CN102257173B - 方向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

方向性电磁钢板及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102257173B
CN102257173B CN2009801506427A CN200980150642A CN102257173B CN 102257173 B CN102257173 B CN 102257173B CN 2009801506427 A CN2009801506427 A CN 2009801506427A CN 200980150642 A CN200980150642 A CN 200980150642A CN 102257173 B CN102257173 B CN 102257173B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
tunicle
glass tunicle
glass
atmosphere
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN2009801506427A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102257173A (zh
Inventor
名取义显
山崎修一
高桥史明
竹林圣记
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN102257173A publication Critical patent/CN102257173A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102257173B publication Critical patent/CN102257173B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
    • 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
    • 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
    • C22C38/004—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
    • C22C38/02—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
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]

Abstract

进行钢带的氮化处理。接着进行退火而在钢带的表面形成镁橄榄石系的玻璃被膜。在进行所述退火时，在含有H2气及N2气、且N2气的比例为20体积％以上的混合气体气氛中升温至1000℃以上，接着，在1000℃～1100℃的温度下将气氛切换为H2气气氛。在所述混合气体气氛中的升温中，在850℃以下的温度下将氧势P(H2O)/P(H2)规定为0.05～0.3。

Description

方向性电磁钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及适于变压器及变电机等电器设备的铁心的方向性电磁钢板及其制造方法。
背景技术
在以往的方向性电磁钢板的制造方法中，在最终退火时，在钢带的表面形成被称为玻璃被膜的绝缘膜，并进行采用AlN析出物作为抑制剂的结晶方位的控制。通过玻璃被膜对钢带作用抗拉张力，方向性电磁钢板的铁损得以降低。玻璃被膜有时被称为镁橄榄石膜或一次被膜。此外，通过控制结晶方位来提高励磁特性。
可是，在这样的以往的制造方法中，有时玻璃被膜上产生多处缺损。缺损的与钢带的表面平行的方向的尺寸为几十μm～几百μm。如果产生这样的缺损，钢带就从玻璃被膜中露出，使外观恶化。此外，玻璃被膜的缺损还与铁损和/或励磁特性的恶化相关。
