JP5962677B2 - Evaluation method for adhesion of insulating coating on the surface of grain-oriented electrical steel sheet - Google Patents

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Description

本発明は、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の評価方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating an insulating coating on the surface of a grain-oriented electrical steel sheet.

方向性電磁鋼板は、主にトランスおよびその他の電気機器の鉄心材料として利用される。このため、磁化特性が優れている方向性電磁鋼板、とりわけ鉄損が低い方向性電磁鋼板が求められている。   Oriented electrical steel sheets are mainly used as iron core materials for transformers and other electrical equipment. For this reason, a grain-oriented electrical steel sheet having excellent magnetization characteristics, particularly a grain-oriented electrical steel sheet with low iron loss is desired.

かかる方向性電磁鋼板は、二次再結晶に必要なインヒビター、たとえば、MnS、MnSe、AlNなどを構成する成分を含む鋼スラブを、熱間圧延した後、必要に応じて熱延板焼鈍を行い、次いで、1回または中間焼鈍をはさむ2回以上の冷間圧延によって最終板厚とした後、脱炭焼鈍を行う。次いで、鋼板の表面にMgOなどの焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上焼鈍を行って製造される。なお、この方向性電磁鋼板の表面には、特殊な場合を除いて、フォルステライト(MgSiO)質の絶縁被膜(フォルステライト層とも呼ぶ。)が形成している。 Such grain oriented electrical steel sheet is hot-rolled steel slab containing an inhibitor necessary for secondary recrystallization, such as MnS, MnSe, AlN, etc., and then hot-rolled sheet annealed as necessary. Then, after the final sheet thickness is obtained by one or two or more cold rolling sandwiching intermediate annealing, decarburization annealing is performed. Next, after applying an annealing separator such as MgO to the surface of the steel sheet, the final finishing annealing is performed. Note that a forsterite (Mg 2 SiO 4 ) -like insulating coating (also referred to as a forsterite layer) is formed on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet, except for special cases.

このフォルステライト層は、鋼板を積層して使用する場合に、その層間を電気的に絶縁し、渦電流を低減するのに有効に寄与する。ところが、鋼板表面のフォルステライト層が不均一であったり、巻き鉄心作製の際にフォルステライト層の剥離が生じたりすると、商品価値が低下する。加えて、占積率が低下し、さらには鉄心組立ての際の締めつけにより絶縁性が低下して局所的な発熱を起こすため、変圧器における事故の原因につながる。   This forsterite layer effectively contributes to reducing the eddy current by electrically insulating the layers when the steel plates are laminated. However, if the forsterite layer on the surface of the steel sheet is not uniform or the forsterite layer is peeled off during the production of the wound iron core, the commercial value is lowered. In addition, the space factor is reduced, and further, the insulation is lowered due to tightening at the time of assembling the iron core to cause local heat generation, leading to an accident in the transformer.

また、このフォルステライト層は、電気的絶縁の目的のみで使用されるのではなく、その低熱膨張性を利用して引張応力を鋼板に付与できるので、鉄損、さらには磁気歪の改善に寄与している。さらに、このフォルステライト層は、二次再結晶が完了して不要となったインヒビター成分を層中に吸い上げ、鋼板を純化することによっても、磁気特性の向上に寄与している。したがって、均一、かつ平滑なフォルステライト層を得ることは、方向性電磁鋼板の製品品質を左右する重要なポイントの一つである。   In addition, this forsterite layer is not only used for the purpose of electrical insulation, but it can apply tensile stress to the steel sheet by utilizing its low thermal expansion property, contributing to improvement of iron loss and further magnetostriction. doing. Furthermore, this forsterite layer contributes to the improvement of magnetic properties by sucking up the inhibitor component that is no longer necessary after the completion of secondary recrystallization into the layer and purifying the steel sheet. Therefore, obtaining a uniform and smooth forsterite layer is one of the important points affecting the product quality of grain-oriented electrical steel sheets.

加えて、一般的に、フォルステライト層の形成量が多すぎると、局所的にフォルステライト層が剥離する点状欠陥が発生しやすい。一方、フォルステライト層の形成量が少なすぎると、鋼板などとの密着性が劣る。そこで、従来から、フォルステライト層の形成量(以下、フォルステライト量と称することもある。)および分布形態が重要であり、方向性電磁鋼板の製造にあたっては、これらを制御する必要がある。   In addition, generally, when the amount of the forsterite layer formed is too large, a point defect in which the forsterite layer is locally peeled easily occurs. On the other hand, if the amount of forsterite layer formed is too small, the adhesion to a steel plate or the like is poor. Therefore, conventionally, the formation amount of a forsterite layer (hereinafter sometimes referred to as “forsterite amount”) and distribution form are important, and it is necessary to control these in the production of grain-oriented electrical steel sheets.

従来、フォルステライト量やその分布を調査する従来技術としては、次のようなものがある。   Conventional techniques for investigating the amount of forsterite and its distribution include the following.

フォルステライト量を、鋼板表面の酸素分析により測定する方法がある。具体的には、フォルステライト層の上には通常さらに磁気特性を向上させる張力コーティング層が付与されているため、これを先ず除去し、鉄を溶解した後、燃焼赤外法で酸素を測定する。   There is a method of measuring the amount of forsterite by oxygen analysis of the steel sheet surface. Specifically, since a tension coating layer for improving magnetic properties is usually provided on the forsterite layer, this is first removed, and iron is dissolved, and then oxygen is measured by a combustion infrared method. .

また、フォルステライト層の分布を確認する方法としては、張力コーティング層を除去した表面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察する方法がある。このとき、特性X線を検出し、元素分析を行ってもよい。   As a method for confirming the distribution of the forsterite layer, there is a method of observing the surface from which the tension coating layer has been removed with a scanning electron microscope (SEM). At this time, characteristic X-rays may be detected and elemental analysis may be performed.

また、断面から分布を見る方法としては、鋼板の断面を研磨等により調製し、同様にSEMで断面を観察する方法がある(例えば、特許文献1)。   Further, as a method for viewing the distribution from the cross section, there is a method in which the cross section of the steel sheet is prepared by polishing or the like, and the cross section is similarly observed by SEM (for example, Patent Document 1).

一方で、鉄損をさらに低くするために、方向性電磁鋼板に対して磁区細分化を行う方法がある。この方法には、溝を付与したり、電子線照射やレーザー光線照射により鋼板に残留応力を入れることが有効である。しかしながら、電子線照射やレーザー光線照射を行うと、照射条件によりフォルステライト層が剥離してしまい、方向性電磁鋼板の耐食性を低下させてしまう。この対策として、例えば、剥離部を覆う目的で再度コーティングする方法がある。しかしながら、この方法では方向性電磁鋼板の製造コストが高くなる。   On the other hand, in order to further reduce the iron loss, there is a method of performing magnetic domain refinement on the grain-oriented electrical steel sheet. For this method, it is effective to apply a residual stress to the steel sheet by providing grooves or by irradiating with an electron beam or a laser beam. However, when electron beam irradiation or laser beam irradiation is performed, the forsterite layer is peeled off depending on the irradiation conditions, and the corrosion resistance of the grain-oriented electrical steel sheet is lowered. As a countermeasure, for example, there is a method of coating again for the purpose of covering the peeled portion. However, this method increases the manufacturing cost of the grain-oriented electrical steel sheet.

