KR20220128430A

KR20220128430A - 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20220128430A
Application number: KR1020227028519A
Authority: KR
Inventors: 히로타카 이노우에; 다케시 오무라; 요시히사 이치하라; 시게히로 다카조; 구니히로 센다
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2022-09-20
Also published as: WO2021235094A1; EP4155423A1; MX2022014337A; CA3167818C; JP7006851B1; JPWO2021235094A1; CA3167818A1; EP4155423A4; CN115335546B; CN115335546A; US20230212706A1

Abstract

변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 효과적으로 억제할 수 있는 내열형의 자구 세분화 처리를 실시한 방향성 전기 강판을 제공한다. 그 방향성 전기 강판은, 편면에, 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 그 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 갖고, 상기 강판의 표면에 적어도 포스테라이트 피막을 구비하고, 상기 홈의 바닥부에 형성된 상기 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상이고, 또한 이러한 두께의 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하이다.

Description

방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

본 발명은 변압기 등의 철심 재료에 바람직한 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

철의 자화 용이축인 <001> 방위가 강판의 압연 방향으로 고도로 맞추어진 결정 조직을 갖는 방향성 전기 강판은, 특히 전력용 변압기의 철심 재료로서 사용되고 있다.

여기서, 변압기는, 그 철심 구조로부터 적철심 변압기와 권철심 변압기로 대별된다. 적철심 변압기란, 소정의 형상으로 절단한 강판을 적층함으로써 철심을 형성하는 것이다. 한편, 권철심 변압기는, 강판을 감아 겹쳐 철심을 형성하는 것이다. 변압기 철심으로서 요구되는 특성은 여러 가지 있지만, 특히 중요한 것은 철손이 저감되어 작은 것이다.

그리고, 이러한 철손의 저감에 필요한 효과를 갖는 재료의 개발이 해마다 강하게 요구되어 오고 있다.

그 관점에서, 철심의 소재인 방향성 전기 강판에 요구되는 특성으로서도, 철손이 작은 것은 중요하다. 그것을 위한 기술의 하나로서, 자구 세분화 기술이 있다.

자구 세분화 기술이란, 강판의 표면에 대해 물리적인 수법으로 불균일성을 도입함으로써, 자구의 폭을 세분화하여 철손을 저감시키는 기술이다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 방향성 전기 강판의 압연 방향과 교차하는 방향으로 선상의 홈을 형성함으로써, 자구를 세분화하는 기술이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 마무리 어닐링이 끝난 강판에 882 ∼ 2156 ㎫ (90 ∼ 220 kgf/㎜²) 의 하중으로 지철 부분에 깊이 5 ㎛ 초과의 홈을 형성한 후, 750 ℃ 이상의 온도에서 가열 처리함으로써, 자구를 세분화하는 기술이 기재되어 있다.

이들 기술은, 트랜스 조립 후에 변형 제거 어닐링을 실시해도 그 효과가 소실되지 않는, 이른바 내열형의 자구 세분화 기술이다.

일본 공개특허공보 소63-42332호 일본 특허공보 소63-44804호 일본 특허공보 제5771620호

여기서, 권철심 변압기의 제작에서는, 강판을 감아 겹쳐 철심을 형성할 때, 강판의 굽힘 가공을 실시한다. 굽힘 가공에 의해, 강판에 변형이 도입되기 때문에, 그 부분에 있어서 자기 특성이 열화되어, 철심의 철손이 증대된다. 그 때문에, 일반적으로는 철심 형성 후, 변형 제거 어닐링을 실시하여, 굽힘 가공부에 도입된 변형을 해소한다.

이러한 변형 제거 어닐링은, 800 ℃ 정도의 고온에서, 불활성 가스 (아르곤, 질소 등) 나, 발열형 변성 가스 (DX 가스 등) 의 분위기 내에서 실시된다. 그 때, 질소나 DX 가스와 같은 질화나 침탄성을 갖는 가스를 사용하는 어닐링에 있어서는, 어닐링 중에 질화나 침탄이 생길 가능성이 있다.

강 중에 침입한 질소나 탄소는, 어닐링 후의 냉각 중 혹은 그 후의 시효에 의해, 다른 강 중 원소와 결합하여, 질화물이나, 탄화물로서 강 중에 석출되어, 자기 특성을 열화시키는 경우가 있다. 통상, 이러한 자기 특성의 열화가 발생하지 않도록, 어닐링 온도 혹은 어닐링 분위기를 컨트롤하지만, 가스의 비용 장점이나 유틸리티의 사정으로, 질화나, 침탄이 발생할 수 있는 상황에서, 변형 제거 어닐링을 실시하는 경우가 있다.

한편, 철심 소재인 방향성 전기 강판의 표면에는, 절연성, 내청성 등을 확보하는 것을 목적으로 하여, 피막이 실시되고 있다. 일반적으로는, 이러한 피막은, 포스테라이트 피막과 장력 코팅으로 이루어지는 피막이고, 이 피막이 상기 서술한 변형 제거 어닐링 중의 질화나 침탄의 억제에 기여한다.

그러나, 전술한 내열형의 자구 세분화가 실시된 강판에 있어서는, 홈이나 금 긋기 등의 물리적인 불균일성이 도입되고 있기 때문에, 그 불균일한 부분에 있어서는, 필연적으로 피막의 형성이 불충분 혹은 피막의 형성이 불균일하게 되어 버린다.

그 결과, 권철심 변압기용의 내열형의 자구 세분화재는, 홈이나 금 긋기 등의 물리적인 불균일성을 도입하지 않는 강판에 비해, 철손 특성이 우수하지만, 변형 제거 어닐링 중에 질화나 침탄이 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제를 극복하여, 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 효과적으로 억제할 수 있는 방향성 전기 강판을 그 제조 방법과 아울러 제공하는 것을 목적으로 한다.

내열형의 자구 세분화 처리를 실시한 재료에 있어서, 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 억제하기 위해서는, 강판에 형성한 선상 홈의 하부 (바닥부) 에도 치밀하고, 균일한 포스테라이트 피막층을 형성하는 것이 가장 중요하다.

