RU2791753C1 - Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture - Google Patents
Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791753C1 RU2791753C1 RU2022102469A RU2022102469A RU2791753C1 RU 2791753 C1 RU2791753 C1 RU 2791753C1 RU 2022102469 A RU2022102469 A RU 2022102469A RU 2022102469 A RU2022102469 A RU 2022102469A RU 2791753 C1 RU2791753 C1 RU 2791753C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- sheet
- insulating coating
- less
- final annealing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к листу из нетекстурированной электротехнической стали и способу его изготовления.The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet and a method for making the same.
Уровень техникиState of the art
Лист из нетекстурированной электротехнической стали представляет собой тип мягкого магнитного материала, который широко используют в качестве материала железного сердечника для двигателей и тому подобного. В последние годы возрастает практическое применение электрических и гибридных транспортных средств, развивается система привода двигателей, и год за годом увеличивается задающая частота двигателей. В настоящее время обычно достигается задающая частота от нескольких сотен до нескольких тысяч Гц, и характеристики потери в железе железного сердечника в высокочастотных диапазонах становятся всё более важными. С учётом вышесказанного, предприняты попытки снижения потери в железе в высокочастотных диапазонах, например, путём добавления легирующих элементов, таких как Si и Al, или уменьшения толщины листа. Кроме того, также изучены технологии улучшения характеристик потери в железе в высокочастотных диапазонах путём регулирования распределения концентрации Si по толщине и тому подобное.A non-oriented electrical steel sheet is a type of soft magnetic material that is widely used as an iron core material for motors and the like. In recent years, the practical application of electric and hybrid vehicles has increased, the motor drive system has been developed, and the driving frequency of motors has increased year by year. At present, a drive frequency of several hundred to several thousand Hz is usually achieved, and the iron loss characteristics of the iron core in the high frequency ranges are becoming increasingly important. In view of the above, attempts have been made to reduce the iron loss in the high frequency ranges, for example by adding alloying elements such as Si and Al, or by reducing the sheet thickness. In addition, techniques have also been explored to improve iron loss performance in high frequency bands by adjusting the thickness distribution of Si concentration and the like.
Среди указанных технологий, уменьшение толщины значительно улучшает характеристики потери в железе в высокочастотных диапазонах, так что в последние годы уменьшают толщину листов электротехнической стали. С другой стороны, уменьшение толщины снижает коэффициент заполнения листов из электротехнической стали в сердечниках двигателей, изготовленных путём послойного формирования из листов электротехнической стали, что вызывает такие проблемы, как снижение крутящего момента при производстве двигателей. Причина этого заключается в том, что относительная доля части листа электротехнической стали, на которой исключены изоляционные покрытия, в железном сердечнике снижается по мере уменьшения толщины листа, даже если толщина изоляционного покрытия, сформированного на поверхности стального листа, остаётся той же самой. Следовательно, в дополнение к указанному желательно уменьшать толщину изоляционного покрытия, сформированного на поверхности листа из электротехнической стали, для предотвращения снижения коэффициента заполнения. Для уменьшения толщины изоляционного покрытия исследованы различные технологии.Among these technologies, thickness reduction greatly improves the iron loss characteristics in high frequency bands, so that in recent years, the thickness of electrical steel sheets has been reduced. On the other hand, the reduction in thickness lowers the fill factor of the electrical steel sheets in the cores of motors made by laminating the electrical steel sheets, which causes problems such as torque reduction in the manufacture of motors. The reason for this is that the proportion of the portion of the electrical steel sheet on which the insulating coatings are excluded in the iron core decreases as the thickness of the sheet decreases, even if the thickness of the insulating coating formed on the surface of the steel sheet remains the same. Therefore, in addition to the above, it is desirable to reduce the thickness of the insulating coating formed on the surface of the electrical steel sheet in order to prevent the fill factor from decreasing. Various technologies have been investigated to reduce the thickness of the insulating coating.
Например, в источнике информации JP3603385B (PTL 1) описана технология изготовления листа из электротехнической стали, при помощи которой достигается превосходная адгезия изоляционного покрытия за счёт наличия 20 мг/м2 или больше и 160 мг/м2 или меньше C в изоляционном покрытии.For example, JP3603385B (PTL 1) discloses an electrical steel sheet manufacturing technique that achieves excellent insulation coating adhesion by having 20 mg/ m2 or more and 160 mg/ m2 or less C in the insulation coating.
Список цитированных документовList of cited documents
Патентные документыPatent Documents
PTL 1: JP3603385BPTL 1: JP3603385B
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Техническая проблемаTechnical problem
Однако традиционные технологии не могут обеспечивать в достаточной степени адгезию между стальным листом и изоляционным покрытием при уменьшении толщины изоляционного покрытия, и улучшение коэффициента заполнения листа электротехнической стали с уменьшенной толщиной является неудовлетворительным.However, the conventional techniques cannot provide sufficient adhesion between the steel sheet and the insulation coating while reducing the thickness of the insulation coating, and the improvement in the fill factor of the reduced thickness electrical steel sheet is not satisfactory.
Таким образом, могли бы быть целесообразными получение листа из электротехнической стали, характеризующегося превосходной адгезией с изоляционным покрытием, даже при уменьшении толщины изоляционного покрытия, а также разработка способа его изготовления.Thus, it would be advantageous to provide an electrical steel sheet excellent in adhesion to an insulating coating even if the thickness of the insulating coating is reduced, and to develop a manufacturing method thereof.
