CN107849656B - 取向性电磁钢板的制造方法 - Google Patents

取向性电磁钢板的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107849656B
CN107849656B CN201680039916.5A CN201680039916A CN107849656B CN 107849656 B CN107849656 B CN 107849656B CN 201680039916 A CN201680039916 A CN 201680039916A CN 107849656 B CN107849656 B CN 107849656B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
annealing
steel sheet
temperature
grain
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
CN201680039916.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107849656A (zh
Inventor
今村猛
竹中雅纪
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE 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 JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to CN202010165331.6A priority Critical patent/CN111411294A/zh
Publication of CN107849656A publication Critical patent/CN107849656A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107849656B publication Critical patent/CN107849656B/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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • C21D3/00—Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02—Extraction of non-metals
    • C21D3/04—Decarburising
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • 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
    • C21D8/1216—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
    • 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
    • C21D8/1255—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 with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • 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
    • C21D8/1266—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 between cold rolling steps
    • 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
    • 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
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • 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
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • 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
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • 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
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • 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
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • 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
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • 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
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • 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
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • 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

Abstract

在对含有Si：2.0～8.0质量％而不含抑制剂形成成分的钢坯进行热轧、冷轧、脱碳退火、涂布以MgO为主体并且含有Ti化合物的退火分离剂、并进行最终退火而制造取向性电磁钢板时，将所述脱碳退火的加热过程中的气氛设定为露点0℃以下的干燥气氛，使除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))和N量(N(a))以及具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))和N量(N(b))满足N(b)≤0.0050质量％、并且N(b)/N(a)≥4以及Ti(b)/Ti(a)≥4的关系，由此，得到覆膜特性优良、实施去应力退火后的铁损特性也优良的取向性电磁钢板。

Description

取向性电磁钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及适合用于变压器的卷铁芯的取向性电磁钢板及其制造方法。
背景技术
取向性电磁钢板是作为变压器、发电机的铁芯材料使用的钢铁材料。在大型变压器中，将钢板斜角切割，以板的状态层叠使用，但是，在小型变压器中，大多将钢板卷绕成线圈状使用。对取向性电磁钢板实施卷绕加工时，由于钢板内部被导入加工应变，因此磁特性劣化。因此，在卷绕加工后通常实施如下处理：实施去应力退火，除去加工应变，使磁特性恢复。
