KR20230066067A - 방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법 - Google Patents

방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230066067A
KR20230066067A KR1020237012048A KR20237012048A KR20230066067A KR 20230066067 A KR20230066067 A KR 20230066067A KR 1020237012048 A KR1020237012048 A KR 1020237012048A KR 20237012048 A KR20237012048 A KR 20237012048A KR 20230066067 A KR20230066067 A KR 20230066067A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel sheet
less
grain
oriented electrical
electrical steel
Prior art date
Application number
KR1020237012048A
Other languages
English (en)
Inventor
마코토 와타나베
다카시 데라시마
가린 고쿠후
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20230066067A publication Critical patent/KR20230066067A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates
    • C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/37—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/37—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds
    • C23C22/38—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also hexavalent chromium compounds containing also phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
    • C23C22/74—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process for obtaining burned-in conversion coatings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/02—Measuring coefficient of friction between materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/16—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2201/00—Treatment for obtaining particular effects
    • C21D2201/05—Grain orientation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

Abstract

절연성이 우수한 방향성 전기 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 방향성 전기 강판은, 강판과, 상기 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하이다. 단, 상기 마찰 시험은, 2 장의 상기 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초 및 왕복 스트로크 50 ㎜ 의 조건에서, 90 회 왕복시킴으로써 실시한다.

Description

방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법
본 발명은, 방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 방향성 전기 강판에 있어서는, 절연성 등의 특성을 부여하기 위해, 강판의 양면측에 피막이 형성된다. 이와 같은 피막으로는, 예를 들어, 방향성 전기 강판의 제조 과정에 있어서의 마무리 어닐링시에 형성되는 포르스테라이트 피막 상에 형성되는, 이른바 절연 피막을 들 수 있다.
특허문헌 1 ∼ 2 에는, 각각 인산염과 콜로이드상 실리카와 무수 크롬산을 함유하는 코팅액을 베이킹함으로써 형성되는 절연 피막이 개시되어 있다.
이와 같은 절연 피막은, 열팽창률이 낮은 점에서, 고온에서 형성된 후에 냉각되면, 강판과의 열팽창률의 차이에 의해 강판에 장력을 부여하여, 철손을 저감시킨다.
일본 특허공보 소56-52117호 일본 특허공보 소53-28375호
방향성 전기 강판은, 예를 들어, 트랜스 (변압기) 의 코어 (철심) 로서, 적층되어 사용된다.
절연성 (층간 저항) 이 불충분한 방향성 전기 강판을 적층하여 트랜스의 코어로서 사용한 경우, 누설 전류나 부분 방전이 발생하는 경우가 있다.
방향성 전기 강판의 절연성은, 제품 출하시의 검사에서는 문제없는 레벨이더라도, 트랜스의 코어로 가공되었을 때에 불충분해지는 경우가 있다. 이 때문에, 트랜스의 코어로 가공된 경우에도 양호한 절연성을 발휘하는 방향성 전기 강판이 요망되고 있다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 절연성이 우수한 방향성 전기 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 하기 구성을 채용함으로써, 상기 목적이 달성되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 이하의 [1] ∼ [7] 을 제공한다.
[1] 강판과, 상기 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하는 방향성 전기 강판으로서, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하인, 방향성 전기 강판. 단, 상기 마찰 시험은, 2 장의 상기 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초 및 왕복 스트로크 50 ㎜ 의 조건에서, 90 회 왕복시킴으로써 실시한다.
[2] 상기 피막의 경도가, 9.0 GPa 이하인, 상기 [1] 에 기재된 방향성 전기 강판.
[3] 상기 피막의 면 조도가, 최대 피크 높이 Sp 로, 6.0 ㎛ 이하인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 방향성 전기 강판.
[4] 상기 강판은, 질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 4.0 ％ 및 Mn : 0.03 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 방향성 전기 강판.
[5] 상기 강 조성이, 추가로, 질량％ 로, Ni : 1.50 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Cu : 0.50 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, Sb : 0.500 ％ 이하, Sn : 0.500 ％ 이하, Bi : 0.100 ％ 이하, Mo : 0.100 ％ 이하, Nb : 0.0100 ％ 이하, V : 0.010 ％ 이하, Ti : 0.010 ％ 이하, 및 Ta : 0.010 ％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는, 상기 [4] 에 기재된 방향성 전기 강판.
[6] 반송되는 강판에 대하여, 코팅액의 도포, 700 ℃ 이상의 온도에서의 베이킹, 및 냉각을 실시함으로써, 상기 강판의 양면측에 피막을 형성하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서, 상기 강판이 600 ℃ 이하로 냉각되는 반송 영역의 선진율 r 이, 1.7 ％ 이하이고, 상기 코팅액에 있어서, 금속 원소 M1 의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M1/S 가, 0.15 이상이고, 금속 원소 M2 의 함유량과 상기 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M2/S 가, 0.15 이하이고, 인산 성분 P 의 P2O5 환산의 함유량과 상기 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 P/S 가, 0.20 이상이고, 단, 상기 금속 원소 M1 은, Zn, Li, Mg 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이고, 상기 금속 원소 M2 는, Zr, Ti, Cr 및 Al 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
[7] 강판과, 상기 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하는 방향성 전기 강판을 평가하는 방법으로서, 마찰 시험을 실시하고, 상기 마찰 시험 후에 있어서의 상기 방향성 전기 강판의 층간 전류값을 구하고, 구한 상기 층간 전류값에 기초하여, 상기 방향성 전기 강판의 절연성의 양부 (良否) 를 판정하는, 방향성 전기 강판의 평가 방법. 단, 상기 마찰 시험은, 2 장의 상기 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 150 ∼ 250 Pa, 마찰 속도 0.05 ∼ 0.15 m/초 및 왕복 스트로크 30 ∼ 70 ㎜ 의 조건에서, 60 ∼ 120 회 왕복시킴으로써 실시한다.
본 발명에 의하면, 절연성이 우수한 방향성 전기 강판을 제공할 수 있다.
[본 발명자들에 의한 지견 (방향성 전기 강판의 평가 방법)]
먼저, 본 발명자들은, 시험판으로서, 다양한 방법에 의해 제조한 복수 종의 방향성 전기 강판 (후술하는「본 발명의 방향성 전기 강판」을 포함한다) 을 준비하였다.
방향성 전기 강판은, 개략적으로는, 강판과, 이 강판의 양면측에 배치된 피막 (절연 피막) 을 구비하고, 피막의 경도 및 면 조도가, 시험판마다 상이하다.
이어서, 각 시험판을 사각 (斜角) 전단 라인으로 전단하고 나서 적층하여 코어 (철심) 로 하고, 트랜스 (변압기) 를 제조하고, 제조된 트랜스에 통전시켰다.
