MX2012015155A - Metodo para la produccion de chapa de acero magnetica de grano orientado. - Google Patents

Metodo para la produccion de chapa de acero magnetica de grano orientado.

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Hiroi Yamaguchi
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Abstract

Se describe un método para producir una chapa de acero magnética de grano orientado, el método comprendiendo las etapas de producción que incluye una etapa final de recocido de acabado en la cual se forma una película de revestimiento de forsterita sobre una superficie de la chapa de acero en una cantidad de 4.0 g/m2 o más a fin de tener un diámetro de grano promedio de 0.9 µm o menos y en la cual la chapa de acero se regula a fin de tener una densidad de flujo magnético (B8) de 1.91 T o más. Una luz láser que tiene una longitud de onda de 0.2-0.9 µm, se irradia de manera repetitiva a la chapa de acero magnética de grano orientado resultante a lo largo de una dirección lineal que cruza la dirección de laminado de la chapa de acero. De esta manera, la chapa de acero magnética de grano orientado podrá reducirse más en la pérdida de hierro según se compara con las chapas de acero magnéticas de grano orientado convencionales.

Description

MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE CHAPA DE ACERO MAGNÉTICA DE GRANO ORIENTADO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que tiene baja pérdida de hierro adecuada para un material de núcleo de hierro de un transformador o lo similar.
TÉCNICA ANTERIOR Una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas normalmente se utiliza como un núcleo de hierro de un transformador y se requiere que muestre excelentes características de magnetización, por ejemplo, la baja pérdida de hierro en particular.
En este respecto, es importante acumular mayormente granos recristalizados secundarios de una chapa de acero en orientación (110), es decir, lo que se llama "orientación Goss", y reducir las impurezas en una chapa de acero producto.
Sin embargo, existen límites sobre controlar las orientaciones del grano de cristal y reducir las impurezas. De acuerdo con lo anterior, se ha desarrollado una técnica para introducir la no uniformidad a una superficie de una chapa de acero por medios físicos para subdividir la anchura de un dominio magnético a fin de reducir la pérdida de hierro, es decir, la técnica de refinación de dominio magnético.
Por ejemplo, la Literatura de Patente 1 propone una técnica para irradiar una chapa de acero como un producto acabado con un láser para introducir las regiones de densidad de alto dist anciamiento hacia una capa de superficie de la chapa de acero, estrechando de ese modo las anchuras de dominio magnético y reduciendo la pérdida de hierro de la chapa de acero.
La técnica de refinación de dominio magnético que utiliza irradiación de láser de la Literatura de Patente 1, se mejoró de allí en adelante (véase Literatura de Patente 2, Literatura de Patente 3, Literatura de Patente 4, y lo similar), de tal manera que podrá obtenerse una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas teniendo buenas propiedades de pérdida de hierro.
LISTA DE CITACIÓN Literatura de Patente PTL 1: JP-B 57-002252 PTL 2: JP-A 2006-117964 PTL 3: JP-A 10-204533 PTL 4: JP-A 11-279645 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problemas Técnicos Sin embargo, existe una demanda de mayor mejora de las propiedades de pérdida de hierro de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas debido al incremento de la conciencia pública de ahorro de energía y protección ambiental en años recientes.
La presente invención ha sido planeada para dirigir ventajosamente tal demanda, según se describe anteriormente, y un objeto de la misma es proponer un método ventajoso para fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas, cuyo método permita reducir eficazmente la pérdida de hierro a través de la mejora de la técnica de refinación de dominio magnético por irradiación de láser.
Solución a los Problemas En general, una superficie de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas se encuentra cubierta con revestimiento - -de forsterita (revestimiento principalmente compuesto de Mg2Si04) y revestimiento de tensión sobre la misma, y el revestimiento de tensión se somete a la irradiación de láser. Una chapa de acero irradiada con un láser, se imparte con tensión térmica, mediante lo cual los dominios magnéticos se subdividen cada uno y la pérdida de hierro eventua lraente se reduce en la chapa de acero .
Además, el revestimiento de forsterita y el revestimiento de tensión, cada uno originan un efecto para impartir a una chapa de acero el esfuerzo de tracción. Las características de estos revestimientos, por lo tanto, pueden afectar en cierto grado, al efecto de reducción de la pérdida de hierro originado por la irradiación de láser.
