CN113825847B - 取向性电磁钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

将以质量％计含有C：0.02～0.10％、Si：2.0～5.0％、Mn：0.01～1.00％、sol.Al：0.01～0.04％、N：0.004～0.020％、S+Se：0.002～0.040％的钢坯加热至超过1280℃的温度后，进行热轧、热轧板退火、一次冷轧或夹着中间退火的两次以上冷轧、兼作脱碳退火的一次再结晶退火，在钢板表面涂布退火分离剂后，进行最终退火、平坦化退火而制造取向性电磁钢板时，通过在上述热轧板退火和中间退火中的任意一个以上退火中在自最高到达温度起的冷却过程中的从800℃起至300℃为止以200℃/秒以上的平均冷却速度进行快速冷却，使用含有抑制剂形成成分的原材稳定地制造磁特性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
本发明涉及适合用作变压器的铁心材料等的取向性电磁钢板的制造方法。
背景技术
取向性电磁钢板是作为变压器、发电机等的铁心材料使用的软磁性材料，其特征在于，具有作为铁的易磁化轴的<001>取向沿钢板的轧制方向高度地对齐的结晶组织，因此，磁特性优良。上述结晶组织通过在取向性电磁钢板的制造工序的最终退火中利用晶界能使被称为所谓的高斯(Goss)取向的{110}<001>取向的晶粒优先地二次再结晶并巨大生长而形成。
作为引发上述二次再结晶的方法，通常使用利用被称为抑制剂的析出物的技术。例如，专利文献1中公开了利用AlN、MnS作为抑制剂的方法，另外，专利文献2中公开了利用MnS、MnSe作为抑制剂的方法，在工业上已被实用化。
在利用抑制剂的技术中，作为得到具有优良的磁特性的取向性电磁钢板的方法，提出了通过提高热轧板退火和中间退火中的冷却速度来控制碳化物的析出、从而改善织构的方法。例如，专利文献3中提出了：为了增加冷轧时的固溶C而提高热轧板退火的冷却速度。但是，该技术中，实施例中的冷却速度最大为45℃/秒，没有实施100℃/秒以上的快速冷却。推测这是因为，对于碳化物的控制而言，认为以小于100℃/秒的冷却速度是足够的，并且不存在能够实现100℃/秒以上的冷却速度的冷却装置。
但是，近年来，薄钢板的冷却技术的开发正在进行，例如专利文献4中公开了一种骤冷淬火装置，其在使金属板连续地通板的同时进行退火的连续退火设备中能够抑制在骤冷淬火时在金属板产生的形状不良、并且能够抑制金属板的冷却速度的降低。该骤冷淬火装置通过快速冷却来控制组织，以得到期望强度的高强度钢板，但是，对于取向性电磁钢板而言，无需得到高强度，因此不应用上述快速冷却。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭40-015644号公报
专利文献2：日本特公昭51-013469号公报
专利文献3：日本特开平10-121135号公报
专利文献4：日本特开2018-066065号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的目的在于提出具有极良好的磁特性的取向性电磁钢板的制造方法，其在使用含有抑制剂形成成分的原材的取向性电磁钢板的制造中应用上述快速冷却技术，并且使用与现有的使固溶C增加或使碳化物微细化的方法不同的高速冷却效果。
用于解决问题的方法
本发明人对在使用含有抑制剂形成成分的原材的取向性电磁钢板的制造方法中热轧板退火等的冷却速度给取向性电磁钢板的磁特性带来的影响反复进行了深入研究。其结果发现，通过与现有技术相比提高冷轧前的热轧板退火、中间退火等的冷却速度，具体而言通过将从800℃起至300℃为止的冷却速度提高到200℃/秒以上，冷轧中的位错的滑移系发生变化，一次再结晶织构得到改善，结果是磁特性大幅提高，从而开发了本发明。
即，本发明提出一种取向性电磁钢板的制造方法，其包括如下一系列工序：将具有含有C：0.02～0.10质量％、Si：2.0～5.0质量％、Mn：0.01～1.00质量％、sol.Al：0.01～0.04质量％、N：0.004～0.020质量％、合计为0.002～0.040质量％的选自S和Se中的一种或两种、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯加热至超过1280℃的温度后，进行热轧而制成热轧板，实施热轧板退火后，进行一次冷轧或夹着中间退火的两次以上冷轧而制成最终板厚的冷轧板，进行兼作脱碳退火的一次再结晶退火，在钢板表面涂布退火分离剂后，进行最终退火、平坦化退火，所述制造方法的特征在于，在上述热轧板退火和中间退火中的任意一个以上退火中，在自最高到达温度起的冷却过程中的从800℃起至300℃为止以200℃/秒以上的平均冷却速度进行快速冷却。