그 결과, 누설 전류나 부분 방전이 발생하는 트랜스가 확인되었다. 즉, 트랜스의 코어로 가공하였을 때에 절연성 (층간 저항) 이 불충분해지는 시험판이 확인되었다.
그런데, 각 시험판에 대해, 트랜스를 제조하기 전에, JIS C 2550-4 : 2019 에 기재된 A 법에 준거하여 표면 절연 저항을 측정한 결과, 모두 저항값은 200 Ω·㎠ 이상으로서, 절연성 (층간 저항) 에 이상은 확인되지 않았다.
이 때문에, 본 발명자들은, 트랜스를 제조하는 과정에 있어서, 층간 저항이 열화되는 경우가 있는 것으로 생각하였다. 구체적으로는, 시험판을 트랜스의 코어로 가공하는 과정에 있어서, 시험판끼리를 맞대고 문지르는데, 이 때에, 시험판의 표면에 흠집이 나서 피막이 부분적으로 박리되고, 그 결과, 층간 저항이 열화되는 것으로 생각하였다.
이와 같은 문제는, 통상적인 트랜스 제조 과정에서는 잘 발생하지 않는다. 그러나, 어떠한 이유로, 방향성 전기 강판끼리를 강한 면압으로 몇 번이나 맞대고 문지르거나 하는 등의 과혹한 조건에서, 방향성 전기 강판이 트랜스의 코어로 가공되는 경우가 있다. 이 경우, 상기 서술한 문제가 발생하기 쉽다.
그래서, 본 발명자들은, 동일한 방향성 전기 강판의 시험판끼리를 겹쳐 맞대고 문지르는 시험 (마찰 시험) 을 다양한 조건에서 실시하고, 그 후, 표면 절연 저항을 측정한 결과, 시험판에 따라서는, 저항값이 저하되는 경우가 있었다. 즉, 절연성 (층간 저항) 이 불충분해지는 경우가 있었다.
본 발명자들은, 추가로 검토하였다. 그 결과, 특정한 마찰 시험 후에 있어서의 방향성 전기 강판의 층간 전류값에 기초하여, 그 방향성 전기 강판의 절연성 (그 방향성 전기 강판을 트랜스의 코어로 가공하였을 때의 절연성) 의 양부를 판정할 수 있는 것을 알아냈다.
여기서,「층간 전류값」은, 다음과 같이 정의한다.
즉, JIS C 2550-4 : 2019 에 기재된 A 법에 있어서, 모든 접촉자 전극에 흐르는 전류의 평균값을 IA, 모든 접촉자 전극의 합계 면적을 A 로 하였을 때, 층간 저항 RA 는, RA ＝ A(1/IA － 1) 의 식으로 나타내는데, 이 IA 를「층간 전류값」으로 정의한다.
층간 저항 RA 는, 전류값 IA 의 역수로부터 계산되기 때문에, 전류량이 근소하게 변화해도 극단적으로 변화한다. 이 때문에, 층간 전류값 (전류값 IA) 에 의해, 방향성 전기 강판의 절연성 (층간 저항 RA) 의 미묘한 차이를 적절히 평가할 수 있다.
검토시에, 본 발명자들은, 구체적으로는, 먼저, 트랜스의 코어로 가공되는 방향성 전기 강판의 시험판으로서, 양재 및 불량재를 준비하였다.
양재 및 불량재는, 어느 쪽도, 트랜스의 코어로 가공하기 전에 있어서, JIS C 2550-4 : 2019 의 A 법에 준거하여 측정한 표면 절연 저항 (저항값) 이 200 Ω·㎠ 이상으로서, 절연성 (층간 저항) 에 이상은 확인되지 않았다.
단, 양재는, 이것을 코어로 사용하여 제조한 트랜스에 누설 전류나 부분 방전은 발생하지 않아, 절연성은 양호하였던 반면, 불량재는, 이것을 코어로 사용하여 제조한 트랜스에 누설 전류나 부분 방전이 발생하여, 절연성이 불충분하였다.
양재 및 불량재 각각에 대해, 하기 표 1 에 나타내는 조건 (면압, 마찰 속도, 왕복 스트로크 및 왕복 횟수) 에서 마찰 시험을 실시하였다. 각 조건에서 10 회씩 마찰 시험을 실시하고, 그 후, 층간 전류값 (단위 : A) 을 구하였다. 구한 층간 전류값에 대해, 10 회의 평균 (μ) 및 표준 편차 (σ) 를 하기 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00001
상기 표 1 에 대해, 먼저, 면압만이 상이한 (다른 조건은 고정되어 있는) No.1 ∼ 5 의 층간 전류값을 참조하였으면 한다.
이 중, No.2 (면압 : 150 Pa) 는, 양재의 μ ＋ σ 의 값 (0.04) 이, 불량재의 μ － σ 의 값 (0.07) 에 도달하고 있지 않아, 양재와 불량재에서는 층간 전류값이 명확하게 상이하다고 할 수 있다. 이 경우, 상기 표 1 의 합격 여부의 란에「○」를 기재하였다. 이것은, No.3 ∼ 4 도 동일하다.
이에 대하여, No.1 (면압 : 100 Pa) 은, 양재의 μ ＋ σ 의 값 (0.03) 이, 불량재의 μ － σ 의 값 (0.02) 에 도달하고 있어, 양재와 불량재에서 층간 전류값이 명확하게 상이하다고는 할 수 없다. 이 경우, 상기 표 1 의 합격 여부의 란에「×」를 기재하였다. 이것은, No.5 도 동일하다.
마찰 속도만이 상이한 No.6 ∼ 10, 왕복 스트로크만이 상이한 No.11 ∼ 15, 및 왕복 횟수만이 상이한 No.16 ∼ 20 에 대해서도, 동일하게 하여, 상기 표 1 의 합격 여부의 란에「○」또는「×」를 기재하였다.
상기 표 1 에 나타내는 결과로부터, 특정한 조건에서 마찰 시험을 실시한 경우에 있어서는, 층간 전류값으로부터 절연성의 양부를 적절히 판정할 수 있는 것을 알 수 있었다.
즉, 마찰 시험은, 2 장의 동일한 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 150 ∼ 250 Pa, 마찰 속도 0.05 ∼ 0.15 m/초 (m/s) 및 왕복 스트로크 30 ∼ 70 ㎜ 의 조건에서, 60 ∼ 120 회 왕복시킴으로써 실시한다.
본 발명자들은, 마찰 시험에 대해 추가로 검토를 진행시켰다.
그 결과, 어느 방향성 전기 강판에 대해, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초, 왕복 스트로크 50 ㎜, 왕복 횟수 90 회의 조건에서, 마찰 시험을 실시한 경우, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하이면, 절연성은 양호한 것을 알 수 있었다. 구체적으로는, 그 방향성 전기 강판을 트랜스의 코어로 가공해도, 트랜스에 있어서 누설 전류나 부분 방전은 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.