일반적으로, 침탄이나 질화의 기점이 되는 것은 표면 반응이다. 이러한 표면 반응은, 강판 표면에 있어서, 침탄이나 질화능을 갖는 가스 (예를 들어 이산화탄소 가스, 질소 가스, 암모니아 가스) 가 분해되어, 탄소나 질소의 라디칼이 생성된다. 그 후, 탄소, 질소의 라디칼은 강판 내부에 침입하여 확산되고, 냉각 중에 강 중의 다른 원소 (규소 등) 와 결합하여, 탄화물이나 질화물을 생성한다. 이러한 탄화물이나 질화물은 강판의 자기 특성을 열화시키기 때문에, 이후에 실시되는 변형 제거 어닐링 후의 강판의 자기 특성은 열화된다.

여기서, 침탄이나 질화를 방지하기 위해서는, 강판 표면에서의 라디칼의 생성, 그리고 그 침입 및 확산을 각각 억제하는 것이 중요하다.

먼저, 강판 표면에서의 라디칼의 생성을 방지하기 위해서는, 지철 표면이 변형 제거 어닐링에서 사용하는 가스에 대해 노출되는 일 없이, 치밀한 피막에 의해 덮여 있는 것이 중요하다.

다음으로, 그 후의 탄소, 질소의 라디칼이 강판 내부에 침입하는 것을 방지하기 위해서는, 포스테라이트 피막층이 치밀하게 형성되어 있음으로써, 그 침입이 억제되어, 탄화물이나 질화물의 형성을 억제할 수 있으므로, 포스테라이트 피막층의 치밀성이 중요하다.

여기서, 내열형의 자구 세분화 처리를 실시한 강판용 재료에 대해, 홈의 형성 방법에 따라서는, 홈부가 치밀한 피막으로 덮이지 않는 경우가 있다.

예를 들어 상기한 특허문헌 3 에 개시되어 있는 방법에서는, 이차 재결정 어닐링 (마무리 어닐링) 후의 강판에, 고출력 레이저 빔을 조사함으로써, 홈을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 고출력 레이저에서의 홈 형성시에, 포스테라이트 피막이 파괴되어 버린다.

또, 상기한 특허문헌 2 에 개시되어 있는, 마무리 어닐링 후 혹은 절연 피막 형성 후의 강판에, 기어형 롤로 오목부를 형성하고, 변형 제거 어닐링시에 오목부에 미세립을 형성하는 방법에서는, 기어형 롤을 가압할 때, 역시 포스테라이트 피막층이 파괴되어 버린다.

한편, 상기한 특허문헌 1 에 개시되어 있는, 냉간 압연 후, 마무리 어닐링 전에, 강판 표면에 에칭 처리에 의해 홈을 형성하는 방법에 있어서는, 홈 바닥부에도 포스테라이트 피막층이 형성되어, 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 억제하는 점에서 바람직하다.

단, 이와 같은, 냉간 압연 후, 마무리 어닐링 전에, 강판 표면에 에칭 처리에 의해 홈을 형성하는 방법에 있어서도, 홈 바닥부의 포스테라이트의 형성의 방법에는 편차가 있다.

그래서, 발명자들이 예의 검토한 결과, 그 형성의 방법의 불균일을 작게 억제함으로써, 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 가장 억제할 수 있는 것이 분명해졌다.

즉, 이하의 조건을 만족하는 방향성 전기 강판을 제조함으로써, 그 후의 공정인 철심 가공시에 실시되는 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 효과적으로 억제할 수 있는 것을 지견하였다.

본 발명은 상기의 지견에 기초하여 얻어진 것으로, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

1. 강판의 편면에, 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 그 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 갖고, 상기 강판의 표면에 적어도 포스테라이트 피막을 구비하는 방향성 전기 강판으로서,

상기 홈의 바닥부에 형성된 상기 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상이며, 또한 이러한 두께의 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하인 방향성 전기 강판.

2. 방향성 전기 강판용 슬래브를, 열간 압연하여 열연판을 얻고, 이어서 그 열연판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께로 마무리한 강판을 얻은 후, 그 강판에 탈탄 어닐링을 실시하고, 이어서 상기 강판의 표면에 어닐링 분리제를 도포하고 나서, 상기 강판에 최종 마무리 어닐링을 실시한 후, 상기 강판에 평탄화 어닐링을 실시하는 일련의 공정을 갖는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,

상기 냉간 압연 후 또한 상기 어닐링 분리제의 도포 전에, 상기 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포하고, 그 도포면에 대해, 레이저를 상기 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 주사하는 것을 그 압연 방향으로 간격을 두고 반복하여, 상기 레이저가 조사된 부분의 레지스트 잉크를 제거한 후, 그 제거된 부분에 전해 에칭을 실시함으로써, 상기 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 그 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 형성하고,

상기 레이저의 주사는, 그 레이저의 조사 에너지를 30 J/m 미만 및 상기 강판의 온도를 40 ℃ 이상 200 ℃ 미만으로 하여 실시하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 변형 제거 어닐링 중의 침탄이나 질화를 효과적으로 억제할 수 있는, 내열형의 자구 세분화 처리를 실시한 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은, 단면 관찰용 시료를 채취하는 장소를 나타낸 도면이다.
도 2 는, 홈 바닥부의 정의를 나타낸 도면이다.
도 3 은, 실험 1 의 조건 1 에 있어서의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께의 평균과 W_17/50 의 증감량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 4 는, 실험 1 의 조건 1 에 있어서의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께의 평균과 탄소의 증감량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5 는, 실험 1 의 조건 2 에 있어서의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께의 평균과 W_17/50 의 증감량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6 은, 실험 1 의 조건 2 에 있어서의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께의 평균과 탄소의 증감량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7 은, 레지스트 박리시의 조사 에너지 및 강판 온도와, 그 결과 얻어진 강판의 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께의 평균 및 표준 편차의 관계를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세를 설명한다.

본 발명에 따르는 방향성 전기 강판은, 강판의 편면에, 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 갖고, 강판 표면에 적어도 포스테라이트 피막을 구비한다. 방향성 전기 강판은, 포스테라이트 피막 상에 추가로 장력 코팅을 구비하는 것이 바람직하다. 또, 본 발명에 따르는 방향성 전기 강판은, 상기 선상 홈의 바닥부 (홈 바닥부) 에 형성된 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상이며, 그 포스테라이트 피막 두께의 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하인 것이 중요하다.