尽管也进行了降低这样的玻璃被膜的缺损的研究，但以往的技术不能充分降低缺损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-161106号公报
专利文献2：日本特开2000-63950号公报
专利文献3：日本特开平10-245629号公报
专利文献4：日本特开2007-238984号公报
专利文献5：日本特开平5-171284号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供一种能够使玻璃被膜的缺损充分降低的方向性电磁钢板及其制造方法。
用于解决课题的方法
本发明者们着眼于玻璃被膜的缺损与玻璃被膜的结构之间的关系，对玻璃被膜的断面结构进行了详细观察。其结果判明：在玻璃被膜上存在遍布于大范围的变厚的部分(凝聚部)，该凝聚部越多越容易产生缺损。而且，得到了下述见解，即，通过抑制凝聚部的发生，能够抑制玻璃被膜的缺损。关于凝聚部，将在后面进行叙述。
本发明是基于这些见解而完成的，其要旨如下。
本发明的方向性电磁钢板，其特征在于：其具有钢带和形成于所述钢带的表面的镁橄榄石系的玻璃被膜；当将厚度连续为所述玻璃被膜的平均厚度的2倍以上、且与所述钢带的表面平行的方向的尺寸为3μm以上的部分定义为凝聚部时，在与所述钢带的表面平行的任意的线段中，该线段所横切的所述凝聚部的长度的总和相对于该线段的长度的比例为0.15以下。
本发明的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：其具有进行钢带的氮化处理的工序以及接着进行退火而在钢带的表面形成镁橄榄石系的玻璃被膜的工序；其中，进行所述退火的工序具有：在含有H2气及N2气、且N2气的比例为20体积％以上的混合气体气氛中升温至1000℃以上的工序，以及接着在1000℃～1100℃的温度下将气氛切换为H2气气氛的工序；在所述混合气体气氛中的升温中，在850℃以下的温度下将氧势P(H2O)/P(H2)规定为0.05～0.3。
发明效果
根据本发明，能够有效地抑制玻璃被膜的缺损。因此，能够提高成品率，并降低成本。此外，能够稳定地制造方向性电磁钢板。
附图说明
图1是表示玻璃被膜的结构的剖视图。
图2是表示玻璃被膜的凝聚部的剖视图。
图3是表示玻璃被膜的空洞的剖视图。
图4是表示方向性电磁钢板的一个例子的俯视图。
图5是表示显微镜观察中的视野的图示。
图6是表示凝聚部比例与玻璃被膜的评价之间的关系的图示。
图7是表示玻璃被膜的破坏的剖视图。
图8是表示方向性电磁钢板的制造方法的流程图。
具体实施方式
如前所述，本发明者们着眼于玻璃被膜的缺损与玻璃被膜的结构之间的关系，对玻璃被膜的断面结构进行了详细观察，结果判明：在玻璃被膜上存在遍布于大范围的变厚的部分(凝聚部)，该凝聚部越多越容易产生缺损。而且，得到了下述见解，即，通过抑制凝聚部的发生，能够抑制玻璃被膜的缺损。
本发明者们进一步基于上述见解对方向性电磁钢板的制造方法进行了锐意研究。其结果判明：通过在升温途中将最终退火时的气氛从含有氢的混合气体气氛切换为氢气气氛，能够抑制凝聚部的发生，从而抑制玻璃被膜的缺损。
这里，对玻璃被膜的断面结构及凝聚部进行说明。图1是表示玻璃被膜的结构的剖视图。详细情况将在后面叙述，玻璃被膜通过钢带表面的氧化而形成。因此，如图1所示，玻璃被膜2的厚度不均匀，在玻璃被膜2上存在进入钢带1的表面的进入部(咬入部)2a及在钢带1的表面附近浮游的浮游部2b。进入部2a及浮游部2b的尺寸有多种，如图2所示，有时也存在特别大的进入部2a。在本申请发明中，关于如此的大的进入部2a，将玻璃被膜中的满足以下条件的部分称为凝聚部。在本申请发明中，所谓玻璃被膜的凝聚部指的是，厚度连续为玻璃被膜的平均厚度tave的2倍以上、且与钢带的表面平行的方向的尺寸L为3μm以上的部分。再有，如图3所示，在玻璃被膜2的内部有时也存在空洞3。在这种情况下，将空洞3也看作是玻璃被膜2的一部分，由此来确定玻璃被膜2的厚度。例如，玻璃被膜2的平均厚度为0.5μm～2μm左右，不包含在凝聚部中的进入部2a的深度为0.5μm～3μm左右，尺寸L为0.5μm～2μm左右。将凝聚部的尺寸L规定为3μm以上是为了与0.5μm～2μm左右的进入部2a进行区别。