방향성 전기 강판을 사용하여 트랜스를 제조하기 전에, 그 방향성 전기 강판에 대해 마찰 시험을 실시하고, 충분히 낮은 층간 전류값이 얻어진 경우에는, 특별한 주위를 기울이지 않고 트랜스를 제조할 수 있다.
[방향성 전기 강판]
다음으로, 본 발명의 방향성 전기 강판을 설명한다.
본 발명은, 강판과, 이 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하이다. 단, 마찰 시험은, 2 장의 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초 및 왕복 스트로크 50 ㎜ 의 조건에서, 90 회 왕복시킴으로써 실시한다.
이와 같은 본 발명의 방향성 전기 강판은, 상기 서술한 바와 같이, 트랜스의 코어로 가공해도, 그 트랜스에 있어서 누설 전류나 부분 방전은 발생하지 않아, 절연성은 양호하다.
절연성이 보다 우수하다는 이유에서, 이 층간 전류값은, 0.08 A 이하가 바람직하고, 0.05 A 이하가 보다 바람직하고, 0.03 A 이하가 더욱 바람직하다.
층간 전류는 흐르지 않는 쪽이 절연성이 우수하기 때문에, 층간 전류값의 하한은 특별히 한정되지 않는다.
〈피막〉
피막으로는, 예를 들어, 후술하는 코팅액을 사용하여 형성되는, 이른바 절연 피막을 들 수 있다. 이 경우, 피막의 조성은, 후술하는 코팅액의 조성에 준한다.
《경도》
피막이 지나치게 단단하면, 마찰 시험시에, 경질의 분말이 발생하고, 그 분말이 연마제가 되어 피막을 손상시켜, 층간 전류값이 커지기 쉽다.
이 때문에, 피막의 경도는, 9.0 GPa 이하가 바람직하고, 8.5 GPa 이하가 보다 바람직하고, 8.0 GPa 이하가 더욱 바람직하고, 7.5 GPa 이하가 특히 바람직하다. 피막의 경도가 이 범위이면, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 보다 작아져, 절연성 (층간 저항) 이 보다 우수하다.
한편, 피막의 경도는, 하한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 5.0 GPa 이상이다.
다만, 피막이 지나치게 부드러우면, 피막이 강판에 부여하는 장력이 저하되어 철손이 증대되는 경우가 있다. 이 때문에, 철손을 저감시키는 관점에서, 피막의 경도는, 6.0 GPa 이상이 바람직하고, 6.5 GPa 이상이 보다 바람직하다.
피막의 경도는, 다이아몬드제의 삼각뿔 압자 (버코비치형, 정각 (頂角) : 60°) 를 사용한 나노인덴테이션법에 의해 구한다.
나노인덴테이션법은, 압자를 압입하고, 하중 및 깊이를 연속적으로 측정하고, 압입 깊이와 하중의 관계로부터, 복합 탄성률을 구하는 방법이다.
보다 상세하게는, 방향성 전기 강판의 피막에 대하여, 부하 시간 5 초, 제하시간 2 초, 최대 하중 1000 μN 의 조건에서, 압자를 압입하고, 실온에서 선형 하중 부가 방식으로 경도를 측정한다. 임의의 3 개 지점에서 측정한 값의 평균값을, 피막의 경도로 한다.
《면 조도》
피막의 표면이 지나치게 거칠면, 마찰 시험시에, 마주보는 피막끼리가 손상되어, 층간 전류값이 커지기 쉽다.
이 때문에, 피막의 면 조도는, 최대 피크 높이 Sp 로, 6.0 ㎛ 이하가 바람직하고, 5.8 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 5.5 ㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 이 범위이면, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 보다 작아져, 절연성 (층간 저항) 이 보다 우수하다.
피막의 최대 피크 높이 Sp 의 하한은 특별히 한정되지 않는다. 다만, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 지나치게 작으면, 방향성 전기 강판을 트랜스의 코어로 가공할 때에, 겹쳐 쌓기 어려워지는 경우가 있다. 이 때문에, 피막의 최대 피크 높이 Sp 는, 1.0 ㎛ 이상이 바람직하다.
피막의 최대 피크 높이 Sp 는, ISO 25178 에 준거하여, 삼차원 조도계 (도쿄 정밀사 제조의 서프콤 1500SD2-2, 조도 측정자 : 선단 R, 2 ㎛ (60°원뿔 다이아몬드), 측정 속도 : 0.6 ㎜/초, 측정부 면적 : 10 ㎜ × 10 ㎜) 를 사용하여, 임의의 3 개 지점에서 측정한 값의 평균값이다.
〈강판〉
강판으로는, 예를 들어, 다음과 같이 제조하는 마무리 어닐링이 완료된 강판 (방향성 전기 강판) 을 들 수 있다.
먼저, 강 소재에 공지된 방법으로 열간 압연을 실시하여 열연판을 얻는다. 얻어진 열연판에 1 회 또는 복수 회의 열연판 어닐링 및 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께의 냉연판을 얻는다. 얻어진 냉연판에, 1 차 재결정 어닐링을 실시하고, 이어서 어닐링 분리제를 도포하여 마무리 어닐링을 실시한다. 필요에 따라, 미반응의 어닐링 분리제를, 수세나 경산세 등에 의해 제거한다.
MgO 를 함유하는 어닐링 분리제를 사용하는 경우, 얻어지는 강판의 표면에는, 포르스테라이트를 함유하는 피막 (포르스테라이트 피막) 이 형성된다. 이 경우, 상기 서술한 절연 피막 등의 피막은, 이 포르스테라이트 피막 상에 배치된다.
포르스테라이트 피막은, 형성되지 않도록 해도 되고, 형성된 후에 산세 등에 의해 제거해도 된다. 이 경우, 상기 서술한 절연 피막 등의 피막은, 강판의 표면 상에 직접 배치된다. 절연 피막의 밀착성을 확보하기 위해, 절연 피막의 하층에, 예를 들어, 포르스테라이트 피막 이외의 세라믹 피막 등의 하지 피막을 형성해도 된다.
《강 조성》
강판은, 질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 4.0 ％ 및 Mn : 0.03 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖는 것이 바람직하다.
Si 는, 강의 비저항을 높이고, 철손을 저감시키는 원소이다. 이 때문에, Si 량은, 2.0 질량％ 이상이 바람직하고, 2.8 질량％ 이상이 보다 바람직하다.
한편, Si 가 지나치게 많으면, 가공성이 저하되어, 압연하여 제조하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 이 때문에, Si 량은, 4.0 질량％ 이하가 바람직하고, 3.7 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Mn 은, 강의 열간 가공성을 개선하는 원소이다. 이 때문에, Mn 량은, 0.03 질량％ 이상이 바람직하고, 0.04 질량％ 이상이 보다 바람직하다.