Sin embargo, los estudios sobre el efecto de reducción de la pérdida de hierro por irradiación de láser en una chapa de acero, convencionalmente se han enfocado en cómo deberían cambiarse las condiciones de irradiación de láser para reducir la pérdida de hierro al mínimo y las influencias del revestimiento de forsterita y el revestimiento de tensión sobre el efecto de reducción de la pérdida de hierro, no han sido bien investigadas.
De manera razonable, se asume que la resistencia a la tensión más alta del revestimiento de forsterita de una chapa de acero para aplicaciones eléctricas, da como resultado el mejor efecto de reducción de la pérdida de hierro cuando la chapa de acero para aplicaciones eléctricas se somete a la irradiación de láser. Se ha revelado por la observación que, debido a cuando se introduce tensión térmica muy fuerte a un área localizada de una chapa de acero por irradiación de láser para destruir la estructura de dominio magnético justo debajo de la parte localmente irradiada, no sólo la estructura de dominio magnético justo debajo de la parte localmente irradiada sino también las estructuras de dominio magnético en otras áreas de proximidad de la parte localmente irradiada, se alteran debido a la tensión residual de la tensión térmica y la pérdida de hierro aumenta en estas otras áreas. De acuerdo con lo anterior, la reducción de. estas áreas afectadas por la tensión residual reducirá la pérdida de hierro o mejorará el efecto de reducción de la pérdida de hierro.
Además, ya que la resistencia a la tensión más alta de revestimiento reduce más eficazmente estas áreas, las características del revestimiento de forsterita y las condiciones de irradiación de láser podrán interactuar entre sí en esta conexión.
Los ejemplos de técnicas de introducción de tensión térmica a una superficie de una chapa de acero incluyen, irradiación por chorro de plasma e irradiación de haz electrónico, diferente a la irradiación de láser. La irradiación de láser, según se compara con los otros ejemplos, experimenta el reflejo de haz en una superficie de revestimiento. Por lo tanto, es importante en la irradiación de láser para lograr la eficiente absorción de energía incidental en vista de las características de revestimiento a fin de obtener el máximo efecto de refinación de dominio magnético.
Con base a los descubrimientos arriba descritos, los inventores de la presente invención estudiaron profundamente las características de revestimiento del revestimiento de forsterita y las condiciones de irradiación de haz láser que permiten a la energía incidental del haz láser absorberse eficazmente, y descubrieron que el - -objeto anteriormente mencionado de la presente invención se logró ventajosamente según se deseó al ajustar adecuadamente el peso de revestimiento y el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita de una chapa de acero y después irradiar la chapa de acero con un haz láser que tiene un rango especifico de longitud de onda.
La presente invención se basa en los descubrimientos anteriormente mencionados.
Específicamente, las características principales de la presente invención son como sigue . [1] Un método para la fabricación de una. chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas, comprendiendo las etapas de: someter una chapa gruesa de acero para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado para obtener una chapa de acero, someter la chapa de acero a recocido descarburi zante , revestimiento- de separador de recocido principalmente compuesto de MgO sobre una superficie de la chapa de acero, y recocido final, a fin de obtener una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que tiene al menos 4.0 g/m2 de peso de - -revestimiento de revestimiento de forsterita formado sobre la superficie de la chapa de acero, 0.9 µp? o menos del tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita, y al 'menos 1.91T de densidad de flujo magnético B8; e irradiar linealmente una superficie de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas obtenida de esta manera con un láser que tiene longitud de onda en el rango de 0.2 µp? a 0.9 µp? en una dirección que cruza la dirección de laminado de la chapa de acero. [2] El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de [1] anterior, comprendiendo además de reducir el tamaño de grano promedio (es decir, fijando a 0.9 µp? o menos del tamaño de grano promedio) del revestimiento de forsterita por al menos uno de: incremento de la tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final; reducción de una cantidad de óxido de Ti a ser agregado como un agente auxiliar al separador de recocido, y la adición de óxido de Al al separador de recocido. [3] El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para - -aplicaciones eléctricas de [1] o [2] anterior, comprendiendo además el proporcionar el revestimiento de forsterita formado sobre la superficie de la chapa de acero con revestimiento de tensión después del recocido final. [4] El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de [1] o [2] anterior, comprendiendo además la chapa para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado en caliente, opcionalmente el recocido de banda caliente, y ya sea una operación de laminado en frió o al menos dos operaciones de laminado en frío con recocido intermedio entre ellas para obtener una chapa de acero laminada en frió. [5] El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de [3] anterior, comprendiendo además el someter la chapa para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado en caliente, opcionalmente recocido de banda caliente, y ya sea una operación de laminado en frió o al menos dos operaciones de laminado en frió con recocido - - intermedio entre las mismas para obtener una chapa de acero laminada en frío.