另外，在本申请发明中，在与钢带的表面平行的任意的线段中，将该线段所横切的凝聚部的长度的总和相对于该线段的长度的比例(凝聚部比例)规定为0.15以下。图4是方向性电磁钢板的一个例子的俯视图。例如，如图4所示，在玻璃被膜2内规定与钢带的表面平行的任意的线段10，并且在该线段10横切3个凝聚部5a、5b及5c时，将线段10所横切的部分6a、6b及6c的长度的总和相对于线段10的长度的比例(凝聚部比例)规定为0.15以下。再有，线段10的长度没有特别的限定，但因凝聚部的尺寸及定域性有偏差，所以如果线段10的长度过短，则有大大受到偏差影响的可能性。根据本发明者们的经验，认为只要将线段10的长度规定为500m以上，就能几乎不受偏差影响地得到适当的统计结果。关于该数值限定理由，将在后面叙述。
再有，上述的线段的长度及凝聚部的长度的测定方法没有特别的限定，例如，能够从方向性电磁钢板切取试样、并通过观察其断面来测定这些长度。
在进行如此的观察时，优选对断面进行研磨，但玻璃被膜的凝聚部与其它部分相比容易因研磨而被破坏。因此，作为精研磨，优选进行FIB(Focused Ion Beam)及CP(Cross-section Polisher)等使用了离子束的研磨。此外，作为试样，优选采用在形成玻璃被膜之后、且形成绝缘涂覆膜之前的试样。
然后，进行试样断面的显微镜观察，如图5所示，将视野15内的钢带11的表面的两端11a及11b间的距离看作线段10的长度，求出存在于该视野15内的玻璃被膜12的凝聚部的与线段10平行的方向的长度的总和，由此算出凝聚部比例。
接着，对凝聚部比例的数值限定理由进行说明。
本发明者们从8卷卷状的方向性电磁钢板制作试样，求出各试样的凝聚部比例和玻璃被膜的缺损之间的关系。再有，8卷方向性电磁钢板中的7卷为用以往的方法制造而成的，1卷为用后述的方法制造而成的。
对8卷卷状的方向性电磁钢板中的5卷，在宽度方向的3处、长度方向的4处求出了凝聚部比例。此外，对于剩余的3卷，在宽度方向的3处、长度方向的5处求出了凝聚部比例。如此，在总计105处求出了凝聚部比例。
此外，测定了每1cm2中存在的玻璃被膜中产生的缺损的个数(a)，按表1所示的6等级进行了评价。
表1
  评价   缺损的个数(a)
  0   0
  1   0＜a≤1
  2   1＜a≤10
  3   10＜a≤20
  4   20＜a≤50
  5   50＜a
此外，为了减轻数据的偏差，对每0.02的凝聚部比例算出表1的评价结果的平均值。例如，作为凝聚部比例为0.3时的评价，算出凝聚部比例在大于0.29且在0.31以下的范围内的评价结果的平均值。
再有，在这些观察中，从上述的105处制作10mm×10mm的试样，数出存在于其表面的缺损的个数(a)。接着，进行该试样的断面观察，求出凝聚部比例。在断面观察中，测定了与钢带的表面平行的500μm范围内的凝聚部的长度的总和。其结果示于图6中。图6中的电磁钢板A表示由用以往的方法制造的方向性电磁钢板制作的试样的结果，电磁钢板B表示由用后述的方法制造的方向性电磁钢板制作的试样的结果。
如图6所示，越是凝聚部比例小时越得到了良好的评价。此外，对于电磁钢板B，凝聚部比例超过0.15，而对于电磁钢板A，凝聚部比例为0.15以下。而且，如果凝聚部比例为0.15以下，则评价仅为良好的0或1。此外，如果凝聚部比例为0.1以下，则容易得到特别良好的评价(0)，此外，如果为0.09以下，则评价仅为0。所以，将凝聚部比例规定为0.15以下，优选为0.1以下，特别优选为0.09以下。
再有，可认为玻璃被膜的缺损是因在玻璃被膜和钢带的界面蓄积氮气而引起的。所以可认为，容易蓄积氮气的部分存在越多，越容易产生玻璃被膜的缺损。另一方面，观察的结果表明：在大多玻璃凝聚部中存在图3所示的空洞3。由此可认为，凝聚部比例越大玻璃被膜的缺陷越增加是由于玻璃凝聚部具有容易蓄积氮气的结构。