한편, Mn 이 지나치게 많으면, 얻어지는 방향성 전기 강판의 자속 밀도가 저하되는 경우가 있다. 이 때문에, Mn 량은, 0.25 질량％ 이하가 바람직하고, 0.20 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
자기 특성의 개선을 목적으로 하여, 강 조성은, 추가로, 질량％ 로, Ni : 1.50 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Cu : 0.50 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, Sb : 0.500 ％ 이하, Sn : 0.500 ％ 이하, Bi : 0.100 ％ 이하, Mo : 0.100 ％ 이하, Nb : 0.0100 ％ 이하, V : 0.010 ％ 이하, Ti : 0.010 ％ 이하, 및 Ta : 0.010 ％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유해도 된다.
Ni 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Ni 량은, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.05 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Ni 량은, 1.50 질량％ 이하이지만, 1.00 질량％ 이하가 바람직하고, 0.50 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Cr 을 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Cr 량은, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.03 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Cr 량은, 0.50 질량％ 이하이지만, 0.35 질량％ 이하가 바람직하고, 0.20 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Cu 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Cu 량은, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.02 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Cu 량은, 0.50 질량％ 이하이지만, 0.35 질량％ 이하가 바람직하고, 0.20 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
P 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, P 량은, 0.005 질량％ 이상이 바람직하고, 0.010 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, P 량은, 0.100 질량％ 이하이지만, 0.080 질량％ 이하가 바람직하고, 0.060 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Sb 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Sb 량은, 0.005 질량％ 이상이 바람직하고, 0.010 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Sb 량은, 0.500 질량％ 이하이지만, 0.350 질량％ 이하가 바람직하고, 0.200 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Sn 을 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Sn 량은, 0.005 질량％ 이상이 바람직하고, 0.010 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Sn 량은, 0.500 질량％ 이하이지만, 0.350 질량％ 이하가 바람직하고, 0.200 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Bi 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Bi 량은, 0.001 질량％ 이상이 바람직하고, 0.002 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Bi 량은, 0.100 질량％ 이하이지만, 0.050 질량％ 이하가 바람직하고, 0.010 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Mo 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Mo 량은, 0.005 질량％ 이상이 바람직하고, 0.008 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Mo 량은, 0.100 질량％ 이하이지만, 0.085 질량％ 이하가 바람직하고, 0.070 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
Nb 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Nb 량은, 0.0010 질량％ 이상이 바람직하고, 0.0020 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Nb 량은, 0.0100 질량％ 이하이지만, 0.0080 질량％ 이하가 바람직하고, 0.0050 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
V 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, V 량은, 0.001 질량％ 이상이 바람직하고, 0.002 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, V 량은, 0.010 질량％ 이하이지만, 0.008 질량％ 이하가 바람직하다.
Ti 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Ti 량은, 0.001 질량％ 이상이 바람직하고, 0.002 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Ti 량은, 0.010 질량％ 이하이지만, 0.008 질량％ 이하가 바람직하다.
Ta 를 함유하는 경우, 첨가의 효과를 얻기 위해, Ta 량은, 0.001 질량％ 이상이 바람직하고, 0.002 질량％ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이 경우, Ta 량은, 0.010 질량％ 이하이지만, 0.008 질량％ 이하가 바람직하다.
[방향성 전기 강판의 제조 방법]
다음으로, 상기 서술한 본 발명의 방향성 전기 강판을 제조하는 방법 (이하, 편의적으로「본 발명의 제조 방법」이라고도 한다) 을 설명한다.
본 발명의 제조 방법은, 개략적으로는, 반송 롤을 사용하여 상기 서술한 강판을 반송하면서, 이 강판의 양면측에 피막을 형성하는 방법이다.
본 발명의 제조 방법에서는, 반송되는 강판에 대하여, 코팅액의 도포, 700 ℃ 이상의 온도에서의 베이킹, 및 냉각을 실시함으로써, 상기 서술한 피막을 형성한다.
〈코팅액〉
먼저, 본 발명의 제조 방법에 사용하는 코팅액이 함유할 수 있는 성분에 대해 설명한다.
《인산 성분 P 및 실리카 S》
코팅액은, 예를 들어, 인산 성분 P 및 실리카 S 를 함유한다.
인산 성분 P 로는, 예를 들어, 인산, 인산염을 들 수 있다. 인산염으로는, 예를 들어, 후술하는 금속 원소 M1, 금속 원소 M2 등의 금속 원소를 함유하는 인산염 (금속 인산염) 을 들 수 있고, 입수 용이성 등의 관점에서는, 제일인산염이 바람직하다.
실리카 S 로는, 예를 들어, 콜로이드상 실리카를 들 수 있다. 콜로이드상 실리카의 평균 입자경은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 1 ∼ 100 ㎚ 이고, 5 ∼ 50 ㎚ 가 바람직하다.
《금속 원소 M1》
코팅액은, 예를 들어, Zn, Li, Mg 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소 M1 을 함유한다.
금속 원소 M1 은, 이것을 함유하는 코팅액을 사용하여 형성되는 피막의 경도를 저하시킨다. 피막이 적당량의 금속 원소 M1 을 함유함으로써, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 작아진다.
금속 원소 M1 은, 예를 들어, 인산염인 인산 성분 P 의 금속종 (카티온) 으로서 코팅액에 함유된다. 또, 금속 원소 M1 은, 산화물, 수산화물, 황산염, 질산염, 탄산염 등의 각종 화합물의 양태로 코팅액에 함유되어도 된다.
《금속 원소 M2》
코팅액은, 예를 들어, Zr, Ti, Cr 및 Al 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소 M2 를 함유한다.
금속 원소 M2 는, 이것을 함유하는 코팅액을 사용하여 형성되는 피막의 영률을 높인다. 상기 서술한 바와 같이, 금속 원소 M1 은 피막의 경도를 저하시키기 때문에, 피막이 강판에 부여하는 장력이 저하되는 경우가 있는데, 이 경우, 금속 원소 M2 를 병용함으로써, 장력의 저하를 억제할 수 있다.
금속 원소 M2 는, 예를 들어, 인산염인 인산 성분 P 의 금속종 (카티온) 으로서 코팅액에 함유된다. 또, 금속 원소 M2 는, 산화물, 수산화물, 황산염, 질산염, 탄산염 등의 각종 화합물의 양태로 코팅액에 함유되어도 된다.
다음으로, 상기 서술한 각 성분의 코팅액에 있어서의 함유량에 대해 설명한다.
《몰비 M1/S》
상기 서술한 바와 같이, 금속 원소 M1 은, 피막의 경도를 저하시킨다.
