BR112017003450B1 - Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa - Google Patents

Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa Download PDF

Info

Publication number
BR112017003450B1
BR112017003450B1 BR112017003450-6A BR112017003450A BR112017003450B1 BR 112017003450 B1 BR112017003450 B1 BR 112017003450B1 BR 112017003450 A BR112017003450 A BR 112017003450A BR 112017003450 B1 BR112017003450 B1 BR 112017003450B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
steel
content
steel sheet
grain
steel layer
Prior art date
Application number
BR112017003450-6A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112017003450A2 (pt
Inventor
Hiroyoshi Yashiki
Kenichi Murakami
Nobusato Morishige
Hirotoshi TADA
Yoshiaki Natori
Original Assignee
Nippon Steel Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corporation filed Critical Nippon Steel Corporation
Publication of BR112017003450A2 publication Critical patent/BR112017003450A2/pt
Publication of BR112017003450B1 publication Critical patent/BR112017003450B1/pt

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/206—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/208—Magnetic, paramagnetic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00—Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05—Grain orientation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

"chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa". uma chapa de aço elétrico com grão orientado inclui uma camada de aço e um revestimento isolante arranjado em contato direto com a camada de aço. a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 2,9 a 4,0% de si, 2,0 a 4,0% de mn, 0 a 0,20% de sn, e 0 a 0,20% de sb. na camada de aço, o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa, satisfazem 1,2% = si ? 0,5 ¿ mn = 2,0%, e o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa satisfazem 0,005% = sn + sb = 0,20%.