再有，在用于观察凝聚部的试样的制作等中，如图7所示，有时玻璃被膜2的一部分被破坏，露出钢带。在此种情况下，只要看作为在玻璃被膜2的产生缺损的部分也存在厚度相当于凝聚部的玻璃被膜2，并对残存于其周围的玻璃被膜2的厚度予以考虑后再进行是否符合凝聚部的判断就可以。例如，只要缺损的部分的尺寸L为3μm以上，就能判断在此存在凝聚部。此外，即使缺损的部分的尺寸L低于3μm，只要与此邻接地存在平均厚度tave的2倍以上的部分，这些尺寸L的和为3μm以上，就能够判断为在此存在凝聚部。
此外，试样的观察优选在形成绝缘涂覆膜之前进行，但也可以在形成绝缘涂覆膜之后进行。在此种情况下，只要通过普通的化学处理除去绝缘涂覆膜，然后进行试样的观察就可以。在除去绝缘涂覆膜时，如图7所示，有时玻璃被膜2的一部分缺损，但只要基于上述的判断，就能确定凝聚部的有无及尺寸。
(方向性电磁钢板的制造方法)
接着，对适合制造上述的方向性电磁钢板的方法进行说明。图8是表示方向性电磁钢板的制造方法的流程图。
对具有规定组成的板坯进行加热(步骤S1)，使具有作为抑制剂的功能的物质固溶。
接着，进行热轧，得到钢带(热轧钢带)(步骤S2)。在该热轧中，形成微细的AlN析出物。
然后，进行钢带(热轧钢带)的退火，以适当的尺寸及量形成AlN等析出物(一次抑制剂)(步骤S3)。
接着，进行步骤S3的退火后的钢带(第1退火钢带)的冷轧(步骤S4)。冷轧可只进行1次，也可以进行多次冷轧，同时在期间进行中间退火。在进行中间退火时，省略步骤S3的退火，且在中间退火中，也可以形成一次抑制剂。
接着，进行冷轧后的钢带(冷轧钢带)的退火(步骤S5)。在该退火中进行脱碳，进而产生一次再结晶，在冷轧钢带的表面形成氧化层。
然后，对步骤S5的退火后的钢带(第2退火钢带)进行氮化处理(步骤S6)。也就是说，进行氮向钢带的导入。作为氮的导入，例如可列举出在氨等含氮气的气氛内的热处理。在该氮化处理中，形成AlN等析出物(二次抑制剂)。在氮化处理后钢带所含的氮量优选为100ppm以上。这是为了通过适当地进行二次再结晶(步骤S7)的控制而得到良好的磁特性。
接着，在氮化处理后的钢带(氮化钢带)的表面涂布退火分离剂(也称为退火隔离剂)，然后，进行最终退火(步骤S7)。在该最终退火中，发现二次再结晶，而且，在钢带的表面形成玻璃被膜(有时也称为一次被膜、镁橄榄石被膜)。再有，也可在退火分离剂中含有FeN及/或MnN，在该最终退火中进行氮化处理(步骤S6)。也就是说，也可以采用通过FeN及/或MnN的分解而生成的氮来进行氮化处理。此外，为了提高玻璃被膜的特性，也可以在退火分离剂中添加多种元素。关于最终退火的条件的详细情况，将在后面叙述，进行升温(加热处理)、均热处理及降温(冷却处理)。
接着通过绝缘涂覆剂的涂布及烘焙，在玻璃被膜上形成绝缘涂覆膜(有时也称为二次被膜)(步骤S8)。绝缘涂覆膜的形成在最终退火(步骤S7)中的降温(冷却处理)后进行。作为绝缘涂覆剂，如果采用以胶态二氧化硅及磷酸盐为主体的涂覆液，则可有效地对钢带附加张力，对进一步改善铁损是有效的。
再有，为了进一步改善铁损，也可以照射具有磁畴细分化效果的激光或形成槽。在这些情况下，可得到磁特性更优良的方向性电磁钢板。
(板坯的组成)
接着，对板坯的组成进行说明。
C：0.005质量％以下
如果C含量超过0.005质量％，则容易因磁时效而使磁特性劣化。所以，优选将C含量规定为0.005％以下。另一方面，即使将C含量降低到低于0.0001质量％，抑制磁特性劣化的效果也不太大。因此C含量也可以在0.0001质量％以上。
Si：2.0质量％～7.0质量％
如果Si含量低于2.0质量％，则难以得到良好的铁损。如果Si含量超过7.0质量％，则冷轧(步骤S4)易变得困难。因此，优选将Si含量规定为2.0质量％～7.0质量％。
为了提高方向性电磁钢板的诸特性，也可以含有其它元素。此外，板坯的剩余部分优选包含Fe及不可避免的杂质。
(玻璃被膜)