그리고, 본 발명에 따르는 방향성 전기 강판은, 후술하는 본 발명에 따르는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 의해 바람직하게 얻을 수 있다.

이하, 홈 바닥부에 형성하는 포스테라이트 피막의 조건에 대해 검토한 실험 결과에 대해 기재한다.

<실험 1>

C : 0.07 질량％, Si : 3.4 질량％, Mn : 0.1 질량％, Ni : 0.2 질량％, Al : 240 질량ppm, S : 20 질량ppm, N : 90 질량ppm 및 Se : 180 질량ppm 을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물의 조성으로 이루어지는 강 슬래브 (방향성 전기 강판용 슬래브) 를, 연속 주조로 제조하였다. 그 슬래브를 1430 ℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.2 ㎜ 의 열연판으로 하였다. 그 열연판에 대해, 1100 ℃ 에서 20 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 열연판 어닐링 후의 열연판에 대한 냉간 압연에 의해 중간 판두께 : 0.40 ㎜ 로 한 후, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.40, 온도 : 1000 ℃, 시간 : 70 초의 조건으로 중간 어닐링을 실시하였다. 또한, 중간 어닐링 후의 냉연판에 대한 염산 산세에 의해 표면의 서브 스케일을 제거한 후, 다시, 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께 : 0.23 ㎜ 의 냉연판 (또는, 간단히 「강판」 이라고도 한다) 으로 하였다.

이러한 강판의 편면에, 폭이 100 ∼ 250 ㎜ 인 홈을 둘레 방향 피치 3 ㎜ 로 갖는 홈 롤을 사용하여 레지스트 잉크를 인쇄 도포함으로써 마스킹하고, 레지스트 인쇄되지 않는 부분에 깊이 25 ㎛ 의 홈이 형성되도록 전해 에칭을 실시하였다 (레지스트 조건 1). 또, 다른 조건으로서, 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포한 후, 레이저를 압연 방향과 직교하는 방향 (폭 방향) 으로, 또한, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두면서 반복 선상으로 주사하고, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두고 레지스트 잉크를 박리 제거하였다. 그 후 조건 1 과 동일하게, 깊이 25 ㎛ 의 홈이 형성되도록 전해 에칭을 실시하였다 (레지스트 조건 2). 전해 에칭 후에는, 어느 조건에 있어서도 강판에 잔존하는 레지스트 잉크를 제거하였다. 또한, 상기 레이저는, 박리폭 100 ∼ 250 ㎜ 로, 싱글 모드 파이버 레이저를 갈바노 스캐너 방식에 의해, 조사 에너지를 25 J/m 로 하고, 강판의 폭 방향으로 단 (端) 에서부터 단까지 연속적으로 레지스트 잉크를 박리하도록 조사하였다. 또, 레이저를 조사할 때의 강판 온도는 여러 가지로 변화시켰다. 또한, 본 명세서에 있어서, 상기 강판 온도는, 강판의 레이저 조사측에 있어서의 강판 표면에서의 온도로 하고, 예를 들어 비접촉식의 적외선 방사 온도계에 의해 측정 가능하다.

이어서, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.44 ∼ 0.60, 균열 온도 820 ℃ 에서 300 초 유지하는 탈탄 어닐링을 실시한 후, 강판 표면에 MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 이차 재결정·포스테라이트 피막 형성 및 순화를 목적으로 한 최종 마무리 어닐링을 1160 ℃, 10 h 의 조건으로 실시하였다. 그리고, 60 질량％ 의 콜로이달 실리카와 인산알루미늄으로 이루어지는 절연 피막을 도포하고, 850 ℃ 에서 베이킹하는 장력 코팅을 실시하였다. 또한, 이 장력 코팅 도포 처리는, 평탄화 어닐링도 겸하고 있다.

이렇게 하여 얻어진 장력 코팅 도포 처리 후의 시험편에 대해, 후술하는 방법으로, 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께를 조사하여, 그 평균과 표준 편차를 산출하였다. 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께는, 레지스트 조건 1 에서는 평균이 0.31 ∼ 0.82 ㎛, 표준 편차가 0.22 ∼ 0.74 ㎛ 인 시료가, 레지스트 조건 2 에서는 평균이 0.32 ∼ 0.91 ㎛, 표준 편차가 0.05 ∼ 0.43 ㎛ 인 시료가 각각 얻어졌다.

[[홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께 측정]]

도 1 에 나타내는 바와 같이, 선상 홈부를 6 개 포함하도록 압연 방향으로 단면 관찰용 시료를 채취한다. 또한, 그 시료의 단면을 SEM 으로 관찰하고, 홈 바닥부의 포스테라이트 피막의 두께를 측정한다.

본 명세서에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 홈 중앙을 중심으로 하여, 홈 폭 w 의 반의 폭을 갖는 영역을 홈 바닥부로 정의한다. 또한, 상기 홈 폭 w 란, 전해 에칭시에 레지스트 잉크의 마스킹이 실시되어 있지 않은 부분 (비도포역) 으로서, 선상 홈이 연장되는 방향에 수직인 방향 (도 2 의 압연 방향) 을 따른 길이를 의미한다. 또, 홈 중앙이란, 상기 홈 폭 w 의 압연 방향 중심의 위치를 의미한다.

1 개의 단면 관찰용 시료 중, 임의의 5 개의 선상 홈부에 대해 포스테라이트 피막의 두께를 측정하고 그 평균을 그 지점의 포스테라이트 피막 두께로 정의한다. 또, 1 장의 강판 시료 (폭 방향 : 1000 ㎜ × 압연 방향 : 500 ㎜) 로, 20 개 지점의 단면 관찰용 시료를 채취하고, 각각의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께를 산출하고, 그들의 평균값과 표준 편차를 구한다.

