JP2002294345A - Manufacturing method for grain oriented silicon steel sheet with very small iron loss after stress relieving annealing - Google Patents

Manufacturing method for grain oriented silicon steel sheet with very small iron loss after stress relieving annealing

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JP2002294345A
JP2002294345A JP2001103407A JP2001103407A JP2002294345A JP 2002294345 A JP2002294345 A JP 2002294345A JP 2001103407 A JP2001103407 A JP 2001103407A JP 2001103407 A JP2001103407 A JP 2001103407A JP 2002294345 A JP2002294345 A JP 2002294345A
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steel sheet
grain
iron loss
coating
oriented electrical
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JP2001103407A
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Japanese (ja)
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Minoru Takashima
高島  稔
Mitsumasa Kurosawa
光正 黒沢
Michiro Komatsubara
道郎 小松原
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Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a grain oriented silicon steel sheet with very small iron loss by applying sufficient tension to the steel sheet without impairing adhesivity of tension film even when stress relieving annealing is performed. SOLUTION: A coating layer of inorganic compound deposited by performing vapor phase deposition with the vapor deposition speed per one side being in a range of 0.02-50 nm/sec. in the atmosphere of >=0.1 atm. in the total pressure on the surface of the grain oriented silicon steel sheet in which generation of forsterite is suppressed or generated forsterite is removed.

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】この発明は、変圧器や発電機
の鉄心材料としての用途に供して好適な歪取焼鈍後の鉄
損が極めて小さい方向性電磁鋼板の製造方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having an extremely small iron loss after strain relief annealing suitable for use as an iron core material of a transformer or a generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】Siを含有し、 かつ結晶方位が(110)
〔001〕方位や(100)〔001〕方位に配向した
方向性電磁鋼板は、優れた軟磁気特性を有することか
ら、商用周波数域での各種鉄心材料として広く用いられ
ている。かかる方向性電磁鋼板に要求される特性として
は、一般に50Hzの周波数で 1.7Tに磁化させた時の損失
であるW17/50(W/kg) で表わされる鉄損が低いことが重
要である。
2. Description of the Related Art Si is contained and the crystal orientation is (110).
Grain-oriented electrical steel sheets oriented in the [001] direction or the (100) [001] direction have excellent soft magnetic properties and are therefore widely used as various iron core materials in the commercial frequency range. As a characteristic required for such a grain-oriented electrical steel sheet, it is generally important that iron loss represented by W 17/50 (W / kg), which is a loss when magnetized to 1.7 T at a frequency of 50 Hz, is low. .

【0003】鉄損を低減するためには、渦電流損を低下
するのに有効な方法として、Siを含有させて電気抵抗を
高める方法、 鋼板板厚を低減する方法および結晶粒径を
低減する方法等があり、他方、ヒステリシス損を低下す
るのに有効な方法として、結晶方位を揃える方法などが
ある。
In order to reduce iron loss, effective methods for reducing eddy current loss include a method of increasing electric resistance by containing Si, a method of reducing the thickness of a steel sheet, and a method of reducing a crystal grain size. On the other hand, as an effective method for reducing the hysteresis loss, there is a method of aligning the crystal orientation.

【0004】このうち、Siを含有させて電気抵抗を高め
る方法は、Siを過度に含有させると飽和磁束密度の低下
を招き、鉄心のサイズ拡大の原因となるので限界があ
り、 同様に鋼板板厚を低減する方法は、極端な製造コス
トの増大をもたらすことから限界があった。また、結晶
方位を揃える方法では、結晶の[001]方向の圧延方
向からのずれの平均が3°以下という製品は得られるも
のの、これ以上の改善の余地は小さい。
[0004] Of these methods, the method of increasing the electric resistance by containing Si has a limit because excessive addition of Si causes a decrease in the saturation magnetic flux density and causes an increase in the size of the iron core. The method of reducing the thickness has been limited because of the extreme increase in manufacturing costs. According to the method of aligning the crystal orientation, a product having an average deviation of the crystal from the rolling direction in the [001] direction of 3 ° or less can be obtained, but there is little room for further improvement.

【0005】さらに、 近年、 プラズマジェットやレーザ
ー光を照射して鋼板表面に局所的に歪を導入したり、 鋼
板表面に溝を形成する等の方法によって、人工的に磁区
幅を細分化して鉄損を低減する技術が開発され、 大幅な
鉄損低減効果が得られるようになった。 しかしながら、
この技術による鉄損低減効果にも限界があった。
Further, in recent years, the magnetic domain width has been artificially subdivided by a method such as locally introducing strain into the steel sheet surface by irradiating a plasma jet or a laser beam, or forming a groove in the steel sheet surface. Technology for reducing loss has been developed, and a significant iron loss reduction effect has been obtained. However,
There is a limit to the iron loss reduction effect of this technology.