このため、フォルステライト層の剥離を最小限に抑えることが重要であり、磁区細分化前の方向性電磁鋼板(フォルステライト層の上に張力コーティングが施されているもの)については、剥離に強い、すなわち絶縁被膜の密着性が高いものが求められるとともに、絶縁被膜の密着性の正確な評価が要望されている。   For this reason, it is important to minimize the peeling of the forsterite layer, and the grain-oriented electrical steel sheet (with the tension coating on the forsterite layer) before the magnetic domain subdivision is resistant to peeling. In other words, there is a demand for high insulation film adhesion, and there is a demand for accurate evaluation of insulation film adhesion.

特開2012−36447号公報JP 2012-36447 A

特許文献1に記載の方法では、試料調製に時間がかかる。また、前述したような、張力コーティング層を除去した表面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察する方法では、測定面積が小さいため、データとしての代表性に欠ける。また、データとしての代表性を満足するような測定面積で行うと、膨大な時間がかかってしまうため、非常に効率的ではないという問題がある。また、絶縁被膜の密着性評価については、従来では剥離が発生する曲げ径(単位cm)を密着性の指標としており、定量性に欠ける。   In the method described in Patent Document 1, sample preparation takes time. Further, in the method of observing the surface from which the tension coating layer has been removed with the scanning electron microscope (SEM) as described above, the measurement area is small, so that the representativeness as data is lacking. In addition, if the measurement area satisfying the representativeness as data is taken, it takes a lot of time and there is a problem that it is not very efficient. Further, regarding the adhesion evaluation of the insulating coating, conventionally, the bending diameter (unit: cm) at which peeling occurs is used as an index of adhesion, and the quantitativeness is lacking.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜のフォルステライト層の密着性を、短時間で容易に、かつ正確に評価する方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a method for easily and accurately evaluating the adhesion of the forsterite layer of the insulating coating on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet in a short time. It is to provide.

発明者らは、フォルステライト層を評価する方法を粘り強く検討した結果、特願2013−068403号において、方向性電磁鋼板表面に電子線を照射するとフォルステライト層からの発光があることを報告している。この光は電子線励起光、すなわちカソードルミネッセンス(以下、CLと略す。)である。発明者らは、SEMに光評価部(光検出部などからなる光評価部)を取りつけ、方向性電磁鋼板の表面および断面に、電子線を照射し、発生した光の光信号で像をつくるCL像観察を行い、つぎのことを明らかにしている。
(1)フォルステライト層から発生するCLにもとづいて、フォルステライト層が試料中に存在することを、可視化して確認(評価)できる。
(2)方向性電磁鋼板の表面からの観察では張力コーティング層がついたままであってもフォルステライト層のCL像を得ることができる。
(3)フォルステライト層での電子線励起光から得られるCL信号量(信号強度や明るさ)はフォルステライト層との相関が高い。
(4)フォルステライト層による電子線励起光から得られるCL像にもとづいて、方向性電磁鋼板のフォルステライト層の分布を導出できる。
(5)フォルステライト層での電子線励起光の光強度を直接検出するのではなく、まずCL像を取得して、CL像の輝度を数値化することで、フォルステライト層の分布を、定量的かつ容易に評価できる。
As a result of persistently examining the method for evaluating the forsterite layer, the inventors have reported in Japanese Patent Application No. 2013-068403 that emission of light from the forsterite layer occurs when the surface of the grain-oriented electrical steel sheet is irradiated with an electron beam. Yes. This light is electron beam excitation light, that is, cathodoluminescence (hereinafter abbreviated as CL). The inventors attach a light evaluation part (light evaluation part composed of a light detection part) to the SEM, irradiate the surface and cross section of the grain-oriented electrical steel sheet with an electron beam, and create an image with the generated optical signal of the light. CL images are observed to clarify the following.
(1) Based on CL generated from the forsterite layer, the presence of the forsterite layer in the sample can be visualized and confirmed (evaluated).
(2) In the observation from the surface of the grain-oriented electrical steel sheet, a CL image of the forsterite layer can be obtained even if the tension coating layer remains attached.
(3) The CL signal amount (signal intensity and brightness) obtained from the electron beam excitation light in the forsterite layer has a high correlation with the forsterite layer.
(4) The distribution of the forsterite layer of the grain-oriented electrical steel sheet can be derived based on the CL image obtained from the electron beam excitation light by the forsterite layer.
(5) Rather than directly detecting the light intensity of the electron beam excitation light in the forsterite layer, the CL image is first acquired and the brightness of the CL image is quantified to quantify the distribution of the forsterite layer. Can be evaluated easily and easily.

本発明は、さらに検討を重ねてなされたものであり、発明者らは、方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層から得られるCL像の輝度を数値化することで、フォルステライト層の密着性を評価することができることを見出した。また、発明者らは、磁区細分化を目的として電子線やレーザー光線が照射された後のフォルステライト層から得られるCL像の輝度を数値化することで、磁区細分化の影響を受けた後のフォルステライト層の密着性を評価することができることを見出した。その要旨は下記に述べるものである。
[1]表面側から張力コーティング層、フォルステライト層、方向性電磁鋼板をこの順で有する方向性電磁鋼板表面に電子線を照射し、該電子線による励起で発生する光を検出することで得られる像により、前記方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜であるフォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。
[2]前記像の輝度を明るい部分と暗い部分に二値化して、明るい部分または暗い部分の面積の比率を求めることにより、フォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする[1]に記載の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。
[3]電子線またはレーザー光線を照射させることにより磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする[1]または[2]に記載の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。
The present invention has been further studied and the inventors have quantified the brightness of the CL image obtained from the forsterite layer on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet, thereby improving the adhesion of the forsterite layer. It was found that it can be evaluated. In addition, the inventors quantified the brightness of the CL image obtained from the forsterite layer after being irradiated with an electron beam or a laser beam for the purpose of magnetic domain subdivision, so that It was found that the adhesion of the forsterite layer can be evaluated. The summary is described below.
[1] Obtained by irradiating the surface of a directional electrical steel sheet having a tension coating layer, a forsterite layer, and a directional electrical steel sheet in this order from the surface side, and detecting light generated by excitation by the electron beam. A method for evaluating the adhesion of an insulating coating on a surface of a grain-oriented electrical steel sheet, wherein the adhesion of a forsterite layer, which is an insulating coating on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet, is evaluated based on the obtained image.
[2] The adhesiveness of the forsterite layer is evaluated by binarizing the brightness of the image into a bright part and a dark part, and determining the ratio of the area of the bright part or the dark part [1] The evaluation method of the adhesiveness of the insulating film of the grain-oriented electrical steel sheet surface described in 1.
[3] The evaluation according to [1] or [2], wherein the adhesion of the forsterite layer on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet after being subjected to magnetic domain subdivision by irradiation with an electron beam or a laser beam is evaluated. Evaluation method of adhesion of insulating coating on surface of grain-oriented electrical steel sheet.

本発明によれば、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性を、短時間で容易に、かつ正確に評価することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesiveness of the insulating film on a grain-oriented electrical steel sheet surface can be evaluated easily and correctly in a short time.