本发明的上述取向性电磁钢板的制造方法的特征在于，继上述快速冷却之后，在从300℃起至100℃为止以5～40℃/秒范围内的平均冷却速度进行冷却。
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，使兼作上述脱碳退火的一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的升温速度为500℃/秒以上。
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，在上述最终退火的加热过程中，进行在800～950℃之间的任意温度下保持5～200小时的保温处理后，或者，在800～950℃之间以5℃/小时以下的平均升温速度进行加热而表现出二次再结晶，进而加热至1100℃以上的温度而使二次再结晶完成后，在该温度下保持2小时以上而进行纯化处理。
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，还含有选自Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Ni：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、B：0.0002～0.0025质量％、Nb：0.0010～0.0100质量％、Sn：0.010～0.400质量％、Sb：0.010～0.150质量％、Mo：0.010～0.200质量％、P：0.010～0.150质量％、V：0.0005～0.0100质量％和Ti：0.0005～0.0100质量％中的一种或两种以上。
发明效果
根据本发明，使用含有抑制剂形成成分的原材，利用与现有的使固溶C增加或使碳化物微细化的方法不同的高速冷却效果，能够稳定地制造磁特性优良的取向性电磁钢板，因此在产业上发挥的效果大。
具体实施方式
首先，对成为发明出本发明的契机的实验进行说明。
<实验1>
通过连铸法制造含有C：0.065质量％、Si：3.60质量％、Mn：0.10质量％、sol.Al：0.022质量％、N：0.0080质量％、S：0.004质量％和Se：0.020质量％的钢坯，再加热至1420℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.6mm的热轧板。接着，对上述热轧板实施使最高到达温度(均热温度)为1050℃的热轧板退火。此时，将热轧板退火的从1050℃起至室温为止的冷却过程如表1所示分成1000～800℃之间、800～300℃之间和300～100℃之间这三个区间，使各个区间的平均冷却速度变化而进行冷却。然后，通过第一次冷轧使中间板厚为1.6mm，实施1100℃的中间退火后，通过第二次冷轧而精加工为最终板厚0.23mm的冷轧板，然后，在50体积％H2-50体积％N2、露点55℃的湿润气氛下，实施均热温度840℃×均热时间150秒的兼作脱碳退火的一次再结晶退火。接着，在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂后，实施如下最终退火：在800℃～950℃之间以20℃/小时的升温速度进行加热(无保温)而表现出二次再结晶，接着，在950～1050℃之间以20℃/小时的升温速度进行加热，加热至1200℃而使二次再结晶完成后，在氢气气氛下在该温度下保持5小时而进行纯化处理。
从这样得到的最终退火后的钢板上裁取样品，通过JIS C2550中记载的方法测定磁通密度B8(以800A/m励磁时的磁通密度)，将其结果一并记在表1中。由该结果可知，通过在热轧板退火的冷却过程中使从800℃起至300℃为止的平均速度为200℃/秒以上来进行快速冷却，磁通密度大幅提高。
[表1]
Figure GDA0003305451810000061
在使用含有抑制剂形成成分的原材的情况下，如上所述通过在热轧板退火的冷却过程中将从800℃起至300℃为止的平均冷却速度提高到200℃/秒以上而磁通密度提高的机理还不十分清楚，但本发明人认为如下。
热轧板退火的冷却过程中的从800℃起至300℃为止的温度范围是对碳化物的析出状态产生较大影响的温度范围，以往，一直以增加固溶C或增加微细碳化物为目的进行不到约100℃/秒的冷却。但是，认为本发明的磁特性提高机理与基于上述固溶C或微细碳化物的增加的机理不同。
实施了热轧板退火的钢板在脱碳退火(一次再结晶退火)工序前C含量高，因此，由于退火中的加热而一部分发生逆相变，从α相转变为γ相。相变后的γ相与周围的α相的晶体结构不同(γ相为FCC、α相为BCC)，热膨胀率也不同。从这样的状态以200℃/秒以上进行快速冷却时，由于过冷却，γ相不会相变为α相而直接收缩残留。因此，由于热膨胀系数的差异，γ相与α相的相界面产生与通常不同的应变。认为其结果是在下一工序冷轧中的位错的滑移系发生变化，一次再结晶退火(脱碳退火)后的钢板的{411}取向晶粒增加，织构得到改善，由此，磁特性提高。需要说明的是，虽然认为即使以100℃/秒以下的冷却速度相界面也会产生应变，但认为由于冷却速度慢，因此应变容易消除，不能充分地得到上述效果。
另一方面，关于继上述快速冷却之后的从300℃起至100℃为止的冷却，在平均冷却速度为5～40℃/秒的范围内发现了磁特性的进一步提高。认为这是因为，通过进行如上所述的慢速冷却，残留的γ相发生马氏体相变而进一步导入高的应变，一次再结晶织构进一步得到改善。众所周知，γ相通过快速冷却而发生马氏体相变，但是，在通过200℃/秒以上的快速冷却而冷却至低于100℃的情况下，γ相直接过冷却，因此反而难以发生马氏体相变。
<实验2>
将具有含有C：0.045质量％、Si：3.40质量％、Mn：0.05质量％、sol.Al：0.020质量％、N：0.0080质量％、S：0.005质量％和Se：0.016质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢利用真空熔化炉熔炼并进行铸造而制成钢锭后，将该钢锭加热至1350℃的温度，进行热轧而制成板厚2.3mm的热轧板。接着，对上述热轧板实施使最高到达温度为1000℃的热轧板退火。接着，进行第一次冷轧使中间板厚为1.6mm，实施使最高到达温度为1050℃的中间退火。此时，使中间退火的从1050℃起至室温为止的冷却过程中的1050～800℃之间的平均冷却速度为10℃/秒、使300～100℃之间的平均冷却速度为30℃/秒、使上述温度范围之间的800～300℃之间的平均冷却速度如表2那样各种变化而进行冷却。然后，进行第二次冷轧(最终冷轧)而精加工为最终板厚0.23mm的冷轧板后，在50体积％H2-50体积％N2、露点55℃的湿润气氛下，实施均热温度840℃×均热时间120秒的兼作脱碳退火的一次再结晶退火。此时，使一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的平均升温速度在300～1000℃/秒之间变化。接着，在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂后，实施如下最终退火：在800～950℃之间以30℃/小时的升温速度进行加热(无保温)而表现出二次再结晶，接着，在950～1050℃之间以20℃/小时的升温速度进行加热，加热至1200℃而使二次再结晶完成后，在氢气气氛下在该温度下保持5小时而进行纯化处理。
从这样得到的最终退火后的钢板上裁取样品，通过JIS C2550中记载的方法测定磁通密度B8(以800A/m励磁时的磁通密度)，将其结果一并记在表2中。根据该结果可知，通过在中间退火的冷却过程中使从800℃起至300℃为止的平均速度为200℃/秒以上来进行快速冷却，并且使接下来的冷轧后的一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的升温速度为500℃/秒以上，磁通密度大幅提高。
[表2]
Figure GDA0003305451810000091
如上所述通过在中间退火的冷却过程中将从800℃起至300℃为止的平均冷却速度提高到200℃/秒以上、并且在一次再结晶退火的加热过程中使500～700℃的升温速度为500℃/秒以上而磁通密度大幅提高的机理还不十分清楚，但本发明人认为如下。
在中间退火的冷却过程中将从800℃起至300℃为止的平均冷却速度提高到200℃/秒以上的情况下，如上述<实验1>中所述的那样，认为在γ相与α相的相界面产生与通常不同的应变。认为在这样的状态下进行冷轧时，产生与通常不同的变形带。该变形带是再结晶温度高的{411}取向晶粒容易成核的变形带，通过使一次再结晶退火的加热过程中的升温速度为500℃/秒以上这样极快的升温速度，{411}取向晶粒进一步增加而使织构得到改善，从而磁特性大幅提高。
本发明是基于上述新的见解而开发的。
接着，对用于制造本发明的取向性电磁钢板的钢原材(钢坯)的成分组成的限定理由进行说明。
C：0.02～0.10质量％
C小于0.02质量％时，在铸造时、热轧时组织成为α单相，因此，钢脆化，在钢坯中产生裂纹，或者在热轧后的钢板边缘产生边裂，从而给制造带来麻烦。另一方面，超过0.10质量％时，在脱碳退火中，难以降低到不发生磁时效的0.005质量％以下。因此，C设定为0.02～0.10质量％的范围。优选为0.025～0.050质量％的范围。
Si：2.0～5.0质量％
Si是用于提高钢的电阻率、改善铁损的必要元素，但小于2.0质量％时，上述效果不充分，另一方面，超过5.0质量％时，钢的加工性降低，难以轧制制造。因此，Si设定为2.0～5.0质量％的范围。优选为2.5～4.0质量％的范围。
Mn：0.01～1.0质量％
Mn是用于改善钢的热加工性的必要元素，小于0.01质量％时，上述效果不充分，另一方面，添加超过1.0质量％时，使制品板的磁通密度降低。因此，Mn设定为0.01～1.0质量％的范围。优选为0.02～0.30质量％的范围。
sol.Al：0.01～0.04质量％
Al是形成AlN并析出而在发生二次再结晶的最终退火中作为抑制正常晶粒生长的抑制剂发挥功能的元素，在取向性电磁钢板的制造中是重要的元素。但是，Al含量以酸可溶性Al(sol.Al)计小于0.01质量％时，抑制剂的绝对量不足，对正常晶粒生长的抑制力不足。另一方面，超过0.04质量％时，AlN发生奥斯特瓦尔德生长而粗大化，对正常晶粒生长的抑制力仍不足。因此，Al的含量以sol.Al计设定为0.01～0.04质量％的范围。优选为0.012～0.030质量％的范围。
N：0.004～0.020质量％
N与Al结合而形成作为抑制剂的AlN并析出，但是，含量小于0.004质量％时，抑制剂的绝对量不足，对正常晶粒生长的抑制力不足。另一方面，含量超过0.020质量％时，有可能在热轧时钢坯发生膨胀。因此，N的含量设定为0.004～0.020质量％的范围。优选为0.006～0.010质量％的范围。
S和Se中的一种或两种：合计为0.002～0.040质量％
S和Se与Mn结合而形成作为抑制剂的MnS、MnSe。但是，单独或合计小于0.002质量％时，得不到充分的抑制剂效果。另一方面，超过0.040质量％时，抑制剂发生奥斯特瓦尔德生长而粗大化，对正常晶粒生长的抑制力不足。因此，S和Se的含量设定为合计0.002～0.040质量％的范围。优选为0.005～0.030质量％的范围。
用于制造本发明的取向性电磁钢板的钢原材(钢坯)的上述成分以外的余量实质上为Fe和不可避免的杂质。但是，以提高磁特性为目的，在上述成分组成的基础上还可以含有选自Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Ni：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、B：0.0002～0.0025质量％、Nb：0.0010～0.0100质量％、Sn：0.010～0.400质量％、Sb：0.010～0.150质量％、Mo：0.010～0.200质量％、P：0.010～0.150质量％、V：0.0005～0.0100质量％和Ti：0.0005～0.0100质量％中的一种或两种以上。上述各元素具有提高取向性电磁钢板的磁特性的效果，但是，含量低于上述下限值时，不能得到充分的磁特性提高效果。另一方面，含量超过上述上限值时，二次再结晶晶粒的发达受到阻碍，磁特性反而有可能劣化。
接着，对本发明的取向性电磁钢板的制造方法进行说明。
本发明的取向性电磁钢板可以通过包括如下一系列工序的取向性电磁钢板的制造方法来制造：将具有上述说明的成分组成的钢原材(钢坯)加热至规定的温度后，进行热轧而制成热轧板，实施热轧板退火后，进行一次冷轧或夹着中间退火的两次以上冷轧而制成最终板厚的冷轧板，实施兼作脱碳退火的一次再结晶退火，在钢板表面涂布退火分离剂后，实施使其二次再结晶、然后进行纯化处理的最终退火，进行平坦化退火。
上述钢原材(钢坯)可以在利用作为常规方法的精炼工艺将调整为上述说明的成分组成的钢熔炼后通过作为常规方法的连铸法或铸锭-分解轧制法来制造。另外，也可以通过直接铸造法制造厚度为100mm以下的薄铸片。
接着，将上述钢坯加热至超过1280℃的温度后，供至制成规定板厚的热轧板的热轧。上述钢坯的加热温度为1280℃以下时，添加的抑制剂形成成分不会充分地固溶在钢中。优选的钢坯加热温度为1300℃以上。对钢坯进行加热的手段可以使用煤气炉、感应加热炉、通电炉等公知的手段。需要说明的是，继钢坯加热之后的热轧只要在以往公知的条件下进行即可，没有特别限制。
接着，出于使热轧板组织完全地再结晶的目的，对上述热轧而得到的热轧板实施热轧板退火。从可靠地得到上述效果的观点出发，该热轧板退火的最高到达温度优选设定为950℃以上。更优选为1000℃以上。另一方面，最高到达温度超过1200℃时，热轧板退火后的晶粒粗大化，难以得到整粒的一次再结晶组织，因此，限制为1200℃以下。更优选为1150℃以下。需要说明的是，从为了充分地得到热轧板退火的效果以及确保生产率的观点出发，保持在最高到达温度的时间优选设定为5～300秒的范围。
接着，对上述热轧板退火后的热轧板进行酸洗而脱氧化皮，然后进行一次冷轧或夹着中间退火的两次以上冷轧而制成最终板厚的冷轧板。在此，进行两次以上冷轧时中间退火的退火温度优选设定为1000～1200℃的范围，这是因为，低于1000℃时，难以完全地再结晶，另一方面，退火温度超过1200℃时，退火后的晶粒粗大化，难以得到整粒的一次再结晶组织。更优选为1020～1150℃的范围。需要说明的是，从为了充分地得到退火效果以及确保生产率的观点出发，中间退火的均热时间优选设定为5～300秒的范围。
在此，本发明中最重要的是，在冷轧前的退火中，具体而言，在热轧板退火和中间退火中的任意一个以上退火中，需要在自最高到达温度起的冷却过程中的800～300℃之间进行平均冷却速度为200℃/秒以上的快速冷却。如前所述，通过使该温度范围的平均冷却速度为200℃/秒以上，冷却后的钢板内被导入大的应变，一次再结晶退火后的钢板的织构得到改善，结果能够提高制品板的磁特性。优选为300℃/秒以上。为了在工业上实现该冷却速度，可以优选使用如上述专利文献5中记载的那样的喷射水的快速冷却装置等。需要说明的是，上限的冷却速度没有特别规定，但上述快速冷却装置的上限冷却速度为约1200℃/秒。
接着，本发明中重要的是，优选使继上述800～300℃之间的快速冷却之后的从300℃起至100℃为止的冷却以5～40℃/秒范围的平均冷却速度来实施。由此，退火后的钢板内的应变量进一步增加，能够进一步改善磁特性。更优选为20～40℃/秒的范围。
然后，对制成上述最终板厚的冷轧后的钢板(冷轧板)实施兼作脱碳退火的一次再结晶退火。从确保脱碳性的观点出发，该一次再结晶退火优选在均热温度800～900℃×均热时间50～300秒的范围内进行。另外，从确保脱碳性的观点出发，其退火气氛优选设定为湿润气氛。需要说明的是，通过该脱碳退火，钢板中的C降低至0.0050质量％以下。另外，通过在该一次再结晶退火的加热过程中的、作为再结晶温度范围的500～700℃之间以500℃/秒以上进行升温，织构得到进一步改善，磁特性提高。优选为600℃/秒以上。
接着，对于上述一次再结晶退火的钢板而言，在通过最终退火使镁橄榄石覆膜形成的情况下，在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂后，实施使二次再结晶发生、然后进行纯化处理的最终退火。另一方面，在重视冲裁加工性、没有形成镁橄榄石覆膜的情况下，不应用退火分离剂、或者在钢板表面涂布以二氧化硅或氧化铝等为主体的退火分离剂后，实施上述最终退火。
在此，上述最终退火优选：在加热过程中，进行在800～950℃之间的任意温度下保持5～200小时的保温处理、或者在800～950℃之间以5℃/小时以下的平均升温速度进行加热而表现出二次再结晶后，接着，或者暂时降温至700℃以下后，进行再加热，在使950～1050℃之间的温度范围的平均升温速度为5～35℃/小时的条件下加热至1100℃以上的温度而使二次再结晶完成，进一步，然后在该温度下保持2小时以上而实施纯化处理。通过该纯化处理，钢板中的Al、N、S和Se减少至不可避免的杂质水平。
上述800～950℃之间的优选的保温处理时间为50～150小时，并且800～950℃之间的优选的平均升温速度为1～3℃/小时。另外，950～1050℃之间的优选的平均升温速度为10～20℃/小时，纯化处理的优选的温度为1200～1250℃，优选的保持时间为2～10小时。需要说明的是，上述最终退火的纯化处理的气氛优选设定为H2气氛。
对于上述最终退火后的钢板，为了除去未反应的退火分离剂，实施水洗、刷洗、酸洗等，然后，为了形状矫正而实施平坦化退火，这对于降低铁损是有效的。另外，在将钢板层叠使用的情况下，为了改善铁损，优选在平坦化退火或其前后的任一工序中对钢板表面被覆绝缘覆膜。需要说明的是，为了进一步降低铁损，上述绝缘覆膜优选采用张力赋予覆膜。另外，此时可以采用通过粘合剂被覆张力赋予覆膜、或者通过物理蒸镀法或化学蒸镀法在钢板表层蒸镀无机物而形成张力赋予覆膜的方法。此外，为了进一步降低铁损，优选对制品板表面照射激光束、等离子体束等而赋予热应变、冲击应变，或者在钢板表面形成槽，或者实施磁畴细化处理。
实施例1
通过连铸法制造具有表3所示的成分组成、余量由Fe和不可避免的杂质构成的钢坯，再加热至1350℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.5mm的热轧板，对该热轧板实施1050℃×20秒的热轧板退火。此时，使上述热轧板退火和中间退火的冷却过程中的800～300℃之间和300～100℃之间的平均冷却速度如表4所示那样变化。然后，对上述热轧板进行酸洗，通过第一次冷轧制成1.3mm的中间板厚后，实施1060℃×60秒的中间退火，然后通过第二次冷轧制成最终板厚0.23mm的冷轧板，然后，在60体积％H2-40体积％N2且露点55℃的湿润气氛下对上述冷轧板实施830℃×150秒的兼作脱碳退火的一次再结晶退火。此时，加热过程中的500～700℃之间的平均升温速度设定为200℃/秒。
接着，对于上述一次再结晶退火后的钢板表面，在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂，然后实施如下最终退火：在800℃～950℃之间以10℃/小时的升温速度进行加热(无保温)而表现出二次再结晶，接着，在950～1050℃之间以15℃/小时的升温速度进行加热，加热至1200℃而使二次再结晶完成后，在氢气气氛下在该温度下保持10小时而进行纯化处理。
从这样得到的最终退火后的钢板上裁取试验片，通过JIS C2550中记载的方法测定磁通密度B8(以800A/m励磁时的磁通密度)，将其结果一并记在表4中。由表4可知，使用具有符合本发明的成分组成的钢原材并且在符合本发明的条件下在热轧板退火和/或中间退火中进行了快速冷却的钢板均具有优良的磁通密度，特别是，800～300℃之间的冷却速度越快的钢板，磁通密度越优良。
Figure GDA0003305451810000161
[表4]
Figure GDA0003305451810000171
实施例2
通过连铸法制造含有C：0.060质量％、Si：3.5质量％、Mn：0.069质量％、sol.Al：0.037质量％、N：0.019质量％和S：0.008质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的钢坯，再加热至1300℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.0mm的热轧板，对该热轧板实施1100℃×40秒的热轧板退火。此时，使热轧板退火的冷却过程中的800～300℃之间和300～100℃之间的平均冷却速度如表5所示那样变化。然后，通过一次冷轧制成最终板厚0.20mm的冷轧板后，在55体积％H2-45体积％N2且露点60℃的湿润气氛下对上述冷轧板实施850℃×60秒的兼作脱碳退火的一次再结晶退火。此时，加热过程中的500～700℃之间的平均升温速度设定为400℃/秒。
接着，在上述一次再结晶退火后的钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂后，实施如下最终退火：在800℃～950℃之间以20℃/小时的升温速度进行加热(无保温)而表现出二次再结晶，接着，在950～1050℃之间以35℃/小时的升温速度进行加热，加热至1225℃而使二次再结晶完成后，在氢气气氛下在该温度下保持10小时而进行纯化处理。
从这样得到的最终退火后的钢板上裁取试验片，通过JIS C2550中记载的方法测定磁通密度B8(以800A/m励磁时的磁通密度)，将其结果一并记在表5中。由表5可知，使用具有符合本发明的成分组成的钢原材并且在符合本发明的条件下实施了热轧板退火的钢板的磁通密度均优良。
[表5]
Figure GDA0003305451810000181
实施例3
与实施例2同样地，通过连铸法制造含有C：0.060质量％、Si：3.5质量％、Mn：0.069质量％、sol.Al：0.037质量％、N：0.019质量％和S：0.008质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的钢坯，再加热至1300℃的温度后，进行热轧而制成板厚2.8mm的热轧板，对该热轧板实施1050℃×60秒的热轧板退火。此时，使热轧板退火的冷却过程中的800～300℃之间和300～100℃之间的平均冷却速度如表6所示那样变化。然后，通过第一次冷轧使中间板厚为1.8mm，实施1080℃×60秒的中间退火后，通过第二次冷轧制成最终板厚0.23mm的冷轧板。此时，中间退火的冷却过程中的800～100℃之间的平均冷却速度设定为40℃/秒。
接着，在55体积％H2-45体积％N2且露点58℃的湿润气氛下，对上述冷轧板实施850℃×100秒的兼作脱碳退火的一次再结晶退火。此时，使加热过程中的500～700℃之间的平均升温速度如表6所记载的那样变化。接着，在上述一次再结晶退火后的钢板表面涂布以MgO为主体的退火分离剂后，实施使二次再结晶完成、然后在氢气气氛下在1225℃的温度下保持10小时而进行纯化处理的最终退火。此时，使到完成最终退火的二次再结晶为止的加热条件(到800～950℃之间的表现出二次再结晶为止的加热条件、之后的到680℃为止的降温有无、950～1050℃之间的平均升温速度)如表6所示那样变化。
从这样得到的最终退火后的钢板上裁取试验片，通过JIS C2550中记载的方法测定磁通密度B8(以800A/m励磁时的磁通密度)，将其结果一并记在表6中。由表6可知，通过在最终退火的加热过程中的800～950℃之间实施5小时以上的保温处理，或者在800～950℃之间以5℃/秒以下进行升温，无论之后的到680℃为止的降温有无，制品板的磁通密度都进一步提高。另外可知，通过将一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的平均升温速度提高到500℃/秒以上，磁通密度进一步提高。
Figure GDA0003305451810000201
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Claims (7)

1.一种取向性电磁钢板的制造方法，其包括如下一系列工序：将具有含有C：0.02～0.10质量％、Si：2.0～5.0质量％、Mn：0.01～1.00质量％、sol.Al：0.01～0.04质量％、N：0.004～0.020质量％、合计为0.002～0.040质量％的选自S和Se中的一种或两种、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成的钢坯加热至超过1280℃的温度后，进行热轧而制成热轧板，实施热轧板退火后，进行一次冷轧或夹着中间退火的两次以上冷轧而制成最终板厚的冷轧板，进行兼作脱碳退火的一次再结晶退火，在钢板表面涂布退火分离剂后，进行最终退火、平坦化退火，
所述制造方法的特征在于，
在所述热轧板退火和中间退火中的任意一个以上退火中，在自最高到达温度起的冷却过程中的从800℃起至300℃为止以200℃/秒以上的平均冷却速度进行快速冷却。
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，继所述快速冷却之后，在从300℃起至100℃为止以5～40℃/秒范围内的平均冷却速度进行冷却。
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，使所述兼作脱碳退火的一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的升温速度为500℃/秒以上。
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，使所述兼作脱碳退火的一次再结晶退火的加热过程中的500～700℃之间的升温速度为500℃/秒以上。
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，在所述最终退火的加热过程中，进行在800～950℃之间的任意温度下保持5～200小时的保温处理后，或者，在800～950℃之间以5℃/小时以下的平均升温速度进行加热而表现出二次再结晶，进而加热至1100℃以上的温度而使二次再结晶完成后，在该温度下保持2小时以上而进行纯化处理。
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还含有选自Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Ni：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、B：0.0002～0.0025质量％、Nb：0.0010～0.0100质量％、Sn：0.010～0.400质量％、Sb：0.010～0.150质量％、Mo：0.010～0.200质量％、P：0.010～0.150质量％、V：0.0005～0.0100质量％和Ti：0.0005～0.0100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还含有选自Cr：0.01～0.50质量％、Cu：0.01～0.50质量％、Ni：0.01～0.50质量％、Bi：0.005～0.50质量％、B：0.0002～0.0025质量％、Nb：0.0010～0.0100质量％、Sn：0.010～0.400质量％、Sb：0.010～0.150质量％、Mo：0.010～0.200质量％、P：0.010～0.150质量％、V：0.0005～0.0100质量％和Ti：0.0005～0.0100质量％中的一种或两种以上。
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