【0006】一方、これらとは別に、 特公昭52−24499
号公報に開示されているように、鋼板金属表面と非金属
被膜との界面の粗度を低減したり、 特公平7−9041号公
報、特公平5−87597 号公報および特公平6−37694 号
公報に開示されているように、 金属表面に特定の結晶方
位の結晶を残存させるいわゆる結晶方位強調処理を施す
ことによって、鉄損を低減する手法が提案されている。
しかしながら、これらの技術によって鉄損を低減するに
は、 鋼板に対して強い張力を付与することが不可欠で、
そのためには鋼板表面に張力被膜を存在させる必要があ
った。すなわち、 張力被膜が存在しない場合には、 鋼板
表面が平滑なため、逆に磁区幅の拡大が促進され、 鉄損
の大幅な劣化を招いていた。
On the other hand, separately from these, Japanese Patent Publication No. 52-24499
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-9041, Japanese Patent Publication No. Hei 7-9041, Japanese Patent Publication No. Hei 5-87597, and Japanese Patent Publication No. Hei 6-37694, the roughness of the interface between the metal surface of the steel sheet and the non-metallic coating is reduced. As disclosed in the gazette, there has been proposed a method for reducing iron loss by performing a so-called crystal orientation emphasis treatment for leaving a crystal having a specific crystal orientation on a metal surface.
However, in order to reduce iron loss with these technologies, it is essential to apply strong tension to the steel sheet.
For that purpose, it was necessary to make a tension coating exist on the steel sheet surface. In other words, in the absence of the tension coating, the steel sheet surface was smooth, and conversely, the expansion of the magnetic domain width was promoted, leading to a significant deterioration of iron loss.

【0007】この問題を解決する手段として、 前述の特
公昭52−24499 号公報では、鋼板表面を化学研磨や電解
研磨によって鏡面化し、さらに鋼板表面に金属薄めっき
を施して鋼板表面の酸化や絶縁被膜の塗布・焼付けした
際の鋼板表面の劣化による磁性不良を抑制する方法を提
案しているが、 金属めっきが張力を有する場合には、絶
縁被膜は焼付け処理によって剥落し易く、 たとえ剥落を
免れたとしても、 絶縁被膜は通常のりん酸塩系の非張力
絶縁被膜であるため、さほどの鉄損低減効果は得られな
かった。他方、 金属めっきが張力効果を有しない場合に
は、 鉄損低減効果は極わずかであり、しかもこの場合、
絶縁被膜としてりん酸塩系の張力絶縁被膜を被成しよう
としても、 良好な被膜密着性が得られないため、 磁気特
性の向上は望み難い。従って、この技術は工業化される
ことはなかった。
As a means for solving this problem, Japanese Patent Publication No. 52-24499 mentioned above discloses a method in which the surface of a steel sheet is mirror-polished by chemical polishing or electrolytic polishing, and the surface of the steel sheet is subjected to thin metal plating to oxidize or insulate the steel sheet surface. A method has been proposed to suppress magnetic defects due to deterioration of the steel sheet surface when the coating is applied and baked.However, if the metal plating has tension, the insulating coating is easily peeled off by the baking treatment. Even so, since the insulating coating was a normal phosphate-based non-tensile insulating coating, the effect of reducing iron loss was not so large. On the other hand, when the metal plating has no tension effect, the iron loss reduction effect is negligible, and in this case,
Even if an attempt is made to form a phosphate-based tension insulating film as the insulating film, it is difficult to improve magnetic properties because good film adhesion cannot be obtained. Therefore, this technology was never industrialized.

【0008】また、 特開昭62−103374号公報には、 研磨
により平滑に仕上げた鋼板表面に、各種の酸化物、 ほう
化物、 けい化物、 りん化物、硫化物と地鉄との混合極薄
層をCVD法により形成し、その上に絶縁被膜を被成す
る方法が開示されているが、このCVD法では、高真空
が必要とされ、極めてコスト高であり、この技術も工業
化されるまでには至っていない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-103374 discloses that, on the surface of a steel plate which has been smoothed by polishing, various oxides, borides, silicides, phosphides, sulfides and ground iron are mixed. A method in which a layer is formed by a CVD method and an insulating film is formed thereon is disclosed. However, this CVD method requires a high vacuum and is extremely costly. Has not been reached.

【0009】さらに、 特公平2−243770号公報には、 ゾ
ル−ゲル法によってセラミックス被膜を被成する方法が
開示されているが、 この方法は、鋼板との密着性が劣る
ため十分な張力付与効果を鋼板に及ぼすことができなか
った。
Further, Japanese Patent Publication No. 2-243770 discloses a method of forming a ceramic film by a sol-gel method. However, this method has a problem that a sufficient tension is applied because of poor adhesion to a steel sheet. No effect could be exerted on the steel sheet.

【0010】その他、特公昭56−4150号公報には、鋼板
表面を化学研磨や電解研磨によって中心線平均粗さRaで
0.4μm 以下の平滑面とし、 さらにその上にセラミック
ス薄膜を形成する方法が開示されているが、 この方法に
よる密着性のよいセラミックス薄膜の形成手段は化学蒸
着、真空蒸着であるため、 設備的に大量生産が困難であ
り、また成膜速度が遅いこともあって、 工業生産に適合
せず、 工業化されるに至ってない。
In addition, Japanese Patent Publication No. 56-4150 discloses that the surface of a steel sheet is subjected to chemical line polishing or electrolytic polishing to obtain a center line average roughness Ra.
A method is disclosed in which a ceramic thin film is formed on a smooth surface of 0.4 μm or less and a ceramic thin film is further formed thereon. Due to the difficulty of mass production and the slow deposition rate, it is not suitable for industrial production and has not yet been industrialized.