フォルステライト層の評価装置の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the evaluation apparatus of a forsterite layer. 図1に示すフォルステライト層の評価装置が備える光評価部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the light evaluation part with which the forsterite layer evaluation apparatus shown in FIG. 1 is provided. 密着性指標の異なる方向性電磁鋼板について、磁区細分化を施した後(磁区細分化用の電子線照射後)のフォルステライト層のCL像および輝度のヒストグラムを示す図である。It is a figure which shows the CL image of a forsterite layer, and the brightness | luminance histogram after giving a magnetic domain subdivision (after the electron beam irradiation for magnetic domain subdivision) about the directionality electrical steel sheet from which an adhesiveness index differs. 密着性指標と磁区細分化を施した後(磁区細分化用の電子線照射後)の剥離面積率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an adhesion parameter | index and the peeling area rate after giving a magnetic domain subdivision (after the electron beam irradiation for magnetic domain subdivision). フォルステライト層の形成条件が異なる方向性電磁鋼板について、磁区細分化を施した後(磁区細分化用の電子線照射後)に電子線照射を行った後のフォルステライト層のCL像の図である。Fig. 5 is a CL image of a forsterite layer after irradiating an electron beam after magnetic domain subdivision (after irradiating an electron beam for magnetic domain subdivision) for grain oriented electrical steel sheets having different forsterite layer formation conditions. is there. (a)は密着性指標と磁区細分化を施した後(磁区細分化用の電子線照射後)の剥離面積率との関係を示す図であり、(b)は損傷発生電流と磁区細分化を施した後(磁区細分化用の電子線照射後)の剥離面積率との関係を示す図である。(A) is a figure which shows the relationship between an adhesion parameter | index and the peeling area rate after giving magnetic domain subdivision (after the electron beam irradiation for magnetic domain subdivision), (b) is a damage generation electric current and magnetic domain subdivision. It is a figure which shows the relationship with the peeling area rate after giving (after the electron beam irradiation for magnetic domain subdivision).

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

まず、本発明においては、絶縁被膜の密着性を評価する方向性電磁鋼板として、方向性電磁鋼板表面側から張力コーティング層、フォルステライト層(絶縁被膜)、方向性電磁鋼板をこの順で有する積層構成からなる方向性電磁鋼板が挙げられる。もしくは、方向性電磁鋼板表面側から張力コーティング層、フォルステライト層(絶縁被膜)、方向性電磁鋼板をこの順で有する積層構成からなる方向性電磁鋼板に対して、電子線またはレーザー光線を照射させることにより磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板が挙げられる。なお、磁区細分化を目的とする電子線またはレーザー光線を照射する際の条件については、後述する。   First, in the present invention, as a grain-oriented electrical steel sheet for evaluating the adhesion of an insulating coating, a laminate having a tension coating layer, a forsterite layer (insulating coating), and a grain-oriented electrical steel sheet in this order from the surface of the grain-oriented electrical steel sheet. The grain-oriented electrical steel sheet which consists of a structure is mentioned. Or, irradiate an electron beam or a laser beam to a directional electrical steel sheet having a laminated structure having a tension coating layer, a forsterite layer (insulating coating), and a directional electrical steel sheet in this order from the surface side of the directional electrical steel sheet. The grain-oriented electrical steel sheet after magnetic domain subdivision is mentioned. In addition, the conditions at the time of irradiating the electron beam or laser beam for the purpose of magnetic domain subdivision will be described later.

方向性電磁鋼板にフォルステライト層を形成する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。先ず、最終板厚に仕上げた、適量のSiを含有する方向性電磁鋼板に対して、脱炭焼鈍(再結晶焼鈍を兼用する)を施す。次いで、焼鈍分離剤(MgOを主成分とするものが好適である)を塗布し、その後コイルに巻きとって二次再結晶及びフォルステライト層の形成を目的として最終仕上げ焼鈍を施す。ここで、脱炭焼鈍では鋼板表面にSiOを主成分とする酸化膜(サブスケール)を生成させておき、最終仕上げ焼鈍中に、この酸化膜と焼鈍分離剤中のMgOとを反応させることにより、方向性電磁鋼板上にフォルステライト層(MgSiO)が形成される。 Examples of the method for forming the forsterite layer on the grain-oriented electrical steel sheet include the following methods. First, decarburization annealing (also used for recrystallization annealing) is performed on a grain oriented electrical steel sheet containing an appropriate amount of Si finished to a final thickness. Next, an annealing separator (preferably containing MgO as a main component) is applied, and then wound around a coil and subjected to final finishing annealing for the purpose of secondary recrystallization and forsterite layer formation. Here, in the decarburization annealing, an oxide film (subscale) containing SiO 2 as a main component is generated on the steel plate surface, and this oxide film and MgO in the annealing separator are reacted during the final finish annealing. Thus, a forsterite layer (Mg 2 SiO 4 ) is formed on the grain-oriented electrical steel sheet.

張力コーティング層を形成する方法としては、例えば、最終仕上げ焼鈍後に、無機系コーティングや物理蒸着法、化学蒸着法等によるセラミックコーティング等により、フォルステライト層上に張力コーティング層を形成する方法が挙げられる。張力コーティング層を形成すれば、鉄損を低減できる。   Examples of the method of forming the tension coating layer include a method of forming a tension coating layer on the forsterite layer by a ceramic coating by inorganic coating, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, or the like after final finish annealing. . If a tension coating layer is formed, iron loss can be reduced.

次いで、本発明の評価方法を実施できるフォルステライト評価装置について説明する。図1は、フォルステライト評価装置の一例を模式的に示す図である。図2は、図1に示すフォルステライト評価装置が備える光評価部を模式的に示す図である。図1に示す通り、フォルステライト評価装置1は、試料台10と、電子線照射部11と、光評価部12と、真空チャンバー13と、波長カットフィルター14を有する。図1に示す通り、真空チャンバー13内に、試料台10と、電子線照射部11と、光評価部12と、波長カットフィルター14が収容されている。ここで、真空チャンバーにより実現できる真空とは、SEMを動作可能な真空度であり、通常は10−2Paである。ただし、差動排気を備えた装置ではこの限りではない。例えば、200Pa程度までの真空度でも可能である。 Next, a forsterite evaluation apparatus capable of implementing the evaluation method of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a forsterite evaluation apparatus. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a light evaluation unit included in the forsterite evaluation apparatus illustrated in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the forsterite evaluation apparatus 1 includes a sample stage 10, an electron beam irradiation unit 11, a light evaluation unit 12, a vacuum chamber 13, and a wavelength cut filter 14. As shown in FIG. 1, a sample stage 10, an electron beam irradiation unit 11, a light evaluation unit 12, and a wavelength cut filter 14 are accommodated in a vacuum chamber 13. Here, the vacuum that can be realized by the vacuum chamber is a degree of vacuum capable of operating the SEM, and is usually 10 −2 Pa. However, this is not the case with devices having differential exhaust. For example, a degree of vacuum up to about 200 Pa is possible.

なお、本実施形態のフォルステライト評価装置1は、波長カットフィルター14を備えるが、波長カットフィルター14がなくても、光の情報に基づいて、フォルステライト量等の目的とする情報を確認することができる。したがって、波長カットフィルター14はなくてもよい。   The forsterite evaluation apparatus 1 of the present embodiment includes the wavelength cut filter 14, but even without the wavelength cut filter 14, the target information such as the amount of forsterite can be confirmed based on the light information. Can do. Therefore, the wavelength cut filter 14 may not be provided.