接着，对玻璃被膜进行说明。如上所述，将玻璃被膜中的凝聚部比例规定为0.15以下。此外，凝聚部比例优选为0.10以下。这是因为，即使在其它要因(步骤S5的退火的条件及/或步骤S7的最终退火的条件等)具有偏差的情况下，也能有效地抑制玻璃被膜的缺损。再有，玻璃被膜的组成没有特别的限定，但最终退火时所用的退火分离剂例如以MgO为主成分，且含有90质量％以上的MgO。因此，玻璃被膜例如以镁橄榄石(Mg2SiO4)为主成分，并含有尖晶石(MgAl2O4)。
(最终退火(步骤S7))
接着，对最终退火进行说明。在本发明中，从850℃以下的温度开始升温，在1150℃～1250℃的温度下进行均热处理。
在850℃以下的温度范围，将气氛气体规定为H2气及N2气的混合气，且将N2气的比例规定为20体积％以上。此外，将氧势P(H2O)/P(H2)规定为0.05～0.3。这里，P(H2O)为H2O的分压，P(H2)为H2的分压。
在高于850℃且低于1000℃的温度范围，将气氛气体规定为H2气及N2气的混合气，且将N2气的比例规定为20体积％以上。但是，氧势没有特别的限定。
在1000℃～1100℃的温度下将气氛气体规定为H2气气氛。均热处理也在H2气气氛中进行。
将向H2气气氛切换前的N2气的比例规定为20体积％以上是为了抑制从钢带的脱氮。如果过剩地产生脱氮，则钢带中的抑制剂不足，通过二次再结晶得到的结晶的方位容易混乱。玻璃被膜也具有抑制脱氮的效果，但在低于1000℃时，玻璃被膜的形成不充分，因此其效果低。所以，在低于1000℃时将N2气的比例规定为20体积％以上。
另一方面，在向H2气气氛切换之前N2气也是必要的。这是为了适当地保证氧势。特别是在850℃以下的低温区，氧势容易对通过退火(步骤S5)形成的氧化层产生影响。在氧势低于0.05时，氧化层因还原进一步减薄，因此不能充分形成玻璃被膜。如果氧势超过0.3，则玻璃被膜过厚，容易从钢带上剥离。此外，退火分离中的MgO水合水在升温途中以水蒸气的形式向气氛气体中释放。因此，在不含有H2气时，有时氧势过高。所以，在1000℃以下时规定在气氛气体中含有H2气。再有，由于气氛气体中含有H2气，因此N2气的比例优选在75体积％以下。如果在50体积％以下则更优选。
将切换气氛气体的温度规定为1000℃以上，这是因为：如果在低于1000℃的温度下切换，则如上所述容易产生脱氮，还因为：通过退火(步骤S5)形成的氧化层中的SiO2容易受到不良影响。在低于1000℃时不能充分形成玻璃被膜。因此，如果以此状态将气氛气体切换为H2气气氛，则因氧化层中的SiO2而使气氛的还原性变得非常强。其结果是，SiO2受到不良影响，难以形成良好的玻璃被膜。所以，将切换气氛气体的温度规定为1000℃以上。
将切换气氛气体的温度规定为1100℃以下，这是为了有效地抑制玻璃被膜的形成反应。在1100℃以下进行该切换与抑制玻璃被膜的凝聚部的形成相关的理由还不明确，但可认为是因为气氛气体影响从钢带表面到深部的玻璃被膜的反应行为。另外，为了更有效地控制玻璃被膜的形成反应，需要在比反应结束更早的阶段进行气氛气体的切换，早期进行切换能够期待高的控制效果。所以，为了得到更高的效果，优选在1000℃～1050℃的温度范围进行向H2气气氛的切换。通过在如此的条件下进行最终退火(步骤S7)，可在最终退火结束后得到适合的玻璃被膜。也就是说，可得到凝聚部比例为0.15以下、优选为0.10以下的玻璃被膜。其结果是，可得到抑制了玻璃被膜的缺损、且具备良好的被膜特性及磁特性的方向性电磁钢板。
再有，抑制剂的组成没有特别的限定。例如，也可以采用除AlN以外的氮化物(BN、Nb2N及Si3N4等)。此外，也可以在钢带中含有上述氮化物中的2种以上。
此外，制造方法并不限定于图8的流程图所示的方法，例如抑制剂的形成也可以仅为1次。但是，在抑制剂的形成为2次时本申请发明的效果显著。这是因为，认为氮气的发生量增加。
实施例
(实施例1)