【0011】また、 特開平3−47957 号、同3−294465
号、同3−294467号、同3−294468号、同3−294469号
および同3−294470号各公報には、 平滑化した地鉄表面
またはその上の金属めっき面に、低圧プラズマ溶射法に
よって酸化物や珪化物の被膜を形成する方法が開示さ
れ、さらに、特開平10−245667号公報には、プラズマ溶
射法を用いて酸化物、窒化物または炭化物の張力被膜を
形成する方法が開示されているが、これらの方法では、
工業的な成膜速度は確保できるものの、 液滴の付着によ
る成膜であるため緻密な膜は形成不能で、しかも成膜さ
れた表面が粗く、摩擦により容易に剥落し、鋼板または
めっき面とプラズマ溶射によって形成した酸化物や珪化
物の被膜との密着性が十分ではないため、所望の磁気特
性が得られず、 また大規模な減圧設備を必要とすること
もあって、工業化されるまでには至っていない。
Also, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-47957 and 3-294465.
No. 3-294467, No. 3-294468, No. 3-294469 and No. 3-294470, the low-pressure plasma spraying method is applied to the smoothed ground iron surface or the metal plating surface thereon. A method for forming a film of oxide or silicide is disclosed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-245667 discloses a method for forming a tension film of oxide, nitride or carbide by using a plasma spraying method. However, with these methods,
Although an industrial deposition rate can be secured, a dense film cannot be formed due to the deposition of droplets, and the deposited surface is rough and easily peels off due to friction. Because of insufficient adhesion to oxide and silicide coatings formed by plasma spraying, desired magnetic properties could not be obtained, and large-scale decompression equipment was required. Has not been reached.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、 最近
の方向性電磁鋼板の鉄損低減技術の動向は、鋼板表面を
仕上げ焼鈍中やその後の処理で平滑化したり、 結晶方位
強調処理を施したのち、鋼板表面に張力被膜を被成する
ことが必要不可欠であるが、 張力被膜は鋼表面に強い張
力を付与するため、鋼板表面と張力被膜との界面に強い
剪断応力が作用し、容易に被膜が剥落することから、 結
果的に張力付与が達成できず、磁気特性の改善効果は望
めなかった。そこで、 張力被膜の密着性確保のために種
々の工夫がなされてきたが、 密着性が良好な場合には、
鋼板表面の磁気的な平滑化効果が消失して、やはり磁気
特性の劣化を招くことから、 未だこのような技術によっ
て工業的に製品化されたものはない。
As described above, recent trends in the technology for reducing iron loss of grain-oriented electrical steel sheets are to smooth the surface of the steel sheet during or after finish annealing or to perform crystal orientation emphasis treatment. After that, it is indispensable to form a tensile coating on the steel sheet surface. As a result, the film was peeled off, and as a result, tension could not be applied, and the effect of improving the magnetic properties could not be expected. Therefore, various measures have been taken to ensure the adhesion of the tension film, but when the adhesion is good,
Since the magnetic smoothing effect of the steel sheet surface is lost and the magnetic properties are also deteriorated, there is no industrial product manufactured by such a technology.

【0013】また、気相による成膜は、真空雰囲気で行
われるのが通例であり、成膜速度が遅いだけでなく、真
空槽の設置が不可欠なことから、大規模な生産設備の工
業化は困難であった。さらに、鋼板表面に結晶方位強調
処理を施す場合には、張力被膜の密着性は平滑化処理の
場合よりも幾分緩和されるが、 それでも本来あるべき密
着性には程遠く、 張力作用が鋼板に十分には伝達しない
ため、満足いくほどの鉄損の低減効果は得られなかっ
た。
[0013] Further, the film formation by the gas phase is usually performed in a vacuum atmosphere, and not only the film formation speed is slow but also the installation of a vacuum chamber is indispensable. It was difficult. Furthermore, when the crystal orientation enhancement treatment is applied to the steel sheet surface, the adhesion of the tension coating is somewhat lessened than in the case of the smoothing treatment, but it is still far from the original adhesion, and the tension action is applied to the steel sheet. Because of insufficient transmission, a satisfactory iron loss reduction effect was not obtained.

【0014】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、鋼板表面に平滑化処理や結晶方位強調処理を施
し、さらには張力被膜により鋼板に張力を付与して、 鉄
損の大幅な低減を図る場合においても、 張力被膜の密着
性を損なうことなく、 鋼板に十分な張力を作用させるこ
とができる方向性電磁鋼板の有利な製造方法を提案する
ことを目的とする。
[0014] The present invention advantageously solves the above-mentioned problems, and performs a smoothing process or a crystal orientation emphasizing process on the surface of a steel sheet, and further imparts tension to the steel sheet with a tension coating to greatly reduce iron loss. It is an object of the present invention to propose an advantageous method for manufacturing a grain-oriented electrical steel sheet that can exert a sufficient tension on the steel sheet without impairing the adhesion of the tension coating even when the reduction is intended.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】以下、 この発明の開発経
緯について鋭明する。さて、発明者らは、前述した低圧
プラズマ溶射材または通常のプラズマ溶射材の剥離原因
について綿密な検討を行ったところ、 a)被覆物は緻密な単一層ではなく、溶射時の液滴に由
来する粒状の被覆物が順次付着して粒間に空隙を有する
構造を有していること、そして、 b)このため、被覆物空隙部分より被膜が破壊したり、
または空隙を通じての鋼板表面の酸化により被膜が剥落
したり、あるいは表面凹凸により上記の粒状被覆物の剥
落が促進されることが解明された。
The development of the present invention will be elucidated below. Now, the present inventors have conducted a thorough study on the cause of peeling of the low-pressure plasma sprayed material or the ordinary plasma sprayed material described above. A) The coating is not a dense single layer but derived from droplets during spraying. Has a structure in which the granular coatings adhere to each other and have voids between the particles, and b) for this reason, the coating is broken from the voids of the coatings,
Alternatively, it was clarified that the coating was peeled off due to the oxidation of the steel sheet surface through the voids, or that the above-mentioned granular coating was peeled off due to surface irregularities.