フォルステライト評価装置1では、試料台10に保持された試料2に対して、電子線照射部11(例えば、電子線発生部と電子線を絞り走査する電子光学系)から電子線を照射できる(電子線を点線矢印で示した)。電子線が照射された試料2がフォルステライトを有する場合、電子線による励起で試料2が発光する。この発光を光評価部12で評価することで、フォルステライトが存在すること、フォルステライトが存在する位置、フォルステライト量、フォルステライト量の分布を確認できる。なお、フォルステライト評価装置1は波長カットフィルター14を有する。波長カットフィルター14を用いると、電子線励起光の中から特定の範囲の波長を持つ光を、光評価部12で評価できる。後述する通り、560nm以上の波長の光を用いることで、確認の精度が高まる。本発明の確認方法を実施するための評価装置の中でも、波長カットフィルター14を有する評価装置が、本発明の評価装置に相当する。   The forsterite evaluation apparatus 1 can irradiate the sample 2 held on the sample stage 10 with an electron beam from an electron beam irradiation unit 11 (for example, an electron beam generation unit and an electron optical system that performs an aperture scanning of the electron beam) ( The electron beam is indicated by a dotted arrow). When the sample 2 irradiated with the electron beam has forsterite, the sample 2 emits light by excitation with the electron beam. By evaluating this light emission by the light evaluation unit 12, the presence of forsterite, the position where the forsterite exists, the amount of forsterite, and the distribution of the amount of forsterite can be confirmed. The forsterite evaluation apparatus 1 has a wavelength cut filter 14. When the wavelength cut filter 14 is used, the light evaluation unit 12 can evaluate light having a wavelength in a specific range from the electron beam excitation light. As described later, the accuracy of confirmation is increased by using light having a wavelength of 560 nm or more. Among the evaluation apparatuses for carrying out the confirmation method of the present invention, the evaluation apparatus having the wavelength cut filter 14 corresponds to the evaluation apparatus of the present invention.

図2に示す通り、光評価部12は、光測定部120と、定量分析部121、相関関係記憶部122とを有する。光評価部12とは、光を検出して光の信号強度や明るさを測定する一般的な光検出器に、特定の相関関係を記憶した相関関係記憶部122と、上記相関関係に光検出器からの情報をあてはめて、定量分析を行う定量分析部121とを組み合わせたものである。したがって、例えば、上記相関関係を記憶させるとともに通常の定量分析機能を有するコンピュータと、一般的な光検出器を組み合わせれば、本発明において好ましい光評価部12となる。   As illustrated in FIG. 2, the light evaluation unit 12 includes a light measurement unit 120, a quantitative analysis unit 121, and a correlation storage unit 122. The light evaluation unit 12 is a general photodetector that detects light and measures the signal intensity and brightness of light, a correlation storage unit 122 that stores a specific correlation, and a light detection based on the above correlation. This is a combination of a quantitative analysis unit 121 that performs quantitative analysis by applying information from a vessel. Therefore, for example, a combination of a computer that stores the above-described correlation and has a normal quantitative analysis function and a general photodetector provides a light evaluation unit 12 that is preferable in the present invention.

光測定部120は、可視光を検出できれば特に限定されず、光増倍管(PMT)等を使用して光を検出するものであってもよい。また、光測定部120は、検出した光の情報を信号強度や明るさ等の情報に変換する機能を有する。したがって、試料に対して、電子線照射部11から電子線を照射したときに、該電子線による励起で発光する光を検出し、この光の情報を信号強度や明るさ等の情報に変換する。以上の通り、光測定部120からの光の検出を確認することで、フォルステライト層の存在を確認することができる。   The light measurement unit 120 is not particularly limited as long as it can detect visible light, and may detect light using a photomultiplier tube (PMT) or the like. The light measurement unit 120 has a function of converting detected light information into information such as signal intensity and brightness. Therefore, when the sample is irradiated with an electron beam from the electron beam irradiation unit 11, light emitted by excitation by the electron beam is detected, and information on this light is converted into information such as signal intensity and brightness. . As described above, the presence of the forsterite layer can be confirmed by confirming the detection of light from the light measurement unit 120.

また、光測定部120は、電子線による励起で発光する光を、試料の表面を複数の領域に分割したときの領域毎に検出することができる。このため、光測定部120からの光の検出を確認することで、フォルステライトが存在する位置(領域)も確認することができる。なお、上記領域の面積は特に限定されず、要求される確認の精度等に応じて、適宜調整すればよい。   The light measurement unit 120 can detect light emitted by excitation with an electron beam for each region when the surface of the sample is divided into a plurality of regions. For this reason, by confirming the detection of light from the light measurement unit 120, the position (region) where the forsterite is present can also be confirmed. The area of the region is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate according to the required accuracy of confirmation.

以上のようにすれば、フォルステライトの存在や位置を確認することができる。なお、光測定部120が検出した光の情報を確認する方法は、特に限定されないが、光評価部12をSEMと組み合わせて用いることで確認できる。   In this way, the presence and position of forsterite can be confirmed. The method for confirming the information of the light detected by the light measurement unit 120 is not particularly limited, but can be confirmed by using the light evaluation unit 12 in combination with the SEM.

上記の通り、光測定部120では光の信号強度又は明るさを測定できる。この信号強度又は明るさは、定量分析部121に送られ、定量分析部121において、この光の情報と相関関係記憶部122に記憶された相関関係(フォルステライトを有する試料に電子線を照射したときに、電子線による励起で発光する光の信号強度又は明るさとフォルステライト量との間の相関関係)とに基づいて、試料中のフォルステライト量やフォルステライト量の分布が導出される。より具体的には、信号強度や明るさと、相関関係から、所定の領域でのフォルステライト量が導出され、複数の領域でのフォルステライト量の情報を合わせることで、フォルステライト量の分布が導出される。なお、明るさとは、電子線励起光の信号強度に基づいて導出したCL像における明るさを指し、例えば、輝度を用いて表すことができる。   As described above, the light measurement unit 120 can measure the signal intensity or brightness of light. This signal intensity or brightness is sent to the quantitative analysis unit 121, and the quantitative analysis unit 121 irradiates the sample having forsterite with an electron beam and the correlation stored in the correlation storage unit 122. Sometimes, the distribution of the amount of forsterite and the amount of forsterite in the sample is derived based on the signal intensity of light emitted by excitation with an electron beam or the correlation between the brightness and the amount of forsterite. More specifically, the forsterite amount in a predetermined area is derived from the correlation between the signal intensity and the brightness, and the forsterite amount distribution is derived by combining the information on the amount of forsterite in a plurality of areas. Is done. Note that the brightness refers to the brightness in the CL image derived based on the signal intensity of the electron beam excitation light, and can be expressed using, for example, luminance.

なお、相関関係記憶部122に記憶される相関関係を導出する方法は特に限定されないが、例えば、試料中のフォルステライト量が判明しており、フォルステライト量が異なる複数の試料を用い、それぞれの試料に電子線を照射し、電子線励起光の信号強度や明るさを測定することで導出できる。   The method for deriving the correlation stored in the correlation storage unit 122 is not particularly limited. For example, the amount of forsterite in the sample is known, and a plurality of samples having different forsterite amounts are used. It can be derived by irradiating the sample with an electron beam and measuring the signal intensity and brightness of the electron beam excitation light.