Description

Campo técnico
[001] A presente invenção se refere a uma chapa de aço elétrico com grão orientado adequada para o segmento núcleo de máquinas giratórias tais como um motor ou um gerador, o núcleo de laminação de equipamentos estacionários ais como um transformador ou um reator, ou similares. Em particular, a presente invenção se refere a uma chapa de aço elétrico com grão orientado na qual as propriedades magnéticas de alta frequência ao longo da direção L são quase as mesmas que aquelas da chapa convencional e as propriedades magnéticas ao longo da direção C são preferivelmente melhoradas.
[002] É reivindicada prioridade sobre a Pedido de Patente Japo nesa No. 2014-177136, registrada em 1° de setembro de 2014, cujo teor está incorporado aqui como referência.
Antecedentes
[003] A chapa de aço elétrico com grão orientado tem excelentes propriedades magnéticas ao longo da direção de laminação porque a sua orientação de cristal se alinha altamente na orientação {110}<001> chamada de orientação de Goss. Assim, a chapa de aço elétrico com grão orientado tem sido amplamente aplicada aos materiais de núcleo de ferro tais como transformadores, geradores ou motores. Nos últimos anos, uma vez que a energia eletrônica se desenvolveu, a faixa de alta frequência sobre a faixa de frequência comercial convencional foi crescentemente utilizada como a frequência de acionamento para as máquinas giratórias tais como motores ou geradores, o equipamen-to estacionário tal como um transformador ou um reator, ou similar. Assim, é desejosamente antecipada também a melhora das características de perda de núcleo na faixa de alta frequência para as chapas de aço elétrico com grão orientado.
[004] Em adição, no caso de se usar o motor de acionamento que emprega o núcleo de segmento para veículos híbridos (HEV), veículos elétricos (EV), ou similares, as excelentes características de perda de núcleo na faixa de alta frequência são desejadas em ambas as direções dos dentes e do colar back yoke do núcleo de ferro. Assim, em adição às características de perda de núcleo ao longo da direção de laminação (direção L) na faixa de alta frequência, é desejosamente antecipado melhorar também as características de perda de núcleo ao longo da direção transversal (direção C) perpendicular à direção de laminação na faixa de alta frequência para a chapa de aço elétrico com grão orientado. Especificamente, na chapa de aço elétrico com grão orientado, em adição à perda de núcleo de alta frequência na direção L (perda de núcleo na direção L), é necessário ser excelente na média das perdas de núcleo de alta frequência ao longo da direção L e da direção C (perda de núcleo média L&C).
[005] Aqui, o segmento núcleo indica o componente incluído no estator arranjado na periferia do rotor ou do motor. O segmento núcleo é perfurado a partir da chapa de aço elétrico com grão orientado de modo que a direção radial do eixo de rotação do motor seja substancialmente paralela à direção de laminação (direção L) da chapa de aço elétrico, e a direção circunferencial do eixo de rotação do motor é substancialmente paralela à direção perpendicular (direção C) à direção de laminação da chapa de aço elétrico. Especificamente, no segmento núcleo, os dentes que são importantes para as propriedades magnéticas em geral são substancialmente paralelos à direção de la- minação da chapa de aço elétrico, e a back yoke é substancialmente paralela à direção perpendicular à direção de laminação. No caso do estator no qual a back yoke é importante para as propriedades magnéticas, o segmento núcleo pode ser perfurado de modo que a back yoke seja substancialmente paralela à direção de laminação da chapa de aço elétrico.
[006] Além disso, a perda de núcleo indica a perda de energia provocada pela intercoversão de energia elétrica e energia magnética. É preferível que o valor da perda de núcleo seja baixo. A perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado é capaz de ser quebrada em dois elementos de perda por histerese e perda de corrente parasita. Em particular, para reduzir a perda de núcleo de alta frequência, é eficaz reduzir a perda de corrente parasita controlando-se o aço para que seja altamente ligado e aumentando-se a resistência elétrica do aço. Embora seja possível reduzir a perda de corrente parasita controlando-se a chapa de aço elétrico para que seja fina, é inevitável aumentar o custo de produção para controlar a chapa de aço elétrico para que seja fina devido à diminuição da eficiência da laminação a frio, do recozimento, etc.
[007] Nas chapas de aço elétrico com grão orientado convencio nais, a anisotropia magnética é obtida pelo controle da textura, e assim as propriedades magnéticas ao longo da direção L são significativamente excelentes. Entretanto, as propriedades magnéticas ao longo da sua direção C são notadamente insuficientes. Assim, é inadequado aplicar a chapa de aço elétrico com grão orientado convencional ao segmento núcleo no qual é necessário haver equilíbrio entre a perda média de núcleo L&C com a perda de núcleo na direção L.
[008] Em adição, conforme explicado acima, para reduzir a perda de núcleo de alta frequência, é eficaz controlar o aço para ser altamente ligado. Entretanto, quando Si que é o principal elemento de ligação da chapa de aço elétrico é adicionado em excesso se comparado com o convencional, o aço fragiliza, e assim, a laminação a frio pé conduzida com dificuldade. Além disso, o Al é o elemento que pode não fragi- lizar o aço se comparado com o Si. Entretanto, quando Al é adicionado em excesso ao aço, é difícil controlar o estado de dispersão do inibidor AlN que funciona importantemente para controlar a orientação do cristal na secundária.
[009] O Documento de Patente 1 descreve o método para produ ção da chapa de aço elétrico excelente no equilíbrio entre as propriedades magnéticas na direção L e na direção C. No seu método, uma placa de aço incluindo 2,0 a 4,0% de Si, 0,5% ou menos de Mn, 0,003 a 0020% de Al sol., ou similar, é submetida à laminação a quente, re- cozimento da tira laminada a quente, laminação a frio duas vezes com recozimento intermediário, recozimento de recristalização primária, e recozimento de recristalização secundária.
[0010] O Documento de Patente 2 descreve o método para produ zir uma chapa de aço elétrico excelente no equilíbrio entre as propriedades magnéticas na direção L e na direção C. No seu método, a placa de aço incluindo 2,5 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,030% de Al solúvel em ácido, ou similares é submetida à laminação a quente, opcionalmente recozimento da tira laminada a quente, lami- nação a frio, recozimento de recristalização primária e recozimento de recristalização secundária.
Documentos da técnica relativa Documentos de patente
[0011] Documento de Patente 1: Pedido de Patente não examina da Japonesa, Primeira Publicação No. H11-350032
[0012] Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa, Primeira Publicação No. H07-18334
Sumário da Invenção Problema técnico a ser resolvido
[0013] Na chapa de aço elétrico produzido pelo método descrito no Documento de patente 1, a quantidade de elementos de ligação é insuficiente, e portanto a perda de núcleo de alta frequência não é redu- zida suficientemente.
[0014] Na chapa de aço elétrico conforme o Documento de paten te 2, o Documento de Patente 2 considera apenas a perda de núcleo na faixa de frequência comercial de 50 a 60 Hz e, portanto, a perda de núcleo de alta frequência não é reduzida suficientemente. Além disso, no método de produção conforme o Documento de Patente 2, a recris- talização secundária tende a ser instável e, portanto, a chapa de aço elétrico não é produzida estavelmente.
[0015] A presente invenção foi feita em consideração dos proble mas mencionados acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer a chapa de aço elétrico com grão orientado excelente tanto em propriedades magnéticas de alta frequência na direção L quanto na média das propriedades magnéticas de alta frequência na direção L e na direção C.
Solução para o Problema
[0016] Os presentes inventores descobriram que incluindo-se uma grande quantidade de Mn que é difícil de fragilizar o aço em comum com o Al dependendo do teor de Si no aço, controlando-se a quantidade total de Sn e Sb no aço, e controlando-se otimamente as condições de produção, é possível obter a chapa de aço elétrico na qual as propriedades magnéticas de alta frequência ao longo da direção L são quase as mesmas que aquelas da chapa convencional e as propriedades magnéticas de alta frequência ao longo da direção C são preferivelmente melhoradas.
[0017] Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme um aspecto da presente invenção, a espessura da chapa é 0,1 a 0,40 mm, e a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de lamina- ção é 1,60 a 1,77T. Quando a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é 1,60 a 1,77T, o equilíbrio entre a perda de núcleo na direção L e a perda de núcleo média L&C é preferi- velmente controlada. Os presentes inventores descobriram que, quando a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de lamina- ção é menor que 1,60T, a perda de núcleo na direção L é insuficiente. Além disso, os presentes inventores descobriram que, quando a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é maior que 1,77Tm a perda de núcleo na direção L é insuficiente, entretanto a perda de núcleo na direção C deteriora e, como resultado, a perda média de núcleo L&C deteriora drasticamente.
[0018] Um aspecto da presente invenção emprega o seguinte: (1) Uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme um aspecto da presente invenção inclui uma camada de aço e um revestimento isolante arranjado na camada de aço, onde: a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e um saldo consistindo em Fe e impurezas; o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 1,2% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%; o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; e a camada de revestimento é arranjada em contato direto com camada de aço.
[0019] (2) Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1), a camada de aço pode incluir, como composição química, em % em massa, 0,004 a 0,20% de Sn, e 0,001 a 0,20% de Sb.
[0020] (3) O método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (1) ou (2) inclui um processo de lingo- tamento, um processo de laminação a quente, um processo de lami- nação a frio, um processo de recozimento de recristalização primária, um processo de revestimento separador de recozimento, um processo de recozimento de recristalização secundária, e um processo de for mação do revestimento isolante, onde: no processo de lingotamento, é lingotado um aço de modo que o aço inclua, como composição química. Em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,001 a 0,01% de N, 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e o saldo consistindo em Fe e impurezas, o teor de silício e o teor de manganês expressos em, % em massa na composição química satisfazem 1,2% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%, e o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; no processo de recozimento de recristalização primária, é conduzido um recozimento de recristalização primária para o aço sob condições tais que a taxa de aquecimento em uma etapa de elevação da temperatura é 100°C/s a 5000°C/s em média, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura é 10 a 100% em volume de H2 e H2 + N2 = 100% em volume, a temperatura em uma etapa de retenção é de 800 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é de 5 segundos a 10 minutos, a atmosfera na etapa de retenção é de 10 a 100% em volume de H2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é -10°C ou menos; no processo de revestimento separador de recozi- mento, um separador de recozimento incluindo alumina como componente principal é aplicado apenas no aço; e no processo de recozi- mento de recristalização secundária, é conduzido um recozimento de recristalização secundária para o aço sob condições tais que a atmosfera em uma etapa de elevação da temperatura é 0 a 80% em volume de N2 e H2 + N2 = 100% em volume, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura é 0°C ou menos, a temperatura na etapa de retenção é 850 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é 4 a 100 horas, a atmosfera na etapa de retenção é 0 a 80% em volume de N2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é 0°C ou menos.
[0021] (4) No método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (3), no processo de lingotamento, o aço pode incluir, como composição química, em % em massa, 0,004 a 0,20% de Sn, e 0,001 a 0,20% de Sb.
[0022] (5) No método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme o item (3) ou (4), no processo de recozimento de recristalização secundária, o aço é aquecido até a temperatura da etapa de retenção por uma taxa de aquecimento constante na etapa de elevação da temperatura.
Efeitos da invenção