【0016】個々の粒間に空隙ができるのは、鋼板表面
で半溶融状態の液滴が叩きつけられ順次固着した扁平状
の粒子が積み重なった構造になっているからであり、粒
間ではいわゆるコールドジョイントが形成されることか
ら、強度の低下を招き、また最表面には個々の粒に由来
する凹凸が残存するものと考えられる。さらに、粒間の
空隙を通じての鋼板の酸化により、粒子の剥落が加速さ
れるものと考えられる。この問題を解決するためには、
気相状態で被覆物を蒸着すれば良いと考えられるけれど
も、従来知られている真空蒸着法や気相合成法では、大
がかりな真空槽を必要とするなどの欠点を有するため
に、工業化は極めて困難である。
The formation of voids between individual grains is due to a structure in which flat particles, which are smashed with semi-molten droplets on the surface of the steel sheet and are sequentially fixed, are piled up. It is considered that the formation of the joint causes a decrease in strength, and irregularities due to individual grains remain on the outermost surface. Further, it is considered that the oxidation of the steel sheet through the intergranular voids accelerates the exfoliation of the particles. To solve this problem,
Although it is thought that the coating should be deposited in a gaseous state, the conventionally known vacuum deposition method and gas phase synthesis method have drawbacks such as requiring a large-scale vacuum chamber, so that industrialization is extremely difficult. Have difficulty.

【0017】そこで、上記の知見に鑑み、種々の被膜形
成方法について検討したところ、熱プラズマ蒸着法や熱
プラズマフラッシュ蒸着法は、被覆物を一種の気相状態
であるプラズマ状態で蒸着でき、雰囲気も大気圧やわず
かな減圧雰囲気で繰業が可能である上、気孔率の小さな
緻密な被覆層をフォルステライト被膜のない方向性電磁
鋼板に形成することが可能であり、上記の欠点を有利に
克服できることが判明した。
In view of the above findings, various film forming methods were examined. According to the thermal plasma evaporation method and the thermal plasma flash evaporation method, the coating material can be deposited in a plasma state, which is a kind of gaseous state, and the atmosphere can be easily removed. In addition, it is possible to operate under atmospheric pressure or a slightly reduced pressure atmosphere, and it is possible to form a dense coating layer with a small porosity on a grain-oriented electrical steel sheet without a forsterite coating. It turns out that it can be overcome.

【0018】そこで、発明者らは、この知見を受け、特
願平11−287650号公報にて開示した方法、すなわち、フ
ォルステライトの生成を抑止するかまたは生成したフォ
ルステライトを除去した板厚:0.27mm以下の方向性電磁
鋼板の表面に、全圧が0.1 気圧以上でかつ酸素分圧が0.
1 atm 未満の低酸化性雰囲気での気相蒸着により、片面
当たりの平均厚みが 0.1μm 以上10μm 以下の被覆層を
形成することにより、極めて鉄損の小さい方向性電磁鋼
板が製造できることを見出した。
In view of the above, the inventors of the present invention have received the above findings, and disclosed a method disclosed in Japanese Patent Application No. 11-287650, that is, a method for suppressing the formation of forsterite or removing the formed forsterite: On the surface of grain-oriented electrical steel sheets of 0.27 mm or less, the total pressure is 0.1 atm or more and the oxygen partial pressure is 0.
By forming a coating layer with an average thickness per side of 0.1 μm or more and 10 μm or less by vapor phase vapor deposition in a low oxidizing atmosphere of less than 1 atm, it has been found that a grain-oriented electrical steel sheet with extremely small iron loss can be manufactured. .

【0019】しかしながら、特願平11−287650号公報に
よる技術で製造された方向性電磁鋼板の被膜は、歪取焼
鈍した後に剥離する場合があり、この場合には、張力を
鋼板に付与できなくなって鉄損が大きく劣化するという
問題点があった。ここで、「歪取焼鈍」とは、鉄心の製
造工程で導入された歪を取り除く目的で需要家が行う80
0 ℃、3時間程度の焼鈍のことである。
However, the coating of the grain-oriented electrical steel sheet manufactured by the technique disclosed in Japanese Patent Application No. 11-287650 may peel off after the strain relief annealing, and in this case, tension cannot be applied to the steel sheet. There is a problem that iron loss is greatly deteriorated. Here, “strain relief annealing” is performed by a customer for the purpose of removing the strain introduced in the iron core manufacturing process.
Annealing at 0 ° C. for about 3 hours.