코팅액에 있어서, 금속 원소 M1 의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M1/S 는, 0.15 이상이다. 이로써, 형성되는 피막은 지나치게 단단해지지 않고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 작아진다.
이 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 몰비 M1/S 는, 0.20 이상이 바람직하고, 0.25 이상이 보다 바람직하다.
한편, 몰비 M1/S 는, 상한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 0.40 이하이다.
다만, 철손을 저감시키는 관점에서는, 몰비 M1/S 는, 0.35 이하가 바람직하고, 0.30 이하가 보다 바람직하다. 몰비 M1/S 가 이 범위이면, 코팅액이 안정되어 도포성이 우수하고, 피막이 균일하게 형성된다. 그 결과, 강판에 대하여 장력이 안정적으로 부여되어, 철손을 저감시키는 효과가 우수하다.
《몰비 M2/S》
코팅액에 있어서, 금속 원소 M2 의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M2/S 는, 0.15 이하이다. 이로써, 형성되는 피막의 표면은 지나치게 거칠어지지 않고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 작아진다.
이 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 몰비 M2/S 는, 0.10 이하가 바람직하고, 0.08 이하가 보다 바람직하다.
한편, 몰비 M2/S 는, 하한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 0.01 이상이다.
다만, 철손을 저감시키는 관점에서는, 몰비 M2/S 는, 0.02 이상이 바람직하고, 0.05 이상이 보다 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 금속 원소 M2 는, 피막의 영률을 높인다. 몰비 M2/S 가 이 범위이면, 피막의 영률이 높아짐으로써, 강판에 대하여 장력이 안정적으로 부여되어, 철손을 저감시키는 효과가 우수하다.
《몰비 P/S》
코팅액에 있어서, 인산 성분 P 의 P2O5 환산의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 P/S 는, 0.20 이상이다. 이로써, 형성되는 피막은 지나치게 단단해지지 않고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 작아진다. 또, 성막성이 양호해지고, 형성되는 피막에 있어서의 크랙의 발생이 억제되어, 내식성이 우수하다.
이 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 몰비 P/S 는, 0.23 이상이 바람직하고, 0.25 이상이 바람직하다.
한편, 몰비 P/S 는, 상한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 0.50 이하이다.
다만, 철손을 저감시키는 관점에서는, 몰비 P/S 는, 0.40 이하가 바람직하고, 0.35 이하가 보다 바람직하다. 몰비 P/S 가 이 범위이면, 형성되는 피막으로부터 강판에 대하여 장력이 안정적으로 부여되어, 철손을 저감시키는 효과가 우수하다.
《그 밖의 성분》
코팅액은, 추가로, 피막의 내열성을 양호하게 하는 관점에서, SiO2 (단, 상기 서술한 실리카 S 는 제외한다), TiO2, Al2O3 등의 무기 광물 입자를 함유해도 된다.
코팅액에 있어서, 무기 광물 입자의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 (무기 광물 입자/S) 는, 내열성의 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 0.001 이상이 바람직하다. 한편, 점적률을 높게 하는 관점에서, 이 몰비는, 0.050 이하가 바람직하다.
코팅액은, 추가로, 피막의 내열성을 양호하게 하는 관점에서, 붕산염을 함유해도 된다.
코팅액에 있어서, 붕산염의 B2O3 환산의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 (붕산염/S) 는, 내열성의 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 0.002 이상이 바람직하다. 한편, 피막의 크랙을 억제하여 내식성을 양호하게 하는 관점에서, 이 몰비는, 0.070 이하가 바람직하다.
〈도포〉
상기 서술한 코팅액을, 강판의 표면 (포르스테라이트 피막이 형성되어 있는 경우에는, 포르스테라이트 피막의 표면) 에 도포한다. 도포의 방법은, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다.
강판에 코팅액을 도포한 후, 베이킹하기 전에, 임의로 건조시킨다.
건조 온도는, 150 ℃ 이상이 바람직하고, 200 ℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 500 ℃ 이하가 바람직하고, 400 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
건조 시간 (150 ℃ 이상에서의 체류 시간) 은, 5 초 이상이 바람직하고, 10 초 이상이 보다 바람직하다. 한편, 120 초 이하가 바람직하고, 100 초 이하가 보다 바람직하다.
〈베이킹〉
베이킹은, 평탄화 어닐링을 겸한다. 베이킹 분위기로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 질소 분위기 등의 비산화성 분위기 ; 수증기를 함유하는 산화성 분위기 ; 수소를 함유하는 분위기 등의 환원성 분위기 ; 이것들을 혼합한 분위기 ; 등이 사용된다.
베이킹 온도는, 700 ℃ 이상이고, 720 ℃ 이상이 바람직하다. 이 온도 범위이면, 충분히 성막되므로, 얻어지는 피막은, 내식성이 우수하고, 또한 강판에 부여하는 장력도 충분해진다.
한편, 베이킹 온도가 지나치게 높으면, 강판이 열에 의해 크리프 변형되어 철손이 증대되는 경우가 있다. 이 때문에, 철손을 저감시키는 관점에서, 베이킹 온도는, 900 ℃ 이하가 바람직하고, 880 ℃ 이하가 보다 바람직하다.
베이킹 시간은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 5 초 이상이고, 10 초 이상이 바람직하다.
다만, 베이킹 시간이 지나치게 길면, 역시 강판이 크리프 변형되어 철손이 증대되는 경우가 있다. 이 때문에, 철손을 저감시키는 관점에서, 베이킹 시간은, 120 초 이하가 바람직하고, 90 초 이하가 보다 바람직하고, 60 초 이하가 더욱 바람직하다.
〈냉각〉
베이킹 후의 강판을, 반송 롤로 반송하면서, 베이킹 온도로부터 예를 들어 실온까지 냉각시킨다.
베이킹 온도가 700 ℃ 이상이므로, 베이킹 후의 강판은, 실온까지 냉각되는 과정에서, 적어도 600 ℃ 이하로 냉각된다.
《선진율 r》
선진율 r (단위 : ％) 은, 강판의 반송 속도 X 와 반송 롤의 주속 Y (＝ 반경 × 각속도) 의 차의 절대값의 반송 롤 주속 Y 에 대한 비의 백분율이며, 하기 식으로 나타낸다.
r ＝ {｜X － Y｜/Y} × 100
선진율 r 이 클수록, 강판과 반송 롤의 마찰이 크다고 할 수 있다.
베이킹 후에 강판이 600 ℃ 이하로 냉각되는 반송 영역 (이하, 편의적으로「냉각 반송 영역」이라고도 한다) 에 있어서는, 코팅액 중의 성분 (코팅 성분) 이 고화되어, 피막이 형성된다. 이 때, 선진율 r 이 지나치게 크면, 형성되는 피막은, 스크래치되어 볼록부가 형성되어, 거칠어지기 쉽다. 즉, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 커지기 쉽다.