포스테라이트 피막의 영역은, SEM 관찰 화상의 콘트라스트로부터 판단할 수 있지만, 반사 전자 이미지 (BSE) 의 콘트라스트로 판단하는 편이 알기 쉬운 경우도 있다. 또, 화상의 콘트라스트로부터 판단하기 어려운 경우에는, EDX 에 의한 원소 분석에 의해, Mg 가 포함되는지의 여부로, 포스테라이트 피막 영역인지를 적절히 판단해도 된다. 본 명세서에서는, BSE 이미지에 있어서의 화상의 콘트라스트에 의해 판단하였다.

[[자기 측정]]

상기 장력 코팅 도포 처리 후의 시험편을, 30 × 280 ㎜ 의 크기로 전단 후, 아르곤 분위기, 800 ℃ × 3 h 의 조건으로 변형 제거 어닐링 (전단에 의한 영향을 배제할 목적) 을 실시하여 시료로 하고, 엡스타인 시험법으로 자기 측정을 실시하였다. 또한, 침탄 분위기에 있어서의 변형 제거 어닐링의 영향을 조사하기 위해서, 이러한 시료를, 다시, CO : 0.5 vol％, CO₂ : 13 vol％, H₂O : 2.5 vol％, H₂ : 1 vol％, 잔가스 N₂ (노점 : 20 ℃) 의 혼합 가스 중에서, 870 ℃ × 2 h 의 조건으로 어닐링을 실시하고, 엡스타인 시험법으로 자기 측정을 실시하였다.

상기 시료에 대해, 침탄 분위기 혼합 가스 중에서의 변형 제거 어닐링 전후에서의 엡스타인 시험 결과를 비교하고, W_17/50 (50 Hz 로 1.7 T 까지 여자했을 때의 철손) 의 증감량을 구하였다. 또, 혼합 가스 중에서의 변형 제거 어닐링 전후에서, 탄소량을 화학 분석하였다. 침탄 분위기 혼합 가스 중에서의 어닐링 전후에서의 화학 분석 결과를 비교하고, 탄소의 증감량을 구하였다.

홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께의 평균 및 표준 편차와, 침탄 분위기 혼합 가스 중에서의 변형 제거 어닐링 전후에서의 W_17/50 의 증감량 및 탄소의 증감량 (침탄량) 을 표 1, 그리고, 도 3, 4 (레지스트 조건 1) 및 도 5, 6 (레지스트 조건 2) 에 각각 나타낸다.

철손 W_17/ ₅₀ 의 증감량, 탄소의 증감량 (침탄량) 모두, 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상에 있어서, 철손의 증가량을 낮게 억제하고, 또한, 침탄량도 낮게 억제되는 조건이 있는 것이 판명되었다. 또한, 상세하게 조사하면, 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상인 강판 중에서도, 철손의 증가와 침탄량의 증가를 현저하게 억제하고 있는 조건은, 포스테라이트 피막 두께의 표준 편차가 0.34 ㎛ 이하인 것이 판명되었다. 포스테라이트 피막 두께가, 이러한 낮은 표준 편차를 만족하여 형성되면, 그 포스테라이트 피막의 높은 치밀성이 만족되는 것으로 생각된다.

또한, 상기 소정 범위의 포스테라이트 피막 두께를 실현할 수 있었던 것은, 레이저에 의한 레지스트 박리를 실시한 레지스트 조건 2 에서만 있었다.

다음으로, 상기의 홈 바닥부의 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상, 또한 그 표준 편차가 0.34 ㎛ 이하를 만족하는 강판이 안정적으로 달성할 수 있는 조건을 실험적으로 탐색한 결과,

(1) 냉간 압연 후 또한 어닐링 분리제의 도포 전 (요컨대, 최종 마무리 어닐링 전) 에, 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포한다

(2) 상기 레지스트 잉크를 도포한 강판의 도포면에 대해, 레이저를 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 주사하는 것을 압연 방향으로 간격을 두고 반복하고, 레이저를 주사하여 이루어지는 조사부의 레지스트 잉크를 제거한 후, 그 제거부에 전해 에칭을 실시함으로써, 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 형성한다

(3) 상기 레이저의 주사는, 그 레이저의 조사 에너지가 30 J/m 미만 및 강판 온도가 40 ℃ 이상 200 ℃ 미만인 조건하에서 실시한다

의 3 요건을 만족하는 것이 필요한 것이 분명해졌다.

상기 (1) 에 대해, 홈 바닥부에 포스테라이트 피막을 양호하게 형성하기 위해서는, 적어도 포스테라이트 피막이 형성되는 최종 마무리 어닐링 전 (다시 말하면, 어닐링 분리제의 도포 전) 에 홈의 형성을 실시할 필요가 있다는 것이다.

상기 (2) 에 대해서는, 종래와 같이 레지스트 잉크를 인쇄하는 경우에는, 비인쇄 부분 (에칭에 의해 홈이 형성되는 부분) 에, 인접하는 인쇄 부분으로부터 레지스트 잉크의 흘러내림이 발생하여 비인쇄 부분의 폭이 불균일해져, 형성 후의 홈 폭이 불균일해지는 것을 피할 수 없다. 이와 같이 홈 폭이 불균일해지면, 국소적인 홈 폭의 편차에 따라 에칭시의 홈의 파내는 방법에 편차가 생긴다. 그 결과, 홈 바닥부의 요철이 커지고, 나아가서는 그 바닥부에 형성되는 포스테라이트 피막의 두께에도 편차가 생기기 때문에, 본 발명의 목적이 달성되지 않는 것으로 생각된다.

한편, 본 발명과 같이, 레이저의 조사에 의해 레지스트 잉크를 박리하는 방법은, 레지스트 잉크의 박리부의 폭이 균일, 즉 ±10 ㎛ 정도 이내가 되므로, 에칭시의 홈의 파내는 방법이 균일해진다. 그 결과, 소정의 조건하에서의 레이저 주사를 이용한 홈의 형성은, 그 위에 형성되는 포스테라이트 피막의 두께를 균일하게 할 수 있고, 또한, 포스테라이트 피막 두께의 표준 편차에 이러한 요건을 만족시킬 수 있는 한 요인으로 생각된다.

상기 (3) 에 대해서는, 이하, 그 조건이 본 발명에 적합한 것을 분명하게 한 실험을 가지고 설명한다.