[0023] De acordo com os aspectos acima da presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço elétrico com grão orientado excelente tanto em propriedades magnéticas de alta frequência na direção L quanto propriedades magnéticas medias de alta frequência na direção L e na direção C.
Breve Descrição dos Desenhos
[0024] A Figura 1 é uma ilustração da seção transversal de uma chapa de aço elétrico com grão orientado conforme uma configuração da presente invenção.
[0025] A Figura 2 é uma ilustração da seção transversal de uma chapa de aço elétrico com grão orientado convencional. Descrição Detalhada de Configurações Preferidas
[0026] Daqui em diante será descrita em detalhes uma configura ção preferível da presente invenção. Entretanto, a presente invenção não é limitada apenas à configuração que está descrita no exemplo, e várias modificações são possíveis sem sair do aspecto da presente invenção. Em adição, a faixa de limitação conforme descrita abaixo inclui seu limite inferior e seu limite superior. Entretanto, o valor expresso em "mais que" ou "menos que" não está incluído na faixa de limitação.
[0027] Daqui em diante a chapa de aço elétrico com grão orienta do conforme a configuração será descrita em detalhes.
[0028] Os presentes inventores revisaram cuidadosamente a com posição química da chapa de ao e as condições de produção, e assim conseguiram obter a chapa de aço elétrico com grão orientado excelente no equilíbrio entre as perdas de núcleo de alta frequência na direção L e na direção C.
[0029] A chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração inclui uma camada de aço (aço base) e uma camada de revestimento arranjada na camada de aço, onde: a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 00003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e um saldo consistindo em Fe e impurezas; o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 1,2% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%; o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; e o revestimento de isolamento é arranjado em contato direto com a camada de aço. Em adição, é preferível que a espessura da chapa de aço elétrico com grão orientado seja 0,1 a 0,40 mm e a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação da chapa de aço elétrico com grão orientado seja 1,60 a 1,77T.
[0030] A Figura 1 mostra a chapa de aço elétrico com grão orien tado conforme a configuração no caso de vista da seção transversal cuja direção de corte é paralela à direção da espessura. Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o revestimento de isolamento 2 é arranjado em contato direto com a camada de aço 1 (aço base). A Figura 2 mostra a chapa de aço elétrico com grão orientado convencional no caso de vista da seção transversal cu- ja direção de corte é paralela à direção da espessura. Na chapa de aço elétrico com grão orientado convencional, a película vítrea 3 (película de forsterita) é arranjada na camada de aço 1 (aço base), e a película de isolamento 2 é arranjada na película vítrea 3 (película de fors- terita). (1) Composição química da camada de aço (aço base)
[0031] A composição química da camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração será descrita em detalhes. Daqui em diante, "%" das quantidades dos respectivos elementos conforme descritos abaixo expressa "% em massa" a menos que mencionado de forma diferente.
[0032] Na composição química da camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, os elementos base são C, Si, Mn, e Al.
[0033] C : 0,0003 a 0,005%
[0034] C (carbono) é o elemento base no aço, mas é o elemento que provoca a deterioração da perda de núcleo. Assim, é preferível que o teor de C seja tão baixo quanto possível. Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o limite superior do teor de C deve ser 0,005%. Quando o teor de C é maior que 0,005%, a perda de núcleo da chapa de aço elétrico com grão orientado deteriora, e assim as excelentes propriedades magnéticas não são obtidas. O limite superior do teor de C é preferivelmente 0,004% e mais preferivelmente 0,003%. Por outro lado, embora o limite inferior do teor de C não seja particularmente limitado, o limite inferior deve ser 0,0003%. Uma vez que o custo de produção para produção do aço é excessivo, é industrialmente difícil controlar o teor de C para ser menor que 0,0003%.
[0035] Si : 2,9 a 4,0%
[0036] Si (silício) tem o efeito de aumentar a resistência elétrica do aço, reduzindo a perda por corrente parasita, e melhorando, assim, a perda de núcleo de alta frequência. Para obter efetivamente o efeito, o limite inferior do teor de Si deve ser 2,9%. O limite inferior do teor de Si é preferivelmente 3,0%. Por outro lado, o limite superior do teor de Si deve ser 4,0%. Quando o teor de Si é maior que 4,0%, a capacidade de trabalho deteriora drasticamente, e assim é difícil conduzir a lami- nação a frio. O limite superior do teor de Si é preferivelmente 3,8%.
[0037] Mn : 2,0 a 4,0%
[0038] Mn (manganês) tem o efeito de aumentar a resistência elé trica do aço sem a deterioração da capacidade de trabalho do aço, reduzindo a perda por corrente parasita, melhorando assim a perda de núcleo de alta frequência. Para obter efetivamente o efeito, o limite inferior do teor de Mn deve ser 2,0%. Quando o teor de Mn é menor que 2,0%, o efeito de reduzir a perda de núcleo de alta frequência é insuficiente. O limite inferior do teor de Mn é preferivelmente 2,2% e mais preferivelmente 2,6%. Por outro lado, o limite superior do teor de Mn deve ser 4,0%. Quando o teor de Mn é maior que 4,0%, a densidade de fluxo magnético diminui drasticamente. O limite superior do teor de Mn é preferivelmente 3,8%, e mais preferivelmente 3,4%.
[0039] Si - 0,5 x Mn : 1,2 a 2,0%
[0040] Em adição, na configuração, o teor de Si e o teor de Mn são controlados em conexão um com o outro. Para deixar a recristalização secundária acontecer estavelmente, é necessário controlar a microes- trutura da chapa de aço laminada a quente para ser uniforme e fina. Portanto, na configuração, é utilizada a transformação entre α (ferrita) e Y (austenita). Na chapa de aço elétrico com grão orientado convencional, C que é um elemento formador de austenita está contido na etapa da chapa de aço laminada a quente. Entretanto, na chapa de aço elétrico conforme a configuração, o teor de C é baixo na etapa da chapa de aço laminada a quente. Assim, na chapa de aço elétrico con- forme a configuração, a transformação α-Y é afetada principalmente pelo equilíbrio entre a quantidade de Si, que é um elemento formador de ferrita, e a quantidade de Mn, que é um elemento formador de aus- tenita. É necessário controlar o teor de Ai e o teor de Mn em conexão um com o outro.
[0041] Especificamente, o limite superior do valor calculado por ''(teor de Si) - 0,5 x (teor de Mn)'' deve ser 2,0%. Quando o valor é maior que 2,0%, a transformação α-Y não ocorre suficientemente, a microestrutura da chapa de aço laminada a quente não é controlada para ser uniforme e fina, e a recristalização secundária se torna instável. O limite superior de ''Si - 0,5 x Mn'' é preferivelmente 1,8%, e mais preferivelmente 1,75%. Por outro lado, embora o limite inferior de ''Si - 0,5 x Mn'' não seja particularmente limitado, o limite inferior deve ser 1,2%. Para deixar a recristalização secundária acontecer estavelmen- te, o limite inferior de ''Si - 0,5 x Mn'' é preferivelmente 1,6%. Quando o teor de Si e o teor de Mn satisfazem a condição acima, é possível obter a chapa de aço elétrico com grão orientado excelente no equilíbrio entre as perdas de núcleo de alta frequência na direção L e na direção C.
[0042] Al sol.: 0,003 a 0,018%
[0043] Al sol. (alumínio solúvel em ácido) forma o inibidor que fun ciona importantemente para controlar a orientação do cristal na recris- talização secundária. O inibidor é um nitreto como um precipitado, por exemplo, os compostos nitreto (AL, Si, Mn). Na configuração, o limite inferior do teor de Al sol. deve ser 0,003%. Quando o teor de Al sol. é menor que 0,003%, o efeito do inibidor não é suficientemente obtido. Por outro lado, o limite superior do teor de Al sol. deve ser 0,018%. Quando o teor de Al sol. é maior que 0,018%, o estado de dispersão dos nitretos é desfavorável, e assim a recristalização secundária não acontece estavelmente. O limite superior do teor de Al sol. é preferi- velmente 0,016%.
[0044] A camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orien tado conforme a configuração inclui, como composição química, as impurezas. Aqui, "impurezas" representam elementos que são contaminados durante a produção industrial do aço a partir de minérios e sucata que são usados como matéria prima do aço, ou do ambiente do processo de produção. Entre as impurezas, é preferível que S seja limitado como segue para obter suficientemente os efeitos da configuração. Além disso, uma vez que é preferível que a quantidade das respectivas impurezas seja baixa, o limite inferior não precisa ser definido, e o limite inferior das respectivas impurezas pode ser 0%.
[0045] S : 0,005% ou menos
[0046] S (enxofre) é a impureza. S forma MnS pela ligação ao Mn no aço, e assim as propriedades magnéticas deterioram. Portanto, o teor de S é limitado a 0,005% ou menos. O limite superior do teor de S é preferivelmente 0,004%, e mais preferivelmente 0,003%.
[0047] A camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orien tado de acordo com a configuração inclui os elementos base mencionados acima e o saldo contém Fe e as impurezas mencionadas acima. Entretanto, a camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração inclui pelo menos um entre Sn e Sb em substituição a parte do Fe que é o saldo.
[0048] Sn : 0 a 0,20%
[0049] Sb : 0 a 0,20%
[0050] Sn + Sb : 0,005 a 0,20%
[0051] Sn (estanho) e Sb (antimônio) são os elementos que dei xam a recristalização secundária acontecer estavelmente e que deixam a perda de núcleo de alta frequência ser reduzida pelo refino dos grãos recristalizados secundários. Para obter o efeito, o teor de Sn deve ser 0 a 0,20%, o teor de Sb deve ser 0 a 020%, e a quantidade total de Sn e Sb deve ser 0,005 a 0,20%. Quando um entre Sn ou Sb está contido na camada de aço, o outro não está necessariamente contido na camada de aço. Assim, o limite inferior de cada quantidade de Sn e Sb pode ser 0%. Entretanto, o limite inferior da quantidade total de Sn e Sb deve ser 0,005%. O limite inferior da quantidade total de Sn e Sb é preferivelmente 0,01%. Por outro lado, o limite superior da quantidade total de Sn e Sb deve ser 0,20%. Quando o limite superior da quantidade total de Sn e Sb é maior que 0,20%, o efeito acima é saturado. O limite superior da quantidade total de Sn e Sb é preferivelmente 0,15% e mais preferivelmente 0,13%.
[0052] Conforme descrito acima, pelo menos um entre Sn e Sb pode estar incluído na camada de aço. Entretanto, é preferível que tanto Sn quanto Sb sejam incluídos na camada de aço. Por exemplo, é preferível que o limite inferior do teor de Sn seja 0,004% e o limite inferior do teor de Sn seja 0,001%. Especificamente, é preferível que a camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração inclua Mn, Sn e Sb ao mesmo tempo. Quando a condição é satisfeita, a média das perdas de núcleo de alta frequência ao longo da direção L e da direção C é preferivelmente melhorada.
[0053] Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb são aumentados simultaneamente como a composição química da camada de aço. Aumentando-se o teor de Mn, é possível aumentar a resistência elétrica do aço, para reduzir a perda de corrente parasita e, como resultado, melhorar a média das propriedades magnéticas de alta frequência (perdas de núcleo) ao longo da direção L e da direção C. Também, aumentando-se ao teor total de Sn + Sb, é possível refinar os grãos recristalizados secundários, para reduzir o excesso de perda de corrente parasita e, como resultado, melhorar a média das propriedades magnéticas de alta frequência (perda de núcleo) ao longo da direção L e da direção C.
[0054] Por outro lado, na chapa de aço elétrico com grão orientado convencional, não é necessariamente fácil aumentar o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb ao mesmo tempo. Em particular, quando o teor de Mn é aumentado, não é necessariamente fácil incluir Sn e Sb ao mesmo tempo. Na chapa de aço elétrico com grão orientado conven-cional, incluir Mn, Sn e Sb ao mesmo tempo causa o problema de que a aderência do revestimento de isolamento deteriora drasticamente. Os presentes inventores assume que o problema acima é derivado da oxidação excessiva que ocorre na vizinhança da superfície da camada de aço durante o recozimento de recristalização primária e o recozi- mento de recristalização secundária.
