] Por exemplo, a JP 57-002252 B (PTL 1) propõe uma técnica para reduzir a perda de ferro pela irradiação de um produto final chapa de aço com laser, introduzindo uma região linear de alta densidade de deslocamento para a camada de superfície da chapa de aço e assim reduzir a largura do domínio magnético.

[007] Em adição, a JP 06-072266 B (PTL 2) propõe uma técnica para controlar a largura do domínio magnético por meio da irradiação de feixes de elétrons.

LISTA DE CITAÇÕES

Literatura de Patente

PTL 1: JP 57-002252 B PTL 2: JP 06-072266 B

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Problema Técnico [008] Para executar o tratamento de refino do domínio magnético de forma que seja eficaz na redução da perda de ferro, é necessário introduzir uma energia térmica relativamente grande a uma superfície da chapa de aço. Entretanto, um problema surgiu quando tal grande energia térmica foi introduzida na superfície da chapa de aço, onde a chapa de aço sofreu empenamento na direção da superfície na qual o tratamento de introdução de deformação foi executado.

[009] Uma vez que o empenamento ocorra, a chapa de aço pode possivelmente experimentar uma degradação na capacidade de manuseio quando montada nos transformadores ou similares, a deterioPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 6/42

3/29 ração nas perdas por histerese provocadas pela tração de elasticidade introduzida quando a chapa de aço é montada em transformador ou similar, etc. Isto é considerado significativamente desvantajoso em termos tanto de produção quanto de propriedades.

[0010] A presente invenção foi desenvolvida em vista das circunstâncias descritas acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo uma perda de ferro suficientemente baixa e tendo um empenamento menos convencionalmente preocupante da chapa de aço efetivamente mesmo após a chapa de aço ser submetida ao tratamento de refino do domínio magnético artificial, onde o tratamento de introdução de tração é conduzido com alta energia de forma que o efeito de redução da perda de ferro possa ser maximizado.

Solução para o Problema [0011] Isto é, o arranjo da presente invenção é resumido como segue:

[1] Uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um revestimento isolante de aplicação de tração em ambas as superfícies da chapa de aço e tendo uma estrutura modificada de domínio magnético pela tração sendo introduzida em uma das superfícies da chapa de aço, [0012] onde a tração aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de tração satisfaz a relação da Fórmula (1) abaixo, e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção de um lado da superfície com deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos. [0013] 1,0 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 2,0 --- (1),

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4/29 [0014] onde a quantidade de empenamento da chapa de aço indica a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm em uma direção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, ligada e fixada em outra extremidade oposta até a extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.

[2] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado conforme o item [1] acima, onde a tração aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de tração satisfaz a relação da Fórmula (2) abaixo e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção de um lado da superfície com deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos:

[0015] 1,2 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 1,6 --- (2), [0016] onde a quantidade de empenamento da chapa de aço indica a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm na direção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, presa e fixada em outra extremidade oposta até a extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.

[3] Uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme base de aplicação de tração em ambas as superfícies da chapa de aço e tendo uma estrutura de domínio magnético modificada por deformação sendo introduzida a uma das superfícies da chapa de aço, onde a tração aplicada a ambas as superfícies da

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5/29 chapa de aço pelo filme base de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de deformação satisfaz a relação da Fórmula (3) abaixo, e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção do lado de superfície com deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos: [0017] 1,0 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 2,0 --- (3), onde a quantidade de empenamento da chapa de aço em uma extremidade livre de uma amostra tendo 280 mm de comprimento na direção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, presa e fixada à outra extremidade oposta até a extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.

[4] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado conforme o item [3] acima, onde a tração aplicada em ambas as superfícies da chapa de aço pelo filme base de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de deformação satisfaz a relação da Fórmula (4) abaixo e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com a deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos:

[0018] 1,2 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 1,6 --- (4), onde a quantidade de empenamento da chapa de aço indica a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm na direção de laminação quando colocada de forma tal que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, ligada e fixada à outra extremidade oposta à extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.

[5] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado

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6/29 conforme qualquer um dos itens [1] a [4], onde o tratamento de introdução de deformação é por irradiação de feixe de elétrons. .

[6] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado conforme qualquer um dos itens [1] a [4], onde o tratamento de introdução de deformação é por irradiação contínua de laser.