이 때문에, 냉각 반송 영역의 선진율 r 은, 1.7 ％ 이하이다. 이로써, 형성되는 피막은 지나치게 거칠어지지 않고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 작아진다.
이 효과가 보다 우수하다는 이유에서, 냉각 반송 영역의 선진율 r 은, 1.4 ％ 이하가 바람직하고, 1.0 ％ 이하가 보다 바람직하고, 0.6 ％ 이하가 더욱 바람직하다.
냉각 반송 영역의 선진율 r 은, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 지나치게 작으면, 강판이 사행하거나, 권취시에 단 (段) 이 생기거나 하는 등, 제조상의 트러블이 발생하기 쉽다.
이 때문에, 냉각 반송 영역의 선진율 r 은, 강판의 사행을 억제하여 생산성을 양호하게 하는 관점에서, 0.1 ％ 초과가 바람직하고, 0.12 ％ 이상이 보다 바람직하고, 0.2 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[예 A]
〈방향성 전기 강판의 제조〉
상기 서술한 본 발명의 제조 방법에 준하여, 강판을 반송하면서 피막을 형성함으로써, 방향성 전기 강판을 제조하였다 (단, 일부에 비교예를 포함한다).
피막이 형성되는 강판으로서, 마무리 어닐링이 완료된 방향성 규소강 (자속 밀도 B8 : 1.91T, 철손 W17/50 : 0.75 W/㎏) 을 준비하였다.
준비한 강판의 양면에, 콜로이드상 실리카 (SiO2), 제일인산칼슘 (Ca(H2PO4)2), 인산 (H3PO4) 및 지르코니아졸 (ZrO2) 을 함유하는 코팅액을, 건조 후에 편면당 5 g/㎡ 가 되는 양으로 도포하였다. 코팅액의 각 성분의 함유량을 변경하여, 각 몰비 (M1/S, M2/S, 및 P/S) 를 하기 표 2 에 나타내는 바와 같이 변경하였다.
도포 후, 건조 (250 ℃, 50 초) 시키고 나서, 평탄화 어닐링을 겸하여, 건조 질소 분위기에서, 850 ℃, 10 초간의 베이킹을 실시하고, 그 후, 실온까지 냉각시키고, 코일상으로 권취하였다. 600 ℃ 이하로 냉각되는 반송 영역 (냉각 반송 영역) 의 선진율 r 을 하기 표 2 에 나타내는 바와 같이 변경하였다. 이렇게 하여, 방향성 전기 강판을 얻었다.
〈경도, 최대 피크 높이 Sp 및 층간 전류값〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 상기 서술한 방법에 따라서, 피막의 경도 및 최대 피크 높이 Sp 를 측정하였다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
또한, 얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초, 왕복 스트로크 50 ㎜, 왕복 횟수 90 회의 조건에서 마찰 시험을 실시하고, 마찰 시험 후의 층간 전류값을 측정하였다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
〈절연성〉
얻어진 방향성 전기 강판을 코어로 가공하여, 트랜스를 제조하였다.
구체적으로는, 국제공개 제2018/181831호의 단락 [0019] 에 기재된 방법에 준거하여 트랜스를 제조하였다. 제조한 트랜스에 대하여, JIS C 4304 : 2013 의 9.9.1 ∼ 9.9.4 에 기재된 내전압 시험을 실시하고, 누설 전류 및 부분 방전의 발생 유무를 확인하였다.
모든 시험에서 누설 전류 및 부분 방전의 발생이 확인되지 않은 경우에는「○」를, 어느 시험에서 누설 전류 또는 부분 방전이 확인된 경우에는「×」를 하기 표 2 에 기재하였다. 「○」이면, 방향성 전기 강판을 실제의 트랜스에 적용한 경우에도 절연성 (층간 저항) 이 우수한 것으로 평가할 수 있다.
〈철손 W17/50〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, JIS C 2556 : 2015 에 준거하여, 철손 W17/50 을 측정하였다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00002
〈평가 결과 정리〉
《예 A1 ∼ 예 A7》
예 A1 ∼ 예 A7 중, 몰비 M1/S 가 0.15 미만인 예 A1 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 몰비 M1/S 가 0.15 이상인 예 A2 ∼ 예 A7 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
예 A2 ∼ 예 A7 중, 몰비 M1/S 가 0.35 이하인 예 A2 ∼ 예 A6 은, 피막의 경도가 6.0 GPa 이상이고, 이것을 만족하지 않는 예 A7 보다 철손이 작았다.
《예 A8 ∼ 예 A14》
예 A8 ∼ 예 A14 중, 몰비 M2/S 가 0.15 초과인 예 A13 ∼ 예 A14 는, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 몰비 M2/S 가 0.15 이하인 예 A8 ∼ 예 A12 는, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
예 A8 ∼ 예 A12 중, 몰비 M2/S 가 0.02 이상인 예 A9 ∼ 예 A12 는, 이것을 만족하지 않는 예 A8 보다 철손이 작았다.
《예 A15 ∼ 예 A21》
예 A15 ∼ 예 A21 중, 몰비 P/S 가 0.20 미만인 예 A15 ∼ 예 A16 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 몰비 P/S 가 0.20 이상인 예 A17 ∼ 예 A21 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
예 A17 ∼ 예 A21 중, 몰비 P/S 가 0.40 이하인 예 A17 ∼ 예 A19 는, 이것을 만족하지 않는 예 A20 ∼ 예 A21 보다 철손이 작았다.
《예 A22 ∼ 예 A28》
예 A22 ∼ 예 A28 중, 냉각 반송 영역의 선진율 r 이 1.7 ％ 초과인 예 A27 ∼ 예 A28 은, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 냉각 반송 영역의 선진율 r 이 1.7 ％ 이하인 예 A23 ∼ 예 A26 은, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
또한, 냉각 반송 영역의 선진율 r 이 0.1 ％ 인 예 A22 는, 강판이 사행하였기 때문에, 각 평가를 실시하지 않았다 (상기 표 2 중의 각 란에는「-」를 기재하였다).
《예 A29 ∼ 예 A35》
예 A29 ∼ 예 A35 는, 각각 냉각 반송 영역의 선진율 r 을 0.6 ％ 에서 2.2 ％ 로 변경한 것 이외에는, 예 A1 ∼ 예 A7 과 동일하다.
냉각 반송 영역의 선진율 r 이 1.7 ％ 초과인 예 A29 ∼ 예 A35 는, 모두 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
[예 B]
〈방향성 전기 강판의 제조〉
상기 서술한 본 발명의 제조 방법에 준하여, 강판을 반송하면서 피막을 형성함으로써, 방향성 전기 강판을 제조하였다 (단, 일부에 비교예를 포함한다).