そこで本発明では、絶縁被膜であるフォルステライト層が形成された方向性電磁鋼板表面について、CL像を取得することで、フォルステライト層のみを可視化できるため、容易にフォルステライト層が存在する部分や欠損した部分、すなわち被覆部分や剥離部分を特定できる。よって、この可視化情報からフォルステライト層の剥離の形態や程度を知ることもできる。   Therefore, in the present invention, it is possible to visualize only the forsterite layer by acquiring a CL image for the grain-oriented electrical steel sheet surface on which the forsterite layer that is an insulating film is formed. A missing part, that is, a covered part or a peeled part can be specified. Therefore, it is possible to know the form and degree of forsterite layer peeling from this visualization information.

加えて、CL像では、フォルステライト層が存在しない部分、すなわち剥離した部分などは信号が得られないため、容易に二値化することができる。したがって、CL像を適当な閾値で二値化し、明るい部分と暗い部分に分けることができる。明るい部分と暗い部分の和に対する明るい部分または暗い部分の面積率を算出することにより、フォルステライト層の被覆率またはフォルステライト層の剥離率を得ることができる。この値はフォルステライト層の密着性指標となる。すなわち、フォルステライト層の被覆率が大きいほど、フォルステライト層の密着性が高いフォルステライト層となる。   In addition, in the CL image, since a signal is not obtained in a portion where the forsterite layer is not present, that is, a peeled portion, it can be easily binarized. Therefore, the CL image can be binarized with an appropriate threshold value and divided into a bright part and a dark part. By calculating the area ratio of the bright part or the dark part with respect to the sum of the bright part and the dark part, the forsterite layer coverage or the forsterite layer peeling ratio can be obtained. This value is an adhesion index of the forsterite layer. That is, the higher the coverage of the forsterite layer, the higher the forsterite layer adhesion.

本発明の評価方法において、測定対象としては、上述したように、方向性電磁鋼板上に、フォルステライト層および張力コーティング層をこの順で積層させた積層構成を有する方向性電磁鋼板が挙げられる。したがって、本発明では、短時間で容易に、かつ簡便に方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の密着性を評価することができる。さらに、このような測定試料の場合、測定試料を破壊せずに、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の密着性を評価することができる。このため、フォルステライト層の形成過程におけるフォルステライト層の状況を確認することができる。本発明を用いれば、フォルステライト量や分布について、所望の範囲にフォルステライト層を形成させるための条件を容易に決めることができる。   In the evaluation method of the present invention, as described above, as described above, a directional electrical steel sheet having a laminated structure in which a forsterite layer and a tension coating layer are laminated in this order on a directional electrical steel sheet. Therefore, in this invention, the adhesiveness of the insulating coating (forsterite layer) on the grain-oriented electrical steel sheet surface can be evaluated easily and easily in a short time. Furthermore, in the case of such a measurement sample, the adhesion of the insulating coating (forsterite layer) on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet can be evaluated without destroying the measurement sample. For this reason, the state of the forsterite layer in the formation process of the forsterite layer can be confirmed. By using the present invention, it is possible to easily determine conditions for forming a forsterite layer in a desired range with respect to the amount and distribution of forsterite.

また、本発明では、上述したように、表面側からフォルステライト層および張力コーティング層をこの順で積層させた積層構成を有する方向性電磁鋼板表面に、電子線またはレーザー光線を照射させることにより磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板を測定対象とすることもできる。磁区細分化は、電子線照射やレーザー光線照射により行われる。このため、本発明においては、電子線またはレーザー光線を照射した後の方向性電磁鋼板表面について、フォルステライト層の密着性を評価することにより、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の磁区細分化の影響を調べることができ、磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の密着性を評価することができる。また、本発明では、磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の密着性を評価できるため、本発明を用いれば、フォルステライト量や分布について、磁区細分化を施してもフォルステライト層が剥離しないフォルステライト層の形成条件を容易に決めることができる。   Further, in the present invention, as described above, magnetic domain subdivision is performed by irradiating the surface of a grain oriented electrical steel sheet having a laminated structure in which a forsterite layer and a tension coating layer are laminated in this order from the surface side. The grain-oriented electrical steel sheet after having been subjected to the conversion can also be used as a measurement object. The magnetic domain subdivision is performed by electron beam irradiation or laser beam irradiation. For this reason, in the present invention, by evaluating the adhesion of the forsterite layer on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet after being irradiated with an electron beam or a laser beam, the insulating coating (forsterite layer) on the grain-oriented electrical steel sheet surface is evaluated. The influence of magnetic domain subdivision can be investigated, and the adhesion of the insulating coating (forsterite layer) on the grain-oriented electrical steel sheet surface after magnetic domain subdivision can be evaluated. In the present invention, since the adhesion of the insulating coating (forsterite layer) on the grain-oriented electrical steel sheet after the magnetic domain subdivision can be evaluated, the present invention can be used to determine the amount and distribution of forsterite. The formation conditions of the forsterite layer in which the forsterite layer does not peel off even when the treatment is performed can be easily determined.

ここで、磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜(フォルステライト層)の密着性を評価する場合の、測定試料の作製方法の一例を説明する。まず、磁区細分化を目的として、評価する方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層を剥離させる。方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層を剥離させるために、電子線照射またはレーザー光線照射を行えばよい。   Here, an example of a method for preparing a measurement sample in the case of evaluating the adhesion of the insulating coating (forsterite layer) on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet after magnetic domain subdivision will be described. First, for the purpose of magnetic domain fragmentation, the forsterite layer on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet to be evaluated is peeled off. In order to peel the forsterite layer on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet, electron beam irradiation or laser beam irradiation may be performed.

磁区細分化を目的とする電子線照射の際、加速電圧E(kV)、ビーム電流I(mA)およびビームの走査速度V(m/s)は、以下の条件で行うことが好ましい。
40≦E≦150
6≦I≦12
V≦40
なお、電子線のビーム径は0.4mm以下とすることが好ましい。また、照射は、1回で行ってもよく、複数回行ってもよい。
In the electron beam irradiation for the purpose of magnetic domain subdivision, the acceleration voltage E (kV), beam current I (mA), and beam scanning speed V (m / s) are preferably performed under the following conditions.
40 ≦ E ≦ 150
6 ≦ I ≦ 12
V ≦ 40
The beam diameter of the electron beam is preferably 0.4 mm or less. Irradiation may be performed once or a plurality of times.

磁区細分化を目的とするレーザー光線照射の際、平均レーザー出力P(W)、ビームの走査速度V(m/s)およびビーム径d(mm)は、以下の条件で行うことが好ましい。
10≦P/V≦35
V≦30
d≧0.20
なお、dの上限は0.85mm程度が好ましい。
In laser beam irradiation for the purpose of magnetic domain subdivision, the average laser output P (W), beam scanning speed V (m / s), and beam diameter d (mm) are preferably performed under the following conditions.
10 ≦ P / V ≦ 35
V ≦ 30
d ≧ 0.20
The upper limit of d is preferably about 0.85 mm.

次に、上述した方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層の密着性を評価する方法について、説明する。   Next, a method for evaluating the adhesion of the forsterite layer on the above-mentioned grain-oriented electrical steel sheet will be described.