【0020】そこで、発明者らは上記問題点を解決すべ
くさらに上述した気相蒸着法について鋭意研究を行った
ところ、片面当たりの蒸着速度を適正範囲に制御するこ
とにより、歪取焼鈍後においても、優れた被膜密着性を
得ることができ、その結果、鉄損が極めて小さい方向性
電磁鋼板を製造できることを新たに知見したものであ
る。この発明は、上記の知見に立脚するものである。
Then, the inventors conducted further studies on the above-mentioned vapor deposition method to solve the above-mentioned problems, and found that the vapor deposition rate per one side was controlled to an appropriate range so that after the strain relief annealing, It is newly found that excellent film adhesion can be obtained, and as a result, a grain-oriented electrical steel sheet with extremely small iron loss can be manufactured. The present invention is based on the above findings.

【0021】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 1.フォルステライトの生成を抑止するかまたは生成し
たフォルステライトを除去した方向性電磁鋼板の表面
に、全圧が0.1atm以上の雰囲気中で、片面あたりの蒸着
速度を0.02〜50nm/秒の範囲とする気相蒸着を施すこと
により、無機化合物の被覆層を形成することを特徴とす
る歪取焼鈍後の鉄損が極めて小さい方向性電磁鋼板の製
造方法。
That is, the gist of the present invention is as follows. 1. Suppress the generation of forsterite or remove the generated forsterite on the surface of grain-oriented electrical steel sheet, in an atmosphere with a total pressure of 0.1 atm or more, and set the deposition rate per side in the range of 0.02 to 50 nm / sec. A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having extremely small iron loss after strain relief annealing, wherein a coating layer of an inorganic compound is formed by performing vapor phase deposition.

【0022】2.被覆層が酸化物、窒化物及び炭化物の
中から選ばれる1種あるいは2種以上からなることを特
徴とする上記1記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 2. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the above item 1, wherein the coating layer comprises one or more selected from oxides, nitrides and carbides.

【0023】3.被覆層が珪素化合物であることを特徴
とする上記2記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
3. 3. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the above item 2, wherein the coating layer is a silicon compound.

【0024】4.被覆層を形成した後に張力被膜および
/または絶縁被膜をさらに被成することを特徴とする上
記1、2又は3記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
4. 4. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to the above item 1, 2 or 3, further comprising forming a tension film and / or an insulating film after forming the coating layer.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。まず、本発明では、フォルステライトの生成を抑止
するかまたは生成したフォルステライトを除去した方向
性電磁鋼板を用いる。マグネシアを主成分とする焼鈍分
離剤を塗布後、仕上げ焼鈍に供する方向性電磁鋼板の製
造方法では、通常は鋼板表面にフォルステライトが形成
されるのが一般的である。しかしながら、鋼板表面に形
成されたフォルステライトは、気相化された被膜原料と
地鉄との直接結合を妨げるため、本発明においては、フ
ォルステライトの生成を抑止あるいは生成したフォルス
テライトを除去した方向性電磁鋼板を用いることが必要
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. First, in the present invention, a grain-oriented electrical steel sheet in which forsterite generation is suppressed or the generated forsterite is removed is used. In a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet that is subjected to finish annealing after applying an annealing separator containing magnesia as a main component, forsterite is generally formed on the steel sheet surface. However, forsterite formed on the surface of the steel sheet hinders direct bonding between the vaporized coating material and the ground iron. Therefore, in the present invention, forsterite generation is suppressed or the direction in which the generated forsterite is removed. It is necessary to use conductive magnetic steel sheets.

【0026】フォルステライトの生成を抑止するための
手段としては、特開平8−337823号公報、特開昭59−96
278 号公報に示されるように、焼鈍分離剤としてアルミ
ナやシリカあるいはこれらとマグネシアの混合物を主成
分とする方法や、特開昭64−62476 号公報、特開平12−
104143号公報に示されるように、マグネシアを主成分と
する焼鈍分離剤に塩化物を添加する方法などの公知の方
法を用いることが好ましい。また、フォルステライトを
除去するための手段としては、酸洗、電解研磨あるいは
機械的研磨による方法を用いることが有利である。
Means for suppressing the formation of forsterite are disclosed in JP-A-8-337823 and JP-A-59-96.
As shown in JP-A-278, a method mainly comprising alumina or silica or a mixture thereof with magnesia as an annealing separator, JP-A-64-62476, JP-A
As shown in Japanese Patent No. 104143, it is preferable to use a known method such as a method of adding chloride to an annealing separator containing magnesia as a main component. Further, as a means for removing forsterite, it is advantageous to use a method by pickling, electrolytic polishing or mechanical polishing.

【0027】次に、鋼板に気相蒸着を施すが、通常の真
空蒸着法とは異なり、本発明の技術の主たる要件である
気相蒸着相で被覆層と地鉄との密着性・均一性を高める
ためには、気相蒸着時の圧力を高めることが必要であ
る。すなわち、被覆層の密着性・均一性を高めるため、
気相蒸着は、全圧を0.1 atm 以上、好ましくは0.8atm以
上とする雰囲気中で行うことが必要である。尚、全圧の
上限は特に定めないが、1atm かわずかな加圧雰囲気
が、雰囲気への大気の侵入を抑制する観点から望まし
い。
Next, the steel sheet is subjected to vapor deposition. Unlike the ordinary vacuum vapor deposition method, the adhesion and uniformity between the coating layer and the ground iron in the vapor deposition phase, which is the main requirement of the technology of the present invention, is described. In order to increase the pressure, it is necessary to increase the pressure during vapor deposition. That is, in order to enhance the adhesion and uniformity of the coating layer,
The vapor deposition must be performed in an atmosphere in which the total pressure is 0.1 atm or more, preferably 0.8 atm or more. Although the upper limit of the total pressure is not particularly defined, a pressurized atmosphere of 1 atm or slightly is desirable from the viewpoint of suppressing the invasion of the atmosphere into the atmosphere.