[0055] Na chapa de aço elétrico com grão orientado convencional, em geral, a placa de aço inclui C cujo teor estabiliza a austenita na temperatura de recozimento e na temperatura de laminação a quente, o aquecimento para o recozimento de recristalização primária é conduzido por uma taxa de aquecimento de menos de 100°C/s, o recozi- mento de recristalização primária é conduzido em uma atmosfera úmida (atmosfera de descarburação), o separador à base de magnésia é usado como um separador de recozimento, e o recozimento de recris- talização secundária é conduzido. No recozimento de recristalização primária, uma vez que a atmosfera é úmida (atmosfera de descarbura- ção), a oxidação em adição à descarburação é promovida na chapa de aço (camada de aço). Além disso, uma vez que o MgO no separador de recozimento que é fluidificado para aplicação à chapa de aço (camada de aço) é mudada para Mg(OH)2, o separador de recozimento magnésia tende a oxidar a chapa de aço (camada de aço). Além disso, no recozimento de recristalização secundária, o separador de recozi- mento magnésia e a camada de óxido (sílica) na superfície da chapa de aço (camada de aço) reagem quimicamente, e assim é formada a película vítrea (película de forsterita).
[0056] No caso de aplicação do método de produção convencional acima à chapa de aço (camada de aço) onde o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb são aumentados simultaneamente, a vizinhança da superfície da camada de aço pode ser excessivamente oxidada, devido à composição química peculiar do aço. Como resultado, pode ocorrer o problema de que a aderência do revestimento de isolamento deteriore drasticamente. Na configuração, controlando-se otimamente a composição química da camada de aço e as condições de produção, é possível aumentar o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb ao mesmo tempo. Em particular, em adição ao aumento do teor de Mn, é possível aumentar o teor de Sn e de Sb ao mesmo tempo. Embora os detalhes das condições de produção estejam descritos abaixo, na configuração o teor de C na placa de aço é controlado para ser baixo, o aquecimento rápido se comparado com o aquecimento convencional é conduzido na etapa de elevação da temperatura do recozimento de recristaliza- ção primária, o recozimento de recristalização primária é conduzido em atmosfera seca (atmosfera de não descarburação), o separador à base de alumina é usado como separador de recozimento, e o recozi- mento de recristalização secundária é conduzido em atmosfera seca.
[0057] A chapa de aço elétrico com grão orientado produzida pelas condições de produção específicas conforme a configuração não inclui a película vítrea (película de forsterita) na camada de aço, porque o recozimento de recristalização primária é conduzido em atmosfera seca (atmosfera de não descarburação), o separador à base de alumina é usado como separador de recozimento, e o recozimento de recrista- lização secundária é conduzido em atmosfera seca. Especificamente na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o revestimento de isolamento é arranjado em contato direto com a camada de aço.
[0058] Mesmo quando o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb são aumentados simultaneamente na camada de aço, em particular, mesmo quando Sn e Sb são incluídos ao mesmo tempo em adição ao aumento do teor de Mn, é possível suprimir a oxidação excessiva na vizinhança da superfície da camada de aço pela aplicação de condições de produção específicas conforme a configuração. Assim, é possível suprimir a diminuição na aderência do revestimento de isolamento. Como resultado, é possível melhorar preferivelmente a média das propriedades magnéticas de alta frequência (perdas de núcleo) ao longo da direção L e da direção C se comparado com as convencionais.
[0059] Em adição, na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, mesmo quando o teor total de Sn + Sb é aumentado em adição ao aumento do teor de Mn, é possível suprimir preferivelmente a diminuição da capacidade de perfuração.
[0060] Sn e Sb são os elementos que tendem a fragilizar o aço. Em relação ao aço Si (camada de aço) cuja capacidade de trabalho é essencialmente pobre, quando o teor total de Sn + Sb é aumentado em adição ao aumento excessivo do teor de Mn embora o Mn seja difícil de fragilizar o aço, a capacidade de trabalho do aço pode deteriorar drasticamente.
[0061] Embora os detalhes não sejam claros, quando o aço Si (camada de aço) inclui uma grande quantidade de Mn, óxidos de Mn podem ser formados em adição aos óxidos de Si na vizinhança da superfície da camada de aço, Sn e Sb podem ser segregados na vizinhança dos óxidos de Si e dos óxidos de Mn, e assim a capacidade de perfuração pode deteriorar. Assim, na chapa de aço elétrico com grão orientado, não é necessariamente fácil amentar o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb ao mesmo tempo. Em particular, quando o teor de Mn é aumentado, não é necessariamente fácil incluir Sn e Sb ao mesmo tempo.
[0062] Nas condições de produção específicas conforme a confi guração, a oxidação do Mn é suprimida na vizinhança da superfície da camada de aço durante o recozimento de recristalização primária, e a película vítrea não é formada durante o recozimento de recristalização secundária. Uma vez que a oxidação do Mn é suprimida e a película vítrea não é formada, os óxidos não são excessivos na vizinhança da superfície da camada de aço. Em particular, em adição às condições específicas de produção conforme a configuração, quando o aço inclui simultaneamente Sn e Sb e quando o separador à base de alumina é usado como separador de recozimento, a camada de óxido também afina. Além disso, a segregação de Sn e Sb é suprimida. A razão parece ser que a fratura frágil cuja origem está na vizinhança da superfície (cuja origem está na interface entre a camada de aço e o revestimento isolante) é suprimida afinando-se a camada de óxido na vizinhança da superfície da camada de aço.
[0063] Especificamente, na camada de aço da chapa de aço elé trico com grão orientado conforme a configuração (toda a camada de aço sem o revestimento de isolamento), a quantidade de O (oxigênio) é preferivelmente 0,03% (300 ppm) menos em % em massa. Além disso, quando a área de superfície da camada de aço é uma área dentro de 10 μm de profundidade na direção da camada de aço a partir da interface entre a camada de aço e o revestimento de isolamento, o teor de O é preferivelmente menor que 0,01% (100 ppm) em % em massa na área do chassi que e a área exceto para a área de superfície a camada de aço. Quando o teor de O em toda a camada de aço é 0,03% (300 ppm) ou menos, a deterioração da capacidade de perfuração é preferivelmente suprimida. O teor de O em toda a camada de aço é preferivelmente 0,02% (200 ppm) ou menos e mais preferivelmente 0,01% (100 ppm) ou menos. Em adição, embora o limite inferior do teor de O em toda a camada de aço não seja particularmente limi- tado, o limite inferior pode ser 0,001% (10 ppm). O teor de O na camada de aço pode ser medido, por exemplo, pelo método de absorção de infravermelho não disperso após a fusão em uma corrente de gás inerte.
[0064] A camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orien tado conforme a configuração pode também incluir o elemento adicional em adição aos elementos explicados acima. Por exemplo, a camada de aço pode também incluir, como elemento opcional, pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em N, P, Ni, Cr, Cu, e Mo em substituição a uma parte de Fe, que é o saldo. Os elementos opcionais podem ser incluídos, se for necessário. Assim, o limite inferior dos respectivos elementos opcionais não precisa ser limitado, e o limite inferior pode ser 0%. Além disso, mesmo se os elementos opcionais puderem ser incluídos como impurezas, os efeitos mencionados acima não são afetados.
[0065] N : 0 a 0,01%
[0066] N (nitrogênio) forma os nitretos que agem como inibidores. Assim, seu teor na placa de aço é preferivelmente 0,0010% ou mais. Entretanto, quando uma grande quantidade de N permanece na camada de aço da chapa de aço elétrico com grão orientado como produtos finais, as propriedades magnéticas podem ser influenciadas negativamente. Assim, o limite superior do teor de N é preferivelmente 0,0100% e mais preferivelmente 0,0050%.
[0067] P : 0 a 0,15%
[0068] P (fósforo) tem o efeito de reduzir a perda de corrente para sita pelo aumento da resistência elétrica do aço. Assim, o teor de P pode ser 0 a 0,15%. O limite inferior do teor de P é preferivelmente 0,0001%.
[0069] Ni : 0 a 0,3%
[0070] Ni (níquel) tem o efeito de reduzir a perda de corrente para- sita pelo aumento da resistência do aço e pela melhoria da densidade de fluxo magnético. Assim, o teor de níquel pode ser 0 a 0,3%. O limite inferior do teor de Ni é preferivelmente 0,0001%.
[0071] Cr : 0 a 0,3%
[0072] Cr (cromo) tem o efeito de reduzir a perda de corrente pa rasita pelo aumento da resistência do aço. Assim, o teor de Cr pode ser 0 a 0,3%. O limite inferior do teor de Cr é preferivelmente 0,0001%.
[0073] Cu : 0 a 0,3%
[0074] Cu (cobre) tem o efeito de reduzir a perda de corrente pa rasita pelo aumento da resistência do aço. Assim, o teor de Cu pode ser 0 a 0,3%. O limite inferior do teor de Cu é preferivelmente 0,0001%.
[0075] Mo : 0 a 0,3%
[0076] Mo (molibdênio) tem o efeito de reduzir a perda de corrente parasita pelo aumento da resistência do aço. Assim, o teor de Mo pode ser 0 a 0,3%. O limite inferior do teor de Mo é preferivelmente 0,0001%.
[0077] A composição química da camada de aço conforme descri ta acima pode ser medida por métodos analíticos críticos para o aço. Por exemplo, a composição química da camada de aço pode ser medida usando-se ICP-AES (Espectômetro de Emissão Atômica de
[0078] Plasma Acoplado Indutivamente: espectrometria espectros- copia de emissão de plasma acoplado indutivamente). Especificamente, espécimes granulares são tomados desde a posição central da camada de aço após a remoção do revestimento, a análise química é conduzida sob as condições com base na curva de trabalho predeterminada, e assim a composição química é identificada. Em adição, C e S podem ser medidos pelo método de absorção infravermelha após a combustão, N pode ser medido pelo método condutométrico térmico após a fusão em uma corrente de gás inerte, e O pode ser medido, por exemplo, pelo método de absorção infravermelha não disperso após a fusão em uma corrente de gás inerte.
[0079] (2) Espessura da chapa de aço elétrico com grão orientado
[0080] A seguir, será descrita a espessura preferível da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração.
[0081] Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o limite superior da espessura pode ser 0,40 mm. Quando a espessura é mais espessa que 0,40 mm, a perda de corrente parasita pode aumentar e a perda de núcleo de alta frequência pode deteriorar. Por outro lado, embora o limite inferior da espessura não seja particularmente limitado, o limite inferior pode ser 0,1 mm. Quando a espessura é mais fina que 0,1 mm, a produtividade é indesejavelmente diminuída.
[0082] (3) Propriedades magnéticas da chapa de aço elétrico com grão orientado
[0083] A seguir serão descritas as propriedades magnéticas prefe ríveis da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração.
[0084] Na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, o limite inferior da densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação (direção L) é preferivelmente 1,60T. Quando a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é menor que 1,60T, tanto a perda de núcleo na direção L quanto a perda média de núcleo L&C podem deteriorar. O limite inferior da densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de lamina- ção é preferivelmente 1,62T. Por outro lado, o limite superior da densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é preferivelmente 1,77T. Quando a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é maior que 1,77T, a perda de núcleo na direção L é suficiente, entretanto a perda de núcleo na direção C deteri- ora e, como resultado, a perda média de núcleo L&C deteriora drasticamente. O limite superior da densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é preferivelmente 1,76T.
[0085] Em adição, na chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração, a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L é preferivelmente 13,0W/kg ou menos. Além disso, a média das perdas de núcleo W10/400 ao longo da direção L e da direção C é preferivelmente 14,5W/kg ou menos. Nas características da perda de núcleo, uma vez que é preferível que o seu valor seja baixo, o seu limite inferior não é particularmente limitado. Além disso, a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção C é preferivelmente 1,0 a 2,0 vezes se comparada com a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L. Quando as condições acima são satisfeitas, a média das perdas de núcleo de alta frequência ao longo da direção L e da direção C é preferivelmente melhorada.
[0086] Aqui, as propriedades magnéticas tais como a densidade de fluxo magnético e a perda de núcleo podem ser medidas por um método conhecido, por exemplo, o teste Epstein regulamentado pela JIS C2550, o método do testador de chapa única (SST) regulamentado pela JIS C 2556, ou similares. Além disso, a densidade de fluxo magnético B8 indica a densidade de fluxo magnético sob o campo de magnetização de 800 A/m, e a perda de núcleo W10/400 indica a perda de núcleo sob condições tais que a densidade máxima de fluxo magnético seja 1,0T e a frequência seja 400 Hz.