熔炼含有C：0.05质量％、Si：3.2质量％、Mn：0.09质量％、P：0.02质量％、S：0.006质量％、Al：0.026质量％、N：0.009质量％及Cr：0.1质量％，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质的板坯。然后，按照图8所示的流程进行板坯加热(步骤S1)、热轧(步骤S2)、退火(步骤S3)及冷轧(步骤S4)。使冷轧后的钢带的厚度达到0.23mm。接着，进行退火(步骤S5)及氮化处理(步骤S6)，使钢带中的C含量为0.001质量％、N含量为0.02质量％。接着，进行以MgO为主成分的退火分离剂的涂布及干燥，然后，如表2所示的那样设定向H2气气氛的切换温度，进行最终退火(步骤S7)。在最终退火中，首先，在N2气的比例为25体积％、剩余为H2气的气氛中开始升温，将850℃以下的氧势调节到0.1。此外，将升温速度规定为15℃/小时。另外，在升温途中切换为H2气气氛，再升温到1200℃，在1200℃下保持20小时。再有，在比较例No.1中，在1200℃进行向H2气气氛的切换，直接在1200℃保持20小时。然后，在保持20小时后冷却到室温。接着，除去未反应的退火分离剂，进行钢带及玻璃被膜的评价。其结果示于表2中。表2中的“玻璃被膜的状况”的○为表面观察的结果，表示每1cm2的玻璃被膜的缺陷数为0，且玻璃被膜的色调为灰色。△表示缺陷数为1或0，且玻璃被膜整体发白，玻璃被膜减薄。×表示缺陷数为2个以上。
表2
Figure BDA0000068777010000111
如表2所示，在1000℃以上的范围内，切换温度越低，凝聚部比例越降低。此外，在切换温度超过本发明的范围的上限的比较例No.1及No.2中，凝聚部比例特别高，观察到许多的玻璃被膜的缺损。另一方面，在实施例No.3、No.4及No.5中，凝聚部比例达到0.15以下，得到了良好的玻璃被膜。
此外，在切换温度低于本发明的范围的下限的比较例No.6及No.7中，虽然凝聚部比例低，但是玻璃被膜薄。此外，以800A/m励磁时的磁通密度B8低。据认为，这是因为二次再结晶不稳定，没有得到良好的结晶方位。再有，磁通密度B8为以800A/m励磁时的磁通密度。
(实施例2)
熔炼含有C：0.05质量％、Si：3.2质量％、Mn：0.09质量％、P：0.02质量％、S：0.006质量％、Al：0.026质量％、N：0.009质量％及Cr：0.1质量％，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质的板坯。然后，按照图8所示的流程进行板坯加热(步骤S1)、热轧(步骤S2)、退火(步骤S3)及冷轧(步骤S4)。使冷轧后的钢带的厚度达到0.23mm。接着，进行退火(步骤S5)及氮化处理(步骤S6)，使钢带中的C含量为0.001质量％、N含量为0.02质量％。接着，进行以MgO为主成分的退火分离剂的涂布及干燥，然后，如表3所示的那样设定升温时的氧势(P(H2O)/P(H2))，进行最终退火(步骤S7)。在最终退火中，首先，在N2气的比例为25体积％、剩余为H2气的气氛下开始升温。然后，通过变更气氛的露点来调节850℃以下的氧势。再有，在比较例No.14中，在N2气气氛中开始升温。此外，将升温速度规定为15℃/小时。然后，在1050℃下切换为H2气气氛，再升温到1200℃，在1200℃下保持20小时。然后，在保持20小时后冷却到室温。接着，除去未反应的退火分离剂，进行钢带及玻璃被膜的评价。其结果示于表3中。表3中的“玻璃被膜的状况”的○为表面观察的结果，表示每1cm2的玻璃被膜的缺陷数为0，且玻璃被膜的色调为灰色。△表示缺陷数为1或0，且玻璃被膜整体为发白，玻璃被膜减薄。×表示缺陷数为2个以上。
表3
如表3所示，在氧势低于本发明的范围的下限的比较例No.11中，凝聚部比例高，观察到许多的玻璃被膜的缺损。此外，玻璃被膜薄。在氧势超过本发明的范围的上限的比较例No.14中，凝聚部比例低，但玻璃被膜过厚。这与占空系数的降低相关。此外，还观察到色调异常。另一方面，在实施例No.12及No.13中，凝聚部比例低，没有观察到玻璃被膜的缺损。此外，外观也良好。
产业上的可利用性
本发明例如能够用于电磁钢板制造产业及电磁钢板利用产业。