【0028】さらに、本発明では、気相蒸着の際の片面
あたりの蒸着速度を0.02〜50nm/秒の範囲とする。蒸着
速度が50nm/秒を超えるときには、被覆層の緻密性が不
十分で、被覆層−地鉄の歪取焼鈍後の密着性が劣化する
のみならず、被膜の剥落によって鋼板に張力が付与され
ず、良好な鉄損を得ることができないからであり、ま
た、蒸着速度が0.02nm/秒未満では、鋼板と蒸着層間に
雰囲気中に僅少存在する不純物を取り込む影響が大きく
なり、被覆層−地鉄の歪取焼鈍後の密着性が劣化すると
共に、良好な鉄損を得ることはできないからである。
Further, in the present invention, the vapor deposition rate per one side during the vapor phase vapor deposition is in the range of 0.02 to 50 nm / sec. When the deposition rate exceeds 50 nm / sec, the denseness of the coating layer is insufficient, not only the adhesion of the coating layer and the base iron after the stress relief annealing deteriorates, but also the tension is applied to the steel sheet by the peeling of the coating. If the deposition rate is less than 0.02 nm / sec, the effect of taking in a small amount of impurities present in the atmosphere between the steel sheet and the deposition layer becomes large, and the coating layer-ground This is because the adhesion of the iron after the stress relief annealing is deteriorated and good iron loss cannot be obtained.

【0029】被覆層は無機化合物であり、A12O3 、Zr
O2、SiO2などの酸化物、Si3N4 、TiNのような窒化物、T
iC 、SiC のような炭化物が密着性の点で望ましく、特
に珪素化合物であるSiO2、Si3N4 、SiC が地鉄との密着
性にきわめて優れるため好ましい。また、これらの混合
層でもかまわない。
The coating layer is made of an inorganic compound such as A1 2 O 3 , Zr
O 2, oxides such as SiO 2, Si 3 N 4, nitrides such as TiN, T
Carbides such as iC and SiC are desirable in terms of adhesion, and silicon compounds such as SiO 2 , Si 3 N 4 and SiC are particularly preferred because of their excellent adhesion to ground iron. Also, a mixed layer of these may be used.

【0030】また、気相蒸着後に、張力被膜および/ま
たは絶縁被膜を被成することが望ましく、具体的な被成
方法としては、例えば、リン酸塩やクロム酸塩を用いて
公知の絶縁被膜を被成する方法や、特開昭48−39338 号
公報や特開昭50−79442 号公報に示されているように、
りん酸塩やりん酸塩−シリカの混合物を塗布焼付けする
ことによって被成する方法や、特開平6−65754 号公報
に示されているように、ほう酸アルミナの被膜を前記被
膜として被成する方法などの公知の方法が挙げられる、
いずれの方法でも適合する。
It is desirable to form a tension film and / or an insulating film after the vapor deposition. As a specific forming method, for example, a known insulating film using a phosphate or a chromate is used. As disclosed in JP-A-48-39338 and JP-A-50-79442,
A method in which a phosphate or a mixture of phosphate-silica is applied and baked, or a method in which an alumina borate film is formed as the film as described in JP-A-6-65754. Known methods such as,
Either method is suitable.

【0031】加えて、鋼板に溝あるいは局所歪を導入す
ることより磁区細分化処理を施すことが有利であり、被
膜による張力付与効果がより一層有効に発揮される。さ
らに、気相蒸着前に、鋼板表面に結晶方位強調処理や、
酸洗、化学研磨、電解研磨、機械研磨などにより平滑化
処理を施すことは、低鉄損化を図るには有利である。
In addition, it is advantageous to apply a magnetic domain refining treatment to the steel sheet by introducing grooves or local strains, and the effect of imparting tension by the coating film is more effectively exerted. Furthermore, before vapor phase deposition, crystal orientation enhancement treatment on the steel sheet surface,
Performing a smoothing treatment by pickling, chemical polishing, electrolytic polishing, mechanical polishing, or the like is advantageous for reducing iron loss.

【0032】被成する膜の厚みは特に限定されないが、
被成される膜が蒸着膜である被覆層のみの場合、その膜
厚が0.1 μm以上、10μm以下であることが望ましく、
被覆層の上に張力被膜や絶縁被膜が被成されている場合
には、被覆層と張力被膜の合計膜厚、被覆層と絶縁被膜
の合計膜厚、または被覆層、張力被膜および絶縁被膜の
合計膜厚が、0.1 μm 以上10μm 以下であることが望ま
しい。0.1 μm 未満では、被膜による張力効果が小さ
く、10μm 以上では占積率の低下による鉄損劣化を招く
からである。
Although the thickness of the film to be formed is not particularly limited,
When the film to be formed is only a coating layer which is a vapor-deposited film, the thickness is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less,
When a tension film or an insulating film is formed on the coating layer, the total film thickness of the coating layer and the tension film, the total film thickness of the coating layer and the insulating film, or the thickness of the coating layer, the tension film, and the insulating film It is desirable that the total film thickness is 0.1 μm or more and 10 μm or less. If the thickness is less than 0.1 μm, the tension effect due to the coating is small, and if the thickness is 10 μm or more, iron loss is deteriorated due to a decrease in space factor.