Efeitos Vantajosos da Invenção [0019] De acordo com a presente invenção, é possível obter uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado que tenha baixa perda de ferro pela liberação de um efeito de redução máxima da perda de ferro e tenha menos distorções convencionalmente preocupantes da chapa de aço após a chapa de aço ser submetida a um tratamento de refino do domínio magnético artificial, onde o tratamento de introdução de deformação é conduzido de forma que o efeito de redução da perda de ferro possa ser maximizado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0020] A presente invenção será também descrita abaixo em relação aos desenhos anexos, onde:

[0021] a FIG. 1 ilustra como é calculada a tração de resistência à tração σ de uma superfície do substrato de aço;

[0022] a FIG. 2 ilustra como é medida a quantidade de empenamento da chapa de aço; e [0023] a FIG. 3 ilustra como a perda de ferro W17/50 após a introdução de deformação é afetada pelo valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [0024] A presente invenção será descrita especificamente abaixo: [0025] A presente invenção é caracterizada pelo fato de que a chapa de aço para fins elétricos com grão orientado que é submetida

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7/29 ao tratamento de refino do domínio magnético artificial, onde o tratamento de introdução de deformação é conduzido de forma que o efeito de redução da perda de ferro possa ser maximizado, o empenamento convencionalmente preocupante da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é suprimida por fazer a diferença na tração a ser aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço, a superfície com deformação introduzida e a superfície oposta (essa última superfície será referida como superfície sem deformação introduzida) por um filme base de aplicação de tração ou um revestimento isolante de aplicação de tração, especificamente, pela aplicação de uma tração maior à superfície sem deformação introduzida.

[0026] Na presente invenção, um processo para introduzir deformação a um lado da chapa de aço para modificar sua estrutura de domínio magnético é referido como um tratamento de refino do domínio magnético. Nesse caso, não surge nenhum problema se qualquer deformação introduzida em uma superfície da chapa de aço afeta a estrutura do domínio magnético na superfície oposta da chapa de aço. [0027] Geralmente, no filme base, é formada forsterita (Mg2SiO4) durante o recozimento final através de uma reação das assim chamadas subcarepas, que são compostas de faialita (Fe2SiO4) e sílica (SiO2) e formada nas superfícies da chapa de aço antes do recozimento final, com magnésia (MgO), que é aplicada como separador de recozimento. Como resultado, a tração de resistência à tração é aplicada ao lado da chapa de aço devido à diferença no coeficiente de expansão térmica entre a chapa de aço e o filme base. Em adição, a aplicação do revestimento isolante é geralmente executada imediatamente antes do recozimento de aplainamento após o recozimento final. Então, a tração de resistência à tração é aplicada ao lado da chapa de aço devido à diferença do coeficiente de expansão térmica entre a chapa de aço e o revestimento isolante durante o recozimento de

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8/29 aplainamento.

[0028] É também conhecido que a tração de resistência à tração aplicada à chapa de aço aumenta em proporção à espessura do revestimento isolante. Em outras palavras, a tração de resistência à tração aplicada a cada superfície da chapa de aço pode ser mudada pela mudança da espessura do revestimento isolante em cada superfície da chapa de aço. A seguir, a presente invenção será descrita com dados experimentais.

[0029] Chapas laminadas a frio contendo 3,2% em massa de Si, cada uma das quais foi laminada até uma espessura final de 0,23 mm, foram submetidas ao recozimento de descarbonetação / recristalização primária. Então, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado a cada chapa. Subsequentemente, cada chapa foi submetida \ao recozimento final incluindo um processo de recristalização secundária e um processo de purificação, com o que uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme de forsterita foi obtido. Então, uma solução de revestimento composta de 60% de sílica coloidal e fosfato de alumínio foi aplicada a cada chapa. A chapa resultante foi cozida a 800°C para formar um revestimento isolante de aplicação de tração. Nesse caso, a quantidade de revestimento do revestimento isolante em apenas uma superfície da chapa de aço foi trocada de forma que tensões diferentes foram aplicadas a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante.

[0030] Posteriormente, o tratamento de refino magnético foi executado em uma superfície da chapa de aço, onde a superfície foi irradiada com feixe de elétrons em uma direção perpendicular à direção de laminação.

[0031] O feixe de elétrons foi irradiado sob condições fixas de voltagem de aceleração: 100 kV e intervalo de irradiação: 10 mm, enPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 12/42

9/29 quanto comuta entre três condições de corrente de feixes 1 mA, 3 mA e 10 mA.

[0032] A tração aplicada a cada chapa de aço pelo revestimento de isolamento foi medida como segue.

[0033] Inicialmente, cada chapa de aço foi imersa em uma solução aquosa alcalina com fita adesiva aplicada à superfície de medição de modo a esfoliar o revestimento isolante na superfície de não medição. Então, como ilustrado na FIG. 1, L e X são medidos como condição de empenamento da chapa de aço, e o raio de curvatura R é deduzido das duas equações a seguir:

L = 2Rsen(0/2)

X = R{1-cos(0/2)}, isto é,

R = (L² + 4X²)/8X.