피막이 형성되는 강판으로서, 통상적인 방법에 따라 제조한 마무리 어닐링이 완료된 강판 (방향성 전기 강판, 판두께 : 0.23 ㎜) 을 준비하였다. 또한, 마무리 어닐링 후, 미반응의 어닐링 분리제를 제거하고 나서, 인산에 의해 산세를 실시하였다.
준비한 강판의 양면에, 하기 표 3 에 나타내는 조성을 갖는 코팅액을, 건조 후에 편면당 10 g/㎡ 가 되는 양으로 도포하였다.
금속 원소 M1 의 공급원으로는, 황산아연 (ZnSO4), 질산리튬 (LiNO3), 제일인산마그네슘 (Mg(H2PO4)2), 및 제일인산칼슘 (Ca(H2PO4)2) 을 사용하였다. 코팅액이 금속 원소 M1 을 함유하지 않는 경우에는, 하기 표 3 에「-」를 기재하였다.
금속 원소 M2 의 공급원으로는, 티타니아졸 (TiO2), 무수 크롬산 (CrO3), 및 제일인산알루미늄 (Al(H2PO4)3) 을 사용하였다. 코팅액이 금속 원소 M2 를 함유하지 않는 경우에는, 하기 표 3 에「-」를 기재하였다.
그 밖에, 코팅액에는, 콜로이드상 실리카 (SiO2) 외에, 적절히 인산 (H3PO4) 을 함유시켰다.
도포 후, 건조 (300 ℃, 50 초) 시키고 나서, 평탄화 어닐링을 겸하여, 건조 질소 분위기에서, 800 ℃, 10 초간의 베이킹을 실시하고, 그 후, 실온까지 냉각시켰다. 600 ℃ 이하로 냉각되는 반송 영역 (냉각 반송 영역) 의 선진율 r 은 1.2 ％ 로 하였다. 이렇게 하여, 방향성 전기 강판을 얻었다.
〈경도, 최대 피크 높이 Sp 및 층간 전류값〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 예 A 와 동일하게 하여, 피막의 경도 및 최대 피크 높이 Sp 를 측정하고, 또한, 마찰 시험 후의 층간 전류값을 측정하였다. 결과를 하기 표 3 에 나타낸다.
〈절연성 및 철손 W17/50〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 예 A 와 동일하게 하여, 절연성을 평가하고, 또한 철손 W17/50 을 측정하였다. 결과를 하기 표 3 에 나타낸다.
Figure pct00003
〈평가 결과 정리〉
《예 B1 ∼ 예 B5》
예 B1 ∼ 예 B5 중, 몰비 M1/S 가 0.15 미만인 예 B1 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 몰비 M1/S 가 0.15 이상인 예 B2 ∼ 예 B5 는, 피막의 경도가 9.0 GPa 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
《예 B6 ∼ 예 B10》
몰비 M2/S 가 0.15 이하인 예 B6 ∼ 예 B10 은, 피막의 최대 피크 높이 Sp 가 6.0 ㎛ 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.
이 중, 몰비 M2/S 가 0.02 이상인 예 B7 ∼ 예 B10 은, 이것을 만족하지 않는 예 B6 보다 철손이 작았다.
[예 C]
〈방향성 전기 강판의 제조〉
상기 서술한 본 발명의 제조 방법에 준하여, 강판을 반송하면서 피막을 형성함으로써, 방향성 전기 강판을 제조하였다 (단, 일부에 비교예를 포함한다).
피막이 형성되는 강판으로서, 복수 종의 마무리 어닐링이 완료된 강판 (방향성 전기 강판) 을 준비하였다. 또한, 마무리 어닐링 후, 미반응의 어닐링 분리제를 제거하고 나서, 인산에 의해 산세를 실시하였다. 각 강판의 조성을 하기 표 4 에 나타낸다. 하기 표 4 중,「Tr」은, 각 성분이 정량 한계 미만이었던 것을 나타낸다.
준비한 강판의 양면에, 예 A1 또는 예 A5 (표 2 참조) 와 동일한 코팅액을, 건조 후에 편면당 15 g/㎡ 가 되는 양으로 도포하였다.
그 후, 예 A 와 동일한 조건에서, 건조, 베이킹 및 냉각을 실시하였다. 냉각 반송 영역의 선진율 r 은 0.6 ％ 로 하였다. 이렇게 하여, 방향성 전기 강판을 얻었다.
〈경도, 최대 피크 높이 Sp 및 층간 전류값〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 예 A 와 동일하게 하여, 피막의 경도 및 최대 피크 높이 Sp 를 측정하고, 또한, 마찰 시험 후의 층간 전류값을 측정하였다. 결과를 하기 표 4 에 나타낸다.
〈절연성 및 철손 W17/50〉
얻어진 방향성 전기 강판에 대해, 예 A 와 동일하게 하여, 절연성을 평가하고, 또한 철손 W17/50 을 측정하였다. 결과를 하기 표 4 에 나타낸다.
Figure pct00004
〈평가 결과 정리〉
《예 C1 ∼ 예 C12》
예 C1 ∼ 예 C12 중, 몰비 M1/S 가 0.15 미만인 예 C11 ∼ 예 C12 는, 피막의 경도가 9.0 GPa 초과이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 초과로서, 절연성이 불충분하였다.
이에 대하여, 몰비 M1/S 가 0.15 이상인 예 C1 ∼ 예 C10 은, 피막의 경도가 9.0 GPa 이하이고, 마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하로서, 절연성이 양호하였다.

Claims (7)

  1. 강판과, 상기 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하는 방향성 전기 강판으로서,
    마찰 시험 후의 층간 전류값이 0.10 A 이하인, 방향성 전기 강판.
    단, 상기 마찰 시험은, 2 장의 상기 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 200 Pa, 마찰 속도 0.10 m/초 및 왕복 스트로크 50 ㎜ 의 조건에서, 90 회 왕복시킴으로써 실시한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피막의 경도가, 9.0 GPa 이하인, 방향성 전기 강판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피막의 면 조도가, 최대 피크 높이 Sp 로, 6.0 ㎛ 이하인, 방향성 전기 강판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강판은, 질량％ 로, Si : 2.0 ∼ 4.0 ％ 및 Mn : 0.03 ∼ 0.25 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 조성을 갖는, 방향성 전기 강판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 강 조성이, 추가로, 질량％ 로, Ni : 1.50 ％ 이하, Cr : 0.50 ％ 이하, Cu : 0.50 ％ 이하, P : 0.100 ％ 이하, Sb : 0.500 ％ 이하, Sn : 0.500 ％ 이하, Bi : 0.100 ％ 이하, Mo : 0.100 ％ 이하, Nb : 0.0100 ％ 이하, V : 0.010 ％ 이하, Ti : 0.010 ％ 이하, 및 Ta : 0.010 ％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는, 방향성 전기 강판.