【0033】上述したところは、この発明の実施形態の
一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更
を加えることができる。
The above is merely an example of the embodiment of the present invention, and various changes can be made within the scope of the claims.

【0034】[0034]

【実施例】(実施例1)磁区細分化のために鋼板の幅方
向に線状溝の形成を行った後、脱炭焼鈍を施し、マグネ
シアに塩化マグネシウムを2%配合した焼鈍分離剤を塗
布した後、2次再結晶焼鈍に供することによりフォルス
テライトの形成を抑制した板厚:0.23mmの方向性電磁鋼
板を作製した。ついで、この鋼板に1.0 atm のアルゴン
雰囲気中で高周波−直流ハイブリッド熱プラズマ蒸着法
により、表1に示す種々の蒸着速度にて、片面あたりの
膜厚:0.07μm のSiC 被覆層を両面に被成した。蒸着速
度は被覆層の出発原料であるSiC 粉の供給量を増減させ
ることにより調整した。その後、鋼板表面に、60%のコ
ロイダルシリカと40%のりん酸マグネシウムを主成分と
する張力コーティング液を塗布し、800 ℃で焼付け、被
覆層と張力被膜の合計膜厚を1.0 μmとした。さらに、
このようにして製造された方向性電磁鋼板に800 ℃、3
hrの歪取焼鈍を施した。かくして得られた歪取焼鈍後の
鋼板について、張力被膜の密着性および鋼板の鉄損を調
査した結果を表1に示す。
(Example 1) After forming a linear groove in the width direction of a steel sheet for magnetic domain refining, decarburizing annealing is performed, and an annealing separator containing 2% of magnesium chloride mixed with magnesia is applied. After that, a grain-oriented electrical steel sheet having a thickness of 0.23 mm, in which the formation of forsterite was suppressed by subjecting to secondary recrystallization annealing, was produced. Then, a SiC coating layer having a thickness of 0.07 μm on one side was formed on both sides of the steel sheet at various deposition rates shown in Table 1 by a high frequency-DC hybrid thermal plasma deposition method in an argon atmosphere of 1.0 atm. did. The deposition rate was adjusted by increasing or decreasing the supply of SiC powder, which is the starting material for the coating layer. Thereafter, a tension coating solution containing 60% colloidal silica and 40% magnesium phosphate as a main component was applied to the surface of the steel sheet, and baked at 800 ° C., so that the total thickness of the coating layer and the tension film was 1.0 μm. further,
800 ° C, 3 ° C
hr strain relief annealing. Table 1 shows the results obtained by examining the adhesion of the tension coating and the iron loss of the steel sheet with respect to the steel sheet after the strain relief annealing thus obtained.

【0035】尚、張力被膜の密着性は、鋼板を種々の直
径を有する円柱に巻き付け、被膜の剥離がおきない最小
径(最小曲げ剥離径)により評価した。また、鋼板の鉄
損は、JIS C 2550(1992)に定めるエプスタイン法により
測定した。
The adhesion of the tension coating was evaluated by winding a steel sheet around cylinders having various diameters and determining the minimum diameter (minimum bending peel diameter) at which the coating did not peel. The iron loss of the steel sheet was measured by the Epstein method specified in JIS C 2550 (1992).

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】表1に示す結果から、蒸着速度が適正範囲
内である実施例(No.1-2〜1-5 )は、いずれも張力被膜
の密着性に優れ、鋼板の鉄損が小さいことがわかる。
From the results shown in Table 1, the Examples (Nos. 1-2 to 1-5) in which the deposition rate was within the proper range were all excellent in the adhesion of the tension coating and small in iron loss of the steel sheet. I understand.

【0038】(実施例2)板厚0.18mmの方向性電磁鋼板
のフォルステライト被膜を酸洗により除去し、さらに、
NaCl水溶液中にて電解研磨を行う結晶方位強調処理を施
した。その後、0.2 atm の水素−窒素混合雰囲気中にて
高周波+直流ハイブリッド熱プラズマ蒸着法により、表
2に示す種々の蒸着速度にて、片面あたり1.0 μm のZr
O2被膜を両面に被成した。蒸着速度は被覆層の出発原料
であるZrO2粉の供給量を増減させることにより調整し
た。ついで、磁区細分化のために歯車にて鋼板の幅方向
に線状の歪を与えた。さらに、このようにして製造され
た方向性電磁鋼板に800 ℃、3hrの歪取焼鈍を施した。
かくして得られた歪取焼鈍後の鋼板について、張力被膜
の密着性および鋼板の鉄損を調査した結果を表2に示
す。
Example 2 A forsterite film of a grain-oriented electrical steel sheet having a thickness of 0.18 mm was removed by pickling.
A crystal orientation emphasis treatment for performing electropolishing in a NaCl aqueous solution was performed. Thereafter, in a 0.2 atm hydrogen-nitrogen mixed atmosphere, 1.0 μm of Zr per side was applied at various deposition rates shown in Table 2 by high frequency + DC hybrid thermal plasma deposition.
O 2 coatings were applied on both sides. The deposition rate was adjusted by increasing or decreasing the supply of ZrO 2 powder, which is the starting material for the coating layer. Next, a linear strain was applied to the steel sheet in the width direction by a gear for domain refining. Further, the grain-oriented electrical steel sheet thus manufactured was subjected to strain relief annealing at 800 ° C. for 3 hours.
Table 2 shows the results obtained by examining the adhesion of the tension coating and the iron loss of the steel sheet with respect to the steel sheet after the strain relief annealing thus obtained.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】表2に示す結果から、蒸着速度が適正範囲
内である実施例(No.2-2〜2-5 )は、いずれも張力被膜
の密着性に優れ、鋼板の鉄損が小さいことがわかる。
From the results shown in Table 2, it can be seen that Examples (Nos. 2-2 to 2-5) in which the deposition rate was within the proper range were all excellent in the adhesion of the tensile coating and small in iron loss of the steel sheet. I understand.