[0034] Assim, o raio de curvatura R é calculado pela substituição de L e X nesta equação. Então, o raio de curvatura R calculado pode ser substituído na equação a seguir para determinar a tração de resistência à tração σ de uma superfície do substrato de aço:

σ = E-ε = E-(d/2R),

Onde

E: módulo de Young (E100 = 1,4 χ 10⁵ MPa) ε: deformação da interface do substrato de aço (no centro da espessura da chapa, ε = 0) d: espessura da chapa [0035] Dessa forma, foi calculada a tração aplicada à superfície com deformação introduzida e à superfície sem deformação introduzida pelo revestimento isolante. Em adição, conforme ilustrado na FIG. 2, a quantidade de empenamento de cada chapa de aço foi avaliada simplesmente como a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm na direPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 13/42

10/29 ção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, ligada e fixada em outra extremidade oposta à extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.

[0036] Os resultados da análise da perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixe de elétrons estão mostrados na FIG. 3 em relação à (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida), (doravante também referida simplesmente como razão de tração) e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida. Pode ser visto da figura que aumentar o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida), isto é, aumentar a tração a ser aplicada à superfície sem deformação introduzida pelo revestimento de isolamento leva a uma redução na quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida. Dependendo do valor da corrente do feixe de elétrons, será também entendido que a quantidade de empenamento da chapa de aço se torna aproximadamente zero a uma razão de tração em torno de 1,9, com o que a chapa de aço é distorcida até a superfície sem deformação introduzida a uma razão de tração acima de cerca de 1,9. [0037] Como também mostrado na FIG. 3, se uma chapa de aço tem uma baixa razão de tração, permanece plana enquanto o grau de refino do domínio magnético (intensidade de irradiação de feixe de elétrons, laser, etc.) é pequeno. Ao contrário, mesmo se uma chapa de aço tiver uma alta razão de tração, ela pode ainda permanecer plana pelo aumento do grau de refino do domínio magnético.

[0038] Entretanto, como resultado de outras investigações em consideração de um efeito de melhorar o valor da perda de ferro, foi revelado que um valor baixo de perda de ferro da ordem de W17/50 <

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0,75 W/kg (espessura da chapa: 0,23 mm) pode ser obtida se a razão de tração for não menos que 1,0 e não mais que 2,0 e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida for não menos que 1 mm e não mais que 10 mm. Mais preferivelmente, a razão de tração é de não menos que 1,2 e não mais que 1,6 e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida estiver dentro de uma faixa de 3 mm ou mais e 8 mm ou menos, em cujo caso o valor da perda de ferro pode ser reduzido para W17/50 < 0,70 W/kg (espessura da chapa: 0,23 mm).

[0039] Quando a razão de tração é menor que 1,0 ou a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é maior que 10 mm, a deterioração na perda por histerese foi observada devido a um aumento na quantidade de empenamento da chapa de aço. Por outro lado, quando a razão de tração é maior que 2,0 ou a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é menor que 1 mm, a perda por histerese foi melhorada, mas um aumento súbito nas perdas por corrente de Foucault foi observado, o que causou a deterioração das perdas de ferro.

[0040] Nessa experiência, a tração pelo revestimento de isolamento foi controlada pelo controle da quantidade de revestimento isolante a ser aplicado à superfície com deformação introduzida e à superfície sem deformação introduzida após o recozimento. Entretanto, o mesmo efeito pode ser também obtido controlando-se a tração do filme de forsterita após o recozimento final. A tração pelo filme de forsterita pode ser controlada, por exemplo, mudando-se a quantidade de separador de recozimento a ser aplicada antes do recozimento final.

[0041] Um tratamento de introdução de tração adequado inclui irradiação de feixe de elétrons, irradiação contínua de laser, etc. A irraPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 15/42

12/29 diação é preferivelmente executada em uma direção transversal à direção de laminação, preferivelmente a 60° ou 90° em relação à direção de laminação, e a intervalos de preferivelmente cerca de 3 a 15 mm em uma forma linear. Conforme usado aqui, linear pretende englobar tanto linha sólida quanto linha pontilhada, linha tracejada, etc. No caso de feixe de elétrons, é eficaz aplicar-se feixe de elétrons de uma forma linear com uma voltagem de aceleração de 10 a 200 kV, corrente de 0,005 a 10 mA e diâmetro do feixe de 0,005 a 1 mm. Por outro lado, no caso de laser contínuo, a densidade de energia está preferivelmente na faixa de 100 a 10000 W/mm² dependendo da taxa de varredura do feixe laser. Além disso, tal técnica é também eficaz onde a densidade de energia é mantida constante e mudada periodicamente por modulação. Fontes de excitação eficazes incluem fibras de laser excitadas por semicondutores de laser, etc.