<실험 2>

C : 0.07 질량％, Si : 3.4 질량％, Mn : 0.1 질량％, Ni : 0.2 질량％, Al : 240 질량ppm, S : 20 질량ppm, N : 90 질량ppm 및 Se : 180 질량ppm 을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물의 조성으로 이루어지는 강 슬래브 (방향성 전기 강판용 슬래브) 를, 연속 주조로 제조하였다. 그 슬래브를 1430 ℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.2 ㎜ 의 열연판으로 하였다. 그 열연판에 대해, 1100 ℃ 에서 20 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 열연판 어닐링 후의 열연판에 대한 냉간 압연에 의해 중간 판두께 : 0.40 ㎜ 로 하고, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.40, 온도 : 1000 ℃, 시간 : 70 초의 조건으로 중간 어닐링을 실시하였다. 또한, 중간 어닐링 후의 냉연판에 대한 염산 산세에 의해 표면의 서브 스케일을 제거한 후, 다시, 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께 : 0.23 ㎜ 의 강판으로 하였다.

이러한 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포한 후, 레이저를 압연 방향과 직교하는 방향으로, 또한, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두면서 반복 선상으로 주사하고, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두고 레지스트 잉크를 박리 제거하였다. 레이저 조사는, 박리폭 100 ∼ 250 ㎜ 로, 싱글 모드 파이버 레이저를 갈바노 스캐너 방식에 의해 실시하고, 조사 에너지를 15 ∼ 50 J/m 로 하고, 강판의 폭 방향으로 단에서부터 단까지 연속적으로 레지스트 잉크를 완전히 박리하였다. 그 때, 강판 온도를 15 ∼ 250 ℃ 로 변화시키고, 레이저 조사를 실시하였다. 그 후, 깊이 25 ㎛ 의 홈이 형성되도록 전해 에칭을 실시하였다. 전해 에칭 후, 강판에 잔존하는 레지스트 잉크를 제거하였다.

이어서, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.44 ∼ 0.60, 균열 온도 820 ℃ 에서 300 초 유지하는 탈탄 어닐링을 실시하고, 그 후, 강판 표면에 MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 이차 재결정·포스테라이트 피막 형성 및 순화를 목적으로 한 최종 마무리 어닐링을 1160 ℃, 10 h 의 조건으로 실시하였다. 그리고, 60 질량％ 의 콜로이달 실리카와 인산알루미늄으로 이루어지는 절연 피막을 도포하고, 850 ℃ 에서 베이킹하는 장력 코팅을 실시하였다. 이 장력 코팅 도포 처리는, 평탄화 어닐링도 겸하고 있다.

그 후, 전술한 방법으로, 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께를 조사하고, 그 평균과 표준 편차를 산출하였다.

레지스트 박리시의 조사 에너지 및 강판 온도와, 그 결과 얻어진 강판의 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께의 평균 및 표준 편차의 관계를, 표 2 및 도 7 에 정리하였다. 그 결과, 레이저의 조사 에너지가 30 J/m 미만, 또한, 강판 온도가 40 ℃ 이상 200 ℃ 미만인 조건하에서 레이저 주사했을 경우에 있어서, 홈 바닥부에 형성되는 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상, 또한, 그 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하를 만족하는 것이 판명되었다.

또한, 도 7 에 있어서, 강판 온도의 하한 : 40 ℃ 이상은 실선에 의해 나타내고, 강판 온도의 상한 : 200 ℃ 미만 및 조사 에너지의 상한 : 30 J/m 미만은 점선에 의해 나타냈다.

포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상, 그 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하가 되는 한 조건이, 레이저의 조사 에너지를 30 J/m 미만으로 하는 것의 이유에 대해, 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다.

즉, 레이저의 조사 에너지가 큰 경우, 조사부 (요컨대, 다음 공정에서 홈이 형성되는 부분) 주변의 강판에 변형이 잔존하기 때문에, 다음 공정인 전해 에칭시의 홈의 파내는 방법에 편차가 생긴다. 그 결과, 홈 바닥부의 요철이 커지기 때문에, 홈 바닥부에 형성하는 포스테라이트 피막의 두께에도 편차가 생긴다.

또, 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상, 그 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하가 되는 추가적인 조건이, 강판 온도 40 ℃ 이상 200 ℃ 미만의 조건하에서 레이저 주사를 실시하는 것인 이유에 대해, 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다.

즉, 강판 온도를 40 ℃ 이상으로 하면, 레이저 조사될 때의, 레지스트 잉크 박막 내의 온도 분포가 균일해져, 레지스트 잉크 박막 내의 인성이 균일해진다. 그 결과, 레이저 조사되었을 때에 균일하게 잉크가 박리되기 쉬워지기 때문에, 홈의 형상이 안정되게 되어, 그 바닥부에 형성하는 포스테라이트 피막의 두께의 편차가 잘 발생하지 않게 된다. 한편, 강판 온도를 200 ℃ 이상으로 지나치게 높이면, 레이저 조사에 의해서도 레지스트 잉크를 양호하게 박리할 수 없게 되어 버리지만, 이것은, 레지스트 잉크 박막이 지나치게 유연해지기 때문이다.

[[홈의 형성 방법]]

본 실시형태에 있어서의 선상 홈은, 전술한 바와 같이, 어닐링 분리제의 도포 전 (요컨대, 최종 마무리 어닐링 전) 의 강판의 편면에 에칭용의 레지스트 잉크를 도포·부착시킨 후, 비도포역에 대한 전해 에칭 처리에 의해 형성하는 방법으로 한다. 최종 냉간 압연 후 또한 탈탄 어닐링 전의 강판에 선상 홈을 형성하는 것이 바람직하다. 홈 패턴의 형성에 있어서의 비도포역의 형성은, 레지스트 잉크를 강판의 편면 전체면에 도포한 후, 레이저 조사로 상기의 조건으로 잉크를 박리 제거하는 방법이 적합하다. 홈 바닥부에 포스테라이트 피막이 균일하고 또한 치밀하게 형성되는 것이, 변형 제거 어닐링 중의 질화, 침탄의 억제에 중요하기 때문에, 홈 형성을, 포스테라이트 피막이 형성되는 어닐링 분리제의 도포 및 최종 마무리 어닐링 전에 실시하는 것이 필수이다.