Claims (2)

1.一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：其具有进行钢带的氮化处理的工序以及接着进行退火而在钢带的表面形成镁橄榄石系的玻璃被膜的工序；
其中，进行所述退火的工序具有：
在含有H2气及N2气、且N2气的比例为20体积%以上的混合气体气氛中升温到1000℃以上的工序，以及
接着在1000℃～1100℃的温度下将气氛切换为H2气气氛的工序；
在所述混合气体气氛中的升温中，在850℃以下的温度下将氧势P（H2O）/P（H2）规定为0.05～0.3。
2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在所述退火中，产生二次再结晶。
CN2009801506427A 2008-12-16 2009-09-30 方向性电磁钢板及其制造方法 Active CN102257173B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-320109 2008-12-16
JP2008320109 2008-12-16
PCT/JP2009/067017 WO2010070965A1 (ja) 2008-12-16 2009-09-30 方向性電磁鋼板及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102257173A CN102257173A (zh) 2011-11-23
CN102257173B true CN102257173B (zh) 2013-12-04

Family

ID=42268640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801506427A Active CN102257173B (zh) 2008-12-16 2009-09-30 方向性电磁钢板及其制造方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8920581B2 (zh)
EP (1) EP2377961B1 (zh)
JP (1) JP4855540B2 (zh)
KR (1) KR101340223B1 (zh)
CN (1) CN102257173B (zh)
BR (1) BRPI0923083B1 (zh)
PL (1) PL2377961T3 (zh)
RU (1) RU2480535C2 (zh)
WO (1) WO2010070965A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9875832B2 (en) * 2011-12-26 2018-01-23 Jfe Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet
IN2015DN02841A (zh) * 2012-09-27 2015-09-11 Jfe Steel Corp
RU2625350C1 (ru) * 2013-09-26 2017-07-13 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Способ производства текстурированного листа из электротехнической стали
US10748687B2 (en) * 2018-03-12 2020-08-18 General Electric Company Methods of making a component with variable magnetization and related components
KR102221606B1 (ko) * 2018-11-30 2021-02-26 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조 방법
WO2020149328A1 (ja) * 2019-01-16 2020-07-23 日本製鉄株式会社 一方向性電磁鋼板およびその製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1188970A (zh) * 1996-10-21 1998-07-29 川崎制铁株式会社 晶粒取向电磁钢板及其生产方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS535800A (en) * 1976-07-05 1978-01-19 Kawasaki Steel Co Highhmagneticcflux density oneeway siliconnsteellfolstellite insulator film and method of formation thereof
JPS6475627A (en) * 1987-09-18 1989-03-22 Nippon Steel Corp Production of grain oriented electrical steel sheet having extremely high magnetic flux density
JP2762105B2 (ja) * 1989-03-25 1998-06-04 新日本製鐵株式会社 鉄損特性の良い高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法
DE69032461T2 (de) * 1989-04-14 1998-12-03 Nippon Steel Corp Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Elektrostahlblechen mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften
JPH0756048B2 (ja) * 1990-11-30 1995-06-14 川崎製鉄株式会社 被膜特性と磁気特性に優れた薄型方向性けい素鋼板の製造方法
JP2674916B2 (ja) * 1991-12-06 1997-11-12 新日本製鐵株式会社 鏡面高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法
JPH05171284A (ja) 1991-12-17 1993-07-09 Kawasaki Steel Corp 磁気特性ならびに絶縁皮膜の品質が優れた方向性珪素鋼板の製造方法
JPH07118743A (ja) * 1992-03-31 1995-05-09 Nippon Steel Corp フォルステライト被膜のない高磁束密度方向性珪素鋼板の製造方法
US5507883A (en) * 1992-06-26 1996-04-16 Nippon Steel Corporation Grain oriented electrical steel sheet having high magnetic flux density and ultra low iron loss and process for production the same
JP2691828B2 (ja) * 1992-07-02 1997-12-17 新日本製鐵株式会社 磁束密度の極めて高い超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
JPH0762443A (ja) * 1993-08-27 1995-03-07 Nippon Steel Corp 高張力のグラス被膜を有し、磁気特性の優れる方向性電磁鋼板の製造方法
RU2124055C1 (ru) * 1996-08-07 1998-12-27 Научно-производственное предприятие "Эста" Способ получения форстеритной изоляционной пленки на поверхности анизотропной электротехнической стали
US5885371A (en) * 1996-10-11 1999-03-23 Kawasaki Steel Corporation Method of producing grain-oriented magnetic steel sheet
JPH10245629A (ja) 1997-03-06 1998-09-14 Nippon Steel Corp 磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
BR9800978A (pt) * 1997-03-26 2000-05-16 Kawasaki Steel Co Chapas elétricas de aço com grão orientado tendo perda de ferro muito baixa e o processo de produção da mesma
KR100351791B1 (ko) * 1997-04-30 2002-11-18 가와사키 세이테츠 가부시키가이샤 고연성고강도강관및그제조방법
JP3483457B2 (ja) * 1998-03-09 2004-01-06 新日本製鐵株式会社 グラス皮膜と磁気特性に極めて優れた方向性電磁鋼板の製造方法
JPH11279642A (ja) * 1998-03-30 1999-10-12 Nippon Steel Corp 磁気特性および被膜形成の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法
JP4161403B2 (ja) * 1998-03-31 2008-10-08 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
KR19990088437A (ko) * 1998-05-21 1999-12-27 에모또 간지 철손이매우낮은고자속밀도방향성전자강판및그제조방법
JP3952606B2 (ja) 1998-08-19 2007-08-01 Ｊｆｅスチール株式会社 磁気特性および被膜特性に優れた方向性電磁鋼板およびその製造方法
RU2245392C2 (ru) * 2000-05-01 2005-01-27 Татехо Кемикал Индастриз Ко., Лтд. Агрегат частиц оксида магния
WO2002034965A1 (fr) * 2000-10-25 2002-05-02 Tateho Chemical Industries Co., Ltd. Agregat de particules a base d'oxyde de magnesium
IT1316026B1 (it) * 2000-12-18 2003-03-26 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la fabbricazione di lamierini a grano orientato.
KR100586440B1 (ko) * 2001-07-16 2006-06-08 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 고자장 철손과 피막 특성이 우수한 초고자속밀도 일방향성전자강판과 그 제조 방법
RU2298592C2 (ru) * 2002-03-28 2007-05-10 Ниппон Стил Корпорейшн Листовая электротехническая сталь с ориентированными зернами, обладающая исключительно высокой адгезией пленки, и способ ее производства
JP4345302B2 (ja) * 2002-12-27 2009-10-14 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP4272616B2 (ja) 2004-12-08 2009-06-03 新日本製鐵株式会社 皮膜欠陥の無い方向性電磁鋼板の製造方法
JP4823719B2 (ja) * 2006-03-07 2011-11-24 新日本製鐵株式会社 磁気特性が極めて優れた方向性電磁鋼板の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1188970A (zh) * 1996-10-21 1998-07-29 川崎制铁株式会社 晶粒取向电磁钢板及其生产方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平11-279644A 1999.10.12
何忠治.冷轧取向硅钢.《电工钢》.1997,第655-656页. *