[0042] Por exemplo, uma vez que um pulso de laser do tipo Qcomutado deixa um traço de tratamento, um novo revestimento é necessário se a irradiação do laser for executada após o revestimento de tração.

[0043] A chapa de aço para fins elétricos com grão orientado da presente invenção não é limitada a uma chapa de aço para fins elétricos em particular, e então qualquer chapa de aço para fins elétricos com grão orientado conhecida é adequada. Por exemplo, um material de aço para fins elétricos contendo Si em uma quantidade de 2,0 a 8,0% em massa pode ser usado.

Si: 2,0 a 8,0 % em massa [0044] Si é um elemento que é útil para aumentar a resistência elétrica do aço e melhorar a perda de ferro. Um teor de Si de 2,0% em massa ou mais tem efeito particularmente bom em reduzir a perda de ferro. Por outro lado, um teor de Si de 8,0% em massa ou menos pode oferecer particularmente boas trabalhabilidade e densidade de fluxo

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13/29 magnético. Assim, o teor de Si fica preferivelmente dentro de uma faixa de 2,0 a 8,0% em massa.

[0045] Os elementos base diferentes de Si e opcionalmente adicionados serão descritos abaixo.

C: 0,08% em massa ou menos [0046] C é adicionado para melhorar a textura da chapa de aço. Entretanto, um teor de C excedendo 0,08% em massa aumenta a carga para reduzir o teor de C para 50 ppm em massa ou menos onde o envelhecimento magnético não ocorrerá durante o processo de produção. Assim, o teor de C é preferivelmente 0,08% em massa ou menos. Além disso, não é necessário ajustar um limite inferior particular do teor de C porque a recristalização secundária é permitida para um material que não contenha C.

Mn: 0,005 a 1,0% em massa [0047] Mn é um elemento que é necessário para melhorar a capacidade de trabalho a quente. Entretanto, um teor de Mn de menos de 0,005% em massa tem menos efeito de adição. Entretanto, um teor de Mn de menos que 0.005 % em massa apresenta um efeito de adição menor. Por outro lado, um teor de Mn de 1,0% em massa ou menos fornece uma densidade de fluxo magnético particularmente boa ao produto chapa. Assim, o teor de Mn fica preferivelmente numa faixa de 0,005 a 1.0% em massa.

[0048] Em adição, para provocar a recristalização secundária, se um inibidor, por exemplo, um inibidor à base de AlN, for usado, Al e N podem estar contidos em uma quantidade adequada, respectivamente, enquanto se um inibidor à base de MnS/MnSe for usado, Mn e Se e/ou S podem estar contidos em uma quantidade adequada, respectivamente. Naturalmente, esses inibidores podem também ser usados em combinação. Nesse caso, os teores preferidos de Al, N, S e Se são: Al: 0,01 a 0,065% em massa; N: 0,005 a 0,012% em massa; S: 0,005 a

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0,03% em massa; e Se: 0,005 a 0,03% em massa%, respectivamente. [0049] Além disso, a presente invenção é também aplicável a uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo teores limitados de Al, N SA e Se sem usar um inibidor.

[0050] Nesse caso, os teores de Al, N, S e Se são preferivelmente limitados a Al: 100ppm em massa ou menos, N: 50 ppm em massa ou menos, S: 50 ppm em massa ou menos, e Se: 50 ppm em massa ou menos, respectivamente.

[0051] Além disso, em adição aos elementos acima, a chapa de aço da presente invenção pode também conter os elementos a seguir para melhorar as propriedades magnéticas:

[0052] pelo menos um elemento selecionado entre: Ni: 0,03 a 1,50% em massa; Sn: 0,01 a 1,50% em massa; Sb: 0,005 a 1,50% em massa; Cu: 0,03 a 3,0% em massa; P: 0,03 a 0,50% em massa; Mo: 0,005 a 0,10% em massa; e Cr: 0,03 a 1,50% em massa.

[0053] Ni é um elemento que é útil para também melhorar a textura de uma chapa de aço laminada a quente para obter propriedades magnéticas ainda mais melhoradas. Entretanto, um teor de Ni de menos de 0,03% em massa é menos eficaz em melhorar as propriedades magnéticas, enquanto que um teor de Ni de 1,5% em massa ou menos aumenta, em particular, a estabilidade da recristalização secundária e fornece propriedades magnéticas ainda mais melhoradas. Assim, o teor de Ni está preferivelmente dentro de uma faixa de 0,03 a 1,5% em massa.