본 명세서에 있어서, 「압연 방향을 가로지르는 방향」 이란, 선상 홈의 압연 방향과 직교하는 방향에 대한 어긋남으로서 ±30°이내로 하는 것이 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서, 「선상」 이란, 실선 뿐만 아니라, 점선이나 파선 등 점열상도 포함하는 것으로 한다.

본 발명의 방향성 전기 강판을 제조하는 방법에 대해서는, 상기 자구 세분화를 위한 홈의 형성 방법, 및 그 홈 바닥부에 형성된 포스테라이트 피막의 두께의 컨트롤에 직접 관계되지 않는 사항에 대해서는 한정되지 않지만, 추천되는 강판의 성분 조성 및 제조 조건에 대해 이하에 예시한다.

[성분 조성]

본 발명에 있어서, 방향성 전기 강판용 슬래브의 성분 조성은, 이차 재결정이 생성되는 성분 조성이면 된다. 또, 인히비터를 이용하는 경우, 예를 들어 AlN 계 인히비터를 이용하는 경우이면 Al 및 N 을, 또 MnS·MnSe 계 인히비터를 이용하는 경우이면 Mn 과 Se 및/또는 S 를 적당량 함유시키면 된다. 물론, 양 인히비터를 병용해도 된다. 이 경우에 있어서의 Al, N, S 및 Se 의 바람직한 함유량은, 각각, Al : 0.01 ∼ 0.065 질량％, N : 0.005 ∼ 0.012 질량％, S : 0.005 ∼ 0.03 질량％, Se : 0.005 ∼ 0.03 질량％ 이다. 또한, 최종 마무리 어닐링에 있어서 Al, N, S 및 Se 는 순화되어, 각각 불가피적 불순물 정도의 함유량으로 저감된다.

또한, 본 발명은, Al, N, S, Se 의 함유량을 제한한, 인히비터를 사용하지 않는 방향성 전기 강판에도 적용할 수 있다. 이 경우에는, Al, N, S 및 Se 량은 각각, Al : 100 질량ppm 미만, N : 50 질량ppm 미만, S : 50 질량ppm 미만, Se : 50 질량ppm 미만으로 억제하는 것이 바람직하다.

그 밖의 성분 조성에 대해 서술하면 다음과 같다.

C : 0.08 질량％ 이하

C 량은, 0.08 질량％ 를 초과하면, 자기 시효가 일어나지 않는 50 질량ppm 이하까지 제조 공정 중에 C 를 저감시키는 것이 곤란해지기 때문에, 0.08 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 하한에 관해서는, C 를 포함하지 않는 소재에서도 이차 재결정이 가능하므로 특별히 형성할 필요는 없지만, 통상 0.001 질량％ 이상이다.

Si : 2.0 ∼ 8.0 질량％

Si 는, 강의 전기 저항을 높여, 철손을 개선하는 데에 유효한 원소이지만, 함유량이 2.0 질량％ 에 미치지 않으면 충분한 철손 저감 효과를 달성하기 어렵다. 한편, 8.0 질량％ 를 초과하면 가공성이 현저하게 저하되고, 또 자속 밀도도 저하되기 쉽다. 그 때문에, Si 량은 2.0 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 8.0 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

Mn : 0.005 ∼ 1.0 질량％

Mn 은, 열간 가공성을 양호하게 하는 데에 있어서 필요한 원소이지만, 함유량이 0.005 질량％ 미만에서는 그 첨가 효과가 부족하다. 한편, 1.0 질량％ 를 초과하면 제품판의 자속 밀도가 저하되기 쉽다. 그 때문에, Mn 량은 0.005 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.0 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상이 바람직한 기본 성분이지만, 이러한 기본 성분 이외에, 자기 특성 개선 성분으로서, 다음에 서술하는 원소를, 바람직한 임의 첨가 성분으로서 적절히 함유시킬 수 있다.

Ni : 0.03 ∼ 1.50 질량％, Sn : 0.01 ∼ 1.50 질량％, Sb : 0.005 ∼ 1.50 질량％, Cu : 0.03 ∼ 3.0 질량％, P : 0.03 ∼ 0.50 질량％, Mo : 0.005 ∼ 0.10 질량％ 및 Cr : 0.03 ∼ 1.50 질량％ 중에서 선택한 적어도 1 종

Ni 는, 열연판 조직을 개선하여 자기 특성을 향상시키기 위해서 유용한 원소이다. 그러나, 함유량이 0.03 질량％ 미만에서는 자기 특성의 향상 효과가 작다. 한편, 함유량이 1.50 질량％ 를 초과하면 이차 재결정이 불안정해져 자기 특성이 열화되기 쉽다. 그 때문에, Ni 량은 0.03 질량％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.50 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또, Sn, Sb, Cu, P, Mo 및 Cr 은, 각각 자기 특성의 향상에 유용한 원소이지만, 모두 상기한 각 성분의 하한량에 미치지 않으면, 자기 특성의 향상 효과가 작다. 한편, 상기한 각 성분의 상한량을 초과하면, 이차 재결정립의 발달이 저해되기 쉽다. 그 때문에, 각각 상기의 범위에서 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 성분 이외의 잔부는, 제조 공정에 있어서 혼입되는 불가피적 불순물 및 주성분인 Fe 인 것이 바람직하다. 또, 제품판 (방향성 전기 강판) 에 있어서는, C 및 인히비터 성분 이외의 성분은 강 소재 (방향성 전기 강판용 슬래브) 에 있어서 함유시킨 양이 그대로 제품판에도 함유된다. 한편, C 는 탈탄 어닐링에 의해 저감되고, 제품판에서는 자기 시효에 의한 철손 증대를 방지하기 위해 0.003 질량％ 이하로 저감되는 것이 바람직하다. 또, 인히비터 성분은 후술하는 최종 마무리 어닐링에서 순화되고, 제품판에서는 불가피적 불순물 정도의 함유량으로 저감되는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 방향성 전기 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.