電子線を試料に照射し、そのとき発光する光を検出するとCL強度(電子線励起光の強度)が得られる。また、絞った電子線を試料表面上で走査した位置に同期させてCL強度を測定することでCL像が得られる。ここで、上記試料を用いる場合、入射電子の加速電圧は、0.1kV〜100kVの範囲で選ぶことが好ましい。   When a sample is irradiated with an electron beam and light emitted at that time is detected, CL intensity (intensity of electron beam excitation light) can be obtained. Further, a CL image is obtained by measuring the CL intensity in synchronization with the position where the focused electron beam is scanned on the sample surface. Here, when the sample is used, the acceleration voltage of incident electrons is preferably selected in the range of 0.1 kV to 100 kV.

通常、フォルステライト層の上に張力コーティング層を形成した状態であると、フォルステライト層の状態を非破壊で評価することは困難であると考えられる。しかし、本発明の評価方法によれば、張力コーティング層を除去しなくても、フォルステライト層の状態を評価できる。これは、電子線を照射したときに、加速された電子が、上層の張力コーティング層を突き抜けフォルステライト層に達するためである。したがって、本実施形態のように、張力コーティング層よりも下に存在するフォルステライト層を評価する場合には、電子線の照射条件である加速電圧を調整する必要がある。必要な加速電圧は、張力コーティング層の種類や厚みによって異なるが、リン酸塩系張力コーティング層の厚みが1〜2μmの場合、加速電圧は10〜60kVの範囲から適宜設定すればよい。具体的には、加速電圧が高いほど励起できる光は多くなるので情報量が多い点で検出に有利である。しかし、加速電圧が高いほど電子線が測定対象内でより拡がるため空間分解能は低下する。また、電子線のエネルギーが高いため、発光強度が低下する。これらの指針と、張力コーティング層の厚さにより、加速電圧を調整すればよい。   Usually, when a tension coating layer is formed on a forsterite layer, it is considered difficult to evaluate the state of the forsterite layer nondestructively. However, according to the evaluation method of the present invention, the state of the forsterite layer can be evaluated without removing the tension coating layer. This is because when the electron beam is irradiated, the accelerated electrons penetrate through the upper tension coating layer and reach the forsterite layer. Therefore, when evaluating the forsterite layer existing below the tension coating layer as in this embodiment, it is necessary to adjust the acceleration voltage, which is the electron beam irradiation condition. The required acceleration voltage varies depending on the type and thickness of the tension coating layer, but when the thickness of the phosphate-based tension coating layer is 1 to 2 μm, the acceleration voltage may be appropriately set from the range of 10 to 60 kV. Specifically, the higher the acceleration voltage, the more light that can be excited, which is advantageous for detection in that the amount of information is large. However, the higher the accelerating voltage, the more the electron beam spreads within the measurement object, so the spatial resolution decreases. Moreover, since the energy of the electron beam is high, the emission intensity is reduced. The acceleration voltage may be adjusted according to these guidelines and the thickness of the tension coating layer.

次に、得られたCL像を二値化する。二値化したCL像において、明るい部分と暗い部分の和に対する明るい部分(または暗い部分)の面積率を算出することにより、フォルステライト層の被覆している(欠損している)割合を導出することができる。フォルステライト層の被覆している割合が大きいほど、フォルステライト層の密着性が高いといえる。なお、得られたCL像を二値化する際の閾値は、例えば、CL像の頻度分布(ヒストグラム)を取り、明るい部分と暗い部分のピークの中間の頻度を閾値とすることができる。   Next, the obtained CL image is binarized. In the binarized CL image, by calculating the area ratio of the bright part (or dark part) with respect to the sum of the bright part and the dark part, the proportion of the forsterite layer covered (deficient) is derived. be able to. It can be said that the higher the proportion of the forsterite layer is coated, the higher the adhesion of the forsterite layer. The threshold for binarizing the obtained CL image can be, for example, the frequency distribution (histogram) of the CL image, and the frequency between the peak of the bright part and the dark part can be used as the threshold value.

なお、面積率は、全体の面積に対して明るい部分もしくは暗い部分の面積の割合を算出すればよい。また、全体の面積については、フォルステライト層の剥離部分を含む十分広い面積を適宜選べば良く、複数の視野から得られる面積を平均化した面積を用いることが望ましい。   In addition, what is necessary is just to calculate the ratio of the area of a bright part or a dark part with respect to the whole area for an area ratio. As for the entire area, a sufficiently wide area including the peeled portion of the forsterite layer may be selected as appropriate, and it is desirable to use an area obtained by averaging the areas obtained from a plurality of fields of view.

なお、フォルステライト層の存在確認の精度は、電子線励起光の中から、特定の波長範囲の光を検出することで改善する。方向性電磁鋼板の表面から加速電圧25kVで得られるCLスペクトルは、大きく分けて400nmと650nmのピークを有するため、例えば、波長カットフィルターを用いることでフォルステライト量の確認がより正確になる。つまり、400nm付近のピークを含まない条件で、560nm以上の範囲の光を評価対象とすることで、確認の精度が高まる。   The accuracy of confirming the presence of the forsterite layer is improved by detecting light in a specific wavelength range from the electron beam excitation light. Since the CL spectrum obtained at the acceleration voltage of 25 kV from the surface of the grain-oriented electrical steel sheet has broad peaks of 400 nm and 650 nm, for example, the amount of forsterite can be confirmed more accurately by using a wavelength cut filter. That is, the accuracy of confirmation is increased by using light in a range of 560 nm or more as an evaluation target under a condition that does not include a peak near 400 nm.

また、得られたCL像について、二値化以外にも、三値化や四値化することにより、フォルステライト層の被覆割合を導出してもよい。   In addition to the binarization, the obtained CL image may be derived by ternarization or quaternarization to derive the coverage ratio of the forsterite layer.

以上より、本発明の評価方法によれば、方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性を短時間で容易に、かつ正確に評価することができる。   As described above, according to the evaluation method of the present invention, the adhesiveness of the insulating coating on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet can be easily and accurately evaluated in a short time.

密着性の異なる4種類の方向性電磁鋼板(No.1〜No.4)について、フォルステライト層の評価装置にてCL像を取得し、二値化した。具体的には、これらの方向性電磁鋼板の2.3mm×1.7mm角の3視野について、加速電圧30kVで電子線を走査して照射し(電子線径:300μm、電流値:16mA)、光ガイドとPMTで構成された光評価部12を用いて同一条件でCL像を取得した。得られたCL像を既存の画像処理ソフトウエア(Photoshop CS6)を用いて平均輝度を256階調で評価し、ヒストグラムを確認して二値化した。   For four types of grain-oriented electrical steel sheets (No. 1 to No. 4) having different adhesion properties, CL images were obtained with a forsterite layer evaluation apparatus and binarized. Specifically, with respect to 3 fields of 2.3 mm × 1.7 mm square of these grain-oriented electrical steel sheets, an electron beam was scanned and irradiated at an acceleration voltage of 30 kV (electron beam diameter: 300 μm, current value: 16 mA), A CL image was obtained under the same conditions using the light evaluation unit 12 composed of a light guide and a PMT. The obtained CL image was evaluated with an average luminance of 256 gradations using existing image processing software (Photoshop CS6), and binarized by confirming the histogram.