[0054] Em adição, Sn, Sb, Cu, P, Mo e Cr são elementos que são úteis para melhoria das propriedades magnéticas, respectivamente. Entretanto, se algum desses elementos estiver contido em uma quantidade menor que seu limite inferior descrito acima, ele é menos eficaz para melhorar as propriedades magnéticas, enquanto se contido em uma quantidade igual a ou menor que seu limite superior descrito aciPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 18/42

15/29 ma, ele dá o melhor crescimento dos grãos da recristalização secundária. Assim, cada um desses elementos está preferivelmente contido em uma quantidade dentro da faixa descrita acima.

[0055] O equilíbrio além dos elementos descritos acima, é Fe e as impurezas incidentais que são incorporadas durante o processo de produção.

[0056] Em adição, tal chapa de aço para fins elétricos com grão orientado que tem uma densidade de fluxo magnético B8 de 1,90 T ou mais é vantajosamente adaptável como a chapa de aço para fins elétricos com grão orientado da presente invenção. Isto é porque uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo uma baixa densidade de fluxo B8 tem um grande ângulo de desvio entre a direção de laminação e a orientação <001> dos grãos da recristalização secundária após a chapa de aço ser submetida ao recozimento final, e a orientação <001> tem um grande ângulo de elevação a partir da chapa de aço (doravante referido como ângulo β). Um maior ângulo de desvio resulta em perda por histerese menos desejável, enquanto um maior ângulo β leva a uma largura de domínio magnético mais estreita. Consequentemente, não é possível obter um efeito suficiente de redução de perda de ferro pelo tratamento de refino do domínio magnético. Mais preferivelmente, B8 > 1,92 T.

[0057] Placas de aço tendo as composições químicas descritas acima são acabadas em chapas de aço para fins elétricos com grão orientado nas quais os revestimentos isolantes de aplicação de tração são também formados após o recozimento de recristalização secundária através de um processo comum para uso em chapas de aço para fins elétricos com grão orientado. Isto é, cada placa de aço é submetida ao aquecimento de placas e à subsequente laminação a quente para obter-se uma chapa laminada a quente. Então, a chapa laminada a quente é submetida à laminação a frio uma vez, ou duas ou mais

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16/29 vezes com recozimento intermediário sendo executado entre elas, para serem acabadas até a espessura final da chapa, e o subsequente recozimento de recristalização de descarbonetação/primária. Posteriormente, por exemplo, um separador de recozimento composto principalmente de MgO é aplicado a cada chapa, que por sua vez é submetida ao recozimento final incluindo um segundo processo de recristalização e a um processo de purificação. Conforme usada aqui, a frase composto principalmente de MgO implica que qualquer composto bem conhecido para o separador de recozimento e qualquer composto de melhoria de propriedade diferente de MgO pode também estar contido dentro de uma faixa que não interfira com a formação de um filme de forsterita pretendida pela presente invenção.

[0058] Posteriormente, por exemplo, uma solução de revestimento composta principalmente de sílica coloidal e um ou mais fosfatos tais como Al, Mg, Ca ou Zn podem ser aplicados a cada chapa, que é então cozida para formar um revestimento isolante de aplicação de tração. Conforme usada aqui, a frase composta principalmente de sílica coloidal e um ou mais fosfatos tais como Al, Mg, Ca ou Zn implica que quaisquer componentes de revestimento isolante publicamente conhecidos e componentes de melhoria de propriedades diferentes dos acima podem estar contidos dentro de uma faixa que não interfira com a formação de um revestimento isolante pretendida pela presente invenção.

[0059] A presente invenção envolve: controlar a tração pelos filmes em ambas as superfícies, uma superfície na qual a tração será introduzida (superfície com deformação introduzida) e a outra superfície na qual a tração não será introduzida (superfície sem deformação introduzida), dentro de uma faixa predeterminada, quando da formação do filme de forsterita durante o recozimento final descrito acima e quando da formação do revestimento isolante de aplicação de tração subsePetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 20/42

17/29 quentemente; e então submeter a chapa de aço ao tratamento de refino do domínio magnético do tipo de tração térmica a partir do lado da superfície com deformação introduzida (na qual a chapa de aço é tornada convexa), onde o grau de refino do domínio magnético (intensidade de irradiação de feixe de elétrons, laser, etc.) á ajustado de forma que a quantidade de empenamento caia dentro de uma faixa predeterminada.

EXEMPLOS

Exemplo 1 [0060] Chapas de aço laminadas a frio contendo 3% em massa de Si, cada uma das quais foi laminada até uma espessura final de 0,23 mm, foram submetidas ao recozimento de descarbonetação/recristalização primária. Então, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado a cada chapa. Subsequentemente, cada chapa foi submetida a um recozimento final incluindo um processo de recristalização primária e a um processo de purificação, com o que foi obtida uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme de forsterita.