Efecto Ventajoso de la Invención De acuerdo con la presente invención, la pérdida de hierro de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que tiene revestimiento de forsterita sobre la misma, podrá reducirse más, según se compara con la técnica anterior, al someter una superficie de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a la refinación de dominio magnético a través de una irradiación de haz láser bajo condiciones adecuadas.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES La presente invención se describirá a detalle, de aqui en adelante.
Primero, se describirán los descubrimientos que condujeron a la presente invención .
Cuando las condiciones de irradiación de haz láser se consideran en términos de lograr la eficiente absorción de energía incidental, la primer idea que viene a la mente de uno sería probablemente hacer que la longitud de onda de haz láser sea más corta que la longitud convencional - -debido a que la longitud de onda más corta tiene la energía más alta. Sin embargo, el haz láser cambiada hacia la longitud de onda más corta puede destruir el revestimiento de forsteirita debido al incremento en exceso en energía.
Por lo tanto, los inventores estudiaron la relación entre la longitud de onda adecuada y la resistencia de revestimiento del revestimiento de forsterita requerida en relación con la longitud de onda adecuada sobre la premisa de que el haz de láser será ser cambiado hacia la longitud de onda más corta.
Características de revestimiento del revestimiento de forsterita.
El tamaño de granos en el revestimiento de forsterita es inversamente proporcional a la densidad del límite de tamaño de cristal. Por consiguiente, el tamaño de grano más pequeño da como resultado la resistencia de revestimiento más alta, lo cual origina un efecto ventajoso sobre la reducción de la pérdida de hierro. Además, el espesor más grande del revestimiento de forsterita también da como resultado la resistencia de revestimiento más alta, lo cual origina un efecto ventajoso en la reducción de la pérdida de hierro. - - En vista de esto, los inventores estudiaron el tamaño de grano de cristal adecuado y el espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita. Como resultado, se ha revelado que el tamaño de grano de cristal promedio del revestimiento de forsterita será de 0.9 µp? o menos y el espesor del revestimiento de forsterita será al menos 4.0 g/m2 en peso de revestimiento.
Además, la fijación del tamaño de grano y el espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita para ser los rangos específicos anteriormente mencionados, respectivamente, es eficaz en términos de mejorar la eficiencia de absorción de haz láser, así como también de incrementar . la resistencia de revestimiento de la misma. El revestimiento de forsterita, que es inherentemente transparente, se observa blanco presuntamente debido a que el haz láser se esparce en los límites de grano y lo similar en el mismo. En este respecto, se asume que el tamaño de grano promedio relativamente pequeño de 0.9 µp? o menos y la densidad de límite de grano relativamente alta del revestimiento de forsterita, mejoran la absorción de haz láser en el mismo. Se espera un buen efecto similar cuando - - el revestimiento de forsterita es relativamente grueso debido a que la tasa de esparcimiento se aumenta en el revestimiento de forsterita.
El tamaño de grano promedio más pequeño del revestimiento de forsterita, teóricamente es el mejor. Sin embargo, el tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita es para fijarse adecuadamente en vista de otras propiedades de requisito tales como las propiedades electromagnéticas debido al primer recocido, durante el cual se forma el revestimiento de forsterita, afecta asi también otras propiedades físicas. El tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita es preferentemente de 0.6 µp? o más grande.
El tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita podrá determinarse al observar una superficie de revestimiento al utilizar un microscopio electrónico de exploración (SEH) o lo similar. Los ejemplos específicos para determinar el tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita incluyen: un método para dividir un área de campo por el número de granos y con respecto al cociente como el área de un círculo que se aproxima a cada grano; y un - -método para dibujar los círculos que se aproximan a los granos respectivos a través del procesamiento de imágenes y con respecto al promedio de los diámetros como el tamaño de grano promedio.