在这样的用途中使用的取向性电磁钢板通常通过如下方法来制造：使被称为抑制剂的析出物微细地分散析出直到二次再结晶前为止，利用该抑制剂(钉扎)效果使具有高斯(Goss)取向的晶粒在最终退火中二次再结晶。例如，在专利文献1中公开了使用AlN、MnS作为抑制剂的方法，另外，在专利文献2中公开了使用MnS、MnSe作为抑制剂的方法，在工业上被广泛实用化。使用这些抑制剂进行二次再结晶的技术，为了在热轧之前使抑制剂形成成分固溶，需要将钢坯再加热至1400℃以上的高温，但在能够使二次再结晶晶粒稳定地生长这方面是极其有用的技术。
另一方面，在专利文献3中提出了使用不含形成抑制剂的成分的原材料使具有高斯取向的二次再结晶发达的技术。该技术通过尽可能地排除抑制剂形成成分这样的杂质而防止它们在晶界发生偏析、富集，从而使一次再结晶组织中的晶界能的晶界特征依赖性显著化，由此，即使不使用抑制剂也可使具有高斯取向的晶粒二次再结晶，上述效果通常被称为“织构抑制效果”。该方法无需在二次再结晶前使抑制剂微细地分散析出，因而不需要钢坯的高温再加热，因此，在能量成本、设备维护方面也具有很大优点。需要说明的是，在本发明中，不含抑制剂形成成分是指即使形成抑制剂也不能作为抑制剂发挥功能的程度的微量含量。
但是，对于用于变压器的卷铁芯的取向性电磁钢板而言，除了磁特性优良以外，还要求被覆在钢板表面的覆膜的耐剥离性优良、即经过卷绕加工也不会剥离、绝缘特性优良等。作为使这些覆膜特性提高的技术，开发了在退火分离剂中添加少量Ti化合物的技术。例如，在专利文献4中公开了通过相对于100质量份的MgO添加2～20质量份的TiO2而使覆膜特性提高的技术，另外，在专利文献5中公开了通过相对于100质量份的MgO添加2～40质量份的Ti化合物而使覆膜特性提高的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭40-15644号公报
专利文献2：日本特公昭51-13469号公报
专利文献3：日本特开2000-129356号公报
专利文献4：日本特公昭49-29409号公报
专利文献5：日本特公昭51-12451号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，根据本发明人的研究发现，在将上述专利文献4或5所公开的通过在MgO中添加Ti氧化物、Ti氢氧化物等Ti化合物来改善覆膜特性的技术应用于使用了不含抑制剂形成成分的原材料的取向性电磁钢板的制造中时，存在无法得到良好的磁特性、特别是卷绕加工后的磁特性大幅劣化这样的问题。
本发明是鉴于现有技术中的上述问题而完成的，其目的在于提供使用了不含抑制剂形成成分的原材料的、不仅覆膜特性优良而且实施去应力退火后的铁损特性也优良的取向性电磁钢板及其有利的制造方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明人着眼于具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti、N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti、N量的平衡而反复进行了深入研究。其结果发现，使用不含抑制剂形成成分的原材料制造取向性电磁钢板时，起因于出于改善退火分离剂(MgO)中的覆膜特性的目的而添加的Ti化合物，对具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量、N量的平衡进行优化，由此，可以得到不仅覆膜特性优良而且进行卷绕加工且实施去应力退火后的铁损特性也优良的取向性电磁钢板，从而开发出本发明。
即，本发明为一种取向性电磁钢板，其特征在于，除去镁橄榄石覆膜后的钢基的成分组成含有C：0.0050质量％以下、Si：2.0～8.0质量％和Mn：0.005～1.0质量％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，在将除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(质量％)和N量(质量％)分别设为Ti(a)和N(a)、将具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(质量％)和N量(质量％)分别设为Ti(b)和N(b)时，N(b)≤0.0050质量％，并且，N(b)/N(a)≥4以及Ti(b)/Ti(a)≥4。
本发明的上述取向性电磁钢板的特征在于，上述Ti(a)为0.0025质量％以下，N(a)为0.0010质量％以下。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的特征在于，在除去镁橄榄石覆膜后的钢基中，在上述成分组成的基础上进一步含有选自Ni：0.010～1.50质量％、Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、Sb：0.010～0.200质量％、Sn：0.010～0.200质量％、Mo：0.010～0.200质量％和P：0.010～0.200质量％中的一种或两种以上。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的特征在于，其用于变压器的卷铁芯。
另外，本发明提出一种取向性电磁钢板的制造方法，其中，对具有含有C：0.010～0.100质量％、Si：2.0～8.0质量％、Mn：0.005～1.0质量％、Al：0.010质量％以下、N：0.005质量％以下、S：0.0050质量％以下和Se：0.0050质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯进行热轧，在实施热轧板退火后或者在不实施热轧板退火的情况下进行一次冷轧或夹有中间退火的两次以上的冷轧，进行兼作一次再结晶退火的脱碳退火，涂布以MgO为主体并且含有Ti化合物的退火分离剂，进行最终退火，该制造方法的特征在于，使上述脱碳退火在800～900℃的均热温度下进行，并且将到上述温度为止的加热过程中的气氛设定为露点0℃以下的干燥气氛。
本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，将形成上述脱碳退火的加热过程中的干燥气氛的温度范围设定为350℃以下以及750℃以上至均热温度为止的区间。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，使用相对于100质量份的MgO添加以TiO2换算计为0.5～10质量份的Ti化合物而得到的物质作为上述退火分离剂。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，将上述最终退火中的从二次再结晶温度二次升温至最高到达温度时的气氛设定为N2：10～50体积％的含N2气氛。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，将上述最终退火中的最高到达温度设定为1170～1250℃的范围。
另外，本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法中使用的上述钢坯的特征在于，在上述成分组成的基础上进一步含有选自Ni：0.010～1.50质量％、Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、Sb：0.010～0.200质量％、Sn：0.010～0.200质量％、Mo：0.010～0.200质量％和P：0.010～0.200质量％中的一种或两种以上。
