JP2019019358A - 皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記SiO2中間酸化膜層の金属元素M(M:Al)のグロー放電発光分析スペクトルの時間微分曲線fM(t)が、下記式(1)を満足する
ことを特徴とする皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板。
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒)
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒)
(i)上記SiO2中間酸化膜層を形成する酸化膜形成工程における焼鈍を、600〜1400℃の温度T1(℃)で5〜1200秒、かつ、下記式(5)を満たす酸素ポテンシャルで行い、その後の冷却で、
(ii)下記式(6)で定義する温度T2(℃)以上、上記T1(℃)以下の温度域の平均冷却速度CR1(℃/秒)を50℃/秒以下とし、40℃以上、上記T2(℃)未満の温度域の平均冷却速度を、下記式(7)を満たす平均冷却速度CR2(℃/秒)とする
ことを特徴とする皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板の製造方法。
T2=T1−100 ・・・(6)
CR1>CR2 ・・・(7)
質量%で、C:0.10%以下、Si:0.80〜7.00%、酸可溶性Al:0.01〜0.07%、N:0.012%以下、Mn:1.00%以下、S:0.08%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、鋼板表面に張力付与性絶縁皮膜を有し、かつ、該張力付与性絶縁皮膜と上記鋼板表面の界面に、平均膜厚が1.0nm以上1.0μm以下のSiO2中間酸化膜層を有する一方向性電磁鋼板において、
上記SiO2中間酸化膜層の金属元素M(M:Al)のグロー放電発光分析スペクトルの時間微分曲線fM(t)が、下記式(1)を満足する
ことを特徴とする。
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒)
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒)
(i)上記SiO2中間酸化膜層を形成する酸化膜形成工程における焼鈍を、600〜1400℃の温度T1(℃)で5〜1200秒、かつ、下記式(5)を満たす酸素ポテンシャルで行い、その後の冷却で、
(ii)下記式(6)で定義する温度T2(℃)以上、上記T1(℃)以下の温度域の平均冷却速度CR1(℃/秒)を50℃/秒以下とし、40℃以上、上記T2(℃)未満の温度域の平均冷却速度を、下記式(7)を満たす平均冷却速度CR2(℃/秒)とする
ことを特徴とする。
T2=T1−100 ・・・(6)
CR1>CR2 ・・・(7)
まず、本発明電磁鋼板の成分組成の限定理由について説明する。以下、成分組成に係る%は、質量%を意味する。
Cが0.10%を超えると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Cは0.10%以下とする。鉄損特性の改善の観点から、0.08%以下が好ましい。
Siが0.80%未満であると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態して、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Siは0.80%以上とする。好ましくは2.50%以上、より好ましくは3.00%以上である。
本発明電磁鋼板において、酸可溶性Al(sol.Al)は、皮膜密着性の改善の観点から必須の元素である。即ち、酸可溶性Alは、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化して濃化層を形成し、皮膜密着性を顕著に向上させる元素である。
Nが0.012%を超えると、冷延時、鋼板中にブリスター(空孔)が生じるうえに、鋼板の強度が上昇し、製造時の通板性が悪化するので、Nは0.012%以下とする。好ましくは0.010%以下、より好ましくは0.009%以下である。
Mnが1.00%を超えると、二次再結晶焼鈍において鋼が相変態し、二次再結晶が十分に進行せず、良好な磁束密度と鉄損特性が得られないので、Mnは1.00%以下とする。好ましくは0.50%以下、より好ましくは0.20%以下である。
Sが0.08%を超えると、熱間脆性が原因となり、熱延が著しく困難になるので、Sは0.08%以下とする。好ましくは0.04%以下、より好ましくは0.03%以下である。
Crは、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化して濃化層を形成し、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.01%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Crは0.01%以上とする。好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。
Cuは、Al、Crと同様に、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化して濃化層を形成し、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.01%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Cuは0.01%以上とする。好ましくは0.03%以上、より好ましくは0.05%以上である。
Caは、Al、Cr、Cuと同様に、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化して濃化層を形成し、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.001%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Caは0.001%以上とする。好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010以上である。