Como un método para reducir el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita, es básicamente eficaz suprimir una reacción de oxidación en la formación de revestimiento de forsterita en el proceso de recocido de acabado a la temperatura alrededor de 1200°C después del revestimiento de separador de recocido principalmente compuesto de gO..
Los ejemplos específicos del método incluyen: (1) incrementar la tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final (preferentemente a 15°C-60°C/hora o así) ; (2) reducir una cantidad de óxido de Ti a ser agregado como un agente auxiliar al separador de recocido (preferentemente 1.2 partes en masa a 5.0 partes en masa, aproximadamente, con respecto a 100 partes en masa de - - MgO) ; y (3) agregar óxido de Al (preferentemente en el rango de 0.001% en masa a 5% en masa, cuando se convierte a Al sólo en masa) al separador de recocido. El tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita tiende a reducirse: a medida que la tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final aumenta; y/o cuando una cantidad de óxido de Ti a ser agregado como un agente auxiliar al separador de recocido se reduce; y/o cuando el óxido de Al se agrega al separador de recocido. Los rangos preferidos específicos de aumento en la tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final, reducción en una cantidad de óxido de Ti agregado como un agente auxiliar al separador de recocido, y una cantidad de óxido de Al agregado al separador de recocido, varían dependiendo de las condiciones actuales en - el proceso de fabricación. El tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita podrá fijarse, de manera controlable, para que sea de 0.9 µ?t? o menos, al emplear o combinar adecuadamente al menos uno de los tres métodos - -anteriormente mencionados. En otras palabras, el tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita podrá fijarse para que sea de 0.9 µp? o menos al llevar a cabo al menos uno de: control de tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final; control de una cantidad de óxido de Ti agregado al separador de recocido; y una cantidad de óxido de Al agregado al separador de recocido.
El separador de recocido se compone principalmente de MgO. Esto significa que los componentes de separador de recocido conocidos y/o los componentes para mejorar las propiedades de separador de recocido, diferentes al MgO, óxido de Ti y óxido de Al, anteriormente mencionados, podrán agregarse al separador de recocido de la presente invención sin originar ningún problema por cantidades de los mismos que no alteren la formación de revestimiento de forsterita. Los contenidos de estos componentes adicionales a ser agregados al separador de recocido, podrán ajustarse para el propósito de reducir el tamaño de grano promedio de revestimiento de forsterita.
Sin embargo, es importante que las medidas para controlar el tamaño de grano promedio - -se combinen con las medidas para aumentar el peso de óxido de revestimiento de forsterita debido a que el espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita necesita ser de al menos 4.0 g/m2.
Las medidas eficaces para aumentar el espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita a 4.0 g/m2 o más, incluyen: (a) incrementar una cantidad de óxido de Si tal como fayalita (Fe2Si04) formada en el recocido de recristalización primaria, cuyo óxido de Si es un materia de forsterita (la cantidad de óxido de Si, en términos de peso base de oxigeno en el mismo, es preferentemente de al menos 1.2 g/m2 pero 2.0 g/m2 o menos en vista de evitar demasiada carga sobre el proceso de fabricación); y (b) prolongar el tiempo de retención a una temperatura en el rango de formación de óxido de superficie en recocido final o reducir la tasa de calentamiento durante el recocido final, para hacer el revestimiento de forsterita grueso.
- - El espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita, sin embargo, es preferentemente 5.0 g/m2 o menos debido a que las medidas anteriormente mencionadas para incrementar el espesor de revestimiento de revestimiento de forsterita también incrementan la carga experimentada durante el proceso de fabricación.
Condiciones de irradiación de haz láser.
La longitud de onda preferida del haz láser se encuentra en el rango de 0.2 µp? a 0.9 µp? en relación con el tamaño de grano de cristal preferido y el espesor de revestimiento preferido del revestimiento de forsterita arriba descrito. Los ejemplos ventajosos y adecuados de un oscilador de láser que tiene tal longitud de onda corta según se describe anteriormente, incluyen los láseres verdes que se utilizan de manera creciente en los años recientes.