[0087] A seguir, será descrito em detalhes um método para produ ção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração.
[0088] O método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração inclui um processo de lingotamen- to, um processo de laminação a quente, um processo de laminação a frio, um processo de recozimento de recristalização primária, um processo de revestimento separador de recozimento, um processo de re- cozimento de recristalização secundária, e um processo de formação de um revestimento isolante. Se necessário, um processo de recozi- mento de tiras a quente pode ser incluído após o processo de lamina- ção a quente e antes do processo de laminação a frio. No processo de laminação a frio, a laminação a frio pode ser conduzida uma vez ou duas ou mais vezes com recozimento intermediário. Processo de lingotamento
[0089] No processo de lingotamento, uma peça lingotada (placa) é lingotada de modo que a pela lingotada inclua, como composição química, em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,001 a 0,01% de N, 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e o saldo consistindo em Fe e impurezas, o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química satisfazem 1,2% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%, e o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%. Por exemplo, a placa pode ser lingotada pelo método de lingotamento tal como o método de lingotamento contínuo, o método de produção de lingotes, ou um método de lingotamento de placas finas em geral. No caso de lingotamento contínuo, o aço pode ser submetido à laminação a quente após o aço ser resfriado uma vez até uma temperatura menor (por exemplo, temperatura ambiente) e ser reaquecido, ou o aço (placa lingotada) pode ser submetido continuamente á laminação a quente imediatamente após o aço ser lingotado.
[0090] Pelo menos um elemento entre Sn e Sb pode ser incluído na peça lingotada acima (placa). Entretanto, é preferível que tanto Sn quanto Sb estejam incluídos simultaneamente na placa. Por exemplo, é preferível que o limite inferior do teor de Sn seja 0,004% e o limite inferior do teor de Sb seja 0,001%. Especificamente, é preferível que a placa inclua Mn, Sn e Sb ao mesmo tempo no processo de lingota- mento do método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado conforme a configuração. Processo de laminação a quente
[0091] No processo de laminação a quente, a placa após o pro cesso de lingotamento é aquecida até 1050 a 1400°C, a laminação a quente é conduzida para a placa acima, e a laminação a quente é acabada na faixa de 700 a 950°C. No processo de laminação a quente, a laminação a quente pode ser conduzida de modo a obter a chapa de aço laminada a quente com a espessura de 1,8 a 3,5 mm. Processo de recozimento de tiras a quente
[0092] Após o processo de laminação a quente, o recozimento de tiras a quente pode ser conduzido se necessário. No processo de re- cozimento de tiras a quente, para a chapa de aço laminada a quente após o processo de laminação a quente, o recozimento pode ser conduzido sob condições de 750 a 1200°C por 10 segundos a 10 minutos para o recozimento contínuo, e o recozimento pode ser conduzido sob condições de 650 a 950°C por 30 minutos a 24 horas para o recozi- mento em caixa. Processo de laminação a frio
[0093] No processo de laminação a frio, a laminação a frio é con duzida para a chapa de aço laminada a quente após o processo de laminação a quente ou para a tira recozida a quente após o processo de recozimento de tiras a quente. No processo de laminação a frio, a laminação a frio pode ser conduzida de modo a obter a chapa de aço laminada a frio com uma espessura de 0,1 a 0,4 mm. No caso em que a laminação a frio possa ser conduzida duas ou mais vezes com o re- cozimento intermediário, a redução da laminação a frio antes do reco- zimento intermediário pode ser de 40 a 70%, e a redução final da la- minação a frio após o recozimento intermediário pode ser de 40 a 90%. O recozimento intermediário pode ser conduzido sob as mesmas condições de recozimento que as do recozimento de tiras a quente acima. Processo de recozimento de recristalização primária
[0094] No processo de recozimento de recristalização primária, o recozimento de recristalização primária é conduzido para a chapa de aço laminada a frio após o processo de laminação a frio. No processo de recozimento de recristalização primária, é conduzido um aquecimento rápido em uma etapa de elevação da temperatura. Conduzindo- se o aquecimento rápido na etapa de elevação da temperatura do processo de recozimento de recristalização primária, é possível encurtar o tempo de aquecimento e, como resultado, suprimir a oxidação da superfície durante a etapa de elevação da temperatura. Em adição, a retenção é conduzida em atmosfera seca (atmosfera de não descarbu- ração). Especificamente, na etapa de elevação da temperatura, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura é 100°C/s a 5000°C/s em média, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura é 10 a 100% em volume de H2 e H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação da atmosfera na etapa de elevação da tempe-ratura é preferivelmente 0°C ou menos. Em uma etapa de retenção, a temperatura na etapa de retenção é 800 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é 5 segundos a 10 minutos, a atmosfera na etapa de retenção é 10 a 100% em volume de H2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é -10°C ou menos. A taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura é preferivelmente 100 °C/s a 2000 °C/s.
[0095] A atmosfera na etapa de elevação da temperatura é prefe rivelmente menor que 50% em volume de H2 e mais preferivelmente menor que 25% em volume de H2. Além disso, a atmosfera na etapa de retenção é preferivelmente menor que 50% em volume de H2 e mais preferivelmente menor que 25% em volume de H2. Quando as condições acima são satisfeitas, a média das perdas de núcleo de alta frequência ao longo da direção L e da direção C é preferivelmente melhorada.
[0096] Processo de revestimento separador de recozimento
[0097] No processo de revestimento separador de recozimento, um separador de recozimento incluindo alumina (Al2O3) como componente principal é aplicado sozinho na chapa de aço com recristalização primária após o processo de recozimento de recristalização primária. O separador de recozimento incluindo magnésia (MgO) como principal componente não usa a magnésia sendo mudada para hidróxido durante o revestimento, e assim resulta em uma grande quantidade de O introduzida. Usando-se o separador à base de alumina, é possível suprimir a oxidação excessiva na vizinhança da superfície da camada de aço no processo de recozimento de recristalização secundária.
[0098] Processo de recozimento de recristalização secundária No processo de recozimento de recristalização secundária, o recozimento de recristalização secundária é conduzido para a chapa de aço revestida com separador após o processo de revestimento com separador de recozimento. No processo de recozimento de recristalização secundária, a atmosfera em uma etapa de elevação de temperatura é controlada e a retenção é conduzida em atmosfera seca. Especificamente, a atmosfera na etapa de elevação de temperatura é de 0 a 80% em volume de N2 e H2 + N2 = 100% em volume, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura é 0°C ou menos, a temperatura na etapa de retenção é 850 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é 4 a 100 horas, a atmosfera na etapa de retenção é de 0 a 80% em volume de N2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é 0°C ou me- nos. A atmosfera na etapa de retenção é preferivelmente 0 a 50% em volume de N2.
[0099] Na etapa de elevação da temperatura, a chapa de aço pode ser aquecida até a temperatura acima, de 850 a 1000°C, na etapa de retenção pela taxa de aquecimento constante na substância (sem o recozimento de duas etapas). A taxa de aquecimento na temperatura de 800°C ou mais é preferivelmente 10 a 50°C/hora em média. A atmosfera na etapa de elevação da temperatura é preferivelmente menor que 30% em volume de N2 e mais preferivelmente menor que 20% em volume de N2. A atmosfera na etapa de retenção é preferivelmente 100% de H2. Quando as condições acima são satisfeitas, a média da perda de núcleo de alta frequência ao longo da direção L e da direção C é preferivelmente melhorada.
[00100] Processo de formação do revestimento isolante
[00101] No processo de formação do revestimento isolante, o revestimento isolante é formado para a chapa de aço com recristalização secundária após o processo de recozimento de recristalização secundária. Por exemplo, a mistura de resina tal coimo acrílico e material inorgânico tal como fosfato, a solução para revestimento de isolamento contendo sílica coloidal e fosfato, etc., pode ser aplicada na superfície da chapa de aço, e o tratamento térmico pode ser conduzido na faixa de temperaturas de 250 a 400°C no caso em que um material orgânico esteja contido e na faixa de temperaturas de 840 a 920°C no caso em que esteja contido apenas material inorgânico.
[00102] A chapa de aço elétrico produzida conforme mencionado acima inclui uma camada de aço (aço base) e um revestimento isolan- te arranjado na camada de aço, onde: a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e o saldo consistindo em Fe e impurezas; o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 1,2% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%; o teor de estanho e o teor de anti- mônio expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; e o revestimento de isolamento é arranjado em contato direto com a camada de aço.
[00103] Na chapa de aço elétrico com grão orientado produzida controlando-se otimamente e totalmente as condições de produção acima, mesmo quando o teor de Mn e o teor total de Sn + Sb forem aumentados simultaneamente na camada de aço, em particular, mesmo quando Sn e Sb forem incluídos ao mesmo tempo em adição ao aumento do teor de Mn, é possível suprimir a oxidação excessiva na vizinhança da superfície da camada de aço. Assim, é possível suprimir a diminuição da aderência do revestimento de isolamento. Além disso, é possível melhorar preferivelmente a média das propriedades magnéticas de alta frequência (perda de núcleo) ao longo da direção L e da direção C.
[00104] Daqui em diante, os efeitos de um aspecto da presente invenção serão descritos em detalhes em relação aos exemplos a seguir. Entretanto, a condição nos exemplos é uma condição exemplar empregada para confirmar a operabilidade e os efeitos da presente invenção, de modo que a presente invenção não é limitada à condição do exemplo. A presente invenção pode empregar vários tipos de condições desde que as condições não saiam do escopo da presente invenção e possam alcançar o objetivo da presente invenção. (Exemplo 1)
[00105] As placas de aço cujas composições químicas estão mostradas na Tabela 1 com o saldo consistindo em Fe e impurezas foram aquecidas até 1250°C e então foram laminadas a quente de modo que sua espessura fosse 2,6 mm. A laminação a frio foi conduzida de mo- do que a espessura fosse 1,2 mm, o recozimento intermediário foi conduzido a 900°C por 30 segundos, a laminação final foi conduzida de modo que a espessura final fosse 0,30 mm, o recozimento de re- cristalização primária foi conduzido a 920°C por 15 segundos, o sepa-rador de recozimento foi aplicado, o recozimento de recristalização secundária foi conduzido à temperatura máxima de 940°C e, posteriormente, foi formado o revestimento de isolamento.
[00106] No processo de recozimento de recristalização primária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura foi de 400°C/s, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 20% de H2 e 80% de N2, a atmosfera na etapa de retenção foi de 20% de H2 e 80% de N2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de -20°C. O separador à base de alumina foi usado para o separador de recozimento. No processo de recozimento de recristalização secundária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura de 800°C ou mais foi 20°C/hora, a temperatura foi elevada até 940°C pela taxa de aquecimento substancialmente constante, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 85% de H2 e 15% de N2, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura foi de -10°C, o tempo na etapa de retenção foi de 10 horas, a atmosfera na etapa de retenção foi de 100% de H2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de - 30°C. Em todas as chapas de aço, o revestimento de isolamento foi arranjado em contato direto com a camada de aço, e a aderência foi suficiente. Tabela 1
Figure img0001