[0061] Então, uma solução de revestimento composta de 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicada a cada chapa de aço, que por sua vez foi cozida a 850°C até formar um revestimento de aplicação de tração. Nesse caso, a quantidade de revestimento do filme isolante foi trocada em apenas uma superfície de cada chapa de aço de forma que diferentes tensões fossem aplicadas a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante.

[0062] Então, o tratamento de refino do domínio magnético foi executado em uma superfície da chapa de aço, onde a superfície foi irradiada com feixe de elétrons em uma direção perpendicular à direção de laminação. Uma superfície de cada chapa de aço foi irradiada com feixes de elétrons sob condições de voltagem de aceleração: 100

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18/29 kV, intervalo de irradiação: 10 mm e corrente de feixe de 3 mA.

[0063] Os resultados da medição do valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida antes da irradiação com feixes de elétrons estão mostrados na Tabela 1, juntamente com os resultados da medição de densidade de fluxo magnético B8 e perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixes de elétrons.

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Tabela 1

N°	(Tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (Tração aplicada à superfície com deformação introduzida)	Quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida (mm)	Densidade de fluxo magnético B8 (T)	Perda de ferro W17/50(W/kg)	Notas
1	0,76	13,1	1,95	0,81	Exemplo Comparativo
2	1,04	10,6	1,94	0,78	Exemplo Comparativo
3	1,14	9,2	1,95	0,73	Exemplo da Invenção
4	1,24	8,1	1,96	0,69	Exemplo da Invenção
5	1,35	6,4	1,95	0,67	Exemplo da Invenção
6	1,49	4,7	1,96	0,64	Exemplo da Invenção
7	1,56	3,3	1,95	0,65	Exemplo da Invenção
8	1,72	2,9	1, 96	0,71	Exemplo da Invenção
9	1,83	1,6	1,96	0,73	Exemplo da Invenção
10	1,89	0,1	1,95	0,76	Exemplo Comparativo
11	1,94	-11	1,96	0,78	Exemplo Comparativo
12	2,18	-2,6	1,96	0,80	Exemplo Comparativo
13	2,33	-4,4	1,96	0,82	Exemplo Comparativo

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20/29 [0064] Como mostrado na tabela, de acordo com a presente invenção, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixes de elétrons pode ser reduzida para 0,75 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,0 ou mais e 2,0 ou menos antes da irradiação de feixe de elétrons e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção dom lado da superfície com deformação introduzida é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos. Em particular, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixe de elétrons pode ser reduzida para 0,70 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,2 ou mais e 1,6 ou menos e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos. Exemplo 2 [0065] Chapas de aço laminadas a frio contendo 3,2% em massa de Si, cada uma das quais foi laminada até uma espessura final de 0,23 mm, foram submetidas ao recozimento de descarbonetação/recristalização primária. Então, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado a cada chapa. Subsequentemente, cada chapa foi submetida ao recozimento final incluindo um processo de recristalização secundária e um processo de purificação com o que foi obtida uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme de forsterita.

[0066] Então, uma solução de revestimento composta de 60% de sílica coloidal e fosfato de alumínio foi aplicada a cada chapa, que por sua vez foi cozida a 800°C para formar um revestimento isolante de aplicação de tração. Nesse caso, a quantidade de revestimento do filme isolante foi trocada em apenas uma superfície de cada chapa de aço de forma que tensões diferentes foram aplicadas a ambas as suPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 24/42

21/29 perfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante.

[0067] Então, o tratamento de refino do domínio magnético foi executado em uma superfície da chapa de aço, onde a superfície foi irradiada com laser contínuo em uma direção perpendicular à direção de laminação. Uma superfície de cada chapa de aço foi irradiada continuamente com laser sob condições de diâmetro de feixe: 0,3 mm, saída: 200 W, taxa de varredura: 100 m/s e intervalo na direção de laminação: 5 mm.

[0068] Os resultados da medição do valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) e a quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida antes da irradiação a laser estão mostrados na Tabela 2, juntamente com os resultados da medição de densidade de fluxo magnético B8 e da perda de ferro W17/50 após a irradiação de laser.