La longitud de onda de haz láser especificada en la presente invención, es decir, 0.2 µp? a 0.9 µta , es más corta que las longitudes de onda del láser YAG convencional y el láser C02 y de esta manera, influye al revestimiento aislante en una manera diferente de estos láseres convencionales. Específicamente, un efecto de - -reducción de pérdida de hierro, se demuestra bien para una chapa de acero provista con revestimiento de forsterita que tiene el tamaño de grano promedio de 0.9 µp o menos en la presente invención, presuntamente debido a que la longitud de onda corta en el rango de 0.2 µ?? a 0.9 µp? de haz láser coincide con el rango específicamente fijo del tamaño de grano de revestimiento de forsterita, mediante lo cual la interacción entre el haz láser y los granos se amplifica para mejorar significativamente la eficiencia de absorción de haz láser dentro del revestimiento de forsterita .
El límite inferior de la longitud de onda de haz láser de la presente invención será de 0.2 µp? en vista de las restricciones sobre las instalaciones de fabricación.
El rendimiento de láser para uso en la presente invención, preferentemente se encuentra en el rango de 5 J/m a 100 J/m cuando se expresa como una cantidad de calor por longitud de unidad.
El diámetro de sitio de haz láser se encuentra preferentemente en el rango de 0.1 mm a 0.5 mm o así sucesi amente.
Además, un área en donde se introduce - - tensión por haz láser, de una chapa de acero, preferentemente tiene anchura de: 30 µp? a 300 µp?, profundidad de tensión plástica: 3 µt? a 60 µp?, e intervalo de repetición en la dirección de laminado: 1 mm a 20 mm.
Un término de configuración "lineal" incluye no sólo una linea sólida sino también una linea punteada o una linea cortada en la presente invención .
Además, un término de "dirección que cruza la dirección de laminado" representa una dirección dentro de +30° con respecto a la dirección ortogonal a la dirección de laminado en la presente invención.
El grado más alto de la acumulación de la orientación de grano de cristal después de la recristalización secundaria en orientación <100> como el eje de la fácil magnetización, da como resultado el efecto de refinación de dominio más magnético más alto por procesamiento de láser. Por lo tanto, el valor Bs más alto como un índice del grado de acumulación de la orientación de grano de cristal, da como resultado el efecto de reducción de la pérdida de hierro más alto por irradiación de láser.
- - Por consiguiente, una chapa de acero para uso en la presente invención se restringe a aquella que tiene la densidad de flujo magnético B8 de 1.91T o más.
Un método preferido de fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de la presente invención, se describirá de aquí en adelante.
Primero, una composición química preferida de un material de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas, se describirá. La composición química preferida podrá seleccionarse adecuadamente de tal manera que B8 de al menos 1.91T se obtiene con base a las composiciones químicas de las diversas chapas de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas, convencionalmente conocidas. Deberá señalarse que las composiciones específicamente abajo descritas, se proporcionan sólo para propósitos ejemplares.
Cuando se utiliza un inhibidor, la composición química del material de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de la presente invención, por ejemplo, puede contener cantidades adecuadas de Al y N en - -un caso en donde se utiliza un inhibidor basado en A1N o las cantidades adecuadas de Mn y Se y/o S en un caso en donde se utiliza un inhibidor basado en MnS-MnSe. Tanto el inhibidor basado en A1N como el inhibidor basado en MnS-MnSe, por supuesto podrán utilizarse en combinación. Cuando se utilizan los inhibidores según se describe anteriormente, los contenidos de Al, N, S y Se son preferentemente Al: 0.01% en masa a 0.065% en masa, N: 0.005% en masa a 0.012% en masa, S: 0.005% en masa a 0.03% en masa, y Se: 0.005% en masa a 0.03% en masa, re spect ivament e .
La presente invención también es aplicable a una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que no utiliza ningún inhibidor y que tiene los contenidos restringidos en Al, N, S. En este caso, los contenidos de Al, N, S y Se preferentemente se suprimen a Al: 100 ppm en masa o menos, N: 50 ppm en masa o menos, S: 50 ppm en masa o menos, y Se: 50 ppm en masa o menos, respectivamente.