  6. 반송되는 강판에 대하여, 코팅액의 도포, 700 ℃ 이상의 온도에서의 베이킹, 및 냉각을 실시함으로써, 상기 강판의 양면측에 피막을 형성하는, 방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,
    상기 강판이 600 ℃ 이하로 냉각되는 반송 영역의 선진율 r 이, 1.7 ％ 이하이고,
    상기 코팅액에 있어서,
    금속 원소 M1 의 함유량과 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M1/S 가, 0.15 이상이고,
    금속 원소 M2 의 함유량과 상기 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 M2/S 가, 0.15 이하이고,
    인산 성분 P 의 P2O5 환산의 함유량과 상기 실리카 S 의 SiO2 환산의 함유량의 몰비 P/S 가, 0.20 이상이고,
    단, 상기 금속 원소 M1 은, Zn, Li, Mg 및 Ca 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이고, 상기 금속 원소 M2 는, Zr, Ti, Cr 및 Al 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 방향성 전기 강판의 제조 방법.
  7. 강판과, 상기 강판의 양면측에 배치된 피막을 구비하는 방향성 전기 강판을 평가하는 방법으로서,
    마찰 시험을 실시하고, 상기 마찰 시험 후에 있어서의 상기 방향성 전기 강판의 층간 전류값을 구하고, 구한 상기 층간 전류값에 기초하여, 상기 방향성 전기 강판의 절연성의 양부를 판정하는, 방향성 전기 강판의 평가 방법.
    단, 상기 마찰 시험은, 2 장의 상기 방향성 전기 강판을 중첩시켜, 면압 150 ∼ 250 Pa, 마찰 속도 0.05 ∼ 0.15 m/초 및 왕복 스트로크 30 ∼ 70 ㎜ 의 조건에서, 60 ∼ 120 회 왕복시킴으로써 실시한다.
KR1020237012048A 2020-10-21 2021-07-26 방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법 KR20230066067A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-176601 2020-10-21
JP2020176601 2020-10-21
PCT/JP2021/027500 WO2022085263A1 (ja) 2020-10-21 2021-07-26 方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板の評価方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230066067A true KR20230066067A (ko) 2023-05-12

Family

ID=81290438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237012048A KR20230066067A (ko) 2020-10-21 2021-07-26 방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230392223A1 (ko)
EP (1) EP4234726A1 (ko)
JP (1) JP7063422B1 (ko)
KR (1) KR20230066067A (ko)
CN (1) CN116368245A (ko)
CA (1) CA3198888A1 (ko)
MX (1) MX2023004641A (ko)
WO (1) WO2022085263A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5328375A (en) 1976-08-11 1978-03-16 Fujitsu Ltd Inspecting method
JPS5652117A (en) 1975-09-11 1981-05-11 Rogers J W Device for finely cutting metallic sheet material

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE789262A (fr) 1971-09-27 1973-01-15 Nippon Steel Corp Procede de formation d'un film isolant sur un feuillard d'acierau silicium oriente
JPS5652117B2 (ko) 1973-11-17 1981-12-10
JPH09192602A (ja) * 1996-01-12 1997-07-29 Kawasaki Steel Corp 電磁鋼板の絶縁被膜形成方法
JPH11222654A (ja) * 1998-01-30 1999-08-17 Kawasaki Steel Corp 鉄損が極めて低い方向性電磁鋼板
US6758915B2 (en) * 2001-04-05 2004-07-06 Jfe Steel Corporation Grain oriented electromagnetic steel sheet exhibiting extremely small watt loss and method for producing the same
JP4635457B2 (ja) * 2004-02-27 2011-02-23 Ｊｆｅスチール株式会社 クロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板およびクロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜の被成方法。
JP6682888B2 (ja) * 2016-02-05 2020-04-15 日本製鉄株式会社 方向性電磁鋼板の絶縁被膜用処理剤、方向性電磁鋼板、及び、方向性電磁鋼板の絶縁被膜処理方法
JP6558325B2 (ja) * 2016-08-19 2019-08-14 Ｊｆｅスチール株式会社 クロムフリー張力被膜形成用処理液、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法およびトランス用コア
US11430599B2 (en) 2017-03-30 2022-08-30 Jfe Steel Corporation Transformer iron core

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5652117A (en) 1975-09-11 1981-05-11 Rogers J W Device for finely cutting metallic sheet material
JPS5328375A (en) 1976-08-11 1978-03-16 Fujitsu Ltd Inspecting method

Also Published As

Publication number Publication date
US20230392223A1 (en) 2023-12-07
WO2022085263A1 (ja) 2022-04-28
CA3198888A1 (en) 2022-04-28
JP7063422B1 (ja) 2022-05-09
EP4234726A1 (en) 2023-08-30
MX2023004641A (es) 2023-05-15
JPWO2022085263A1 (ko) 2022-04-28
CN116368245A (zh) 2023-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2182091B1 (en) Insulating film treating liquid for grain oriented electromagnetic steel plate, and process for producing grain oriented electromagnetic steel plate with insulating film
WO2011102328A1 (ja) 無方向性電磁鋼板及びその製造方法
WO2009020134A1 (ja) 方向性電磁鋼板用絶縁被膜処理液、および絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板の製造方法
EP0406833A1 (en) Production of grain-oriented silicon steel sheets having an insulating film formed thereon
KR20130045938A (ko) 방향성 전기 강판
KR102459498B1 (ko) 방향성 전기 강판, 변압기의 철심 및 변압기 그리고 변압기의 소음의 저감 방법
RU2748775C1 (ru) Электротехнический стальной лист с ориентированной зеренной структурой
EP3354768B1 (en) Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method therefor
KR102464102B1 (ko) 방향성 전자 강판 및 방향성 전자 강판의 제조 방법
JP6558325B2 (ja) クロムフリー張力被膜形成用処理液、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板、クロムフリー張力被膜付方向性電磁鋼板の製造方法およびトランス用コア
US11981821B2 (en) Insulating coating treatment liquid, and grain-oriented electrical steel sheet having insulating coating and method for producing the same
KR102432967B1 (ko) 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법
KR20230066067A (ko) 방향성 전기 강판, 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 방향성 전기 강판의 평가 방법
KR20200118202A (ko) 방향성 전자 강판
JP4635457B2 (ja) クロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板およびクロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜の被成方法。
KR102567401B1 (ko) 방향성 전자 강판 및 그 제조 방법
WO2020149346A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
JP7355989B2 (ja) 方向性電磁鋼板
RU2779985C1 (ru) Лист анизотропной электротехнической стали и способ его производства
WO2020149336A1 (ja) 方向性電磁鋼板の製造方法
EP4015095A1 (en) Coating forming method and manufacturing method for electromagnetic steel plate equipped with insulating coating