[가열]

상기한 성분 조성을 바람직하게 갖는 슬래브는 열간 압연에 앞서, 통상적인 방법에 따라 가열할 수 있다. 가열 온도는, 1150 ℃ 이상이 바람직하고, 1450 ℃ 이하가 바람직하다.

[열간 압연]

바람직하게는 상기 가열 후에, 열간 압연을 실시하여 열연판을 얻는다. 주조 후, 가열하지 않고 즉시 열간 압연을 실시해도 된다. 박주편 (薄鑄片) 의경우에는, 열간 압연을 별도로 실시해도 되고, 박주편의 조제와 열간 압연을 겸해도 된다.

열간 압연을 실시하는 경우에는, 조압연 최종 패스의 압연 온도를 900 ℃ 이상에서 실시하는 것이 바람직하고, 마무리 압연 최종 패스의 압연 온도를 700 ℃ 이상에서 실시하는 것이 바람직하다.

[열연판 어닐링]

그 후, 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한다. 이 때, 제품판에 있어서, 고스 조직을 고도로 발달시키기 위해서는, 열연판 어닐링 온도로서 800 ℃ 이상이 바람직하고, 1100 ℃ 이하가 바람직하다. 열연판 어닐링 온도가 800 ℃ 미만이면, 열간 압연에서의 밴드 조직이 잔류하여, 정립된 일차 재결정 조직을 얻는 것이 곤란해지고, 이차 재결정의 발달이 저해되기 쉽다. 한편, 열연판 어닐링 온도가 1100 ℃ 를 초과하면, 열연판 어닐링 후의 입경이 지나치게 조대화 (粗大化) 되기 때문에, 정립된 일차 재결정 조직을 얻는 것이 매우 곤란해진다.

[냉간 압연]

그 후, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께를 갖는 강판을 얻는다. 중간 어닐링 온도는 800 ℃ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1150 ℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 중간 어닐링 시간은, 10 ∼ 100 s 정도로 하는 것이 바람직하다.

[탈탄 어닐링]

그 후, 강판에 탈탄 어닐링을 실시한다. 탈탄 어닐링에서는, 어닐링 온도 750 ∼ 900 ℃, 산화성 분위기 P(H₂O)/P(H₂) : 0.25 ∼ 0.60 및 어닐링 시간 : 50 ∼ 300 s 정도를 각각 목표로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 서술한 바와 같이, 강판에 대한 홈의 형성은, 최종 냉간 압연 후 또한 탈탄 어닐링 전에 실시하는 것이 바람직하다.

[어닐링 분리제의 도포]

그 후, 강판의 편면 또는 양면에 어닐링 분리제를 도포한다. 강판의 양면에 어닐링 분리제를 도포하는 것이 바람직하다. 어닐링 분리제는, 주성분을 MgO 로 하고, 도포량을 강판의 양면에서 각각 8 ∼ 15 g/m² 정도로 하는 것이, 소정의 두께를 갖는 포스테라이트 피막을 형성하기 위해서 바람직하다.

[최종 마무리 어닐링]

그 후, 이차 재결정 및 포스테라이트 피막의 형성을 목적으로 하여 최종 마무리 어닐링을 실시한다.

소정의 두께를 갖는 포스테라이트 피막을 형성하는 관점에서, 어닐링 온도는 1100 ℃ 이상, 어닐링 시간은 30 분 이상으로 하는 것이 각각 바람직하다.

[장력 코팅 및 평탄화 어닐링]

최종 마무리 어닐링 후에는, 평탄화 어닐링을 실시하여 형상을 교정하는 것이, 방향성 전기 강판을 철심 가공했을 때의 점적률을 개선시키는 데에 있어서 유효하다. 평탄화 어닐링은, 어닐링 온도 750 ∼ 950 ℃, 어닐링 시간 10 ∼ 200 s 정도를 목표로 각각 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 평탄화 어닐링 전 또는 후에, 강판 표면에 장력 코팅 (절연 피막) 을 실시하는 것이 바람직하다. 장력 코팅이란, 철손 저감을 위해서, 강판에 장력을 부여하는 코팅을 의미한다. 장력 코팅으로는, 실리카를 함유하는 무기계 코팅, 세라믹 코팅 등을 들 수 있고, 물리 증착법, 화학 증착법 등의, 모두 통상적인 방법에 의해 실시할 수 있다.

또, 상기한 공정을 거침으로써 본 발명에 따르는 방향성 전기 강판이 바람직하게 얻어지지만, 상기 서술하고 있지 않은 공정 및 제조 조건은, 모두 통상적인 방법에 의하면 된다.

실시예

C : 0.07 질량％, Si : 3.4 질량％, Mn : 0.1 질량％, Ni : 0.2 질량％, Al : 240 질량ppm, S : 20 질량ppm, N : 90 질량ppm 및 Se : 180 질량ppm 을 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물의 조성으로 이루어지는 강 슬래브 (방향성 전기 강판용 슬래브) 를, 연속 주조로 제조하였다. 그 슬래브를 1430 ℃ 로 가열 후, 열간 압연에 의해 판두께 : 2.2 ㎜ 의 열연판으로 하였다. 그 열연판에 대해, 1100 ℃ 에서 20 초의 열연판 어닐링을 실시하였다. 이어서, 열연판 어닐링 후의 열연판을 냉간 압연에 의해 중간 판두께 : 0.40 ㎜ 로 한 후, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.40, 온도 : 1000 ℃, 시간 : 70 초의 조건으로 중간 어닐링을 실시하였다. 이어서, 중간 어닐링 후의 열연판에 대한 염산 산세에 의해 표면의 서브 스케일을 제거한 후, 다시, 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께 : 0.23 ㎜ 의 강판으로 하였다.

표 3 에 나타내는 조건으로, 상기 강판의 편면에 홈 형성을 실시하였다.

표 3 에 나타낸 홈 형성 패턴은 이하와 같다. 또한, 모두 홈 폭은 150 ㎛ 가 되도록 조정하였다.