【0041】[0041]

【発明の効果】かくして、この発明によれば、フォルス
テライト被膜のない鋼板上に形成した被覆層が歪取焼鈍
後も剥離することなく良好な密着性を維持することがで
きるため、鋼板に対して十分な張力を作用させることが
でき、その結果、従来に比べ鉄損が格段に低減された方
向性電磁鋼板を工業的な規模で安定して得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, since the coating layer formed on the steel sheet without the forsterite coating can maintain good adhesion without peeling even after the strain relief annealing, it can be applied to the steel sheet. As a result, it is possible to stably obtain a grain-oriented electrical steel sheet with significantly reduced iron loss on an industrial scale.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C23C 30/00 C23C 30/00 C H01F 1/16 H01F 1/16 B (72)発明者 小松原 道郎 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Fターム(参考) 4K026 AA03 AA22 BA01 BA12 BB05 CA18 DA02 EA01 EB11 4K029 AA02 AA24 BA43 BA55 BA56 BA58 BC05 BD03 CA01 EA01 FA01 GA01 GA03 4K033 AA02 PA04 RA04 TA03 TA08 4K044 AA02 AB02 BA12 BA14 BA18 BB04 BC14 CA14 CA16 CA62 5E041 AA02 CA02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C23C 30/00 C23C 30/00 C H01F 1/16 H01F 1/16 B (72) Inventor Michio Komatsubara Mizushima, Kurashiki-shi, Okayama Kawasaki-dori 1-chome (without address) Kawasaki Steel Corporation Mizushima Works F-term (reference) 4K026 AA03 AA22 BA01 BA12 BB05 CA18 DA02 EA01 EB11 4K029 AA02 AA24 BA43 BA55 BA56 BA58 BC05 BD03 CA01 EA01 FA01 GA03 GA03 4K03 A TA08 4K044 AA02 AB02 BA12 BA14 BA18 BB04 BC14 CA14 CA16 CA62 5E041 AA02 CA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フォルステライトの生成を抑止するかま
たは生成したフォルステライトを除去した方向性電磁鋼
板の表面に、全圧が0.1atm以上の雰囲気中で、片面あた
りの蒸着速度を0.02〜50nm/秒の範囲とする気相蒸着を
施すことにより、無機化合物の被覆層を形成することを
特徴とする歪取焼鈍後の鉄損が極めて小さい方向性電磁
鋼板の製造方法。
1. A deposition rate per one side of 0.02 to 50 nm / in an atmosphere having a total pressure of 0.1 atm or more on a surface of a grain-oriented electrical steel sheet in which forsterite generation is suppressed or generated forsterite is removed. A method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having extremely small iron loss after strain relief annealing, wherein a coating layer of an inorganic compound is formed by performing vapor deposition in a range of seconds.
【請求項2】 被覆層が、酸化物、窒化物及び炭化物の
中から選ばれる1種あるいは2種以上からなることを特
徴とする請求項1記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
2. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, wherein the coating layer is made of one or more selected from oxides, nitrides and carbides.
【請求項3】 被覆層が珪素化合物であることを特徴と
する請求項2記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
3. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 2, wherein the coating layer is a silicon compound.
【請求項4】 被覆層を形成した後に張力被膜および/
または絶縁被膜をさらに被成することを特徴とする請求
項1、2または3記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein after forming the coating layer, the tension coating and / or
4. The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet according to claim 1, further comprising an insulating coating.
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WO2016035530A1 (en) * 2014-09-01 2016-03-10 新日鐵住金株式会社 Grain-oriented electromagnetic steel sheet
JP2018168436A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 新日鐵住金株式会社 Oriented electric magnetic steel sheet

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101356053B1 (en) 2011-12-28 2014-01-28 주식회사 포스코 Oriented electrical steel sheets and method for manufacturing the same
WO2016035530A1 (en) * 2014-09-01 2016-03-10 新日鐵住金株式会社 Grain-oriented electromagnetic steel sheet
JPWO2016035530A1 (en) * 2014-09-01 2017-07-06 新日鐵住金株式会社 Oriented electrical steel sheet
US20170233842A1 (en) * 2014-09-01 2017-08-17 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Grain-oriented electrical steel sheet
US10604818B2 (en) 2014-09-01 2020-03-31 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet
US11377705B2 (en) 2014-09-01 2022-07-05 Nippon Steel Corporation Grain-oriented electrical steel sheet
JP2018168436A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 新日鐵住金株式会社 Oriented electric magnetic steel sheet

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