[00107] O espécime quadrado com 55 mm de lado foi perfurado, o recozimento de alívio de estresse foi conduzido a 750°C por 2 horas, e então as propriedades magnéticas (densidade de fluxo magnético B8 e perda de núcleo W10/400) ao longo da direção L e da direção C foram avaliadas pelo método testador de chapa única (SST). A chapa de aço, na qual a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção L foi 1,60 a 1,77T foi julgada ser aceitável, a chapa de aço na qual a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L foi 13,0W/kg ou menos foi julgada ser aceitável, e a chapa de aço na qual a média das perdas de núcleo W10/400 ao longo da direção L e da direção C foi 14,5W/kg ou menos foi julgada ser aceitável. Além disso, para a comparação com a chapa de aço elétrico com grão orientado convencio-nal, as propriedades magnéticas da chapa de aço comercial da norma JIS grau 30P105 também foram avaliadas. Os resultados estão mostrados na Tabela 2. Tabela 2
Figure img0002
[00108] Como mostrado na Tabela 2, nos exemplos dos tipos de aço B, D, E e F (nos 2, 4, 5 e 6) que foram os materiais que incluíram Al sol., uma vez que a recristalização secundária ocorreu em toda a superfície do espécime, a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram aceitáveis. Por outro lado, no aço tipo A (n° 1) onde o teor de Al sol. foi menor que o limite inferior e os tipos de aço C e G (nos 3 e 7) onde o teor de Al sol. foi maior que o limite superior, uma vez que a recristalização secundária não ocorreu suficientemente, a densidade de fluxo magnético B8 foi insuficiente, e a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram insuficientes.
[00109] Em adição, na comparação entre a perda de núcleo W10/400 dos exemplos dos tipos de aço B, D, E e F (nos 2, 4,5 e 6) e a perda de núcleo W10/400 do aço comercial (n° 8) do grau 30P105 da norma JIS, embora as suas perdas de núcleo na direção L fossem substancialmente as mesmas, as perdas médias de núcleo L&C dos exemplos da invenção foram significativamente melhoradas. (Exemplo 2)
[00110] As placas de aço cujas composições químicas foram mostradas na Tabela 3 com o saldo consistindo em Fe e impurezas foram aquecidas até 1200°C e então foram laminadas a quente de modo que sua espessura fosse 2,1 mm. O recozimento de tiras a quente foi conduzido a 900°C por 30 segundos, a laminação a frio foi conduzida de modo que a espessura final fosse 0,35 mm, o recozimento de recrista- lização primária foi conduzido a 920° C por 15 segundos, o separador de recozimento foi aplicado, o recozimento de recristalização secundária foi conduzido à temperatura máxima de 940°C e, posteriormente, o revestimento de isolamento foi formado. Em adição, para avaliar o efeito da espessura do produto, foi produzida a chapa de aço onde a laminação a frio foi conduzida de modo que a espessura final fosse 0,50 mm, onde as condições de produção exceto para a espessura final foram as mesmas.
[00111] No processo de recozimento de recristalização primária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura foi 25% de H2 e 75% de N2, a atmosfera na etapa de retenção foi de 25% de H2 e 75% de N2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de - 20°C. O separador à base de alumina foi usado como separador de recozimento. No processo de recozimento de recristalização secundária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura de 800°C ou mais foi de 15°C/hora, a temperatura foi elevada até 940°C por uma taxa de aquecimento substancialmente constante, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 90% de H2 e 10% de N2, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura foi de -30°C, o tempo na etapa de retenção foi de 10 horas, a atmosfera na etapa de retenção foi de 100% de H2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de -40°C. Em todas as chapas de aço o revestimento de isolamento foi arranjado em contato direto com a camada de aço, e a aderência foi suficiente. Tabela 3
Figure img0003
[00112] Os espécimes quadrados com lado de 55 mm foram perfurados, o recozimento de alívio de estresse foi conduzido a 750°C por 2 horas, e então as propriedades magnéticas (densidade de fluxo mag nético B8 e preda de núcleo W10/400) ao longo da direção L e da direção C foram avaliados por um método testador de chapa única (SST). A chapa de aço na qual a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção L foi 1,60 a 1,77T foi considerada como aceitável, a chapa de aço na qual a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L foi 13,0W/kg ou menos foi considerada ser aceitável, e a chapa de aço na qual a média das perdas de núcleo W10/400 ao longo da direção L e da direção C foi ’14,5W/kg ou menos considerada ser aceitável. Os resultados estão mostrados na Tabela 4. Tabela 4
Figure img0004
[00113] Como mostrado na Tabela 4, nos exemplos dos tipos de aço H, I, J e K (nos 9, 10, 12 e 13) que foram os materiais com espessuras de 0,35 mm, uma vez que a recristalização secundária ocorreu em toda a superfície do espécime, a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram aceitáveis. Por outro lado, no aço tipo I (n° 11) onde a espessura foi 0,5 mm e foi mais espessa que o limite superior, a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram significativamente insuficientes. Além disso, nos aços tipos L e M (nos 14 e 15) onde o valor de ''Si - 0,5 x Mn'' foi maior que o limite superior, uma vez que o defeito linear da recristalização secundária ocorreu em mui-tas áreas, a densidade de fluxo magnético B8 foi insuficiente, e a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram insuficientes. (Exemplo 3)
[00114] As placas de aço cujas composições químicas foram mostradas na Tabela 5 com o saldo consistindo em Fe e impurezas foram aquecidas até 1250°C e então foram laminadas a quente de modo que a espessura fosse 2,8 mm. A primeira laminação a frio foi conduzida de modo que a espessura fosse 1,4 mm, o recozimento intermediário foi conduzida 950°C por 30 segundos, a segunda laminação a frio foi conduzida de modo que a espessura final fosse 0,23 mm, o recozi- mento de recristalização primária foi conduzido a 920°C por 15 segundos, o separador de recozimento foi aplicado, o recozimento de recris- talização secundária foi conduzido à temperatura máxima de 940°C, e posteriormente foi formado o revestimento de isolamento.
[00115] No processo de recozimento de recristalização primária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura foi de 1000°C/s, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 15% de H2 e 85% de N2, a atmosfera na etapa de retenção foi de 15% de H2 e 85% de N2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de -30°C. O separador à base de alumina foi usado como separador de recozimento. No processo de recozimento de recristalização secundária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura de 800°C ou mais foi de 20°C/h, a temperatura foi elevada até 940°C pela taxa de aquecimento substancialmente constante, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 95% de H2 e 5% de N2, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura foi -20°C, o tempo na etapa de retenção foi de 15 horas, a atmosfera na etapa de retenção foi de 100% de H2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de - 40°C. Em todas as chapas de aço, o revestimento de isolamento foi arranjado em contato direto com a camada de aço, e a aderência foi suficiente. Tabela 5
Figure img0005
[00116] Os espécimes quadrados com um lado de 55 mm foram perfurados, foi conduzido o recozimento de alívio de estresse a 750°C por 2 horas, e então as propriedades magnéticas (densidade de fluxo magnético B8 e a perda de núcleo W10/400) ao longo da direção L e da direção C foram avaliadas pelo método testador de chapa única (SST). A chapa de aço na qual a densidade de fluxo magnético B8 ao longo direção L foi 1,60 a 1,77T foi julgada como aceitável, a chapa de aço na qual a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L foi 13,0W/kg ou menos foi julgada ser aceitável, e a chapa de aço na qual a média das perdas de núcleo W10/400 ao longo da direção L e da direção C foi 14,5W/kg ou menos foi julgada ser aceitável. Além disso, para a comparação com a chapa de aço elétrico com grão orientado convencional, as propriedades magnéticas da chapa de aço comercial grau 23P95 da norma JIS foram também avaliadas. Os resultados estão mostrados na Tabela 6. Tabela 6
Figure img0006
[00117] Como mostrado na Tabela 6, nos exemplos dos tipos de aço N, O e P (nos 16, 17 e 18), uma vez que ocorreu a recristalização secundária, a perda de núcleo W10/400 na direção L e a perda de núcleo média W10/400 L&C foram aceitáveis. Além disso, na comparação entre a perda de núcleo W10/400 dos exemplos dos tipos de aço N, O e P (nos 16, 17 e 18) e a perda de núcleo W10/400 da chapa de aço comercial (n° 19) da norma JIS do grau 23P95, embora as suas perdas de núcleo na direção L fossem substancialmente as mesmas, as perdas de médias de núcleo dos exemplos foram significativamente melhoradas. (Exemplo 4)
[00118] As placas de aço cujas composições químicas foram mostradas na Tabela 7 com o saldo consistindo em Fe e impurezas foram aquecidas até 1230°C e então foram laminadas a quente de modo que a espessura fosse 2,0 mm. O recozimento de tiras a quente foi conduzido a 920°C por 30 segundos, a laminação a frio foi conduzida de modo que a espessura final fosse 0,30 mm, o recozimento de recrista- lização primária foi conduzido a 930°C por 15 segundos, o separador de recozimento foi aplicado, o recozimento de recristalização secundária foi conduzido à temperatura máxima de 940°C, e posteriormente foi formado o revestimento de isolamento. No processo de recozimento de recristalização primária a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura foi de 120°C/s, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 20% de H2 e 80% de N2, e os pontos de condensação na etapa de retenção estavam sob as condições de -25°C, -10°C, 0°C, e 30°C. O separador à base de alumina foi usado como separador de recozimento. No processo de recozimento de recristalização secundária, a taxa de aquecimento na etapa de elevação da temperatura de 800°C ou mais foi de 20°C/hora, a temperatura foi elevada até 940°C pela taxa de aqueci- mento substancialmente constante, a atmosfera na etapa de elevação da temperatura foi de 85% de H2 e 15% de N2, o ponto de condensação na faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura foi 0°C, o tempo na etapa de retenção foi de 5 horas, a atmosfera na etapa de retenção foi de 100% de H2, e o ponto de condensação na etapa de retenção foi de -30°C. Nas chapas de aço dos testes nos 20 e 21, o revestimento de isolamento foi arranjado em contato direto com a camada de aço, e a aderência foi suficiente. Por outro lado, nas chapas de aço dos testes nos 22 e 23, o óxido foi formado entre o revestimento de isolamento e a camada de aço, e a aderência foi insuficiente. Tabela 7
Figure img0007
[00119] Os espécimes quadrados com lado de 5 mm foram perfurados, o recozimento de alívio de estresse foi conduzido a 750°C por 2 horas, e então as propriedades magnéticas (densidade de fluxo magnético B8 e perda de núcleo W10/400) ao longo da direção L e da direção C foram avaliados pelo método testador de chapa única (SST). A chapa de aço na qual a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção L foi 1,6 a 1,77T foi considerada como aceitável, a chapa de aço na qual a perda de núcleo W10/400 ao longo da direção L foi 13,0W/kg ou menos foi considerada como aceitável, e a chapa de aço na qual a média das perdas de núcleo W10/400 ao longo da direção L e da direção C foi 14,5W/kg ou menos foi considerada como aceitável. Os resultados estão mostrados na Tabela 8. Tabela 8
Figure img0008
[00120] Como mostrado na Tabela 8, nos exemplos dos testes nos 20 e 21, uma vez que a recristalização secundária ocorreu em toda a superfície do espécime, a perda de núcleo na direção L W10/400 e a perda média de núcleo L&C W10/400 foram aceitáveis. Além disso, nos exemplos de teste nos 20 e 21, o teor de O da camada de aço foi 0,03% (300 ppm) ou menos medido pelo método de absorção infravermelha não dispersa após a fusão em uma corrente de gás inerte.
[00121] Por outro lado, nos exemplos comparativos nos 22 e 23, o teor de O da camada de aço foi maior que 0,03% (300 ppm), a camada de óxido grossa foi formada na superfície da camada de aço, a aderência do revestimento de isolamento deteriorou significativamente, e assim as propriedades magnéticas não puderam ser avaliadas. Além disso, nos exemplos comparativos dos tipos de aço R, S e T (nos 24 a 26), a densidade de fluxo magnético B8 e a perda de núcleo W10/400 foram insuficientes.
Aplicabilidade Industrial
[00122] De acordo com os aspectos acima da presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço elétrico com grão orientado excelente tanto em propriedades magnéticas de alta frequência na direção L quanto na média das propriedades magnéticas de alta frequência na direção L e na direção C. Consequentemente, a presente invenção tem aplicabilidade industrial significativa. Lista de sinais de referência 1: Camada de aço (aço base) 2: Revestimento de isolamento 3: Película vítrea (película de forsterita)