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Tabela 2

N°	(Tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / Tração aplicada à superfície com deformação introduzida)	Quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da	Densidade de fluxo magnético B8 (T)	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Notas
superfície introduzida (	com mm)	deformação
1	0,69	12,6	1,95	0,81	Exemplo Comparativo
2	0,85	11,3	1,95	0,80	Exemplo Comparativo
3	1,06	9,2	1,96	0,73	Exemplo da Invenção
4	1,13	8,3	1,95	0,71	Exemplo da Invenção
5	1,26	7,9	1,96	0,70	Exemplo da Invenção
6	1,41	5,4	1,95	0,69	Exemplo da Invenção
7	1,53	4,1	1,96	0,64	Exemplo da Invenção
8	1,69	2,0	1,97	0,71	Exemplo da Invenção
9	1,76	2,4	1,96	0,73	Exemplo da Invenção
10	1,93	-0,8	1,96	0,77	Exemplo Comparativo
11	2,21	-31	1,96	0,79	Exemplo Comparativo
12	2,29	-3,9	1,96	0,80	Exemplo Comparativo

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23/29 [0069] Conforme mostrado na tabela, conforme a presente invenção, a perda de ferro W17/50 após a irradiação a laser pode ser reduzida para 0,75 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,0 ou mais e 2,0 ou menos antes da irradiação a laser e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos. Em particular, a perda de ferro W17/50 após a irradiação com laser pode ser reduzida a 0,70 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,2 ou mais e 1,6 ou menos e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos.

Exemplo 3 [0070] Chapas de aço laminadas a frio contendo 3,6% em massa de Si, cada uma das quais foi laminada até uma espessura final de 0,27 mm, foram submetidas ao recozimento de descarbonetação/recristalização primária. Então um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado a cada chapa. Subsequentemente, cada chapa foi submetida a um recozimento final incluindo um processo de recristalização secundária e um processo de purificação, com o que foi obtida uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme de forsterita. Nesse caso, a quantidade de revestimento do separador de recozimento foi trocada em apenas uma superfície de cada chapa de aço de nodo que tensões diferentes foram aplicadas a ambas as superfícies da chapa de aço pelo filme de forsterita.

[0071] Então, um revestimento compreendendo 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicado a cada chapa de aço, que por

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24/29 sua vez foi cozida a 850°C até formar um revestimento isolante de aplicação de tração.

[0072] Então, o tratamento de refino do domínio magnético foi executado em uma superfície da chapa de aço, onde a superfície foi irradiada com feixe de elétrons em uma direção perpendicular à direção de laminação. Uma superfície de cada chapa de aço foi irradiada com feixes de elétrons sob condições de voltagem de aceleração: 80 kV, intervalo de irradiação: 8 mm e corrente de feixe de 7 mA.

[0073] Os resultados da medição do valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) e da quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida antes da irradiação de feixes de elétrons estão mostrados na Tabela 3, juntamente com os resultados da medição da densidade de fluxo magnético B8 e perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixes de elétrons.

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Tabela 3

N°	(Tração aplicada à superfície sem deformação introduzida)/(Tração aplicada à superfície com deformação introduzida)	Quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida (mm)	Densidade de fluxo magnético B8 (T)	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Notas
1	0,48	13,8	1,95	0,84	Exemplo Comparativo
2	0,67	11,8	1,95	0,82	Exemplo Comparativo
3	1,06	9,1	1,96	0,79	Exemplo da Invenção
4	1,14	8,4	1,95	0,77	Exemplo da Invenção
5	1,26	5,3	1,96	0,72	Exemplo da Invenção
6	1,39	4,3	1,95	0,70	Exemplo da Invenção
7	1,55	3,9	1,96	0,73	Exemplo da Invenção
8	1,67	2,6	1,97	0,76	Exemplo da Invenção
9	1,80	1,9	1,96	0,78	Exemplo da Invenção
10	1,88	1,1	1,96	0,79	Exemplo da Invenção
11	2,18	-3,7	1,96	0,83	Exemplo Comparativo
12	2,66	-5,4	1,96	0,87	Exemplo Comparativo

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26/29 [0074] Conforme mostrado na tabela, de acordo com a presente invenção, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixes de elétrons pode ser reduzida até 0,80 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,0 ou mais e 2,0 ou menos antes da irradiação com feixes de elétrons e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos. Em particular, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de feixe de elétrons pode ser reduzida para 0,75 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,2 ou mais e 1,6 ou menos e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos. Exemplo 4 [0075] Chapas de aço laminadas a frio contendo 3,3% em massa de Si, cada uma das quais foi laminada até uma espessura final de 0,20 mm, foram submetidas ao recozimento de descarbonetação/recristalização primária. Então, um separador de recozimento composto principalmente de MgO foi aplicado a cada chapa. Subsequentemente, cada chapa foi submetida ao recozimento final incluindo o processo de recristalização secundária e um processo de purificação, com o que foi obtida uma chapa de aço para fins elétricos com grão orientado tendo um filme de forsterita. Nesse caso, a quantidade de revestimento do separador de recozimento foi trocada em apenas uma superfície de cada chapa de aço de forma que diferentes tensões foram aplicadas a ambas as superfícies da chapa de aço pelo filme de forsterita.