Also Published As

Publication number Publication date
US8920581B2 (en) 2014-12-30
WO2010070965A1 (ja) 2010-06-24
RU2480535C2 (ru) 2013-04-27
BRPI0923083B1 (pt) 2017-12-05
KR101340223B1 (ko) 2013-12-10
RU2011129615A (ru) 2013-01-27
KR20110095954A (ko) 2011-08-25
CN102257173A (zh) 2011-11-23
PL2377961T3 (pl) 2020-11-02
EP2377961A1 (en) 2011-10-19
JP4855540B2 (ja) 2012-01-18
US20110209798A1 (en) 2011-09-01
EP2377961A4 (en) 2017-05-17
JPWO2010070965A1 (ja) 2012-05-24
EP2377961B1 (en) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2807447C (en) Grain oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same
KR101963990B1 (ko) 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법
JP5927754B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN102257173B (zh) 方向性电磁钢板及其制造方法
EP2832865B1 (en) Method for manufacturing grain oriented electrical steel sheet
EP2876173A1 (en) Process for producing grain-oriented electrical steel sheet
JP5446377B2 (ja) 方向性電磁鋼板およびその製造方法
EP3128028B1 (en) Primary recrystallization annealed sheet for oriented electromagnetic steel sheet, and method for producing oriented electromagnetic steel sheet
KR20190071745A (ko) 전자 강판 제조용의 열연 강판 및 그의 제조 방법
JP7299511B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2019013351A1 (ja) 方向性電磁鋼板及びその製造方法
TW202138582A (zh) 無方向性電磁鋼板、鐵芯、冷輥軋鋼板、無方向性電磁鋼板的製造方法及冷輥軋鋼板的製造方法
EP4123038A1 (en) Grain-oriented electromagnetic steel sheet, and method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet
JP4932544B2 (ja) 板幅方向にわたり安定して磁気特性が得られる方向性電磁鋼板の製造方法
KR101908045B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조방법
JP7260799B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2020149341A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
US20220025494A1 (en) Electrical steel sheet and manufacturing method therefor
JP5130993B2 (ja) 高周波用電磁鋼板
WO2020149320A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
KR101919530B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조방법
KR101908805B1 (ko) 방향성 전기강판의 제조 방법
JP2001192732A (ja) 磁気特性が優れた一方向性電磁鋼板を得る冷間圧延方法
KR20240004679A (ko) 방향성 전자 강판의 제조 방법
KR20220044836A (ko) 방향성 전자 강판의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: NIPPON STEEL + SUMITOMO METAL CORPORATION

Free format text: FORMER OWNER: SHIN NIPPON STEEL LTD.

Effective date: 20130326

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130326

Address after: Tokyo, Japan

Applicant after: Nippon Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Nippon Steel Corporation

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Nippon Iron & Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Nippon Steel Corporation

CP01 Change in the name or title of a patent holder