发明效果
根据本发明，通过对具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量和N量的平衡进行最优化，即使在使用不含抑制剂形成成分的原材料的情况下，也能够稳定地提供不仅产品板的覆膜特性和磁特性优良而且进行卷绕加工且实施去应力退火后的铁损特性也优良的取向性电磁钢板。
附图说明
图1是示出具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量和N量之比对铁损特性带来的影响的图。
图2是示出具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量和N量之比对去应力退火前后的铁损差(劣化量)带来的影响的图。
具体实施方式
首先，对为开发出本发明而完成的实验进行说明。
<实验1>
利用连铸法制造出含有C：0.032质量％、Si：3.22质量％、Mn：0.12质量％、sol.Al：0.0065质量％、N：0.0036质量％和S：0.0014质量％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯后，将该钢坯再加热至1200℃的温度，进行热轧而制成板厚2.2mm的热轧板，实施1000℃×30s的热轧板退火，然后进行冷轧而精加工为板厚0.23mm的冷轧板。
接着，在50体积％H2-50体积％N2、露点60℃的湿润气氛下，实施850℃×100s的脱碳退火。此时，关于至850℃为止的升温过程中的气氛，从室温到350℃设定为100体积％N2的干燥气氛(露点-50℃)，从350℃到750℃设定为50体积％H2-50体积％N2的湿润气氛(露点60℃)，进而从750℃到850℃设定为100体积％N2的干燥气氛(露点-50℃)。
然后，以使单位面积重量发生各种改变的方式涂布以MgO为主体且相对于100质量份的MgO添加在0～20质量份的范围内进行各种改变的TiO2而得到的退火分离剂，进行干燥后，在950℃下在N2气氛中保持40小时而使二次再结晶完成，然后，实施以20℃/小时的升温速度二次升温至1140～1280℃之间的最高到达温度、在H2气氛下保持10小时后进行冷却的最终退火。此时，上述二次升温时的气氛设定为N2与H2的混合气氛，使N2的浓度在0～75体积％的范围内进行各种改变。另外，冷却时的气氛设定为Ar气氛。接着，出于形状矫正的目的，实施830℃×30s的平坦化退火，制成产品板(取向性电磁钢板)。
对于这样得到的具有镁橄榄石覆膜的钢板，利用JIS C2550所记载的方法测定铁损W17/50(在50Hz的频率下进行1.7T的励磁时的铁损值)，并利用JIS G1223和JIS G1228所记载的方法测定上述钢板中所含的Ti量和N量。进一步，将上述具有镁橄榄石覆膜的钢板在85℃的10质量％HCl溶液中浸渍3分钟而除去镁橄榄石覆膜后，利用JIS G1223和JIS G1228所记载的方法测定钢基中所含的Ti量和N量。
将上述测定结果以具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))之比(Ti(b)/Ti(a))、以及具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的N量(N(b))与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的N量(N(a))之比(N(b)/N(a))的形式进行整理，示于图1中。由该图可知，不受退火分离剂中的TiO2含量、退火分离剂的单位面积重量和最终退火中的二次升温时的N2含量、最高到达温度的变动的影响，在(Ti(b)/Ti(a))为4以上以及(N(b)/N(a))为4以上的范围内磁特性变得良好。
<实验2>
接着，对于由上述<实验1>得到的平坦化退火后的具有镁橄榄石覆膜的钢板，模拟铁芯的卷绕加工，依据JIS C2550所记载的“重复弯曲试验”，进行卷绕于直径50mmφ的棒上而赋予180°弯曲后恢复至原位置的第一次弯曲，然后，同样地进行向相反方向赋予180°弯曲后恢复至原位置的第二次弯曲，对钢板赋予应变，然后，实施模拟了卷绕加工后的去应力退火的800℃×3小时的退火，然后利用JIS C2550所记载的方法测定铁损W17/50，求出弯曲加工前后的铁损差(铁损的劣化量)。
将上述结果与图1同样地以具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))之比(Ti(b)/Ti(a))、以及具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的N量(N(b))与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的N量(N(a))之比(N(b)/N(a))的形式进行整理，示于图2中。由该图可知，在(Ti(b)/Ti(a))为4以上以及(N(b)/N(a))为4以上、并且具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的N量(N(b))为0.0050质量％以下时，实施去应力退火后的铁损劣化减小。
在此，关于具有镁橄榄石覆膜的钢板中的Ti量、N量和除去镁橄榄石覆膜后的钢基中的Ti量、N量在上述范围内时磁特性良好并且去应力退火后的磁特性劣化被抑制的原因，未必充分清楚，但发明人认为如下。
首先，平坦化退火后的磁特性差、进而进行弯曲加工且实施去应力退火后的磁特性进一步劣化的原因被认为是由于含有Ti的微细的析出物在钢基内部析出。上述含Ti析出物的Ti源是出于改善覆膜特性的目的而添加到退火分离剂(MgO)中的Ti氧化物、Ti氢氧化物等Ti化合物。认为：该Ti化合物在最终退火时与MgO反应而有助于形成良好的覆膜，但是，此时Ti游离而渗入钢基中，形成微细的析出物。
在使用含有抑制剂形成成分的原材料的情况下，由于上述原材料中含有大量与Ti形成化合物的N、S、Se等，因此，在Ti渗入钢基中之前，这些元素移动至覆膜侧，在覆膜内部形成Ti化合物，因此，抑制了Ti渗入钢基中。但是，在使用不含抑制剂形成成分的原材料的情况下，不能期待上述效果，因此，认为与使用含有抑制剂形成成分的原材料的情况相比大大地表现出对磁特性的不良影响。
根据上述想法，也可以说优选在退火分离剂中不添加Ti化合物。但是，添加Ti化合物是用于得到良好的覆膜特性的必要条件。
因此，本发明人对于使用不含抑制剂形成成分的原材料和添加有Ti化合物的退火分离剂得到与含有抑制剂形成成分的原材料同样的效果的对策进行了研究。其结果是想到：只要在镁橄榄石覆膜形成时使覆膜中含有将从添加到退火分离剂中的Ti化合物分离生成的Ti固定的成分即可，由于能够从外部添加到覆膜中的成分只有N，因此，将形成镁橄榄石覆膜的最终退火的二次升温时(从二次再结晶温度至最高到达温度的升温过程)的气氛设定为含N2气体而使N渗入镁橄榄石覆膜中即可。
但是，为了得到上述效果，需要如上述的实验结果那样对具有镁橄榄石覆膜的钢板中的Ti量、N量与除去镁橄榄石覆膜后的钢基中的Ti量、N量的平衡严格地进行规定。即，这是因为：具有镁橄榄石覆膜的钢板中的Ti量与钢基中的Ti量之比(Ti(b)/Ti(a))、或具有镁橄榄石覆膜的钢板中的N含量与钢基中的N含量之比(N(b)/N(a))低于4时，不能说能够充分地固定覆膜中的Ti，因此，发生磁特性的劣化。
如上述说明的那样，在使用不含抑制剂形成成分的原材料的情况下，与Ti形成析出物的原材料中的N、S、Se量少，因此认为，为了将在最终退火中形成的镁橄榄石覆膜中的Ti固定，在使N渗入镁橄榄石覆膜中的同时使Ti难以渗入钢中是优选的。