Snは、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化しないが、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。Snの皮膜密着性の向上機構は明らかでないが、二次再結晶後の鋼板平滑度を調査した結果、鋼板平滑度の向上が認められたので、Snは、鋼板表面の凹凸を低減して平滑化し、凹凸欠陥の少ない、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面の形成に寄与すると考えられる。
Bは、Al、Cr、Cu、Caと同様に、SiO2中間酸化膜層と鋼板の界面に濃化して濃化層を形成し(本発明者らは、濃化層をGDSで確認した)、皮膜密着性の向上に寄与する元素である。0.001%未満では、皮膜密着性の向上効果が十分に得られないので、Bは0.001%以上とする。好ましくは0.002%以上、より好ましくは0.003%以上である。
次に、皮膜密着性の向上に重要な役割を果たすSiO2中間酸化膜層について説明する。本発明電磁鋼板は、グラス皮膜を研削や酸洗等で除去したり、又は、グラス皮膜の生成を意図的に防止して製造するので、張力付与性絶縁皮膜の皮膜密着性を十分に確保するため、張力付与性絶縁皮膜と鋼板の界面に、所要の膜厚のSiO2中間酸化膜層を形成する。
SiO2中間酸化膜層の平均膜厚が1.0nm未満であると、皮膜密着性を十分に確保することができないので、SiO2中間酸化膜層の平均膜厚は1.0nm以上とする。好ましくは5.0nm以上、より好ましくは9.0nm以上である。
PH2O/PH2≦5.65 ・・・(5)
T2=T1−100 ・・・(6)
CR1>CR2 ・・・(7)
HR1<HR2 ・・・(8)
表1に示す成分組成の珪素鋼を1000〜1400℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.23mmの冷延鋼板とした。
表1に示す成分組成の珪素鋼を1000〜1400℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.23mmの冷延鋼板とした。
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表1に示す成分組成の珪素鋼を1000〜1400℃に加熱して熱間圧延に供し、板厚2.3〜2.8mmの熱延鋼板とし、該熱延鋼板に900〜1200℃で焼鈍を施し、その後、一回の冷間圧延又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して、最終板厚0.23mmの冷延鋼板とした。
Claims (5)
- 質量%で、C:0.10%以下、Si:0.80〜7.00%、酸可溶性Al:0.01〜0.07%、N:0.012%以下、Mn:1.00%以下、S:0.08%以下を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、鋼板表面に張力付与性絶縁皮膜を有し、かつ、該張力付与性絶縁皮膜と上記鋼板表面の界面に、平均膜厚が1.0nm以上1.0μm以下のSiO2中間酸化膜層を有する一方向性電磁鋼板において、
上記SiO2中間酸化膜層の金属元素M(M:Al)のグロー放電発光分析スペクトルの時間微分曲線fM(t)が、下記式(1)を満足する
ことを特徴とする皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板。
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒) - 前記一方向性電磁鋼板が、さらに、質量%で、Cr:0.01〜0.50%、Cu:0.01〜0.50%、Ca:0.001〜0.05%の一種又は二種以上を含有し、前記SiO2中間酸化膜層の金属元素M(M:Cr、Cu、Ca)のグロー放電発光分析スペクトルの時間微分曲線fM(t)が、下記式(2)〜(4)の一つ又は二つ以上を満足することを特徴とする請求項1に記載の皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板。
Tf:Siのグロー放電発光分析スペクトルの分析開始点をTsとして、2Tp−Tsに 対応する時間t(秒) - 前記一方向性電磁鋼板が、さらに、質量%で、Sn:0.01〜0.20%、B:0.001〜0.010%の一種又は二種を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の成分組成の鋼片を熱間圧延して熱延鋼板を製造する熱延工程、熱延鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程、焼鈍後の鋼板を酸洗する酸洗工程、酸洗後の鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を製造する冷延工程、冷延鋼板を脱炭焼鈍する脱炭焼鈍工程、脱炭焼鈍鋼板を仕上焼鈍する仕上焼鈍工程、仕上焼鈍鋼板を焼鈍して、鋼板表面にSiO2中間酸化膜層を形成する酸化膜形成工程、酸化膜形成後の鋼板に、絶縁皮膜形成用塗布液を塗布して焼き付け、張力付与性絶縁皮膜を形成する絶縁皮膜形成工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板を製造する製造方法において、
(i)上記SiO2中間酸化膜層を形成する酸化膜形成工程における焼鈍を、600〜1400℃の温度T1(℃)で5〜1200秒、かつ、下記式(5)を満たす酸素ポテンシャルで行い、その後の冷却で、
(ii)下記式(6)で定義する温度T2(℃)以上、上記T1(℃)以下の温度域の平均冷却速度CR1(℃/秒)を50℃/秒以下とし、40℃以上、上記T2(℃)未満の温度域の平均冷却速度を、下記式(7)を満たす平均冷却速度CR2(℃/秒)とする
ことを特徴とする皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板の製造方法。
PH2O/PH2≦5.65 ・・・(5)
T2=T1−100 ・・・(6)
CR1>CR2 ・・・(7) - 前記SiO2中間酸化膜層を形成する酸化膜形成工程の加熱過程において、室温から600℃以下の温度域の平均加熱速度HR1(℃/秒)を10℃/秒以上とし、600℃を超え前記T1℃以下の温度域の平均加熱速度HR2(℃/秒)を50℃/秒以下とすることを特徴とする請求項4に記載の皮膜密着性に優れる一方向性電磁鋼板の製造方法。
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