Los ejemplos específicos de los componentes básicos y otros componentes a ser opcionalmente agregados a la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de la - -presente invención son como sigue: C: 0.08% en masa o menos.
El contenido de carbono en el acero, es preferentemente de 0.08% en masa o menos debido a que el contenido de carbono que excede el 0.08% en masa incrementa la carga de reducir el contenido de carbono durante el proceso de fabricación a 50 ppm en masa en el cual se previene confiablemente el envejecimiento magnético. El limite inferior del contenido de carbono en acero, no necesita fijarse particularmente debido a que la recristalización secundaria es posible en un material que no contiene carbono.
Si: 2.0% en masa a 8.0% en masa.
El silicio es un elemento que incrementa eficazmente la resistencia eléctrica de acero para mejorar las propiedades de la pérdida de hierro del mismo. El contenido de silicio en el acero igual a o más alto que 2.0% en masa, asegura un efecto particularmente bueno de la reducción de pérdida de hierro. Por el otro lado, el contenido de Si en el acero igual a o menor a 0.8% en masa, asegura particularmente la buena formabilidad y la densidad de flujo magnético de acero. De acuerdo con lo anterior, el contenido de Si en acero se - -encuentra preferentemente en el rango de 2.0% en masa a 8.0% en masa.
Mn : 0.005% en masa a 1.0% en masa. El manganeso es un elemento que ventajosamente logra buena formabilidad en caliente de acero. El contenido de manganeso en el acero menor a 0.005% en masa no puede originar el buen efecto de la adición de Mn de manera suficiente. El contenido de manganeso en el acero igual a o menor a 1.0% en masa asegura la densidad de flujo magnético particularmente bueno de una chapa de acero producto. De acuerdo con lo anterior, el contenido de Mn en el acero se encuentra preferentemente en el rango de 0.005% en masa a 1.0% en masa.
Además, la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de la presente invención, puede contener los siguientes elementos como las propiedades magnéticas que mejoran los componentes además de los componentes básicos arriba descritos.
Al menos un elemento seleccionado de Ni: 0.03% en masa a 1.50% en masa, Sn: 0.01% en masa a 1.50% en masa, Sb: 0.005% en masa a 1.50% en masa, Cu: 0.03% en masa a 3.0% en masa, P: 0.03% en masa - - a 0.50% en masa, Mo : 0.005% en masa a 0.10% en masa, y Cr: 0.03% en masa a 1.50% en masa.
El níquel es un elemento útil en términos de mejorar más la microestructura de una chapa de acero laminada en caliente y de esta manera las propiedades magnéticas de una chapa de acero resultante. El contenido de níquel en el acero menor a 0.03% en masa no puede originar este efecto de mejora de las propiedades magnéticas por Ni, de manera suficiente. El contenido de níquel en el acero igual a o menor a 1.5% en masa asegura la estabilidad en la recristalización secundaria en particular para mejorar las propiedades magnéticas de una chapa de acero resultante. De acuerdo con lo anterior, el contenido de Ni en el acero se encuentra preferentemente en el rango de 0.03% en masa a 1.5% en masa.
Sn, Sb, C, P, Cr y Mo son elementos útiles, respectivamente, en términos de mejorar más las propiedades magnéticas de la chapa de acero de la presente invención. Los contenidos de estos elementos inferiores a los límites inferiores respectivos, arriba descritos, dan como resultado un efecto de mejora de las propiedades magnéticas insuficientes. Los contenidos de estos elementos iguales a o menores a los limites superiores respectivos, arriba descritos, aseguran el crecimiento óptimo de los granos recrist ali zados secundarios. De acuerdo con lo anterior, es preferible que el acero contenga al menos uno de Sn, Sb, Cu, P, Cr y Mo dentro de los rangos respectivos del mismo arriba especificados.
El equilibrio diferente a los componentes de la chapa de acero, anteriormente mencionados, es preferentemente de Fe y las impurezas incidentales mezcladas incidentalmente en el acero durante el proceso de fabricación.
Los procesos de fabricación conocidos, convencionales, de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas podrán aplicarse fundamentalmente a los procesos de fabricación de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas de la presente invención.