在此，作为使Ti难以渗入钢中的方法，例如有如下方法：使至脱碳退火中的均热温度为止的加热中途的气氛的露点提高等，从而提高气氛的氧化性，促进初期氧化，由此，使内部氧化物的形状为薄片状。该方法中，最终退火中的N的渗入也被抑制。但是，N是用于抑制二次再结晶前的晶粒生长、提高高斯取向选择性的必要成分，因此，在该方法中，失去了上述效果。
因此，本发明人对控制脱碳退火中形成于钢板表层的内部氧化物进行了研究。其结果发现，如果将至脱碳退火中的均热温度为止的加热过程中的350℃以下的低温范围和从750℃至均热温度为止的高温范围这两个温度范围设定为干燥气氛，则形成于钢板表层的内部氧化物的形状变为薄片形状和枝晶形状共存的形态，能够将镁橄榄石覆膜中的Ti量与渗入到钢中的N量之比控制在适当范围。因此，本发明的制造方法中，优选将脱碳退火的加热过程中的350℃以下的低温范围和从750℃至均热温度为止的高温范围这两个温度范围设定为干燥气氛。在此，上述干燥气氛是指露点为0℃以下的气氛。
接着，对本发明的取向性电磁钢板(产品板)进行说明。
首先，对除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的成分组成进行说明。
C：0.005质量％以下
C是引起磁时效而使产品板的铁损特性劣化的元素，因此，限制为0.005质量％以下。优选为0.003质量％以下。
Si：2.0～8.0质量％
Si是用于提高钢的电阻率、降低铁损的必要元素。上述效果在其小于2.0质量％时不充分，另一方面，其超过8.0质量％时，加工性降低，难以进行轧制来制造。因此，Si设定为2.0～8.0质量％的范围。优选为2.5～4.5质量％的范围。
Mn：0.005～1.0质量％
Mn是用于改善钢的热加工性的必要元素。上述效果在其小于0.005质量％时不充分，另一方面，其超过1.0质量％时，产品板的磁通密度降低。因此，Mn设定为0.005～1.0质量％的范围。优选为0.02～0.30质量％的范围。
但是，在本发明的取向性电磁钢板的钢基中，出于提高磁特性的目的，可以在上述成分组成的基础上进一步含有选自Ni：0.010～1.50质量％、Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、Sb：0.010～0.200质量％、Sn：0.010～0.200质量％、Mo：0.010～0.200质量％、P：0.010～0.200质量％中的一种或两种以上。各自的添加量少于上述范围的下限值时，磁特性提高效果差，另一方面，各自的添加量多于上述范围的上限值时，饱和磁通密度减少，磁特性提高效果被抵消，因此不优选。
上述C、Si、Mn和上述选择性添加的成分以外的余量为Fe和不可避免的杂质。需要说明的是，本发明的取向性电磁钢板由于使用不含有抑制剂形成成分(Al、N、S、Se)的原材料来制造，因此，最终退火时渗氮至镁橄榄石覆膜中的N以外的Al、S和Se为不可避免的杂质水平。
接着，对具有镁橄榄石覆膜的钢板(产品板)中所含的Ti量和N量进行说明。
首先，对于本发明的取向性电磁钢板而言，如上述实验结果表明的那样，具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))和N量(N(b))、以及除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))和N量(N(a))需要分别为：
N(b)：0.0050质量％以下、
(Ti(b)/Ti(a))≥4、
(N(b)/N(a))≥4。
上述N(b)超过0.0050质量％时，对产品板进行去应力退火时，镁橄榄石覆膜中的N渗入钢基中，形成氮化析出物而导致磁性的降低。另外，上述(Ti(b)/Ti(a))或(N(b)/N(a))低于4时，如上所述，不能将覆膜中的Ti充分地固定，因此，磁特性劣化。更优选为：
N(b)：0.0030质量％以下、
(Ti(b)/Ti(a))≥10、
(N(b)/N(a))：4～10。
需要说明的是，Ti(b)的范围没有特别限定，优选为0.0080～0.0250质量％的范围。
另外，为了降低TiN析出物、改善铁损特性，除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量、N量越少越优选，具体而言，优选为：
Ti(a)：0.0025质量％以下、
N(a)：0.0010质量％以下。
但是，由于本发明是必须向退火分离剂中添加Ti化合物的技术，因而不能完全地抑制Ti向钢基中的渗入，因此，难以使Ti(a)小于0.0007质量％。
另外，如前所述，本发明是使用不含抑制剂形成成分的原材料来制造取向性电磁钢板的技术，原材料(钢坯)中所含的S、Se在最终退火中转移至镁橄榄石覆膜中而被固定。上述不含抑制剂形成成分的原材料中所含的S、Se如后所述分别为0.0050质量％以下，因此，除了以改善覆膜特性为目的而在退火分离剂中添加S化合物、Se化合物的情况以外，具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的S量(S(b))和Se量(Se(b))分别优选为0.0050质量％以下。
接着，对本发明的取向性电磁钢板的制造方法进行说明。
首先，从上述本发明的宗旨出发，用于制造本发明的取向性电磁钢板的钢原材(钢坯)是尽可能地降低了作为必须成分的Mn以外的抑制剂形成成分后的材料，具体而言，优选为Al：0.0100质量％以下、N：0.0050质量％以下、S：0.0050质量％以下和Se：0.0050质量％以下的材料。更优选为Al：0.0080质量％以下、N：0.0040质量％以下、S：0.0030质量％以下和Se：0.0020质量％以下。
另外，本发明中使用的钢原材(钢坯)中，C优选为0.010～0.100质量％的范围。C低于0.010质量％时，C的晶界强化效果消失而在钢坯中产生裂纹，给制造带来麻烦、或者产生表面缺陷。另一方面，C超过0.100质量％时，难以降低至在制造工序中途的脱碳退火中不引起磁时效的0.005质量％以下。更优选为0.020～0.080质量％的范围。
另外，本发明中使用的上述钢原材(钢坯)中，优选上述以外的成分、具体而言除C以外的必须成分(Si、Mn)和可以选择性添加的成分(Ni、Cr、Cu、Bi、Sb、Sn、Mo、P)具有与上述产品板相同的组成。如果是通常的制造方法，上述成分在制造过程中几乎没有变化，因此，需要在炼钢阶段预先调整成预定的成分范围。
需要说明的是，本发明中使用的上述钢原材(钢坯)的制造方法可以使用与现有的取向性电磁钢板用原材料相同的制造方法，没有特别限制。例如，可以使用如下方法：通过将利用转炉或电炉等熔化后的钢利用真空脱气装置等进行二次精炼而调整成上述成分组成的通常公知的精炼工艺将钢熔炼后，利用连铸法或铸锭-开坯轧制法制成钢坯。另外，也可以在将进行上述成分调整后的钢熔炼后，利用直接铸造法制造厚度为100mm以下的薄铸片。
接着，将上述钢坯利用加热炉再加热至预定温度后，供于热轧。在此，由于钢坯不含有抑制剂形成成分，因此上述钢坯的再加热温度可以设定为低于含有抑制剂形成成分的钢坯的加热温度(1400℃以上)的温度，具体而言，可以设定为1300℃以下的温度。因此，与使用含有抑制剂形成成分的钢坯时相比，从能量成本、表面品质方面出发是有利的。
上述钢坯的再加热之后的热轧在通常公知的条件下进行即可，没有特别限制。需要说明的是，在利用直接铸造法制造薄铸片的情况下，可以省略该热轧而直接进入之后的工序。
通过上述热轧制成预定板厚的热轧板，可以根据需要实施热轧板退火。为了得到良好的磁特性，该热轧板退火的均热温度优选设定为800～1200℃的范围。低于800℃时，有可能残留因热轧形成的带状组织，难以得到整粒的一次再结晶组织，阻碍二次再结晶的发达。另一方面，超过1200℃时，热轧板退火后的粒径过于粗大化，同样难以得到整粒的一次再结晶组织。更优选为900～1100℃的范围。