Claims (3)

1. Chapa de aço elétrico com grão orientado, caracterizada pelo fato de que compreende uma camada de aço e um revestimento isolante arranjado na camada de aço, em que: a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e o saldo consistindo em Fe e impurezas; o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 1,6% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%; o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química da camada de aço satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; o revestimento de isolamento é arranjado em contato direto com a camada de aço, a espessura da chapa de aço elétrico com grão orientado é 0,1 a 0,40 mm; e a densidade de fluxo magnético B8 ao longo da direção de laminação é 1,60 a 1,77T.
2. Chapa de aço elétrico com grão orientado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada de aço inclui, como composição química, em % em massa, 0,004 a 0,199% de Sn, e 0,001 a 0,196% de Sb.
3. Método de produção da chapa de aço elétrico com grão orientado como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende um processo de lingotamento, um processo de laminação a quente, um processo de laminação a frio, um processo de recozimento de recristalização primária, um processo de revestimento separador de recozimento, um processo de recozimento de recristalização secundária, e um processo de formação do revestimento de isolamento, onde: no processo de lingotamento, um aço é lingotado de modo que o aço inclua, como composição química, em % em massa, 0,0003 a 0,005% de C, 2,9 a 4,0% de Si, 2,0 a 4,0% de Mn, 0,003 a 0,018% de Al sol., 0,001 a 0,01% de N, 0,005% ou menos de S, 0 a 0,20% de Sn, 0 a 0,20% de Sb, e o saldo consistindo em Fe e impurezas, o teor de silício e o teor de manganês expressos em % em massa na composição química satisfazem 1,6% < Si - 0,5 x Mn < 2,0%, e o teor de estanho e o teor de antimônio expressos em % em massa na composição química satisfazem 0,005% < Sn + Sb < 0,20%; no processo de recozimento de recristalização primária, um recozimento de recristalização primária é conduzido para a chapa sob condições tais que a taxa de aquecimento em uma etapa de ele- vação da temperatura é 100°C/s a 5000°C/s em média, a atmosfera na etapa de elevação de temperatura é de 10 a 100% em volume de H2 e H2 + N2 = 100% em volume, a temperatura em uma etapa de retenção é 800 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é 5 segundos a 10 minutos, a atmosfera na etapa de retenção é 10 a 100% em volume de H2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é -10°C ou menos; no processo de revestimento separador de recozimento, um separador de recozimento incluindo alumina como principal componente é aplicado somente no aço; no processo de recozimento de recristalização secundária, um recozimento de recristalização secundária é conduzido para o aço sob condições tais que a atmosfera em uma etapa de elevação da temperatura é 0 a 80% em volume de N2 e H2 + N2 = 100% em volume, o ponto de condensação em uma faixa de temperaturas de 500°C ou mais na etapa de elevação da temperatura é 0°C ou menos, a temperatura em uma etapa de retenção é 850 a 1000°C, o tempo na etapa de retenção é 4 a 100 horas, a atmosfera na etapa de retenção é 0 a 80% em volume de N2, H2 + N2 = 100% em volume, e o ponto de condensação é 0°C ou menos, e no processo de recozimento de recristalização secundária, o aço é aquecido até a temperatura da etapa de retenção por uma taxa de aquecimento constante na etapa de elevação da temperatura.
BR112017003450-6A 2014-09-01 2015-08-13 Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa BR112017003450B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014177136 2014-09-01
JP2014-177136 2014-09-01
PCT/JP2015/072896 WO2016035530A1 (ja) 2014-09-01 2015-08-13 方向性電磁鋼板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112017003450A2 BR112017003450A2 (pt) 2017-12-05
BR112017003450B1 true BR112017003450B1 (pt) 2021-06-22