Podrá producirse ya sea una chapa gruesa por el método de fundición continua/lingote convencional o podrán producirse una chapa delgada o un acero fundido más delgado teniendo un espesor de 100 mm o menos por la fundición continua directa, de un material de acero que tiene la - -composición química ajustada como se describe anteriormente. De esta manera, la chapa gruesa producida se calienta y se lamina en caliente de acuerdo con el método convencional, pero opcionalmente podrá laminarse en caliente sin ser calentada inmediatamente después de la fundición. La chapa delgada o lo similar, podrá ya sea laminarse en caliente directamente o laminarse en caliente por tramos para proceder a los procesos subsiguientes. Una chapa de acero obtenida de esta manera, entonces se somete preferentemente al recocido de banda caliente opcional, ya sea una operación de laminado en frío o al menos dos operaciones de laminado en frío con recocido intermedio entre ellas a fin de tener el espesor de acero final, recocido descarburizante, revestimiento de separador de recocido principalmente compuesto de MgO, recocido final, y provisión opcional de revestimiento de tensión sobre la misma en a fin de ser un producto-acabado .
Los ejemplos aplicables del revestimiento de tensión incluyen el revestimiento de tensión tal como el revestimiento de vidrio principalmente compuesto de una combinación de fosfatos como - - fosfato de magnesio o fosfato de aluminio y el óxido bajo en expansión térmica como sílice coloidal, y lo similar.
En la presente invención se tomarán varias medidas para controlar el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita, así como también varias medidas para ajustar el espesor de revestimiento del revestimiento de forsterita, de tal manera que el peso de revestimiento y el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita formado sobre una superficie de la chapa de acero durante el recocido final anteriormente mencionado, son de al menos 4.0 g/m2 y 0.9 µp? o menos, respectivamente.
Además, la chapa de acero se irradia con un haz láser ya sea después del recocido final o después de la provisión del revestimiento de tensión en la presente invención, y es importante en este respecto que la longitud de onda de haz láser sea fijada en el rango de 0.2 µp? a 0.9 µp? durante la irradiación de láser, según se describe anteriormente .
Ejemplos Una chapa gruesa de acero que tiene una composición (una composición correspondiente a un proceso menos inhibidor) conteniendo C: 0.03% en masa, Si: 3.25% en masa, Mn: 0.03% en masa, Al: 60 ppm en masa, N: 40 ppm en masa, S: 20 ppm en masa, y el equilibrio como Fe; y las impurezas incidentales se preparó por fundición continua. La chapa gruesa de acero se calentó a 1400°C y se laminó en caliente para obtener una chapa de acero laminada en caliente que tiene espesor de chapa de 2.0 mm. La chapa de acero laminada en caliente se sometió entonces al recocido de banda caliente a 1000 °C y dos operaciones de laminado en frío con el recocido intermedio entre las mismas para obtener una chapa de acero laminada en frió que tiene el espesor de chapa final de 0.23 mm. La chapa de acero laminada en frío se sometió al recocido descarburi zante a 850°C y el revestimiento de separador de recocido principalmente compuesto de MgO. Con respecto al separador de recocido, un separador de recocido principalmente compuesto de MgO que tiene pureza de 95% y que contiene impureza de Al se utilizó como el separador de recocido primario y el contenido de Ti02 agregado al separador de recocido primario se cambió en cada una de las muestras. Enseguida, la chapa de acero se sometió - - al recocido final a 1200°C para la recristalización secundaria, la formación de revestimiento de forsterita y purificación, y después el tratamiento de revestimiento de tensión que incluye el revestimiento y la cocción del revestimiento aislante compuesto de 50% de sílice coloidal y fosfato de magnesio en orden.
De allí en adelante, las chapas de acero obtenidas de esta manera se irradiaron con un haz láser de varios tipos de fuentes de láser de oscilación de onda continua. El diámetro de haz fue de 0.2 mm y la tasa de exploración de haz fue de 300 mm/segundo. El rendimiento de láser se cambió en 5W de incrementos en el rango de 5W a 50 para descubrir la condición óptima en términos de reducción de la pérdida de hierro.
Los resultados del análisis del peso de revestimiento, el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita y las propiedades - magnéticas (pérdida de hierro - 17/50 de densidad de flujo magnético Be) de cada uno de los productos de chapa de acero obtenidos de esta manera, se mostraron en relación con las longitudes de onda del haz láser aplicado a las mismas en la Tabla 1.