I 최종 마무리 어닐링 후, 5 ㎜ 간격의 기어형 롤로 깊이 10 ㎛ 의 홈을 형성하였다

II 최종 마무리 어닐링 후, 고출력 레이저 조사로 깊이 15 ㎛ 의 홈을 형성하였다

III 홈 롤로 3 ㎜ 간격의 비도포역을 갖는 패턴으로 레지스트 잉크를 도포 후, 전해 에칭으로 비도포역에 깊이 20 ㎛ 의 홈을 형성하였다

IV 잉크젯 프린터 (200 dpi) 로 3 ㎜ 간격의 비도포역을 갖는 패턴으로 레지스트 잉크를 도포 후, 전해 에칭으로 비도포역에 깊이 20 ㎛ 의 홈을 형성하였다

V 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포한 후, 레이저를 압연 방향과 직교하는 방향으로, 또한, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두면서 반복 선상으로 주사하고, 압연 방향으로 3 ㎜ 의 간격을 두고 레지스트 잉크를 박리 제거하였다. 레이저 조사는, 싱글 모드 파이버 레이저를 갈바노 스캐너 방식에 의해 실시하고, 강판의 폭 방향으로 단에서부터 단까지 연속적으로 레지스트 잉크를 완전히 박리하였다. 그 후, 깊이 25 ㎛ 의 홈이 형성되도록 전해 에칭을 실시하였다.

상기 홈 형성 패턴 중 레지스트 잉크를 도포한 조건에서는, 전해 에칭 후에 강판에 잔존하는 레지스트 잉크를 제거하였다.

이어서, 산화도 P(H₂O)/P(H₂) = 0.44, 균열 온도 820 ℃ 에서 300 초 유지하는 탈탄 어닐링을 실시한 후, 강판 표면에 MgO 를 주성분으로 하는 어닐링 분리제를 도포하고, 이차 재결정·포스테라이트 피막 형성 및 순화를 목적으로 한 최종 마무리 어닐링을 1160 ℃, 10 h 의 조건으로 실시하였다. 또한, 60 질량％ 의 콜로이달 실리카와 인산알루미늄으로 이루어지는 절연 피막을 도포한 후, 850 ℃ 에서 베이킹하는 장력 코팅을 실시하여 시험편으로 하였다. 이 장력 코팅 도포 처리는, 평탄화 어닐링도 겸하고 있다.

이렇게 하여 얻어진 시험편의 홈 바닥부에 형성된 포스테라이트 피막 두께를 조사하고, 상기한 실험 1 과 동일한 순서로 포스테라이트 피막 두께의 평균과 표준 편차를 산출하였다.

또, 상기 시험편을, 30 × 280 ㎜ 의 크기로 전단 후, 아르곤 분위기, 800 ℃ × 3 h 의 조건으로 변형 제거 어닐링 (전단에 의한 영향을 배제할 목적) 을 실시한 후, 그 시료에 대해 엡스타인 시험법으로 자기 측정을 실시하였다. 또한, 질화 분위기에 있어서의 변형 제거 어닐링의 영향을 조사하기 위해서, 다시, NH₃ : 12 ∼ 15 vol％, 잔가스로서 N₂ : H₂ = 1 : 3 의 암모니아 분해 가스 (혼합 가스) 중에서, 820 ℃ × 2 h 의 조건의 변형 제거 어닐링을 실시하였다. 이 변형 제거 어닐링 후의 시료에 대해 엡스타인 시험법으로 자기 측정을 실시하였다. 질화 분위기 혼합 가스를 사용한 변형 제거 어닐링 전후에서의 엡스타인 시험 결과를 비교하여, W_17/50 의 증감량을 구하였다. 또, 이러한 변형 제거 어닐링 전후에서 질소량을 화학 분석하고, 그 어닐링 전후에서의 화학 분석 결과를 비교하고, 질소의 증감량을 구하였다.

표 3 에, 홈 바닥부에 형성한 포스테라이트 피막 두께의 평균 및 표준 편차와, 질화 분위기 혼합 가스 중에서의 변형 제거 어닐링 전후에서의 W_17/50 의 증감량 및 질소의 증감량 (질화량) 을 병기한다. 표 3 중, 레지스트 잉크의 제거를 목적으로 한 레이저 주사를 실시하지 않은 시험 No.1 ∼ 4 에 대해서는, 조사 에너지 및 강판 온도를 「-」 로 하여 나타낸다.

표 3 에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 적합한 조건으로, 소정의 평균 두께 및 표준 편차를 만족하는 포스테라이트 피막을 홈 바닥부에 형성했을 경우, 변형 제거 어닐링 중의 질화를 효과적으로 억제할 수 있고, 또한 자기 특성이 우수한 방향성 전기 강판을 얻을 수 있었다.

Claims

강판의 편면에, 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 그 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 갖고, 상기 강판의 표면에 적어도 포스테라이트 피막을 구비하는 방향성 전기 강판으로서,
상기 홈의 바닥부에 형성된 상기 포스테라이트 피막 두께의 평균이 0.45 ㎛ 이상이고, 또한 이러한 두께의 표준 편차 σ 가 0.34 ㎛ 이하인 방향성 전기 강판.
방향성 전기 강판용 슬래브를, 열간 압연하여 열연판을 얻고, 이어서 그 열연판에 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께로 마무리한 강판을 얻은 후, 그 강판에 탈탄 어닐링을 실시하고, 이어서 상기 강판의 표면에 어닐링 분리제를 도포하고 나서, 상기 강판에 최종 마무리 어닐링을 실시한 후, 상기 강판에 평탄화 어닐링을 실시하는 일련의 공정을 갖는 방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,
상기 냉간 압연 후 또한 상기 어닐링 분리제의 도포 전에, 상기 강판의 편면에 레지스트 잉크를 도포하고, 그 도포면에 대해, 레이저를 상기 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 주사하는 것을 그 압연 방향으로 간격을 두고 반복하고, 상기 레이저가 조사된 부분의 레지스트 잉크를 제거한 후, 그 제거된 부분에 전해 에칭을 실시함으로써, 상기 강판의 압연 방향을 가로지르는 방향으로 선상으로 연장되고 또한 그 압연 방향으로 간격을 두고 늘어서는, 복수개의 홈을 형성하고,
상기 레이저의 주사는, 그 레이저의 조사 에너지를 30 J/m 미만 및 상기 강판의 온도를 40 ℃ 이상 200 ℃ 미만으로 하여 실시하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법.