なお、4種類の方向性電磁鋼板については、鋼板表面にフォルステライト層、リン酸塩系張力コーティング層をこの順で有している方向性電磁鋼板を用いた。   For the four types of grain-oriented electrical steel sheets, grain-oriented electrical steel sheets having a forsterite layer and a phosphate-based tension coating layer in this order on the steel sheet surface were used.

また、4種類の方向性電磁鋼板の密着性については、予め、曲げ試験(種々の直径が異なる円筒状の棒に電磁鋼板を巻き付けたとき、被膜の剥離が発生しない最小曲げ径(直径)を求めることで被膜の密着性を評価する試験。)を行い、剥離したときの曲率直径Rの値から5段階で評価し、密着性指標とした。なお、密着性指標の数値が大きいほど密着性が悪い。   In addition, regarding the adhesion of the four types of grain-oriented electrical steel sheets, a bending test (the minimum bending diameter (diameter) at which the peeling of the coating does not occur when the electromagnetic steel sheets are wound around cylindrical rods having various diameters) is previously determined. The test which evaluates the adhesiveness of a film is calculated | required.) It evaluated in five steps from the value of the curvature diameter R when it peeled, and it was set as the adhesiveness index. In addition, adhesiveness is so bad that the numerical value of an adhesiveness index is large.

次に、二値化した値から、明るい部分と暗い部分の和に対する暗い部分の面積率を算出することにより、フォルステライト層の剥離面積率(%)とした。なお、剥離面積率の算出においては、各測定試料について、3視野の剥離面積率の平均値を算出した。   Next, from the binarized value, the area ratio of the dark part with respect to the sum of the bright part and the dark part was calculated to obtain the peeled area ratio (%) of the forsterite layer. In the calculation of the peeled area ratio, the average value of the peeled area ratios of the three fields of view was calculated for each measurement sample.

上記の評価方法により、密着性指標と剥離面積率との関係を調べた結果、曲げ試験により密着性が悪いと判断された方向性電磁鋼板、すなわち密着性指標の値が大きい方向性電磁鋼板は、剥離面積率の値も大きくなることがわかった。したがって、曲げ試験による密着性が悪い方向性電磁鋼板は、フォルステライト層の剥離量が多く、フォルステライト層の剥離面積率の値から、密着性を簡便に評価することができる。また、従来の密着性評価方法と本発明の評価方法の所要時間について調べたところ、従来の密着性評価方法に比べて、本発明の評価方法の方が、所要時間は少ないことも確認できた。以上より、本発明の評価方法を用いることにより、短時間で簡便に評価することができる。   As a result of investigating the relationship between the adhesion index and the peeled area ratio by the above evaluation method, the directional electrical steel sheet judged to have poor adhesion by a bending test, that is, the directional electrical steel sheet having a large value of the adhesion index is It was also found that the value of the peeled area ratio was increased. Therefore, the grain-oriented electrical steel sheet having poor adhesion by a bending test has a large amount of peeling of the forsterite layer, and the adhesion can be easily evaluated from the value of the peeling area ratio of the forsterite layer. Further, when the time required for the conventional adhesion evaluation method and the evaluation method of the present invention was examined, it was confirmed that the evaluation method of the present invention required less time than the conventional adhesion evaluation method. . As mentioned above, it can evaluate simply in a short time by using the evaluation method of this invention.

次に、実施例1と同じ密着性の異なる4種類の方向性電磁鋼板(No.1〜No.4)について、磁区細分化用の電子線を照射させた後の方向性電磁鋼板のフォルステライト層の剥離率を求めた。電子線照射後の方向性電磁鋼板について、フォルステライト層の評価装置にてCL像を取得し、二値化した。二値化した値から、フォルステライト層の被覆率を導出した。磁区細分化用の電子線照射は、1回行った。長さ約2.3mmの領域(図中の点線部)に照射し、電子ビームの径:約300μm、電流値:12mA、走査速度:32m/s、加速電圧60kVとした。また、二値化およびフォルステライト層の剥離率については、実施例1と同様の方法で求めた。   Next, the forsterite of the grain-oriented electrical steel sheet after being irradiated with the electron beam for magnetic domain fragmentation for the four types of grain-oriented electrical steel sheets (No. 1 to No. 4) having the same adhesion as in Example 1. The peel rate of the layer was determined. About the grain-oriented electrical steel sheet after electron beam irradiation, the CL image was acquired with the forsterite layer evaluation apparatus, and it binarized. The coverage of the forsterite layer was derived from the binarized value. The electron beam irradiation for magnetic domain subdivision was performed once. A region having a length of about 2.3 mm (dotted line portion in the figure) was irradiated, and the electron beam diameter was about 300 μm, the current value was 12 mA, the scanning speed was 32 m / s, and the acceleration voltage was 60 kV. The binarization and the forsterite layer peeling rate were determined in the same manner as in Example 1.

図3は、4種類の方向性電磁鋼板について、1回の電子線照射を行った後の表面について得られたCL像および輝度のヒストグラムの一例である。また、図4は、横軸を密着性指標、縦軸をフォルステライト層の剥離面積率とするグラフである。図3から、密着性の悪いNo.1は、暗い部分が多く、フォルステライト層の剥離量が多いことがわかる。一方、密着性の良いNo.4は暗い部分が少なく、フォルステライト層の剥離量が少ないことがわかる。   FIG. 3 is an example of CL images and luminance histograms obtained on the surface of the four types of grain-oriented electrical steel sheets after one electron beam irradiation. FIG. 4 is a graph in which the horizontal axis represents the adhesion index and the vertical axis represents the peeled area ratio of the forsterite layer. From FIG. 1 shows that there are many dark parts and there is much peeling amount of a forsterite layer. On the other hand, no. 4 shows that there are few dark parts and there is little peeling amount of a forsterite layer.

また、図4から、曲げ試験により密着性が悪いと判断された方向性電磁鋼板、すなわち密着性指標の値が大きい方向性電磁鋼板は、剥離面積率の値も大きい。したがって、電子線を照射させて磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板の場合でも、曲げ試験による密着性が悪い方向性電磁鋼板は、フォルステライト層の剥離量が多く、フォルステライト層の剥離面積率の値から、密着性を簡便に評価することができる。また、従来の密着性評価方法と本発明の評価方法の所要時間について調べたところ、実施例1と同様に従来の密着性評価方法に比べて、磁区細分化を目的とする電子線照射の工程がある場合でも、本発明の評価方法の方が、所要時間は少ないことがわかった。以上より、磁区細分化後の方向性電磁鋼板であっても、本発明の評価方法を用いることにより、短時間で簡便に密着性を評価することができる。   Further, from FIG. 4, the grain-oriented electrical steel sheet determined to have poor adhesion by a bending test, that is, the grain-oriented electrical steel sheet having a large adhesion index value also has a large peel area ratio. Therefore, even in the case of grain-oriented electrical steel sheets that have been subjected to electron domain irradiation and subjected to magnetic domain fragmentation, grain-oriented electrical steel sheets with poor adhesion by a bending test have a large amount of forsterite layer peeling. The adhesiveness can be easily evaluated from the value of the peeled area ratio. Further, when the time required for the conventional adhesion evaluation method and the evaluation method of the present invention was examined, the electron beam irradiation process for the purpose of magnetic domain fragmentation was performed as in Example 1 compared with the conventional adhesion evaluation method. It was found that the time required for the evaluation method of the present invention is shorter even when there is a problem. From the above, even with a grain-oriented electrical steel sheet after magnetic domain subdivision, the adhesion can be easily evaluated in a short time by using the evaluation method of the present invention.