之后，对于上述热轧或热轧板退火后的钢板，进行一次冷轧或夹有中间退火的两次以上的冷轧从而制成最终板厚(产品板厚)的冷轧板。在此，上述中间退火的均热温度优选设定为900～1200℃的范围。低于900℃时，再结晶晶粒变细，一次再结晶组织中的高斯核减少，磁特性降低。另一方面，超过1200℃时，与热轧板退火同样，晶粒过于粗大化，难以得到整粒的一次再结晶组织。优选为950～1150℃的范围。
需要说明的是，为了改善一次再结晶织构、提高磁特性，上述冷轧中的最终冷轧优选采用使板温升高至100～300℃的温度进行轧制的温轧。另外，为了提高磁特性，在冷轧的中途实施一次或多次将钢板温度加热至100～300℃的时效处理也是有效的。
接着，对于上述制成最终板厚的冷轧板，实施兼作一次再结晶退火的脱碳退火。从确保充分的脱碳性的观点出发，脱碳退火的均热温度优选设定为800～900℃的范围。更优选为820～870℃的范围。另外，从确保脱碳性的观点出发，脱碳退火的气氛优选设定成露点为45～70℃的湿润气氛。
在此，本发明的制造方法中重要的是，为了使内部氧化物的形态最优化，如前所述，需要将至脱碳退火中的均热温度为止的加热过程中的气氛设定成露点为0℃以下的干燥气氛。这是因为：通过形成干燥气氛，形成于钢板表层的内部氧化物与钢基的界面形状变为薄片状与枝晶状的共存状态，能够将镁橄榄石覆膜中的Ti量与渗入钢中的N量之比控制在适当范围。优选露点为-20℃以下。需要说明的是，形成干燥气氛的优选的温度范围为350℃以下的低温范围和从750℃至均热温度为止的高温范围这两个温度范围。另外，从促进薄片状内部氧化物形成的观点出发，超过350℃且低于750℃的中间温度范围优选设定成湿润气氛。
另外，从使高斯核增加的观点出发，至上述脱碳温度为止的升温速度优选设定为50℃/秒以上。更优选为100℃/秒以上。但是，升温速度过快时，一次再结晶织构中的{111}<112>取向等主取向减少，磁特性劣化，因此，上限优选设定为约400℃/秒。
接着，对于上述脱碳退火后的钢板，在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂，进行干燥后，实施最终退火，使二次再结晶组织发达，同时形成镁橄榄石覆膜。
在此，为了改善覆膜特性，上述以MgO为主体的退火分离剂需要含有Ti氧化物、Ti氢氧化物等Ti化合物。作为上述Ti化合物，可以列举TiO、TiO2、Ti(OH)4、TiO(OH)2等。
上述Ti化合物的添加量优选相对于100质量份的MgO以TiO2换算计为0.5～10质量份的范围。小于0.5质量份时，TiO2的覆膜特性改善效果不充分，另一方面，超过10质量份时，渗入钢中的Ti增加，磁特性有可能降低。需要说明的是，下限值更优选为1质量份、进一步优选为2质量份，另一方面，上限值更优选为7质量份、进一步优选为5质量份。
另外，上述最终退火中，为了使二次再结晶发生，优选加热至800℃以上的温度，并且，为了使二次再结晶完成，优选在上述800℃以上的温度保持20小时以上。另外，为了形成特性优良的镁橄榄石覆膜、将钢基纯化而得到优良的磁特性，优选在使上述二次再结晶完成后，二次升温至约1200℃、具体而言1170～1250℃的范围的最高到达温度。更优选为1190～1230℃的范围。
另外，从使上述二次再结晶完成的温度二次升温至最高到达温度时的平均升温速度优选设定为5～50℃/小时的范围。这是因为：小于5℃/小时时，高斯取向以外的取向也会发生二次再结晶，因此磁特性劣化。另一方面，超过50℃/小时时，覆膜形成时间变短，有可能发生覆膜不良。更优选为10～30℃/小时的范围。
另外，从上述进行二次再结晶的温度加热(二次升温)至最高到达温度时的气氛优选设定为含有10～50体积％的N2的含N2气体。这是因为：N2含量小于10体积％时，渗入镁橄榄石覆膜中的N量少，有可能不能将覆膜中的Ti充分地固定。另一方面，超过50体积％时，镁橄榄石覆膜中的N量过度增加，因此，对产品板进行去应力退火时，N渗入钢基中而使磁特性劣化。需要说明的是，N2以外的气体优选设定为H2或Ar。更优选为15～35体积％的范围。
之后，对于上述最终退火后的钢板，利用水洗、刷洗、酸洗等除去附着于钢板表面的未反应的退火分离剂，然后实施进行形状矫正的平坦化退火，从而制成产品板。优选上述平坦化退火中的均热温度为750～950℃、均热时间为5～60s的范围。均热温度低于750℃或者均热时间小于5s时，无法充分地得到形状矫正效果，另一方面，均热温度超过950℃或者均热时间超过60s时，钢板有可能发生蠕变变形而使磁特性劣化。更优选均热温度为800～900℃、均热时间为10～45s的范围。
需要说明的是，如上所述得到的形成有镁橄榄石覆膜的取向性电磁钢板，优选在上述平坦化退火中或者在其前后的工序中在钢板表面被覆绝缘覆膜。另外，为了进一步改善铁损特性，上述绝缘覆膜优选为张力赋予型。进一步，被覆上述张力赋予型的绝缘覆膜时，如果经由粘结剂形成覆膜、或者利用物理蒸镀法或化学蒸镀法在钢板表层蒸镀无机物后形成覆膜，则覆膜的密合性进一步改善，可以得到显著的铁损降低效果。
另外，为了实现铁损的进一步降低，实施磁畴细化处理是有效的。作为上述磁畴细化处理的方法，可以使用通常实施的方法，例如可以使用在制成最终板厚的冷轧板或最终产品板的钢板表面形成槽的方法、对最终产品板的钢板表面利用辊等赋予加工应变或者通过照射激光或电子束等而以线状导入热应变或冲击应变的方法等。
实施例1
利用连铸法制造含有C：0.055质量％、Si：3.50质量％、Mn：0.07质量％、sol.Al：0.0040质量％、N：0.0022质量％、S：0.0022质量％且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯，再加热至1200℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.5mm的热轧板。然后，对上述热轧板实施1020℃×30s的热轧板退火，然后进行冷轧使板厚为1.8mm，实施1050℃×100s的中间退火，然后进一步进行冷轧而制成最终板厚为0.23mm的冷轧板。
接着，对上述冷轧板在52体积％H2-48体积％N2、露点60℃的湿润气氛下实施850℃×100s的脱碳退火。此时，从室温加热到850℃时的气氛设定为100％N2的干燥气氛(露点-45℃)。
然后，将相对于100质量份的MgO添加表1中所记载的质量份的TiO2而得到的退火分离剂以同样在表1中记载的单位面积重量涂布在上述实施了脱碳退火的钢板表面上，然后在875℃下在N2气氛中保持50小时而使其二次再结晶，然后，实施以10℃/小时二次升温至最高到达温度1200℃、在上述温度下在H2气氛下保持5小时后进行冷却的最终退火。需要说明的是，上述二次升温时的气氛设定为N2与H2的混合气氛，使N2的浓度同样如表1所示地进行各种改变。需要说明的是，冷却时的气氛设定为Ar气氛。接着，出于形状矫正的目的，对上述最终退火后的钢板实施830℃×30s的平坦化退火，制成具有镁橄榄石覆膜的取向性电磁钢板(产品板)。
Figure GDA0002407173380000181
从这样得到的具有镁橄榄石覆膜的取向性电磁钢板上裁取样品，利用JIS C2550所记载的方法测定铁损W17/50(50Hz的频率下进行1.7T的励磁时的铁损)。
进而，对于上述铁损测定后的样品，依据JIS C2550所记载的“重复弯曲试验”，进行卷绕于直径50mmφ的棒上而赋予180°弯曲后恢复至原位置的第一次弯曲，然后，同样地进行向相反方向赋予180°弯曲后恢复至原位置的第二次弯曲，对钢板赋予应变，然后，实施800℃×3小时的去应力退火，然后再次利用JIS C2550所记载的方法测定铁损W17/50，求出弯曲加工前后的铁损差(铁损的劣化量)。