O Tabla 1 - - Se entiende de la Tabla 1 que los casos en donde las chapas de acero para aplicaciones eléctricas se proporcionaron con el revestimiento de forsterita que tiene el tamaño de grano promedio de 0.9 µ?t? o menos y el peso de revestimiento de al menos 4.0 g/m2 se irradiaron con un haz láser que tiene longitud de onda en el rango de 0.2 µp\ a 0.9 µp\, es decir, los ejemplos de acuerdo con la presente invención, mostraron de manera unánime los valores de pérdida de hierro muy bajos .
Además, la comparación de la Muestra No. 5 con la .Muestra No. 6 revela que la pérdida de hierro se reduce significativamente o las propiedades de la pérdida de hierro mejoran significativamente al fijar el tamaño de grano promedio de forsterita para ser de 0.9 µp? o menos de acuerdo con la presente invención.
Todavía más, la comparación de la Muestra No. 4 con la Muestra No. 3 revela que la pérdida de hierro se reduce significativamente o las propiedades de la pérdida de hierro mejoran significativamente al fijar el peso de revestimiento de forsterita para ser de 4.0 g/m2 o más de acuerdo con la presente invención.
Todavía más, la comparación de la Muestra No. 1 con la Muestra No. 3 revela que la pérdida de hierro se reduce significativamente o las propiedades de la pérdida de hierro mejoran significativamente al fijar la longitud de onda del haz láser para ser de 0.9 m o menos de acuerdo con la presente invención.
Deberá señalarse que una chapa de acero para aplicaciones eléctricas que tiene densidad de flujo magnético B8 menor a 1.91T falló en mostrar un valor de pérdida de hierro satisfactorio, a pesar de que la chapa de acero se fabricó por el método de acuerdo con la presente invención.
APLICABILIDAD INDUSTRIAL De acuerdo con la presente invención, podrá reducirse la pérdida de hierro de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que tiene revestimiento de forsterita sobre la misma, según se compara con la técnica anterior, " al someter una superficie de la chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a la refinación de dominio magnético a través de la irradiación de haz láser bajo condiciones adecuadas.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas, comprendiendo las etapas de: someter una chapa gruesa de acero para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado para obtener una chapa de acero, someter la chapa de acero al recocido descarburi zante , revestimiento de separador de recocido principalmente compuesto de MgO sobre una superficie de la chapa de acero, y recocido final a fin de, obtener una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas que tiene al menos 4.0 g/m2 del peso de revestimiento del revestimiento de forsterita formado sobre la superficie de la chapa de acero, 0.9 µ?? o menos del tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita, y al menos 1.91T de densidad de flujo magnético B8; e, irradiar linealmente una superficie de l'a chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas obtenida de esta manera con un láser que tiene longitud de onda en el rango de 0.2 µp\ a 0.9 µp? en una dirección que cruza la dirección de laminado de la chapa de acero.
2. El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1, comprendiendo además reducir el tamaño de grano promedio del revestimiento de forsterita por al menos uno de: incrementar la tasa de calentamiento durante el proceso de calentamiento del recocido final; reducir una cantidad de óxido de Ti a ser agregado como un agente auxiliar al separador de recocido; y agregar el óxido de Al al separador de recocido .
3. El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1 o 2, comprendiendo además el proporcionar el revestimiento de forsterita formado sobre la superficie de la chapa de acero con revestimiento de tensión después del recocido final.
4. El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas según la reivindicación 1 o 2, comprendiendo además el someter la chapa gruesa para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado en caliente, opcionalmente recocido de banda caliente, y ya sea una operación de laminado en frío o al menos dos operaciones de laminado en frío con recocido intermedio entre las mismas para obtener una chapa de acero, laminada en frío.
5. El método para la fabricación de una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas según la reivindicación 3, comprendiendo además el someter la chapa gruesa para una chapa de acero de grano orientado para aplicaciones eléctricas a laminado en caliente, opcionalmente recocido de banda caliente, y ya sea una operación de laminado en frió o al menos dos operaciones de laminado en frió con recocido intermedio entre las mismas para obtener una chapa de acero laminada en frió.
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