[0076] Então, uma solução de revestimento composta de 50% de sílica coloidal e fosfato de magnésio foi aplicada a cada uma das chaPetição 870190037799, de 22/04/2019, pág. 30/42

27/29 pas de aço, que por sua vez foram cozidas a 850°C para formar um revestimento isolante de aplicação de tração.

[0077] Então, o tratamento de refino do domínio magnético foi executado em uma superfície da chapa de aço onde a superfície foi irradiada com laser continuo em uma direção perpendicular à direção de laminação. Uma superfície de cada chapa de aço foi irradiada continuamente com laser sob condições de diâmetro do feixe: 0,1 mm, saída: 150 W, taxa de varredura: 100 m/s e intervalo na direção de laminação: 5 mm.

[0078] Os resultados da medição do valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) e da quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da superfície com deformação introduzida antes da irradiação de laser estão mostrados na Tabela 4, juntamente com os resultados da medição da densidade de fluxo magnético B8 e da perda de ferro W17/50 após a irradiação de laser.

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Tabela 4

N°	(Tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (Tração aplicada à superfície com deformação introduzida)	Quantidade de empenamento da chapa de aço na direção da	Densidade de fluxo magnético B8 (T)	Perda de ferro W17/50 (W/kg)	Notas
superfície introduzida (	com mm)	deformação
1	0,79	11,9	1,94	0,72	Exemplo Comparativo
2	0,88	10,4	1,94	0,68	Exemplo Comparativo
3	1,04	9,3	1,94	0,64	Exemplo da Invenção
4	1,17	8,8	1,95	0,62	Exemplo da Invenção
5	1,28	7,2	1,94	0,59	Exemplo da Invenção
6	1,31	5,8	1,95	0,58	Exemplo da Invenção
7	1,52	3,4	1,94	0,57	Exemplo da Invenção
8	1,57	3,1	1,93	0,59	Exemplo da Invenção
9	1,78	1,6	1,94	0,61	Exemplo da Invenção
10	1,86	1,2	1,94	0,64	Exemplo da Invenção
11	2,05	-2,8	1,95	0,69	Exemplo Comparativo
12	2,09	-3,1	1,95	0,70	Exemplo Comparativo

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29/29 [0079] Conforme mostrado na tabela, de acordo com a presente invenção, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de laser pode ser reduzida até 0,65 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,0 ou mais e 2,0 ou menos antes da irradiação de laser e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos. Em particular, a perda de ferro W17/50 após a irradiação de laser pode ser reduzida para 0,60 W/kg ou menos quando o valor de (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) é 1,2 ou mais e 1,6 ou menos e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Chapa de aço para fins elétricos com grão orientado, caracterizada pelo fato de que tem um revestimento isolante de aplicação de tração ou tem um filme base de aplicação de tração em ambas as superfícies da chapa de aço e tem uma estrutura de domínio magnético modificada pela deformação que é introduzida em uma das superfícies da chapa de aço, em que a tração aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante de aplicação de tração ou tem um filme base de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de deformação satisfaz a relação da Fórmula (1) abaixo, e a quantidade de empenamento da chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 1 mm ou mais e 10 mm ou menos:

1,0 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 2,0 --- (1), em que a quantidade de empenamento da chapa de aço indica a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm na direção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, presa e fixada em outra extremidade oposta à extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.
2. Chapa de aço para fins elétricos com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a tração aplicada a ambas as superfícies da chapa de aço pelo revestimento isolante de aplicação de tração ou tem um filme base de aplicação de tração antes do tratamento de introdução de deformação satisfaz a relação da Fórmula (2) abaixo e a quantidade de empenamento da

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2/2 chapa de aço em direção à superfície com deformação introduzida após o tratamento de introdução de deformação é 3 mm ou mais e 8 mm ou menos:

1,2 < (tração aplicada à superfície sem deformação introduzida) / (tração aplicada à superfície com deformação introduzida) < 1,6 --- (2), em que a quantidade de empenamento da chapa de aço indica a quantidade de deslocamento em uma extremidade livre de uma amostra tendo um comprimento de 280 mm em uma direção de laminação quando colocada de forma que a direção transversal perpendicular à direção de laminação seja vertical, presa e fixada à outra extremidade oposta à extremidade livre por um comprimento de 30 mm na direção de laminação.
3. Chapa de aço para fins elétricos com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o tratamento de introdução de deformação é irradiação de feixe de elétrons.
4. Chapa de aço para fins elétricos com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o tratamento de introdução de deformação é irradiação contínua de laser.