另外，分别利用JIS G1223和JIS G1228所记载的方法测定上述具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量，然后，将上述样品在85℃的10％HCl溶液中浸渍3分钟而除去表面的镁橄榄石覆膜后，分别利用JIS G1223、JIS G1228、JIS G1211、JIS G1212和JIS G1213所记载的方法测定钢基中所含的Ti量、N量、C量、Si量和Mn量。
将上述测定结果一并记于表1中。由该表可知，不论制造条件如何，只有在具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))和N量(N(b))以及除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))和N量(N(a))在符合本发明的范围内的钢板中，产品板的磁特性优良、并且由去应力退火引起的铁损劣化小。
[实施例2]
利用连铸法制造具有表2所示的各种成分组成的钢原材(钢坯)，再加热至1150℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.2mm的热轧板，实施1100℃×30s的热轧板退火后，进行冷轧而制成最终板厚0.23mm的冷轧板。
接着，对上述冷轧板在60体积％H2-40体积％N2且露点53℃的湿润气氛下实施820℃×100s的脱碳退火。此时，关于至850℃为止的升温过程中的气氛，从室温到350℃设定为100体积％N2的干燥气氛(露点-30℃)，从350℃到750℃设定为50体积％H2-50体积％N2的湿润气氛(露点60℃)，进而从750℃到850℃设定为100体积％N2的干燥气氛(露点-45℃)。
然后，将相对于100质量份的MgO添加2质量份的TiO2而得到的退火分离剂以同样的10g/m2的单位面积重量涂布在上述实施了脱碳退火的钢板表面上，然后在875℃下在N2气氛中保持50小时而使其二次再结晶，然后，实施以10℃/小时二次升温至最高到达温度1200℃、在上述温度下在H2气氛下保持5小时后进行冷却的最终退火。需要说明的是，上述二次升温时的气氛设定为30％N2+70％H2的混合气氛。另外，冷却时的气氛设定为Ar气氛。接着，出于形状矫正的目的，对上述最终退火后的钢板实施830℃×30s的平坦化退火，然后通过照射电子束而进行磁畴细化处理，制成具有镁橄榄石覆膜的取向性电磁钢板(产品板)。
从这样得到的具有镁橄榄石覆膜的取向性电磁钢板上裁取样品，与实施例1同样地测定磁畴细化处理后的铁损W17/50和去应力退火后的铁损W17/50。
另外，与实施例1同样地测定具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量和N量、以及钢基中所含的Ti量、N量、C量、Si量和Mn量。进而，利用JIS G1215和JIS G1233所记载的方法测定具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的S量和Se量。
将上述测定结果示于表3中。由该表可知，使用具有符合本发明的成分组成的原材料、在符合本发明的条件下进行制造、并且具有镁橄榄石覆膜的钢板中所含的Ti量(Ti(b))和N量(N(b))以及除去镁橄榄石覆膜后的钢基中所含的Ti量(Ti(a))和N量(N(a))符合本发明的钢板，产品板的磁特性优良、并且由去应力退火引起的铁损劣化小。
Figure GDA0002407173380000211
Figure GDA0002407173380000221

Claims (7)

1.一种取向性电磁钢板的制造方法，其中，
对具有含有C：0.010～0.100质量％、Si：2.0～8.0质量％、Mn：0.005～1.0质量％、Al：0.010质量％以下、N：0.005质量％以下、S：0.0050质量％以下和Se：0.0050质量％以下且余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯进行热轧，在实施热轧板退火后或者在不实施热轧板退火的情况下进行一次冷轧或夹有中间退火的两次以上的冷轧，进行兼作一次再结晶退火的脱碳退火，涂布以MgO为主体并且含有Ti化合物的退火分离剂，进行最终退火，
所述制造方法的特征在于，
使所述脱碳退火在800～900℃的均热温度下进行，并且将到所述温度为止的加热过程中的气氛设定成350℃以下以及750℃以上至均热温度为止的区间为露点小于0℃的干燥气氛，将超过350℃且低于750℃的区间的温度范围设定成湿润气氛，且将均热温度范围设定成露点为45～70℃的湿润气氛。
2.如权利要求1所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，使用相对于100质量份的MgO添加以TiO2换算计为0.5～10质量份的Ti化合物而得到的物质作为所述退火分离剂。
3.如权利要求1所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，将所述最终退火中的从二次再结晶温度二次升温至最高到达温度时的气氛设定为N2：10～50体积％的含N2气氛。
4.如权利要求2所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，将所述最终退火中的从二次再结晶温度二次升温至最高到达温度时的气氛设定为N2：10～50体积％的含N2气氛。
5.如权利要求1～4中任一项所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，将所述最终退火中的最高到达温度设定为1170～1250℃的范围。
6.如权利要求1～4中任一项所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述钢坯在所述成分组成的基础上进一步含有选自Ni：0.010～1.50质量％、Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、Sb：0.010～0.200质量％、Sn：0.010～0.200质量％、Mo：0.010～0.200质量％和P：0.010～0.200质量％中的一种或两种以上。
7.如权利要求5所述的取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述钢坯在所述成分组成的基础上进一步含有选自Ni：0.010～1.50质量％、Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、Sb：0.010～0.200质量％、Sn：0.010～0.200质量％、Mo：0.010～0.200质量％和P：0.010～0.200质量％中的一种或两种以上。
CN201680039916.5A 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板的制造方法 Active CN107849656B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010165331.6A CN111411294A (zh) 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015136742A JP6354957B2 (ja) 2015-07-08 2015-07-08 方向性電磁鋼板とその製造方法