フォルステライト層の形成条件が異なる7つの方向性電磁鋼板(No.3−1〜No.3−7)について、実施例1と同じ条件で、密着性指標を求めた。フォルステライト層の形成条件については、焼鈍分離剤の組成を適宜変更して作製した。   For seven grain-oriented electrical steel sheets (No. 3-1 to No. 3-7) having different forsterite layer formation conditions, the adhesion index was determined under the same conditions as in Example 1. The forsterite layer was formed by appropriately changing the composition of the annealing separator.

7つの方向性電磁鋼板について、No.3−1およびNo.3−2については密着性指標が2、No.3−3〜No.3−5については密着性指標がいずれも3であり、密着性指標の差が見られなかった。したがって、従来の密着性評価結果から、フォルステライト層の形成条件を見出すことはできなかった。   For the seven grain-oriented electrical steel sheets, no. 3-1. For No. 3-2, the adhesion index is 2, No. 3-2. 3-3 No. For 3-5, the adhesion index was 3 and no difference in adhesion index was observed. Therefore, the forsterite layer formation conditions could not be found from the conventional adhesion evaluation results.

次に、磁区細分化を目的とする電子線照射を行った。この電子線の照射条件については、実施例2と同じ条件で行った。磁区細分化用の電子線照射後の方向性電磁鋼板について、実施例1、2と同様にCL値の取得および輝度の二値化を行い、剥離面積率を求めた。一方で、磁区細分化用の電子線照射における、フォルステライト層の剥離が発生する電流値(損傷発生電流)を求めた。フォルステライト層の剥離発生については、目視で確認した。   Next, electron beam irradiation for the purpose of magnetic domain fragmentation was performed. The electron beam irradiation conditions were the same as in Example 2. For the grain-oriented electrical steel sheet after irradiation with an electron beam for magnetic domain subdivision, the CL value was obtained and the luminance was binarized in the same manner as in Examples 1 and 2, and the peeled area ratio was obtained. On the other hand, the current value (damage generation current) at which peeling of the forsterite layer occurred in electron beam irradiation for magnetic domain subdivision was determined. The occurrence of peeling of the forsterite layer was confirmed visually.

図5は、磁区細分化用の電子線照射後の各測定試料について得られたCL像である。図5において、No.3−1、No.3−2は密着性指標が2(図5内のカッコ内の数値)、No.3−3〜No.3−5は密着性指標が3、No.3−6は密着性指標が5、No.3−7は密着性指標が4である。図5から、密着性指標が同じNo.3−1およびNo.3−2、No.3−3〜No.3−5について、密着性指標が同じであるにもかかわらず、暗い部分の面積が異なることがわかる。   FIG. 5 is a CL image obtained for each measurement sample after electron beam irradiation for magnetic domain subdivision. In FIG. 3-1. 3-2 is an adhesion index of 2 (numerical values in parentheses in FIG. 5). 3-3 No. 3-5 has an adhesion index of 3 and No. 3-5. 3-6 has an adhesion index of 5, No. 3-6. 3-7 has an adhesion index of 4. From FIG. 5, No. with the same adhesion index. 3-1. 3-2, no. 3-3 No. As for 3-5, it can be seen that the area of the dark part is different although the adhesion index is the same.

また、図6(a)は密着性指標と剥離面積率との関係を示すグラフであり、図6(b)は損傷発生電流と剥離面積率との関係を示すグラフである。図6(a)から、密着性指標が同じNo.3−1およびNo.3−2、No.3−3〜No.3−5については、剥離面積率が異なる。したがって、剥離面積率からフォルステライト層の形成条件の閾値を適宜決定することができる。また、損傷発生電流については、損傷発生電流が同じNo.3−3およびNo.3−5〜No.3−7については、剥離面積率が異なることがわかる。以上より、従来の密着性評価(密着性指標)や損傷発生電流では、フォルステライト層の形成条件の閾値を見出すことは難しい。一方で、本発明の評価方法(剥離面積率)を用いることにより、フォルステライト層の形成条件の閾値を適宜決定することができる。   FIG. 6A is a graph showing the relationship between the adhesion index and the peeled area ratio, and FIG. 6B is a graph showing the relationship between the damage generation current and the peeled area ratio. From FIG. 6 (a), No. with the same adhesion index. 3-1. 3-2, no. 3-3 No. About 3-5, a peeling area rate differs. Therefore, the threshold value of the forsterite layer forming condition can be appropriately determined from the peeled area ratio. As for the damage generation current, the damage generation current is the same. 3-3 and no. 3-5-No. About 3-7, it turns out that a peeling area rate differs. From the above, it is difficult to find the threshold value of the forsterite layer formation condition in conventional adhesion evaluation (adhesion index) and damage occurrence current. On the other hand, by using the evaluation method (peeling area ratio) of the present invention, the threshold value of the forsterite layer forming condition can be determined as appropriate.

1 フォルステライト層の評価装置
10 試料台
11 電子線照射部
12 光評価部
120 光測定部
121 定量分析部
122 相関関係記憶部
13 真空チャンバー
14 波長カットフィルター
2 試料(方向性電磁鋼板)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Evaluation apparatus of forsterite layer 10 Sample stand 11 Electron beam irradiation part 12 Light evaluation part 120 Light measurement part 121 Quantitative analysis part 122 Correlation memory | storage part 13 Vacuum chamber 14 Wavelength cut filter 2 Sample (oriented electrical steel sheet)

Claims (3)

表面側から張力コーティング層、フォルステライト層、方向性電磁鋼板をこの順で有する方向性電磁鋼板表面に電子線を照射し、該電子線による励起で発生する光を検出することで得られる像により、前記方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜であるフォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。   From the image obtained by irradiating the surface of the grain-oriented electrical steel sheet having the tension coating layer, the forsterite layer, and the grain-oriented electrical steel sheet in this order from the surface side, and detecting the light generated by excitation by the electron beam A method for evaluating the adhesion of an insulating coating on the surface of a grain-oriented electrical steel sheet, comprising evaluating the adhesion of a forsterite layer which is an insulating coating on the surface of the grain-oriented electrical steel sheet. 前記像の輝度を明るい部分と暗い部分に二値化して、明るい部分または暗い部分の面積の比率を求めることにより、フォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。   The brightness of the image is binarized into a bright part and a dark part, and the adhesion of the forsterite layer is evaluated by calculating the ratio of the area of the bright part or the dark part. Evaluation method of adhesion of insulating coating on surface of grain-oriented electrical steel sheet. 電子線またはレーザー光線を照射させることにより磁区細分化を施した後の方向性電磁鋼板表面のフォルステライト層の密着性を評価することを特徴とする請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板表面の絶縁被膜の密着性の評価方法。   3. The grain-oriented electrical steel sheet surface according to claim 1 or 2, wherein the adhesion of the forsterite layer on the grain-oriented electrical steel sheet surface after magnetic domain subdivision by irradiation with an electron beam or a laser beam is evaluated. Evaluation method of adhesiveness of insulating coatings.
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