Family

ID=55439596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112017003450-6A BR112017003450B1 (pt) 2014-09-01 2015-08-13 Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa

Country Status (9)

Country Link
US (2) US10604818B2 (pt)
EP (1) EP3196325B1 (pt)
JP (1) JP6337967B2 (pt)
KR (1) KR101975685B1 (pt)
CN (1) CN106661696B (pt)
BR (1) BR112017003450B1 (pt)
PL (1) PL3196325T3 (pt)
RU (1) RU2662753C1 (pt)
WO (1) WO2016035530A1 (pt)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101897886B1 (ko) * 2014-06-26 2018-09-12 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 전자 강판
JP6844125B2 (ja) * 2016-06-14 2021-03-17 日本製鉄株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
US11186891B2 (en) * 2017-07-13 2021-11-30 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and method for producing same
RU2736247C1 (ru) 2017-11-28 2020-11-12 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Текстурированная электротехническая листовая сталь и способ ее производства
JP6555449B1 (ja) 2017-12-12 2019-08-07 Ｊｆｅスチール株式会社 複層型電磁鋼板
RU2758440C1 (ru) * 2018-01-25 2021-10-28 Ниппон Стил Корпорейшн Лист из электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой
WO2020149330A1 (ja) * 2019-01-16 2020-07-23 日本製鉄株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2020188783A1 (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
KR102569224B1 (ko) * 2019-04-03 2023-08-22 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 전자 강판 및 그의 제조 방법
KR102468076B1 (ko) * 2020-12-21 2022-11-16 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조방법

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4898626A (en) * 1988-03-25 1990-02-06 Armco Advanced Materials Corporation Ultra-rapid heat treatment of grain oriented electrical steel
JP2713028B2 (ja) * 1992-07-01 1998-02-16 住友金属工業株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JPH06184707A (ja) * 1992-12-17 1994-07-05 Sumitomo Metal Ind Ltd 方向性電磁鋼板およびその製造方法
JP2819993B2 (ja) 1993-07-07 1998-11-05 住友金属工業株式会社 優れた磁気特性を有する電磁鋼板の製造方法
JPH08134542A (ja) 1994-11-08 1996-05-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 打抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法
KR19990088437A (ko) 1998-05-21 1999-12-27 에모또 간지 철손이매우낮은고자속밀도방향성전자강판및그제조방법
JPH11350032A (ja) 1998-06-12 1999-12-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 電磁鋼板の製造方法
CN1196801C (zh) 2001-01-19 2005-04-13 杰富意钢铁株式会社 没有以镁橄榄石为主体的底膜而且其磁特性良好的方向性电磁钢板及其制法
JP2002294345A (ja) * 2001-04-02 2002-10-09 Kawasaki Steel Corp 歪取焼鈍後の鉄損が極めて小さい方向性電磁鋼板の製造方法
EP1279747B1 (en) 2001-07-24 2013-11-27 JFE Steel Corporation A method of manufacturing grain-oriented electrical steel sheets
EP1436432B1 (en) 2001-09-13 2006-05-17 AK Steel Properties, Inc. Method of continuously casting electrical steel strip with controlled spray cooling
WO2006132095A1 (ja) * 2005-06-10 2006-12-14 Nippon Steel Corporation 磁気特性が極めて優れた方向性電磁鋼板及びその製造方法
PL1752549T3 (pl) 2005-08-03 2017-08-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Sposób wytwarzania taśmy elektrotechnicznej o zorientowanych ziarnach
JP4692518B2 (ja) 2007-06-07 2011-06-01 Ｊｆｅスチール株式会社 Ｅｉコア用の方向性電磁鋼板
EP2470679B1 (en) 2009-11-25 2013-01-09 Tata Steel IJmuiden B.V. Process to manufacture grain-oriented electrical steel strip
JP4840518B2 (ja) 2010-02-24 2011-12-21 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP5754097B2 (ja) 2010-08-06 2015-07-22 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
CA2883406C (en) 2012-09-03 2019-09-10 Jfe Steel Corporation Rapid heating apparatus of continuous annealing line
JP6083156B2 (ja) 2012-09-03 2017-02-22 Ｊｆｅスチール株式会社 連続焼鈍設備の急速加熱装置および急速加熱方法
EP2775007B1 (en) * 2013-03-08 2018-12-05 Voestalpine Stahl GmbH A process for the production of a grain-oriented electrical steel
JP6156646B2 (ja) * 2013-10-30 2017-07-05 Ｊｆｅスチール株式会社 磁気特性および被膜密着性に優れる方向性電磁鋼板

Also Published As

Publication number Publication date
US10604818B2 (en) 2020-03-31
US11377705B2 (en) 2022-07-05
CN106661696A (zh) 2017-05-10
EP3196325A4 (en) 2018-03-28
BR112017003450A2 (pt) 2017-12-05
KR20170029632A (ko) 2017-03-15
US20200181725A1 (en) 2020-06-11
EP3196325B1 (en) 2020-03-18
JP6337967B2 (ja) 2018-06-06
US20170233842A1 (en) 2017-08-17
PL3196325T3 (pl) 2020-08-24
CN106661696B (zh) 2019-06-28
KR101975685B1 (ko) 2019-05-07
EP3196325A1 (en) 2017-07-26
JPWO2016035530A1 (ja) 2017-07-06
WO2016035530A1 (ja) 2016-03-10
RU2662753C1 (ru) 2018-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112017003450B1 (pt) Chapa de aço elétrico com grão orientado e método de produção da referida chapa
TWI658152B (zh) 無方向性電磁鋼板及無方向性電磁鋼板之製造方法
KR101945132B1 (ko) 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 그리고 모터 코어와 그 제조 방법
EP3037565B1 (en) Non-oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density and motor
KR102535436B1 (ko) 주석 함유하는 비방향성 실리콘 강 시트의 제조 방법, 이로부터 수득된 강 시트 및 상기 강 시트의 용도
CN107849656B (zh) 取向性电磁钢板的制造方法
BR112013020657B1 (pt) Chapa de aço elétrico não orientado e método para produção da mesma
KR20160081955A (ko) 자기 특성이 우수한 무방향성 전기 강판
WO2017105112A1 (ko) 방향성 전기강판용 소둔분리제, 방향성 전기강판, 및 방향성 전기강판의 제조 방법
BR112012020741B1 (pt) Método de produção de folha de aço para fins elétricos com grão orientado
EP2418294A1 (en) Method for treating steel for directional electromagnetic steel plate and method for producing directional electromagnetic steel plate
BR112017000941B1 (pt) Chapa de aço elétrica não orientada que tem excelentes propriedades magnéticas
JP6519006B2 (ja) 一方向性電磁鋼板と一方向性電磁鋼板用脱炭板及びそれらの製造方法
JP6623795B2 (ja) 電磁鋼板、および電磁鋼板の製造方法
JP4905374B2 (ja) 一方向性電磁鋼板およびその製造方法
BR112021016821B1 (pt) Chapa de aço elétrica não orientada, e, método para produzir uma chapa de aço elétrica não orientada
KR101388407B1 (ko) 알루미늄박을 이용한 고효율 방향성 전기강판 제조방법
JP2011184787A (ja) 高周波鉄損の優れた高張力無方向性電磁鋼板
BR112021006645B1 (pt) Método para produção de chapa de aço elétrico não orientado
WO2018117599A1 (ko) 방향성 전기강판 및 이의 제조방법
JP2000309858A (ja) 電磁鋼板及びその製造方法
JP6233374B2 (ja) 高けい素鋼板
BR112021016820B1 (pt) Chapa de aço elétrico não orientado
JP2021080502A (ja) 積層コアおよび電気機器
SE125880C1 (pt)

Legal Events

Date Code Title Description
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: NIPPON STEEL CORPORATION (JP)

B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 13/08/2015, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.