JP2015-136742 2015-07-08
PCT/JP2016/069976 WO2017006955A1 (ja) 2015-07-08 2016-07-06 方向性電磁鋼板とその製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010165331.6A Division CN111411294A (zh) 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107849656A CN107849656A (zh) 2018-03-27
CN107849656B true CN107849656B (zh) 2020-07-14

Family

ID=57685547

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680039916.5A Active CN107849656B (zh) 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板的制造方法
CN202010165331.6A Pending CN111411294A (zh) 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010165331.6A Pending CN111411294A (zh) 2015-07-08 2016-07-06 取向性电磁钢板

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11186888B2 (zh)
EP (1) EP3321388B1 (zh)
JP (1) JP6354957B2 (zh)
KR (1) KR102071321B1 (zh)
CN (2) CN107849656B (zh)
BR (1) BR112018000234B1 (zh)
CA (1) CA2991294C (zh)
MX (1) MX2018000001A (zh)
RU (1) RU2682357C1 (zh)
WO (1) WO2017006955A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3733902A4 (en) * 2017-12-28 2020-11-04 JFE Steel Corporation ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET
JP6788237B2 (ja) * 2018-09-27 2020-11-25 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板とその製造方法
KR102142511B1 (ko) * 2018-11-30 2020-08-07 주식회사 포스코 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
JP6939766B2 (ja) * 2018-12-27 2021-09-22 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤および方向性電磁鋼板の製造方法
JP6939767B2 (ja) 2018-12-27 2021-09-22 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板用焼鈍分離剤および方向性電磁鋼板の製造方法
US20220042136A1 (en) 2018-12-28 2022-02-10 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same
WO2020149331A1 (ja) * 2019-01-16 2020-07-23 日本製鉄株式会社 方向性電磁鋼板およびその製造方法
EP3913108A4 (en) * 2019-01-16 2022-10-12 Nippon Steel Corporation GRAIN ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET PRODUCTION METHOD
CN113302323B (zh) * 2019-01-16 2024-02-13 日本制铁株式会社 方向性电磁钢板
CN109722603A (zh) * 2019-03-18 2019-05-07 新疆八一钢铁股份有限公司 一种低屈服强度高电流密度的电极壳用冷轧钢板
CN114364821B (zh) * 2019-09-06 2023-10-20 杰富意钢铁株式会社 方向性电磁钢板及其制造方法
KR20240021880A (ko) * 2021-07-05 2024-02-19 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 무방향성 전자 강판과 그의 제조 방법
JPWO2023074476A1 (zh) * 2021-10-29 2023-05-04
CN115679204A (zh) * 2022-09-18 2023-02-03 湖南华菱涟源钢铁有限公司 含铜取向硅钢生产工艺

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5112451B1 (zh) 1967-12-12 1976-04-20
JPS4929409B1 (zh) 1970-11-17 1974-08-03
JPS531448B2 (zh) 1972-07-18 1978-01-19
JPS5113469B2 (zh) 1972-10-13 1976-04-28
AT329358B (de) 1974-06-04 1976-05-10 Voest Ag Schwingmuhle zum zerkleinern von mahlgut
JPS5112451A (ja) 1974-07-19 1976-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Chukaikansosochi
JP2574607B2 (ja) * 1991-10-01 1997-01-22 川崎製鉄株式会社 歪取り焼鈍による鉄損劣化がなく被膜特性に優れる方向性けい素鋼板の製造方法
US5318639A (en) 1991-10-01 1994-06-07 Kawasaki Steel Corporation Method of manufacturing grain oriented silicon steel sheets
RU2038389C1 (ru) * 1991-10-25 1995-06-27 Армко Инк. Способ производства кремнистой текстурованной стали
JP3236684B2 (ja) * 1992-12-15 2001-12-10 川崎製鉄株式会社 曲げ特性及び鉄損特性の優れた方向性けい素鋼板
DE19628136C1 (de) * 1996-07-12 1997-04-24 Thyssen Stahl Ag Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektroblech
IT1290173B1 (it) * 1996-12-24 1998-10-19 Acciai Speciali Terni Spa Procedimento per la produzione di lamierino di acciaio al silicio a grano orientato
JP3707268B2 (ja) 1998-10-28 2005-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
US6309473B1 (en) 1998-10-09 2001-10-30 Kawasaki Steel Corporation Method of making grain-oriented magnetic steel sheet having low iron loss
JP3846064B2 (ja) * 1998-10-09 2006-11-15 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板
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
EP1279747B1 (en) 2001-07-24 2013-11-27 JFE Steel Corporation A method of manufacturing grain-oriented electrical steel sheets
US6676771B2 (en) 2001-08-02 2004-01-13 Jfe Steel Corporation Method of manufacturing grain-oriented electrical steel sheet
JP4206664B2 (ja) * 2001-12-26 2009-01-14 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
RU2363739C1 (ru) * 2005-06-10 2009-08-10 Ниппон Стил Корпорейшн Текстурированная электротехническая листовая сталь с исключительно высокими магнитными свойствами и способ ее производства
JP2007169755A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Jfe Steel Kk 方向性電磁鋼板コイルおよびその製造方法
KR101165430B1 (ko) * 2006-11-22 2012-07-12 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 피막 밀착성이 우수한 일방향성 전자 강판 및 그 제조법
JP2008261033A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Nippon Steel Corp 方向性珪素鋼板の製造方法およびその連続脱炭・窒化焼鈍設備
JP5853352B2 (ja) 2010-08-06 2016-02-09 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
US10208372B2 (en) * 2011-01-12 2019-02-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
JP5360272B2 (ja) * 2011-08-18 2013-12-04 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2013058239A1 (ja) * 2011-10-20 2013-04-25 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
JP5716870B2 (ja) 2012-07-26 2015-05-13 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP5672273B2 (ja) 2012-07-26 2015-02-18 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法
JP5854233B2 (ja) * 2013-02-14 2016-02-09 Ｊｆｅスチール株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180202018A1 (en) 2018-07-19
WO2017006955A1 (ja) 2017-01-12
EP3321388B1 (en) 2020-02-05
KR102071321B1 (ko) 2020-01-30
US11186888B2 (en) 2021-11-30
CA2991294A1 (en) 2017-01-12
JP6354957B2 (ja) 2018-07-11
EP3321388A1 (en) 2018-05-16
BR112018000234B1 (pt) 2022-02-15
EP3321388A4 (en) 2018-05-16
CN107849656A (zh) 2018-03-27
CN111411294A (zh) 2020-07-14
CA2991294C (en) 2020-10-20
MX2018000001A (es) 2018-03-16
RU2682357C1 (ru) 2019-03-19
JP2017020059A (ja) 2017-01-26
BR112018000234A2 (pt) 2018-09-04
KR20180016522A (ko) 2018-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107849656B (zh) 取向性电磁钢板的制造方法
US9738949B2 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
US10192662B2 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
KR101921401B1 (ko) 방향성 전기 강판의 제조 방법
KR101620763B1 (ko) 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법
KR101498404B1 (ko) 방향성 전기 강판의 제조 방법
JP6801740B2 (ja) 方向性電磁鋼板用熱延鋼板およびその製造方法
CN108699621B (zh) 取向性电磁钢板的制造方法
JP6436316B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
KR20160138253A (ko) 방향성 전기 강판의 제조 방법
WO2016067636A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP2017106111A (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
WO2021085421A1 (ja) 方向性電磁鋼板とその製造方法
JP5310510B2 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant