JP2001200377A - Method for producing superlow core loss grain oriented silicon steel sheet and dry plating device - Google Patents

Method for producing superlow core loss grain oriented silicon steel sheet and dry plating device

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JP2001200377A
JP2001200377A JP2000012927A JP2000012927A JP2001200377A JP 2001200377 A JP2001200377 A JP 2001200377A JP 2000012927 A JP2000012927 A JP 2000012927A JP 2000012927 A JP2000012927 A JP 2000012927A JP 2001200377 A JP2001200377 A JP 2001200377A
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silicon steel
film
mass
ceramic
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JP2000012927A
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Japanese (ja)
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Masao Iguchi
征夫 井口
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/044Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deposit a ceramic tensile film on the surface of a grain oriented silicon steel sheet at a high speed without deteriorating the film quality and adhesion. SOLUTION: The surface of a grain oriented silicon steel sheet subjected to finish annealing is deposited with an Si-N-O-C series ceramic film containing at least one kind selected from Fe, Al and Ti by using a magnetron sputtering method at least as for an initial layer, and, next, the surface of the ceramic film is deposited with the same kind of or a different kind of ceramic tensile film by an electron beam method.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造方法およびドライプレーティング装置に
関し、特に仕上焼鈍済みの珪素鋼板の表面または線状の
凹領域をそなえる仕上焼鈍済みの珪素鋼板の表面に、セ
ラミック張力被膜を被成して鉄損特性を改善するに際
し、セラミック被膜による張力付与効果を低下させるこ
となしに、成膜速度を効果的に向上させて、生産性の向
上と共に、製造コストの有利な低減を図ろうとするもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet and a dry plating apparatus, and more particularly to a finish-annealed silicon steel sheet having a surface or a linear concave region which has been subjected to finish annealing. Improve productivity by applying a ceramic tension coating on the surface of a silicon steel sheet to improve iron loss characteristics without reducing the effect of applying tension by the ceramic coating, effectively increasing the deposition rate. At the same time, an attempt is made to advantageously reduce manufacturing costs.

【0002】[0002]

【従来の技術】一方向性珪素鋼板は、主として変圧器そ
の他の電機機器の鉄心として利用され、磁化特性として
磁束密度(B8 値で代表される)が高く、鉄損(W
17/50 で代表される)が低いことが要求される。
BACKGROUND ART grain oriented silicon steel sheet is mainly being used as transformer cores and other electrical equipment, (represented by 8 value B) flux density as the magnetization characteristic is high, the iron loss (W
17/50 ) is required to be low.

【0003】一方向性珪素鋼板の磁気特性を向上させる
ためには、第一に鋼板中の2次再結晶粒の<001>軸
を圧延方向に高度に揃える必要があり、第二には最終製
品中に残存する不純物や析出物をできるだけ少なくする
必要がある。
[0003] In order to improve the magnetic properties of a unidirectional silicon steel sheet, it is necessary to first align the <001> axis of secondary recrystallized grains in the steel sheet with the rolling direction, and secondly, to make the final It is necessary to minimize impurities and precipitates remaining in the product.

【0004】このため、N.P.Gossによって一方向性珪素
鋼板の2段冷延による基本的な製造技術が提案されて以
来、その製造技術に数多くの改良が重ねられ、一方向性
珪素鋼板の磁束密度および鉄損値は年を追って改善され
てきた。その中で特に代表的なものは、SbとMnSeまたは
MnSとをインヒビターとして利用する特公昭51-13469号
公報に記載の方法、もう一つはAlNとMnSをインヒビタ
ーとして利用する特公昭33−4710号公報、特公昭40-156
44号公報および特公昭46-23820号公報等に記載の方法で
あり、これらの方法によればB8 が1.88Tを超える高磁
束密度を有する製品が得られるようになった。
[0004] For this reason, since NPGoss proposed a basic manufacturing technique by two-stage cold rolling of a grain-oriented silicon steel sheet, a number of improvements have been made to the technique, and the magnetic flux density and the density of the grain-oriented silicon steel sheet have been improved. Iron loss values have improved over the years. Among them, the most typical ones are Sb and MnSe or
JP-B-51-13469 using MnS as an inhibitor, and JP-B-33-4710 and JP-B-40-156 using AlN and MnS as inhibitors.
The method according to 44 JP and Sho 46-23820 Patent Publication, according to these methods B 8 is now the product is obtained having a high magnetic flux density exceeding 1.88T.

【0005】さらに高磁束密度の製品を得るために、特
公昭57-14737号公報では素材中にMoを複合添加したり、
また特公昭62-42968号公報では素材中にMoを複合添加さ
せたのち、最終冷延直前の中間焼鈍後に急冷処理を施す
などの改良を加えて、B8 が1.90T以上の高磁束密度
で、かつ鉄損W17/50 が 1.05 W/kg(製品板厚:0.30m
m) 以下の低鉄損が得られることが、開示提案されてい
るが、なお低鉄損化については改善すべき余地が残され
ていた。
In order to obtain a product having a higher magnetic flux density, Japanese Patent Publication No. 577-14737 discloses a method in which Mo is added to a material in a complex manner.
In Japanese Patent Publication No. 62-42968, Mo is added to the material in a complex manner, and then the quenching treatment is applied after intermediate annealing immediately before the final cold rolling, so that B 8 has a high magnetic flux density of 1.90 T or more. And iron loss W 17/50 is 1.05 W / kg (product thickness: 0.30m
m) It is disclosed that the following low iron loss can be obtained, but there is still room for improvement in reducing iron loss.

【0006】とくに、十数年前のエネルギー危機を境と
して電力損失を極力低減することへの要請が著しく強ま
り、それに伴って鉄心材料の用途においても、より一層
の改善が望まれている。そのため、渦電流損をできる限
り小さくすることを目的として、製品板厚を薄くした0.
23mm厚(9mil)以下のものが数多く使用されるようにな
ってきた。
[0006] In particular, the demand for reducing power loss as much as possible after the energy crisis of more than ten years ago has been remarkably increased, and accordingly, further improvements in the use of iron core materials are desired. Therefore, in order to minimize eddy current loss, the product thickness was reduced.
Many of those having a thickness of 23 mm (9 mil) or less have come to be used.

【0007】上記した技術はいずれも、主に冶金学的な
手法であるが、これらの方法とは別に、特公昭57−2252
号公報に提案されているような、仕上焼鈍後の鋼板の表
面にレーザー照射やプラズマ照射(B.Fukuda, K.Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito : Proc. of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008,(US
A), (1987) )を行い、人為的に 180°磁区幅を減少さ
せて鉄損を低減する方法(磁区細分化技術)が開発され
た。この技術の開発により、一方向性珪素鋼板の鉄損
は、大幅に低減された。しかしながら、この技術は、高
温での焼鈍に耐え得ないという欠点があり、用途が歪取
焼鈍を必要としない積鉄心変圧器に限定されるという問
題があった。
[0007] All of the above-mentioned techniques are mainly metallurgical techniques, but apart from these methods, Japanese Patent Publication No. 57-2252
Irradiation of laser or plasma on the surface of the steel sheet after finish annealing as proposed in Japanese Patent Publication (B. Fukuda, K. Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito: Proc. Of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008, (US
A), (1987)), and a method for reducing iron loss by artificially reducing the magnetic domain width by 180 ° (magnetic domain refinement technology) was developed. With the development of this technology, the iron loss of the grain-oriented silicon steel sheet has been significantly reduced. However, this technique has a disadvantage that it cannot withstand annealing at high temperatures, and has a problem that its application is limited to a laminated iron core transformer that does not require strain relief annealing.

【0008】この点、歪取焼鈍に耐え得る磁区細分化技
術として、一方向性珪素鋼板の仕上焼鈍後の鋼板表面
に、線状の溝を導入し、溝による反磁界効果を応用して
磁区の細分化を図る方法が工業化された(H.Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi : Proc. SMM-
8., (1987), P.402 )。また、これとは別に、一方向性
珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを施す
ことによって溝を形成し、磁区を細分化する方法(特公
平8−6140号公報)も開発され、工業化されている。
In this regard, as a magnetic domain refining technique capable of withstanding strain relief annealing, a linear groove is introduced into the surface of a steel sheet after finish annealing of a unidirectional silicon steel sheet, and a magnetic domain effect is applied by utilizing the demagnetizing field effect of the groove. Has been industrialized to subdivide the technology (H. Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi: Proc.SMM-
8., (1987), P.402). Separately, a method has been developed in which a final cold-rolled sheet of unidirectional silicon steel sheet is subjected to local electrolytic etching to form grooves and subdivide magnetic domains (Japanese Patent Publication No. 8-6140). , Has been industrialized.

【0009】その他にも、特公昭52-24499号公報におい
て、珪素鋼板の仕上焼鈍後に形成されるフォルステライ
ト被膜を除去し、鋼板表面を研磨した後、この鋼板表面
に金属メッキを施すことからなる方法が提案されてい
る。しかしながら、この方法は、低温では低鉄損が得ら
れるものの、高温処理を施すと金属が珪素鋼板中に拡散
するため、かえって鉄損が劣化するという欠点があっ
た。
In addition, Japanese Patent Publication No. 52-24499 discloses a method comprising removing a forsterite film formed after finish annealing of a silicon steel sheet, polishing the steel sheet surface, and then applying a metal plating to the steel sheet surface. A method has been proposed. However, this method has a disadvantage that although a low iron loss can be obtained at a low temperature, the metal is diffused into the silicon steel sheet when subjected to a high temperature treatment, so that the iron loss is rather deteriorated.

【0010】この点、発明者らは先に、上記の不利を解
消するものとして、特公昭63-54767号公報等において、
研磨により平滑化した一方向性珪素鋼板上にCVDやイ
オンプレーティング, イオンインプランテーション等の
ドライプレーティング(PVD)により、Si, Mn, Cr,
Ni, Mo, W,V,Ti, Nb, Ta, Hf, Al,Cu, ZrおよびB
の窒化物、炭化物のうちから選んだ1種または2種以上
の張力被膜を被成させることによって超低鉄損が得られ
ることを開示した。この製造法により、電力用トランス
や高周波トランス等の材料として非常に優れた鉄損特性
が得られるようになったが、それでもなお、最近の低鉄
損化に対する要求に対しては十分に応えているとはいい
難かった。
[0010] In this regard, the present inventors have previously disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-54767 and the like, for solving the above disadvantages.
Si, Mn, Cr, Si, Mn, Cr, etc. are applied on a grain-oriented silicon steel sheet by dry plating (PVD) such as CVD, ion plating and ion implantation.
Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, Hf, Al, Cu, Zr and B
It has been disclosed that an ultra-low iron loss can be obtained by forming one or two or more kinds of tension films selected from nitrides and carbides. This manufacturing method has made it possible to obtain extremely excellent iron loss characteristics as a material for power transformers and high frequency transformers, but nevertheless, it has sufficiently responded to recent demands for low iron loss. It was hard to be there.

【0011】そこで、発明者らは、従来に比べて鉄損の
一層の低減を図るべく、あらゆる観点から根本的な再検
討を加えた。すなわち、発明者は、安定した工程で平滑
化した一方向性珪素鋼板表面上に種々の窒化物、炭化物
のうちから選んだ1種または2種以上の張力被膜を被成
させて超低鉄損の製品を得るためには、一方向性珪素鋼
板の素材成分から最終の処理工程に至るまでの根本的な
再検討が必要であるとの認識に立って、珪素鋼板の集合
組織の追跡から、鋼板表面の平滑度や最終のCVDやP
VD処理工程に至るまで鋭意検討を重ねた。
Therefore, the present inventors have made a fundamental reexamination from all viewpoints in order to further reduce iron loss as compared with the prior art. That is, the inventor formed one or two or more kinds of tension films selected from various nitrides and carbides on the surface of a grain-oriented silicon steel sheet smoothed in a stable process to form an ultra-low iron loss. In order to obtain a product of the following, from the recognition that a fundamental review from the raw material composition of the unidirectional silicon steel sheet to the final processing step is necessary, from tracking the texture of the silicon steel sheet, Smoothness of steel sheet surface and final CVD and P
Intensive studies were conducted up to the VD processing step.

【0012】その結果、表面を平滑化した珪素鋼板およ
び線状の溝を導入した珪素鋼板いずれであっても、該珪
素鋼板の表面に被成するセラミック張力被膜を複数種と
し、しかもこのセラミック張力被膜について、その熱膨
張係数が外側にいくほど小さくすることが、鉄損の低減
に極めて有効であることの知見を得、これに基づき極め
て鉄損の低い一方向性珪素鋼板を新たに開発した(特開
平11−131252号公報)。
As a result, a plurality of types of ceramic tension coatings are formed on the surface of the silicon steel sheet regardless of whether the silicon steel sheet has a smooth surface or a silicon steel sheet having linear grooves. With regard to the coating, it was found that reducing the coefficient of thermal expansion toward the outside is extremely effective in reducing iron loss, and based on this, a new unidirectional silicon steel sheet with extremely low iron loss was newly developed. (JP-A-11-131252).

【0013】かくして得られた一方向性珪素鋼板は、極
めて薄く、かつ密着性に優れたセラミック膜の張力被膜
をそなえ、超低鉄損の達成が可能なだけでなく、絶縁性
を具備し、しかも占積率にも優れているため、まさに理
想的な珪素鋼板といえる。
The thus obtained unidirectional silicon steel sheet has an extremely thin ceramic film having excellent adhesion and a tensile coating, and is capable of achieving not only an ultra-low iron loss but also an insulating property. Moreover, since it has an excellent space factor, it can be said that it is an ideal silicon steel sheet.

【0014】しかしながら、このような緻密なセラミッ
ク膜を被成するには、真空中で高プラズマ雰囲気下での
処理が不可欠なだけでなく、プラズマ・コ−ティングの
際に使用する材料(例えば TiNの成膜に際しては純Ti材
料、 Si3N4の成膜に際しては高純度Si等)が非常に高価
なため、工業化に際して、コストアップを余儀なくされ
るところに問題を残していた。また、Si3N4 やSiC等の
Si系セラミック被膜は、その熱膨張係数は小さいもの
の、膜質に若干の問題があり、剪断または 180°曲げ試
験を行った場合に、膜の脆さのためコ−ティング膜にク
ラックが入り易いことが指摘されている。
However, in order to form such a dense ceramic film, it is not only indispensable to carry out a treatment under a high plasma atmosphere in a vacuum, but also to use a material (for example, TiN) used for plasma coating. However, since pure Ti material is very expensive for film formation, and high-purity Si is very expensive for film formation of Si 3 N 4 ), there is a problem that the cost must be increased during industrialization. In addition, such as Si 3 N 4 and SiC
Although the Si-based ceramic coating has a small coefficient of thermal expansion, it has some problems in the film quality, and when subjected to a shearing or 180 ° bending test, the coating film is liable to crack due to the brittleness of the film. Has been pointed out.

【0015】そこで、発明者らは、製造コストの低減と
共に膜質の改善を図るべく、さらに研究を進めた結果、
プラズマ・コ−ティングの際に使用する材料としては、
高純度のSiよりも、むしろ不純物を比較的多量に含有す
るフェロ−シリコンやメタ−シリコンの方が有利である
ことを突き止めた。ずなわち、現行の Si3N4やSiC等の
セラミックコ−ティングにおいては、マグネトロンスパ
ッタ法がセラミックの膜質、被膜の均一性、成膜速度お
よび長時間連続コ−ティングの安定性等の観点から最も
信頼性があるため、一般的に使用されているが、現在こ
のマグネトロンスパッタ法に使用されているSiタ−ゲッ
トの純度は、Siウエハに使用した残り(99.9999999mass
%から 99.9999mass%程度の高純度Si)を出発材料とし
て使用している。
[0015] The inventors of the present invention have further studied to reduce the manufacturing cost and improve the film quality.
Materials used for plasma coating include:
It has been found that ferro-silicon and meta-silicon containing relatively large amounts of impurities are more advantageous than high-purity Si. In other words, in the current ceramic coating of Si 3 N 4 and SiC, the magnetron sputtering method uses the viewpoint of the film quality of the ceramic, the uniformity of the film, the film forming speed, and the stability of the long-time continuous coating. Is most commonly used because it is the most reliable, but the purity of the Si target currently used in this magnetron sputtering method is the remaining (99.9999999 mass mass) used for the Si wafer.
% To 99.9999 mass% high purity Si) is used as a starting material.

【0016】しかしながら、Siウエハに使用した残りと
いえども99.9999999mass%から99.9999 mass%程度の高
純度Siを使用することは、プラズマ・コ−ティングの材
料のコストアップにつながるため、このSiタ−ゲットの
コストダウンの解決が大きな問題点として指摘されてい
た。そこで、発明者らは、上記の問題を解決すべく、種
々のシリコン材料について検討を加えた。その中で、製
鋼段階での鉄鋼製品の成分調整用に一般的に使用されて
いる極めて安価なフェロ−シリコンやメタ−シリコンを
Siタ−ゲット材料として用いてみたところ、これらのシ
リコン材料は単に安価というだけではなく、セラミック
被膜の膜質および密着性を効果的に高め、ひいては鉄損
特性の改善にも極めて有効であることを究明した(例え
ば特開平11−343579号公報, 特開平11−329819号公
報)。
However, the use of high-purity Si of about 99.9999999 mass% to 99.9999 mass%, even for the remaining silicon wafer, leads to an increase in the cost of the plasma coating material. It was pointed out that solving the cost reduction of get was a major problem. Therefore, the inventors have studied various silicon materials in order to solve the above problem. Among them, extremely inexpensive ferro-silicon and meta-silicon, which are generally used for adjusting the composition of steel products at the steelmaking stage, are used.
When used as Si target materials, it was found that these silicon materials are not only inexpensive, but also effectively improve the film quality and adhesion of the ceramic coating, and are also extremely effective in improving iron loss characteristics. (For example, JP-A-11-343579, JP-A-11-329819).

【0017】すなわち、 Si3N4膜中に酸素や炭素を含有
したSi−N−O−C系セラミック膜とくに被膜中にFeや
Al,Ti等を少量含有するSi−N−O−C系セラミック膜
は、膜質に優れるだけでなく珪素鋼板との密着性を効果
的に高めて、鉄損特性の改善に有効に寄与し、しかも原
料コストが安価という利点がある。
That is, a Si—N—O—C ceramic film containing oxygen and carbon in a Si 3 N 4 film, especially Fe or
Si-NOC-based ceramic films containing a small amount of Al, Ti, etc. not only have excellent film quality, but also effectively enhance the adhesion to silicon steel sheets, effectively contributing to the improvement of iron loss characteristics. Moreover, there is an advantage that the raw material cost is low.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、珪素
鋼板の表面に、マグネトロンスパッタ法を用いてFeやA
l,Ti等を少量含有するSi−N−O−C系セラミック膜
を被成することによって、膜質および密着性に優れたセ
ラミック膜のコーティングが可能となった。しかしなが
ら、この手法の工業的利用を考慮した場合、マグネトロ
ンスパッタ法は成膜速度が極めて遅いため、設備的に数
多くのターゲットが必要となり、コストアップのみなら
ず、制御上の問題が生じる。
As described above, the surface of a silicon steel sheet is coated with Fe or A by magnetron sputtering.
By forming a Si-NO-C-based ceramic film containing a small amount of l, Ti, etc., coating of a ceramic film excellent in film quality and adhesion has become possible. However, in consideration of the industrial use of this method, the magnetron sputtering method has a very low film forming rate, so that a large number of targets are required in equipment, which causes not only an increase in cost but also a problem in control.

【0019】本発明は、上記の問題を有利に解決するも
ので、セラミック膜の被成に際し、膜質や密着性ひいて
はセラミック被膜による張力付与効果を劣化させること
なしに、成膜速度を効果的に向上させて、製造コストお
よび生産性の有利な向上を図ることができる超低鉄損一
方向性珪素鋼板の製造方法を、その実施に用いて好適な
ドライプレーティング装置と共に提案することを目的と
する。
The present invention advantageously solves the above-mentioned problems. In forming a ceramic film, the film-forming speed can be effectively increased without deteriorating the film quality and adhesion, and hence the effect of imparting tension by the ceramic film. It is an object of the present invention to propose a method for manufacturing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet capable of improving the manufacturing cost and productivity advantageously, together with a suitable dry plating apparatus for use in the implementation. .

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、マグネトロ
ンスパッタ法による被膜の形成は、初期段階のみで十分
で、まず最初に、マグネトロンスパッタ法によって緻密
で密着性に優れた極薄セラミック被膜を被成しておけ
ば、その後は、膜質は幾分劣るものの、高速成膜が可能
なエレクトロンビーム法の利用が可能であり、かくして
セラミック被膜による張力付与効果を実質的に低下させ
ることなしに、生産性および製造コストの有利な向上を
図り得ることの知見を得た。本発明は、上記の知見に立
脚するものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the formation of a film by magnetron sputtering is sufficient only in the initial stage. If an ultra-thin ceramic coating with high density and excellent adhesion is formed by magnetron sputtering, the electron beam method that allows high-speed deposition can be used after that, although the film quality is somewhat inferior. It has been found that the productivity and the production cost can be advantageously improved without substantially lowering the effect of imparting tension by the ceramic coating. The present invention is based on the above findings.

【0021】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 1.仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、複数層
のセラミック被膜を被成するに際し、少なくとも初層に
ついてはマグネトロンスパッタ法を用いて、Fe,Alおよ
びTiのうちから選んだ少なくとも一種を含有するSi−N
−O−C系のセラミック被膜を被成し、ついで該セラミ
ック被膜の上に、エレクトロンビーム法により、同種ま
たは異種のセラミック張力被膜を成膜することを特徴と
する超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows. 1. When forming a plurality of ceramic coatings on the surface of the annealed unidirectional silicon steel sheet, at least the first layer contains at least one selected from the group consisting of Fe, Al, and Ti using magnetron sputtering. Si-N
An ultra-low iron loss unidirectional silicon, wherein a ceramic coating of the same type or different types is formed on the ceramic coating by an electron beam method. Steel plate manufacturing method.

【0022】2.上記1において、仕上焼鈍済みの一方
向性珪素鋼板が、表面に圧延方向と交差する向きに2〜
10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm
の線状の凹領域を有することを特徴とする超低鉄損一方
向性珪素鋼板の製造方法。
2. In the above item 1, the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet has a surface with a thickness of 2 to 2 in a direction intersecting the rolling direction.
At intervals of 10 mm, width: 50-500 μm, depth: 0.1-50 μm
A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising:

【0023】3.上記1または2において、仕上焼鈍済
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理または平滑
化処理を施さない、フォルステライト被膜および/また
は酸化物被膜の除去処理のままの表面であることを特徴
とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
3. In the above 1 or 2, the finish-annealed surface of the grain-oriented silicon steel sheet is a surface which is not subjected to a smoothing treatment or a smoothing treatment, and is still a removal treatment of a forsterite film and / or an oxide film. A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet.

【0024】4.上記1〜3のいずれかにおいて、セラ
ミック被膜の熱膨張係数が外層側にいくほど小さく、か
つ最外層のセラミック張力被膜は絶縁性を有することを
特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
4. In any one of the above 1 to 3, the thermal expansion coefficient of the ceramic coating is smaller toward the outer layer side, and the ceramic tension coating of the outermost layer is an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet characterized by having an insulating property. Production method.

【0025】5.コイル状の鋼帯を、高真空槽内で巻解
し、再巻取りする間に該鋼帯の片面または両面に同時に
ドライプレーティングを施す装置であって、高真空槽の
入側および出側にそれぞれ、該高真空槽の真空度近くま
で真空減圧可能なコイルの搬入用予備真空室および搬出
用予備真空室を付設し、また、該高真空槽内の前段に
は、巻解された鋼帯の表裏面側それぞれに1対または複
数対のマグネトロンスパッタリング装置を配置する一
方、その後段には、同じく鋼帯の表裏面側それぞれに少
なくとも1対のエレクトロンビーム装置を配置したこと
を特徴とするドライプレーティング装置。
[5] A coil-shaped steel strip is unwound in a high-vacuum chamber, and a device for simultaneously performing dry plating on one or both surfaces of the steel strip during rewinding, wherein an inlet side and an outlet side of the high vacuum chamber are provided. In each case, a preliminary vacuum chamber for carrying in and a preliminary vacuum chamber for carrying out the coil capable of reducing the pressure to near the degree of vacuum of the high vacuum chamber are provided, and a wound steel strip is provided at a front stage in the high vacuum chamber. One or more pairs of magnetron sputtering devices are disposed on each of the front and back sides of the steel strip, and at the subsequent stage, at least one pair of electron beam devices are also disposed on each of the front and back sides of the steel strip. Rating device.

【0026】6.上記5において、コイル状の鋼帯が、
仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板であることを特徴とす
るドライプレーティング装置。
6. In the above item 5, the coiled steel strip is
A dry plating apparatus characterized by being a finish-annealed unidirectional silicon steel sheet.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明を由来するに至った実験結果について
説明する。C:0.075 mass%、Si:3.41mass%、Mn:0.
078 mass%、Se:0.020 mass%、Sb:0.025 mass%、A
l:0.020 mass%、N:0.0073mass%およびMo:0.011 m
ass%を含有し、残部は実質的にFeの組成になる珪素鋼
連鋳スラブを、1350℃、5時間の加熱処理後、熱間圧延
を施して板厚:2.0 mmの熱延板とした。この熱延板に10
80℃、2分間の均一化焼鈍を施したのち、1050℃の中間
焼鈍を挟む2回の圧延を施して板厚:0.23mmの最終冷延
板とした。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. First, the experimental results that led to the present invention will be described. C: 0.075 mass%, Si: 3.41 mass%, Mn: 0.
078 mass%, Se: 0.020 mass%, Sb: 0.025 mass%, A
l: 0.020 mass%, N: 0.0073 mass% and Mo: 0.011 m
The ass% is contained, and the remainder is a silicon steel continuous cast slab having substantially the composition of Fe, and subjected to a heat treatment at 1350 ° C. for 5 hours and then subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled sheet having a thickness of 2.0 mm. . 10
After performing uniform annealing at 80 ° C. for 2 minutes, rolling was performed twice with intermediate annealing at 1050 ° C. to obtain a final cold-rolled sheet having a sheet thickness of 0.23 mm.

【0028】その後、最終冷延板は次のように処理し
た。この最終冷延板の表面に、アルキド系樹脂を主成分
とするエッチングレジストインキをグラビアオフセット
印刷により、非塗布部が圧延方向にほぼ直角に幅:200
μm 、間隔:4mmで線状に残存するように塗布したの
ち、200 ℃で3分間焼き付けた。このときのレジスト厚
は2μm であった。このようにしてエッチングレジスト
を塗布した鋼板に、電解エッチングを施すことにより、
幅:200 μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、つい
で有機溶剤中に浸漬してレジストを除去した。このとき
の電解エッチングは、NaCl電解液中で電流密度:10 A/d
m2、処理時間:20秒の条件で行った。
Thereafter, the final cold-rolled sheet was processed as follows. On the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd-based resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that a non-applied portion has a width of approximately 200 perpendicular to the rolling direction:
The coating was performed so as to remain in a linear shape at a distance of 4 mm and baked at 200 ° C. for 3 minutes. At this time, the resist thickness was 2 μm. By performing electrolytic etching on the steel sheet coated with the etching resist in this way,
A linear groove having a width of 200 μm and a depth of 20 μm was formed, and then immersed in an organic solvent to remove the resist. At this time, the current density in the electrolytic etching was 10 A / d in a NaCl electrolytic solution.
m 2 , treatment time: 20 seconds.

【0029】その後、 850℃の湿H2中で脱炭・1 次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面に MgO(20mass%), Al2O3(4
5mass%), Sr(OH)(10mass%), CaSiO3(5mass%), SiO2(20m
ass%) の組成になる焼鈍分離剤スラリ−を塗布し、つい
で 850℃で15時間の焼鈍後、850 ℃から13℃/hの速度で
1150℃まで昇温してゴス方位に強く集積した2次再結晶
粒を発達させた後、1200℃の乾H2中で純化処理した。
Then, after decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet H 2 at 850 ° C., MgO (20 mass%), Al 2 O 3 (4
5mass%), Sr (OH) (10mass%), CaSiO 3 (5mass%), SiO 2 (20m
ass%), and after annealing at 850 ° C for 15 hours, at a rate of 850 ° C to 13 ° C / h.
After the temperature was raised to 1150 ° C. to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation, purification was performed in dry H 2 at 1200 ° C.

【0030】かくして得られた製品の表面被膜を除去
し、ついで化学研磨により珪素鋼板の表面を平滑化した
のち、珪素鋼板表面上に、図1に示すような、マグネト
ロンスパッタ法とエレクトロンビーム法を組み合わせた
インライン方式の連続ドライプレーティング装置を用い
て、Si−N−O−C系のセラミック被膜を、0.7 μm 厚
被成した。
After removing the surface coating of the product thus obtained and then smoothing the surface of the silicon steel sheet by chemical polishing, the magnetron sputtering method and the electron beam method as shown in FIG. Using a combined in-line continuous dry plating apparatus, a 0.7-μm thick Si—NO—C ceramic coating was formed.

【0031】図1に示したところにおいて、番号1はコ
イル搬入用の予備真空室(真空度:10-2〜10-3Torr)、
2はこの予備真空室1内に搬入された化学研磨済みの一
方向性珪素鋼板のコイル、3は高真空槽(真空度:10-3
〜10-6Torr)、そして4は高真空槽3内に装入されたコ
イルであり、高真空槽3内で巻解された鋼板は番号5で
示す方向に流れる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a preliminary vacuum chamber (a degree of vacuum: 10 -2 to 10 -3 Torr) for loading a coil;
2 is a coil of chemically polished unidirectional silicon steel sheet carried into the preliminary vacuum chamber 1 and 3 is a high vacuum tank (degree of vacuum: 10 -3)
To 10 -6 Torr), and 4 is a coil that is charged to a high vacuum chamber 3, Makikai steel sheet in a high vacuum tank 3 flows in the direction indicated by the number 5.

【0032】6はマグネトロンスパッタ室で、このマグ
ネトロンスパッタ室6内には、フェロ−Siターゲット7
およびマグネット8からなるマグネトロンスパッタリン
グ装置(最大出力:20kW)が、鋼板の表裏面側それぞれ
に3対設置されている。ここに、フェロ−Siターゲット
7は、フェロ−シリコン素材 100kgを真空溶解炉で溶解
したのち、12mm×127 mm×1200mmに剪断し、ついでボン
ディング処理を行った。このボンディング処理は、Si基
板の片面をCuメッキ後、Inを用いてCuの基板 (この水冷
されたCu基板の裏側にマグネット8を設置できるように
なっている) 上に張り付けることによってSiタ−ゲット
として使用するために行うものである。なお、このフェ
ロ−Siタ−ゲットの主成分は、Si:93.2mass%, Fe:5.
7mass%, Al:0.15mass%, Ti:0.11mass%, C:0.08m
ass%およびO:0.082 mass%で、その他微量元素を若
干含有する。
Reference numeral 6 denotes a magnetron sputtering chamber, in which a ferro-Si target 7 is provided.
A magnetron sputtering apparatus (maximum output: 20 kW) including three magnets 8 is provided on each of the front and back sides of the steel sheet. Here, the ferro-Si target 7 was prepared by melting 100 kg of ferro-silicon material in a vacuum melting furnace, shearing it to 12 mm × 127 mm × 1200 mm, and then performing a bonding process. In this bonding process, one side of the Si substrate is plated with Cu, and then the In substrate is used to attach the Si substrate to a Cu substrate (a magnet 8 can be placed on the back side of the water-cooled Cu substrate). -To be used as a get. The main components of the ferro-Si target are as follows: Si: 93.2 mass%, Fe: 5.
7 mass%, Al: 0.15 mass%, Ti: 0.11 mass%, C: 0.08 m
ass% and O: 0.082 mass%, containing a small amount of other trace elements.

【0033】9はエレクトロンビーム室で、このエレク
トロンビーム室9内には、エレクトロンビーム・ガン1
0, 10′(90°偏向ビームで最大:200 kWの出力が可
能)が鋼板の表裏面側に1対設置されている。11, 11′
はエレクトロンビーム、12, 12′は材料、13, 13′は照
射材料供給装置であり、エレクトロンビーム11, 11′を
照射された材料12, 12′は、蒸気流化されて、珪素鋼板
の表面に付着する仕組みになっている。なお、14はドラ
イプレーティング処理直後のコイル、15は搬出用の予備
真空室(真空度:10-2〜10-3Torr)、そして16は搬出用
予備真空室15内に移されたドライプレーティング処理済
みのコイルである。
An electron beam chamber 9 has an electron beam gun 1 therein.
A pair of 0 and 10 '(a maximum output of 200 kW is possible with a 90 ° deflection beam) is installed on the front and back sides of the steel plate. 11, 11 ′
Is an electron beam, 12 and 12 'are materials, and 13 and 13' are irradiation material supply devices. The materials 12 and 12 'irradiated with the electron beams 11 and 11' are vaporized and turned into a surface of a silicon steel sheet. It is a mechanism to adhere to. In addition, 14 is a coil immediately after the dry plating process, 15 is a preliminary vacuum chamber for carrying out (vacuum degree: 10 -2 to 10 -3 Torr), and 16 is a dry plating process moved into the preliminary vacuum chamber 15 for carrying out. The coil has already been used.

【0034】上記のドライプレーティング装置を用い、
マグネトロンスパッタ法によって0.05μm 、エレクトロ
ンビーム法によって0.65μm 、合計 0.7μm 厚のSi−N
−O−C系セラミック被膜を被成した。かくして得られ
た珪素鋼板の磁気特性および密着性は次のとおりであっ
た。 磁気特性 B8 : 1.92 T W17/50 : 0.56 W/kg 密着性 直径:5mm の丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし
Using the above dry plating apparatus,
Si-N with thickness of 0.05μm by magnetron sputtering method and 0.65μm by electron beam method, totaling 0.7μm
A -OC-based ceramic coating was formed. The magnetic properties and adhesion of the silicon steel sheet thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8: 1.92 T W 17/50: 0.56 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 5mm round bar no peeling

【0035】これに対し、従来法に従い、マグネトロン
スパッタ法のみで厚み:0.7 μm のSi−N−O−C系セ
ラミック被膜を被成した場合の磁気特性および密着性
は、次のとおり 磁気特性 B8 :1.92 T W17/50 :0.54 W/kg 密着性 直径:5mm の丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし と良好であったが、1コイル当たりの処理時間について
は、本発明に従った場合を1とした場合、13倍にも達
し、生産性の面でははるかに劣っていた。
On the other hand, according to the conventional method, when the Si—N—O—C ceramic coating having a thickness of 0.7 μm is formed only by the magnetron sputtering method, the magnetic properties and adhesion are as follows. 8 : 1.92 TW 17/50 : 0.54 W / kg Adhesion Adhesion: Even if 180 ° bending was performed on a 5 mm round bar, there was no delamination, but the processing time per coil was determined according to the present invention. When the number of cases according to the above was set to 1, it reached 13 times, and the productivity was far inferior.

【0036】[0036]

【作用】本発明の一方向性珪素鋼板としては、従来公知
の成分組成いずれもが適合するが、代表組成を掲げると
次のとおりである。 C:0.01〜0.08mass% Cは、0.01mass%より少ないと熱延集合組織の抑制が不
十分となって大きな伸長粒が形成されるため磁気特性が
劣化し、一方0.08mass%より多いと脱炭工程で脱炭に時
間がかかり経済的でないので、0.01〜0.08mass%程度と
するのが好ましい。
The directional silicon steel sheet according to the present invention is compatible with any of the conventionally known component compositions. Representative compositions are as follows. C: 0.01 to 0.08 mass% If C is less than 0.01 mass%, the suppression of hot rolled texture is insufficient and large elongated grains are formed to deteriorate magnetic properties. Since it takes a long time for decarburization in the charcoal process and it is not economical, it is preferable to set it to about 0.01 to 0.08 mass%.

【0037】Si:2.0 〜4.0mass % Siは、 2.0mass%より少ないと十分な電気抵抗が得られ
ないため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方
4.0mass%より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くな
るので、 2.0〜4.0 mass%程度の範囲とすることが好ま
しい。
Si: 2.0 to 4.0 mass% If Si is less than 2.0 mass%, sufficient electric resistance cannot be obtained, so that eddy current loss increases and iron loss deteriorates.
If it is more than 4.0 mass%, brittle cracks are likely to occur during cold rolling, so it is preferable to be in the range of about 2.0 to 4.0 mass%.

【0038】Mn:0.01〜0.2 mass% Mnは、一方向性珪素鋼板の2次再結晶を左右する分散析
出相としてのMnSあるいはMnSeを決定する重要な成分で
ある。Mn量が0.01mass%を下回ると2 次再結晶を生じさ
せるのに必要なMnS等の絶対量が不足し、不完全2次再
結晶を起こすと同時に、ブリスタ−と呼ばれる表面欠陥
が増大する。一方、 0.2mass%を超えると、スラブ加熱
等においてMnS等の解離固溶が行われたとしても、熱延
時に析出する分散析出相が粗大化し易く、抑制剤として
望まれる最適サイズ分布が損なわれて磁気特性が劣化す
るので、Mnは0.01〜0.2 mass%程度とすることが好まし
い。
Mn: 0.01 to 0.2 mass% Mn is an important component that determines MnS or MnSe as a dispersed precipitation phase that affects secondary recrystallization of a unidirectional silicon steel sheet. If the amount of Mn is less than 0.01 mass%, the absolute amount of MnS or the like necessary for causing secondary recrystallization becomes insufficient, causing incomplete secondary recrystallization and increasing the number of surface defects called blisters. On the other hand, if it exceeds 0.2 mass%, even if dissociated solid solution of MnS or the like is performed in slab heating or the like, the dispersed precipitate phase precipitated during hot rolling tends to be coarse, and the optimal size distribution desired as an inhibitor is impaired. Therefore, Mn is preferably set to about 0.01 to 0.2 mass%.

【0039】 S:0.008 〜0.1 mass%、Se:0.003 〜0.1 mass% SおよびSeはいずれも、 0.1mass%以下、中でもSは
0.008〜0.1 mass%、またSeは 0.003〜0.1 mass%の範
囲とすることが好ましい。というのは、これらが0.1 ma
ss%を超えると熱間および冷間加工性が劣化し、一方そ
れぞれ下限値に満たないとMnS、MnSeとしての1 次粒成
長抑制機能に格別の効果を生じないからである。その
他、インヒビタ−として従来公知のAl, Sb, Cu, Snおよ
びB等を複合添加しても、本発明の効果を妨げるもので
はない。
S: 0.008 to 0.1 mass%, Se: 0.003 to 0.1 mass% Both S and Se are 0.1 mass% or less, and especially S is
It is preferable that 0.008 to 0.1 mass% and Se be in the range of 0.003 to 0.1 mass%. Because these are 0.1 ma
If it exceeds ss%, the hot and cold workability deteriorates, and if it is less than the respective lower limit values, no particular effect is exerted on the primary grain growth suppressing function as MnS and MnSe. In addition, the addition of Al, Sb, Cu, Sn, B and the like, which are conventionally known as inhibitors, does not impair the effects of the present invention.

【0040】次に、本発明に従う超低鉄損一方向性珪素
鋼板の製造工程について説明する。まず、素材を溶製す
るには、LD転炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼炉
を用い得ることは勿論のこと、真空溶解やRH脱ガス処
理を併用することもできる。
Next, the manufacturing process of the ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to the present invention will be described. First, in order to smelt the raw material, not only an LD converter, an electric furnace, an open hearth furnace, and other known steelmaking furnaces can be used, but also vacuum melting and RH degassing can be used together.

【0041】本発明に従い、素材中に含有されるS、Se
あるいはその他の1 次粒成長抑制剤を溶鋼中に微量添加
する方法としては、従来公知の何れの方法を用いても良
く、例えばLD転炉、RH脱ガス終了時あるいは造塊時
の溶鋼中に添加することができる。また、スラブ製造
は、コスト低減、さらにはスラブ長手方向における成分
あるいは品質の均一性等の経済的・技術的利点のため連
続鋳造法の採用が有利ではあるが、従来の造塊スラブの
使用を妨げるものではない。
According to the present invention, S, Se contained in the raw material
Alternatively, as a method of adding a small amount of another primary grain growth inhibitor to molten steel, any conventionally known method may be used. For example, LD converter, RH degassing at the end of molten steel or at the time of ingot casting Can be added. In slab production, it is advantageous to use the continuous casting method because of economic and technical advantages such as cost reduction and uniformity of components or quality in the slab longitudinal direction. It does not hinder.

【0042】連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ
−を解離・固溶させるために、1300℃以上の温度に加熱
される。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕
上圧延が施されて、通常厚み 1.3〜3.3 mm程度の熱延板
とされる。
The continuously cast slab is heated to a temperature of 1300 ° C. or more in order to dissociate and form a solid solution of the inhibitor in the slab. Thereafter, the slab is subjected to hot rough rolling and then hot finish rolling to form a hot-rolled sheet having a thickness of usually about 1.3 to 3.3 mm.

【0043】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃程
度の温度範囲で熱延板焼鈍(均一化焼鈍ともいう)を施
したのち、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を
施して最終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を
有する製品を得るには最終冷延率(通常55〜90%)に注
意を払う必要がある。このとき、珪素鋼板の渦電流損を
できるかぎり小さくする観点から、製品厚の上限は0.5
mmに、またヒステリシス損の弊害を避けるために板厚の
下限は0.05mm程度とすることが好ましい。
Next, the hot-rolled sheet is subjected to hot-rolled sheet annealing (also referred to as homogenizing annealing) in a temperature range of about 850 to 1100 ° C., if necessary, and then is subjected to one or two cold-pressing steps including intermediate annealing. Rolling is performed to obtain a final thickness, but in order to obtain a product having high magnetic flux density and low iron loss, attention must be paid to the final cold rolling rate (normally 55 to 90%). At this time, the upper limit of the product thickness is 0.5 from the viewpoint of minimizing the eddy current loss of the silicon steel sheet.
mm, and the lower limit of the plate thickness is preferably about 0.05 mm in order to avoid the adverse effect of hysteresis loss.

【0044】鋼板表面に線状の溝を形成する場合には、
この最終冷延を終え製品板厚となった鋼板に対して行う
のがとりわけ有利である。すなわち、最終冷延板または
2次再結晶前後の鋼板の表面に、圧延方向と交差する向
きに2〜10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1
〜50μm の線状の凹領域を形成させるのである。ここ
に、線状凹領域の間隔を2〜10mmの範囲に限定したの
は、2mmに満たないと鋼板凹凸があまりにも顕著で磁束
密度が低下し経済的でなくなり、一方10mmを超えると磁
区細分化効果が小さくなるからである。また、凹領域の
幅が50μm に満たないと反磁界効果を利用することが困
難となり、一方 500μm を超えると磁束密度が低下し経
済的でなくなるので、凹領域の幅は50〜500 μm の範囲
に限定した。さらに、凹領域の深さが 0.1μm に満たな
いと反磁界効果を効果的に利用することができず、一方
50μm を超えると磁束密度が低下し経済的でなくなるの
で、凹領域の深さは 0.1〜50μm の範囲に限定した。な
お、線状凹領域の形成方向は、圧延方向と直角方向すな
わち板幅方向とするのが最適であるが、板幅方向に対し
±30°以内であればほぼ同様の効果を得ることができ
る。
When forming a linear groove on the surface of a steel sheet,
It is particularly advantageous to carry out the process on a steel sheet which has finished the final cold rolling and has a product thickness. That is, on the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization, the width: 50 to 500 μm, the depth: 0.1 at intervals of 2 to 10 mm in a direction crossing the rolling direction.
That is, a linear concave region of about 50 μm is formed. Here, the interval between the linear concave regions is limited to the range of 2 to 10 mm. If it is less than 2 mm, the unevenness of the steel sheet is too remarkable, the magnetic flux density is lowered and it is not economical. This is because the conversion effect is reduced. If the width of the concave region is less than 50 μm, it will be difficult to use the demagnetizing effect, while if it exceeds 500 μm, the magnetic flux density will decrease and it will not be economical, so the width of the concave region will be in the range of 50 to 500 μm. Limited to. Furthermore, if the depth of the concave region is less than 0.1 μm, the demagnetizing effect cannot be effectively used.
If the thickness exceeds 50 μm, the magnetic flux density decreases and it becomes not economical. Therefore, the depth of the concave region is limited to the range of 0.1 to 50 μm. In addition, the forming direction of the linear concave region is optimally set to a direction perpendicular to the rolling direction, that is, the sheet width direction, but substantially the same effect can be obtained as long as it is within ± 30 ° with respect to the sheet width direction. .

【0045】さらに、線状凹領域の形成方法としては、
最終冷延板の表面に、印刷によりエッチングレジストを
塗布、焼き付けた後、エッチング処理を施し、しかるの
ち該レジストを除去する方法が、従来のナイフの刃先や
レーザー等を用いる方法に比較して、工業的に安定して
実施できる点、および引張り張力により一層効果的に鉄
損を低減できる点で有利である。
Further, as a method of forming the linear concave area,
On the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist is applied by printing, after baking, an etching process is performed, and then the method of removing the resist is compared with a method using a conventional knife edge or a laser, This is advantageous in that it can be carried out industrially stably, and that iron loss can be more effectively reduced by tensile tension.

【0046】以下、上記のエッチングによる線状溝形成
技術の典型例について具体的に説明する。最終冷延板の
表面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッチングレジ
ストインキをグラビアオフセット印刷により、非塗布部
が圧延方向にほぼ直角に幅:200μm 、間隔:4mmで線
状に残存するように塗布したのち、 200℃で約20秒間焼
き付ける。このとき、レジスト厚は2μm 程度とする。
このようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、
電解エッチングまたは化学エッチングを施すことによ
り、幅:200 μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、
ついで有機溶剤中に浸漬してレジストを除去する。この
時の電解エッチング条件は、NaCl電解液中で電流密度:
10 A/dm2、処理時間:20秒程度、また化学エッチング条
件は、HNO3液中で浸漬時間:10秒間程度とすれば良い。
Hereinafter, a typical example of the above-described linear groove forming technique by etching will be specifically described. An etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is gravure offset printed on the surface of the final cold-rolled sheet so that the non-applied portion remains linearly at a right angle to the rolling direction at a width of 200 μm and a spacing of 4 mm in a linear manner. After applying, bake at 200 ° C for about 20 seconds. At this time, the resist thickness is about 2 μm.
The steel plate coated with the etching resist in this way,
By performing electrolytic etching or chemical etching, a linear groove having a width of 200 μm and a depth of 20 μm is formed.
Next, the resist is removed by immersion in an organic solvent. The electrolytic etching conditions at this time are as follows:
10 A / dm 2 , treatment time: about 20 seconds, and chemical etching conditions: immersion time in HNO 3 solution: about 10 seconds.

【0047】ついで、鋼板には脱炭焼鈍が施される。こ
の焼鈍は、冷延組織を1次再結晶組織にすると同時に、
最終焼鈍(仕上焼鈍とも呼ばれる)で{110}<00
1>方位の2次再結晶粒を発達させる場合に有害なCを
除去することを目的とし、例えば 750〜880 ℃の湿水素
中で行う。
Next, the steel sheet is subjected to decarburizing annealing. This annealing makes the cold rolled structure the primary recrystallized structure,
{110} <00 in final annealing (also called finish annealing)
1> For the purpose of removing harmful carbon when secondary recrystallized grains having an orientation are developed, the process is performed, for example, in wet hydrogen at 750 to 880 ° C.

【0048】最終焼鈍は、{110}<001>方位の
2次再結晶粒を十分発達させるために施されるもので、
通常箱焼鈍によって直ちに1000℃以上に昇温し、その温
度に保持することによって行われる。この最終焼鈍は通
常、マグネシア等の焼鈍分離剤を塗布して行い、表面に
フォルステライト被膜も同時に形成する。しかしなが
ら、本発明では、フォルステライト被膜を形成させたと
しても、次工程でこの下地被膜を除去するため、かよう
なフォルステライト被膜を形成させないような焼鈍分離
剤の方が有利である。すなわち、フォルステライト被膜
を形成させる MgOの含有比率を低減し(50mass%以
下)、代わってかかる被膜を形成させない CaO, Al2O3,
CaSiO3, SiO2 等の含有比率を高く(50mass%以上)し
た焼鈍分離剤が有利である。
The final annealing is performed to sufficiently develop secondary recrystallized grains having a {110} <001> orientation.
Usually, it is carried out by immediately raising the temperature to 1000 ° C. or higher by box annealing and maintaining the temperature. This final annealing is usually performed by applying an annealing separating agent such as magnesia, and a forsterite film is simultaneously formed on the surface. However, in the present invention, even if a forsterite film is formed, an annealing separating agent which does not form such a forsterite film is more advantageous in order to remove this underlayer film in the next step. In other words, the content of MgO that forms a forsterite film is reduced (50 mass% or less), and instead CaO, Al 2 O 3 ,
An annealing separator having a high content ratio of CaSiO 3 , SiO 2 and the like (50 mass% or more) is advantageous.

【0049】本発明において{110}<001>方位
に高度に集積した2次再結晶組織を発達させるために
は、 820℃から 900℃の低温で保定する焼鈍が有利であ
るが、その他、例えば 0.5〜15℃/h程度の昇温速度の徐
熱焼鈍でも良い。
In the present invention, in order to develop a secondary recrystallized structure highly integrated in the {110} <001> orientation, annealing maintained at a low temperature of 820 ° C. to 900 ° C. is advantageous. Slow annealing at a heating rate of about 0.5 to 15 ° C./h may be used.

【0050】この最終(純化)焼鈍後に、鋼板表面のフ
ォルステライト被膜や酸化物被膜は、公知の酸洗などの
化学的方法により除去する。かような酸洗後、切削、研
磨などの機械的方法を施しても良いし、酸洗とこれらを
組み合わせることにより除去しても良い。その後、鋼板
表面を平滑化する。すなわち、鋼板表面の種々の被膜を
上記のようにして除去した後、化学研磨、電解研磨等の
化学研磨やバフ研磨等の機械的研磨あるいはそれらの組
み合わせなど従来の手法により、中心線平均粗さRaで
0.4μm 以下程度まで鋼板表面を平滑化する。
After this final (purification) annealing, the forsterite film and oxide film on the surface of the steel sheet are removed by a known chemical method such as pickling. After such pickling, a mechanical method such as cutting or polishing may be applied, or the pickling may be removed by combining with pickling. Then, the steel plate surface is smoothed. That is, after removing various coatings on the surface of the steel sheet as described above, chemical polishing, chemical polishing such as electrolytic polishing, mechanical polishing such as buff polishing, or a combination thereof, the center line average roughness. With Ra
Smooth the steel sheet surface to about 0.4μm or less.

【0051】なお、本発明では、珪素鋼板の表面を必ず
しも平滑化する必要はない。従ってこの場合には、コス
トアップを伴う平滑化処理を行わなくても、フォルステ
ライト被膜および/または酸化物被膜の除去処理のみで
十分な鉄損低減効果を発揮できるという利点がある。と
はいえ、やはり平滑化処理を施すことが有利であること
に変わりはない。また、この段階で鋼板表面に凹形状の
溝を導入することもできる。溝の導入方法は、最終冷延
板または2次再結晶前後の鋼板の表面に施す場合と同じ
方法を用いれば良い。
In the present invention, it is not always necessary to smooth the surface of the silicon steel sheet. Therefore, in this case, there is an advantage that a sufficient iron loss reduction effect can be exhibited only by removing the forsterite film and / or the oxide film without performing the smoothing process accompanied by an increase in cost. Nevertheless, it is still advantageous to perform the smoothing process. At this stage, a concave groove can be introduced into the surface of the steel sheet. The grooves may be introduced by the same method as that used for the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization.

【0052】上記の処理後、鋼板表面に、マグネトロン
スパッタ法およびエレクトロンビーム法を用いて、セラ
ミック張力被膜を被成する。このように、本発明では、
このようなセラミック膜を2層以上すなわち複数層被成
することを前提とするが、そのうち少なくとも初層につ
いては、Fe,AlおよびTiのうちから選んだ少なくとも一
種を含有するSi−N−O−C系のセラミック膜とするこ
とが肝要である。というのは、上記したSi−N−O−C
系セラミック膜は、膜中にOやCを含有することによっ
て膜質に優れるだけでなく、Fe等の微量元素の作用によ
って、地鉄に対する密着性が格段に向上しているからで
ある。
After the above treatment, a ceramic tension coating is formed on the surface of the steel sheet by using a magnetron sputtering method and an electron beam method. Thus, in the present invention,
It is premised that two or more layers, that is, a plurality of layers, of such a ceramic film are formed, of which at least the first layer contains Si—N—O— containing at least one selected from Fe, Al and Ti. It is important to use a C-based ceramic film. This is because the above-mentioned Si—N—O—C
This is because the system ceramic film not only has excellent film quality by containing O and C in the film, but also has remarkably improved adhesion to the ground iron by the action of trace elements such as Fe.

【0053】上記したように、膜質および密着性に優れ
たSi−N−O−C系セラミック膜を形成するためには、
Siターゲット中におけるFe,AlおよびTi等の量は、Fe:
1.0〜25.0mass%、Al:0.01〜2.0 mass%、Ti:0.01〜
1.0 mass%程度とするのが好ましい。また、被膜中にお
ける各成分の割合は、Si:40〜98mass%、N:20〜70ma
ss%、O:0.1 〜50mass%、C:1〜20mass%、Fe:0.
1 〜15mass%、Al:0.01〜10mass%、Ti:0.01〜10mass
%程度とすることが好ましい。というのは、各成分の含
有量が下限に満たないと、セラミック被膜の膜質および
密着性ひいては鉄損特性の改善効果に乏しく、一方上限
を超えると、熱膨張係数が大きくなって張力付与効果が
小さくなり、その結果、鉄損改善効果が低下するからで
ある。
As described above, in order to form a Si—N—O—C ceramic film excellent in film quality and adhesion,
The amount of Fe, Al, Ti, etc. in the Si target is Fe:
1.0 to 25.0 mass%, Al: 0.01 to 2.0 mass%, Ti: 0.01 to
It is preferably about 1.0 mass%. The ratio of each component in the coating is as follows: Si: 40 to 98 mass%, N: 20 to 70 ma.
ss%, O: 0.1-50 mass%, C: 1-20 mass%, Fe: 0.
1 to 15 mass%, Al: 0.01 to 10 mass%, Ti: 0.01 to 10 mass
% Is preferable. That is, if the content of each component is less than the lower limit, the effect of improving the film quality and adhesion of the ceramic coating and, consequently, the iron loss property is poor. This is because, as a result, the iron loss improving effect decreases.

【0054】そして、かようなシリコン材料としては、
市販されている安価なフェロ−シリコンおよびメタ−シ
リコンがとりわけ有利に適合し、ここに、従来高価なSi
ウエハを用いていたためコストアップを余儀なくされて
いたSiターゲットについて、その大幅なコストダウン
が、鉄損特性の改善に併せて実現される。なお、実際に
Siターゲットを作製するには、フェロ−シリコンやメタ
−シリコンを溶解し、所定の大きさに剪断後、ボンディ
ング処理を施してやれば良い。
And, as such a silicon material,
Commercially available inexpensive ferro-silicon and meta-silicon are particularly advantageously suitable, where the conventionally expensive Si
The cost reduction of Si targets, which had to be increased due to the use of wafers, is realized along with the improvement of iron loss characteristics. In addition, actually
To produce a Si target, ferro-silicon or meta-silicon may be dissolved, sheared to a predetermined size, and then subjected to a bonding process.

【0055】また、被膜中のN,O,C等の元素を調製
するには、N2ガスを主体とするコーティング雰囲気中に
O2ガスやC2H2ガスを適量混入させることも有用である。
この場合の雰囲気ガス成分としては、N2ガス:30〜95 v
ol%、O2ガス:1〜50vol%、C2H2ガス:1〜30 vol%
程度が好適である。
In order to prepare elements such as N, O, and C in the film, a coating atmosphere mainly composed of N 2 gas is used.
It is also useful to mix an appropriate amount of O 2 gas or C 2 H 2 gas.
The atmosphere gas component in this case is N 2 gas: 30 to 95 v
ol%, O 2 gas: 1~50vol%, C 2 H 2 gas: 1 to 30 vol%
The degree is preferred.

【0056】ついで、本発明では、上記のようにしてマ
グネトロンスパッタ法により形成した、膜質が良好でか
つ密着性に優れたSi−N−O−C系の極薄セラミック被
膜の上に、マグネトロンスパッタ法に比べて5〜40倍も
の高速成膜が可能なエレクトロンビーム法によってセラ
ミック膜を被成する。この場合、エレクトロンビーム法
で成膜するセラミック膜は、マグネトロンスパッタ法で
成膜するセラミック膜と同種であっても、異種であって
も構わない。
Next, according to the present invention, a magnetron sputtering method is carried out on a Si—N—O—C-based ultra-thin ceramic coating having good film quality and excellent adhesion formed by the magnetron sputtering method as described above. A ceramic film is formed by an electron beam method capable of forming a film 5 to 40 times faster than the method. In this case, the ceramic film formed by the electron beam method may be the same or different from the ceramic film formed by the magnetron sputtering method.

【0057】このように、本発明では、複数層被膜のう
ち少なくとも初層については、Si−N−O−C系のセラ
ミック被膜とする必要があるが、その他の層を構成する
被膜成分については特に限定されることはなく、Si−N
−O−C系セラミック被膜と密着性が良好であれば従来
公知のものいずれもが適合する。例えば、Si,Mn,Cr,
Ni,Mo,W,V,Ti,Nb,Ta,Hf,Al,Cu,ZrおよびB
等の窒化物または炭化物等である。なお、このような被
膜形成に際しては、外側にいくほど熱膨張係数を小さ
く、かつ最外層については絶縁性を有するものとするこ
とが有利である。
As described above, in the present invention, at least the first layer of the multi-layer coating must be a Si-NO-C-based ceramic coating, but the coating components constituting the other layers are not. There is no particular limitation, and Si-N
As long as the adhesiveness with the -OC-based ceramic coating is good, any conventionally known one is suitable. For example, Si, Mn, Cr,
Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, Hf, Al, Cu, Zr and B
And the like. In forming such a coating, it is advantageous that the thermal expansion coefficient decreases toward the outside and that the outermost layer has insulating properties.

【0058】ここに、マグネトロンスパッタ法によって
形成するセラミック被膜の厚みは、0.001 〜0.2 μm 程
度、好ましくは 0.005〜0.1 μm 程度で全体の膜厚の1/
20〜1/5程度とすることが望ましく、またエレクトロン
ビーム法によって形成したセラミック膜との合計厚みは
0.2〜2.0 μm 程度、好ましくは 0.6〜0.7 μm 程度と
するのが好ましい。特に合計厚みが 0.2μm に満たない
と張力付与効果が小さいため鉄損の改善効果が小さく、
一方 2.0μm を超えると占積率および磁束密度の低下を
招く。
Here, the thickness of the ceramic film formed by the magnetron sputtering method is about 0.001 to 0.2 μm, preferably about 0.005 to 0.1 μm, which is 1/1/1 of the entire film thickness.
It is desirable to be about 20 to 1/5, and the total thickness with the ceramic film formed by the electron beam method is
It is preferably about 0.2 to 2.0 μm, preferably about 0.6 to 0.7 μm. In particular, if the total thickness is less than 0.2 μm, the effect of improving the iron loss is small because the effect of imparting tension is small.
On the other hand, if it exceeds 2.0 μm, the space factor and the magnetic flux density decrease.

【0059】なお、この発明のドライプレーティング装
置については、主に一方向性珪素鋼帯の表面にセラミッ
ク張力被膜を被成する場合について説明したが、この発
明装置の用途はこれだけに限るものではなく、低炭素冷
延鋼帯やステンレス鋼帯など一般的な鋼帯に対して、そ
の片面または両面に同時に、金属、合金さらにはセラミ
ック被膜を被成する場合などにも好適に使用できるのは
いうまでもない。
Although the dry plating apparatus of the present invention has been described mainly for the case where a ceramic tension coating is formed on the surface of a unidirectional silicon steel strip, the use of the present invention apparatus is not limited to this. For a general steel strip such as a low-carbon cold-rolled steel strip or a stainless steel strip, it can be suitably used even when one or both surfaces thereof are simultaneously coated with a metal, an alloy or a ceramic coating. Not even.

【0060】[0060]

【実施例】実施例1 C:0.071 mass%, Si:3.35mass%, Mn:0.072 mass
%, Se:0.020 mass%,Sb:0.025 mass%, Al:0.020 m
ass%, N:0.0077mass%およびMo:0.011 mass%を含
有し、残部は実質的にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブ
を、1350℃で5時間の加熱処理後、熱間圧延を施して厚
み:2.2 mmの熱延板とした。ついで1050℃の均一化焼鈍
を施した後、1020℃の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を
施して0.23mm厚の最終冷延板とした。ついで、 840℃の
湿H2中で脱炭・1次再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面に
MgO(20mass%), Al2O3(40mass%), Sr(OH)(10mass%), CaS
iO3(10mass%), SiO2(20mass%)の組成になる焼鈍分離剤
スラリ−を塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、85
0 ℃から10℃/hの速度で1150℃まで昇温してゴス方位に
強く集積した2次再結晶粒を発達させた後、1200℃の乾
H2中で純化処理を施した。
EXAMPLES Example 1 C: 0.071 mass%, Si: 3.35 mass%, Mn: 0.072 mass
%, Se: 0.020 mass%, Sb: 0.025 mass%, Al: 0.020 m
A continuously cast slab of silicon steel containing ass%, N: 0.0077 mass% and Mo: 0.011 mass%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1350 ° C for 5 hours and then hot-rolled. And a hot-rolled sheet having a thickness of 2.2 mm. Then, after uniform annealing at 1050 ° C., cold rolling was performed twice with intermediate annealing at 1020 ° C. to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, after decarburization and primary recrystallization annealing in 840 ° C wet H 2 ,
MgO (20mass%), Al 2 O 3 (40mass%), Sr (OH) (10mass%), CaS
After applying an annealing separator slurry having a composition of iO 3 (10 mass%) and SiO 2 (20 mass%), and then annealing at 850 ° C. for 15 hours, 85
The temperature was raised from 0 ° C to 1150 ° C at a rate of 10 ° C / h to develop secondary recrystallized grains that were strongly integrated in the Goss orientation.
It was subjected to purification treatment in H 2.

【0061】かくして得られた珪素鋼板の表面の酸化物
被膜を除去し、一部についてはさらに化学研磨を施して
表面を平滑化した。ついで、珪素鋼板の表面に、図1に
示したドライプレーティング装置を用い、まずマグネト
ロンスパッタ法により、被覆第1層としてSi−N−O−
C系セラミック膜(熱膨張係数:3.8 ×10-6/℃)を0.
03μm 厚被成し、ついで第2層としてエレクトロンビー
ム法によりAl系セラミック膜(熱膨張係数:3.5 ×10-6
/℃)を 0.5μm 厚被成した。この時、マグネトロンス
パッタ法に使用したSiタ−ゲットは、次のようにして作
製した。フェロ−シリコン素材を、100 kgの真空溶解炉
で溶解したのち、10mm×127 mm×457 mmに剪断し、つい
でボンディング処理を行った。なお、このフェロ−シリ
コン・タ−ゲットの主成分は、Si:92.1mass%, Fe:7.
2 mass%, Al:0.10mass%, Ti:0.09mass%であった。
The oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained was removed, and a part thereof was further subjected to chemical polishing to smooth the surface. Next, on the surface of the silicon steel sheet, using the dry plating apparatus shown in FIG. 1, first, as a coating first layer, Si—N—O—
C-type ceramic membrane (coefficient of thermal expansion: 3.8 × 10 -6 / ° C)
An Al-based ceramic film (thermal expansion coefficient: 3.5 × 10 −6) was formed as the second layer by the electron beam method.
/ ° C) with a thickness of 0.5 µm. At this time, the Si target used for the magnetron sputtering method was manufactured as follows. The ferro-silicon material was melted in a 100 kg vacuum melting furnace, sheared to 10 mm × 127 mm × 457 mm, and then subjected to a bonding treatment. The main components of the ferro-silicon target are Si: 92.1 mass%, Fe: 7.
2 mass%, Al: 0.10 mass%, Ti: 0.09 mass%.

【0062】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 (1) 平滑化処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.94 T W17/50 : 0.63 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし (2) 酸洗処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.93 T W17/50 : 0.67 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし
The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. (1) smoothing the applied was the case where the magnetic properties B 8: 1.94 T W 17/50: 0.63 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 10mm round bar no peeling (2) Pickling when subjected to treatment magnetic properties B 8: 1.93 T W 17/50: 0.67 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 10mm round bar no peeling

【0063】これに対し、従来法に従い、マグネトロン
スパッタ法のみで厚み:0.53μm 厚のSi−N−O−C系
セラミック被膜を被成した場合の磁気特性および密着性
は、次のとおり (1) 平滑化処理を施した場合 磁気特性 B8 :1.94 T W17/50 :0.58 W/kg 密着性 直径:5mm の丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし と良好であった。しかしながら、1コイル当たりの処理
時間について比較したところ、本発明:1に対し、従来
法は11倍であり、生産性の面では大差がついていた。
On the other hand, according to the conventional method, the magnetic characteristics and adhesion when a Si—N—O—C ceramic coating having a thickness of 0.53 μm was formed only by magnetron sputtering were as follows. ) smoothing processing alms was when magnetic properties B 8: 1.94 T W 17/50: 0.58 W / kg adhesion diameter was also carried out 180 ° bending on a 5mm round bar as good as no peeling. However, when the processing time per coil was compared, the conventional method was 11 times as large as that of the present invention, and there was a great difference in productivity.

【0064】実施例2 C:0.078 mass%, Si:3.36mass%, Mn:0.068 mass
%, Se:0.020 mass%,Sb:0.025 mass%, Al:0.020 m
ass%, N:0.0076mass%およびMo:0.012 mass%を含
有し、残部は実質的にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブ
を、1360℃で4時間の加熱処理後、熱間圧延を施して厚
み:2.2 mmの熱延板とした。2回の冷間圧延(中間焼
鈍:1050℃, 1分間)により、0.23mm厚の冷延板とし
た。その後、最終冷延板を次のように処理した。この最
終冷延板の表面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッ
チングレジストインキをグラビアオフセット印刷によ
り、非塗布部が圧延方向にほぼ直角に幅:200 μm 、間
隔:4mmで線状に残存するように塗布したのち、200 ℃
で3分間焼き付けた。このときのレジスト厚は2μm で
あった。このようにしてエッチングレジストを塗布した
鋼板に、電解エッチングを施すことにより、幅:200 μ
m 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、ついで有機溶剤
中に浸漬してレジストを除去した。このときの電解エッ
チングは、NaCl電解液中で電流密度:10 A/dm2、処理時
間:20秒の条件で行った。
Example 2 C: 0.078 mass%, Si: 3.36 mass%, Mn: 0.068 mass
%, Se: 0.020 mass%, Sb: 0.025 mass%, Al: 0.020 m
A continuously cast slab of silicon steel containing ass%, N: 0.0076 mass% and Mo: 0.012 mass%, with the balance being substantially Fe, was subjected to heat treatment at 1360 ° C. for 4 hours, followed by hot rolling. And a hot-rolled sheet having a thickness of 2.2 mm. By cold rolling twice (intermediate annealing: 1050 ° C., 1 minute), a cold rolled sheet having a thickness of 0.23 mm was obtained. Then, the final cold rolled sheet was processed as follows. On the surface of this final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd-based resin as a main component is gravure offset printed, and the non-applied portion remains linearly at a right angle to the rolling direction with a width of 200 μm and a spacing of 4 mm in a linear manner. 200 ℃
For 3 minutes. At this time, the resist thickness was 2 μm. By subjecting the steel sheet coated with the etching resist in this way to electrolytic etching, the width: 200 μm
A linear groove having a thickness of 20 μm and a depth of 20 μm was formed and then immersed in an organic solvent to remove the resist. The electrolytic etching at this time was performed in a NaCl electrolytic solution under the conditions of a current density of 10 A / dm 2 and a processing time of 20 seconds.

【0065】ついで、 840℃の湿H2中で脱炭・1次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(25mass%), Al2O3(40
mass%), Sr(OH)(10mass%), CaSiO3(5mass%), SiO2(20ma
ss%) の組成になる焼鈍分離剤スラリ−を塗布し、つい
で 850℃で15時間の焼鈍後、850 ℃から15℃/hの速度で
1150℃まで昇温してゴス方位に強く集積した2次再結晶
粒を発達させた後、1220℃の乾H2中で純化処理を施し
た。その後、表面の酸化物被膜を除去し、化学研磨を施
して表面を平滑化したのち、珪素鋼板の表面に、図1に
示したドライプレーティング装置を用いて、まずマグネ
トロンスパッタ法により、被覆第1層としてSiNX 膜を
0.06μm 厚被成し、ついで第2層としてエレクトロンビ
ーム法によりとSiN−O−C系のセラミック膜を0.54μ
m 厚、合計 0.6μm 厚被成した。
Then, after decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet H 2 at 840 ° C., MgO (25 mass%), Al 2 O 3 (40
mass%), Sr (OH) (10mass%), CaSiO 3 (5mass%), SiO 2 (20ma
ss%), and after annealing at 850 ° C for 15 hours, at a rate of 850 ° C to 15 ° C / h.
After the temperature was raised to 1150 ° C. to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation, a purification treatment was performed in dry H 2 at 1220 ° C. Thereafter, the oxide film on the surface is removed, and the surface is smoothed by chemical polishing. Then, the surface of the silicon steel sheet is first coated by magnetron sputtering using the dry plating apparatus shown in FIG. SiN x film as a layer
A 0.06 μm thick layer was formed, and then an SiN—O—C ceramic film was formed as a second layer by an electron beam method to a thickness of 0.54 μm.
m, a total thickness of 0.6 μm was formed.

【0066】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 磁気特性 B8 : 1.92 T W17/50 : 0.55 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし なお、比較のため、マグネトロンスパッタ法のみで厚
み:0.6 μm 厚のSiNX膜を被成した場合の磁気特性お
よび密着性は、次のとおり 磁気特性 B8 :1.92 T W17/50 :0.53 W/kg 密着性 直径:5mm の丸棒上で 180°曲げを行っても剥離なし と良好であった。しかしながら、1コイル当たりの処理
時間について比較したところ、本発明:1に対し、従来
法は20倍であり、生産性の面では大差がついていた。
The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8: 1.92 T W 17/50: 0.55 W / kg adhesion diameter: None be performed 180 ° bending on a 10mm round bar peeling For comparison, magnetron sputtering only Thickness: 0.6 [mu] m The magnetic properties and adhesion when a thick SiN X film is formed are as follows. Magnetic properties B 8 : 1.92 T W 17/50 : 0.53 W / kg Adhesion 180 ° bending on a 5 mm diameter round bar Even when the test was performed, the results were good with no peeling. However, when the processing time per coil was compared, the conventional method was 20 times as large as that of the present invention, and there was a great difference in productivity.

【0067】[0067]

【発明の効果】かくして、本発明によれば、従来材に比
較して、地鉄に対する張力付与効果を劣化させることが
なく、従って鉄損特性に優れた超低鉄損一方向性珪素鋼
板を、高い生産性の下で安価に得ることができ、その工
業的価値は極めて大きい。
As described above, according to the present invention, an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet which does not deteriorate the effect of imparting tension to the base iron and has excellent iron loss characteristics as compared with the conventional material can be obtained. It can be obtained at low cost under high productivity, and its industrial value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施に用いて好適なインライン方式
の連続ドライプレーティング装置の模式図である。 1 コイル搬入用の予備真空室 2 一方向性珪素鋼板のコイル 3 高真空槽 4 高真空槽内に装入されたコイル 5 巻解された鋼板の流れ 6 マグネトロンスパッタ室 7 フェロ−Siターゲット 8 マグネット 9 エレクトロンビーム室 10, 10′エレクトロンビーム・ガン 11, 11′エレクトロンビーム 12, 12′材料 13, 13′照射材料供給装置 14 ドライプレーティング処理直後のコイル 15 搬出用の予備真空室 16 ドライプレーティング処理済みのコイル
FIG. 1 is a schematic diagram of an in-line continuous dry plating apparatus suitable for use in the practice of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Preliminary vacuum chamber for carrying in coil 2 Coil of unidirectional silicon steel sheet 3 High vacuum chamber 4 Coil inserted in high vacuum chamber 5 Flow of unwound steel sheet 6 Magnetron sputtering chamber 7 Ferro-Si target 8 Magnet 9 Electron beam chamber 10, 10 'electron beam gun 11, 11' electron beam 12, 12 'material 13, 13' irradiation material supply unit 14 Coil immediately after dry plating 15 Preliminary vacuum chamber for unloading 16 Dry plated Coil of

フロントページの続き Fターム(参考) 4K026 AA03 AA22 BA08 BB05 BB10 CA16 CA18 CA27 DA02 EB04 EB11 4K029 AA02 AA25 BA41 BB02 CA01 CA05 DB21 4K033 AA02 PA04 PA05 PA07 RA04 TA04 4K044 AA02 AB02 BA12 BA18 BA19 BB02 BB03 BC14 CA04 CA07 CA13 5E041 AA02 BC01 BC08 CA02 HB11 HB14 HB19 NN06 Continuing on the front page F-term (reference) 4K026 AA03 AA22 BA08 BB05 BB10 CA16 CA18 CA27 DA02 EB04 EB11 4K029 AA02 AA25 BA41 BB02 CA01 CA05 DB21 4K033 AA02 PA04 PA05 PA07 RA04 TA04 4K044 AA02 AB02 BA12 BA18 CA19 BC02 BC01 BC08 CA02 HB11 HB14 HB19 NN06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面
に、複数層のセラミック被膜を被成するに際し、少なく
とも初層についてはマグネトロンスパッタ法を用いて、
Fe, AlおよびTiのうちから選んだ少なくとも一種を含有
するSi−N−O−C系のセラミック被膜を被成し、つい
で該セラミック被膜の上に、エレクトロンビーム法によ
り、同種または異種のセラミック張力被膜を成膜するこ
とを特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
When a plurality of ceramic coatings are formed on the surface of a grain-oriented silicon steel sheet that has been subjected to finish annealing, at least the first layer is formed using a magnetron sputtering method.
An Si-NO-C-based ceramic coating containing at least one selected from the group consisting of Fe, Al and Ti is formed, and then the same or different ceramic tension is applied on the ceramic coating by an electron beam method. A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising forming a film.
【請求項2】 請求項1において、仕上焼鈍済みの一方
向性珪素鋼板が、表面に圧延方向と交差する向きに2〜
10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm
の線状の凹領域を有することを特徴とする超低鉄損一方
向性珪素鋼板の製造方法。
2. The steel sheet according to claim 1, wherein the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet has a surface on the surface in a direction intersecting the rolling direction.
At intervals of 10 mm, width: 50-500 μm, depth: 0.1-50 μm
A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising:
【請求項3】 請求項1または2において、仕上焼鈍済
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理または平滑
化処理を施さない、フォルステライト被膜および/また
は酸化物被膜の除去処理のままの表面であることを特徴
とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
3. The method of claim 1, wherein the surface of the grain-oriented unidirectional silicon steel sheet subjected to finish annealing is not subjected to a smoothing treatment or a smoothing treatment to remove a forsterite film and / or an oxide film. A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, characterized by being a surface of a steel sheet.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、セラ
ミック被膜の熱膨張係数が外層側にいくほど小さく、か
つ最外層のセラミック張力被膜は絶縁性を有することを
特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
4. The ultra-low iron loss according to claim 1, wherein the coefficient of thermal expansion of the ceramic coating decreases toward the outer layer, and the outermost ceramic tension coating has insulating properties. A method for producing a unidirectional silicon steel sheet.
【請求項5】 コイル状の鋼帯を、高真空槽内で巻解
し、再巻取りする間に該鋼帯の片面または両面に同時に
ドライプレーティングを施す装置であって、 高真空槽の入側および出側にそれぞれ、該高真空槽の真
空度近くまで真空減圧可能なコイルの搬入用予備真空室
および搬出用予備真空室を付設し、 また、該高真空槽内の前段には、巻解された鋼帯の表裏
面側それぞれに1対または複数対のマグネトロンスパッ
タリング装置を配置する一方、その後段には、同じく鋼
帯の表裏面側それぞれに少なくとも1対のエレクトロン
ビーム装置を配置したことを特徴とするドライプレーテ
ィング装置。
5. An apparatus for unwinding a coil-shaped steel strip in a high vacuum chamber and simultaneously performing dry plating on one or both sides of the steel strip during rewinding, wherein the high vacuum chamber is charged. A pre-vacuum chamber for loading and a pre-vacuum chamber for unloading coils that can be evacuated to near the degree of vacuum of the high vacuum chamber are provided on the side and the outlet side, respectively. While one or more pairs of magnetron sputtering devices are arranged on each of the front and back sides of the unraveled steel strip, at the subsequent stage, at least one pair of electron beam devices are similarly arranged on each of the front and back sides of the steel strip. A dry plating apparatus characterized by the following.
【請求項6】 請求項5において、コイル状の鋼帯が、
仕上焼鈍済みの一方向性珪素鋼板であることを特徴とす
るドライプレーティング装置。
6. The coiled steel strip according to claim 5,
A dry plating apparatus characterized by being a finish-annealed unidirectional silicon steel sheet.
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