Решение проблемыSolution
Для решения вышеуказанной проблемы авторы изобретения сосредоточились на состоянии концентрации P (фосфора) на поверхности изоляционного покрытия и границе раздела между листом электротехнической стали и изоляционным покрытием и провели интенсивные исследования. В результате, авторы изобретения впервые обнаружили, что превосходная адгезия изоляционного покрытия может достигаться за счёт концентрирования P как со стороны поверхности, так и со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой, которая образует лист электротехнической стали, исполнив посредством этого настоящее раскрытие. Авторы изобретения полагают, что механизм является следующим. Само покрытие упрочняется в результате концентрирования P и со стороны поверхности, и со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой, к тому же, P, сконцентрированный со стороны границы раздела со стальной подложкой, служит связующим между стальной подложкой и изоляционным покрытием. С использованием указанного эффекта можно получать лист электротехнической стали, имеющий прочное и высокоадгезионное изоляционное покрытие, даже при уменьшении толщины самого изоляционного покрытия. Упомянутый эффект может достигаться безотносительно к типу или структуре изоляционного покрытия, вне зависимости от того, является ли оно органическим, неорганическим или смесью их обоих.In order to solve the above problem, the inventors focused on the concentration state of P (phosphorus) on the surface of the insulating coating and the interface between the electrical steel sheet and the insulating coating, and conducted intensive studies. As a result, the inventors discovered for the first time that excellent adhesion of the insulating coating can be achieved by concentrating P on both the surface side and the interface side of the insulating coating with the steel substrate that forms the electrical steel sheet, thereby fulfilling the present disclosure. The inventors believe that the mechanism is as follows. The coating itself is strengthened by the concentration of P on both the surface side and the interface side of the insulating coating with the steel substrate, in addition, P concentrated on the side of the interface with the steel substrate serves as a bond between the steel substrate and the insulating coating. Using this effect, it is possible to obtain an electrical steel sheet having a strong and highly adhesive insulating coating even if the thickness of the insulating coating itself is reduced. Said effect can be achieved regardless of the type or structure of the insulating coating, whether it is organic, inorganic or a mixture of both.
Далее, P может концентрироваться со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой в результате удерживания от 0,005 масс. % до 0,20 масс. % P в сталеразливочных компонентах, типичным примером которых является сляб, и осуществления конечного отжига сляба при 1100°C или выше, или при использовании масла для прокатки, содержащего эмульгатор типа эфиров фосфорной кислоты в концентрации 1 % или больше, в качестве масла для прокатки в конечной холодной прокатке для сцепления P с поверхностью стального листа. Кроме того, P-концентрационный слой можно формировать со стороны границы раздела со стальной подложкой изоляционного покрытия путём нанесения водного раствора, содержащего 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, между конечным отжигом и конечной холодной прокаткой и высушивания указанного водного раствора, достигая таким образом эффекта настоящего раскрытия.Further, P can be concentrated from the side of the interface of the insulating coating with the steel substrate as a result of holding from 0.005 wt. % to 0.20 wt. % P in steel casting components typified by the slab, and performing the final annealing of the slab at 1100°C or higher, or using a rolling oil containing a phosphoric acid ester type emulsifier at a concentration of 1% or more as a rolling oil in final cold rolling to adhere P to the surface of the steel sheet. In addition, the P-concentration layer can be formed from the side of the interface with the steel substrate of the insulation coating by applying an aqueous solution containing 5 parts of the mass. or more phosphoric acid compound, between final annealing and final cold rolling, and drying said aqueous solution, thus achieving the effect of the present disclosure.
С другой стороны, P-концентрационный слой со стороны поверхности изоляционного покрытия можно формировать следующим образом. Если в ходе формирования изоляционного покрытия используют раствор для нанесения покрытия, добавляемый вместе с одной частью масс. или больше соединения фосфорной кислоты или тому подобного, P подходит к поверхности изоляционного покрытия по мере высыхания раствора, образуя в результате этого концентрационный слой.On the other hand, the P-concentration layer on the side of the surface of the insulating coating can be formed as follows. If during the formation of an insulating coating a coating solution is used, added together with one part of the mass. or more of a phosphoric acid compound or the like, P approaches the surface of the insulating coating as the solution dries, thereby forming a concentration layer.
При сочетании вышеупомянутых способов P-концентрационные слои образуются и со стороны поверхности, и со стороны границы раздела со стальной подложкой изоляционного покрытия. В результате, можно получать лист электротехнической стали с превосходной адгезией покрытия, даже в случае уменьшения толщины изоляционного покрытия.By combining the above methods, P-concentration layers are formed both on the surface side and on the interface side with the steel substrate of the insulation coating. As a result, it is possible to obtain an electrical steel sheet with excellent coating adhesion even if the thickness of the insulating coating is reduced.
Таким образом, авторы изобретения предлагают следующее.Thus, the inventors propose the following.
(1) Лист из нетекстурированной электротехнической стали, который представляет собой лист электротехнической стали, имеющий изоляционное покрытие, по меньшей мере, на одной поверхности стального листа, в котором изоляционное покрытие имеет в своём составе P-концентрационный слой и со стороны поверхности, и со стороны границы раздела со стальной подложкой, а концентрация P в P-концентрационном слое выше концентрации P в стальной подложке.(1) A non-oriented electrical steel sheet, which is an electrical steel sheet having an insulating coating on at least one surface of the steel sheet, in which the insulating coating incorporates a P-concentration layer on both the surface side and the interface with the steel substrate, and the concentration of P in the P-concentration layer is higher than the concentration of P in the steel substrate.
(2) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по п. (1), при этом стальной лист имеет химический состав, заключающий в себе, (состоит из), в масс. %:(2) The non-oriented electrical steel sheet according to (1), wherein the steel sheet has a chemical composition comprising, (consists of), in mass. %:
C: меньше 0,010 %,C: less than 0.010%,
Si: 1,5 % или больше и 10,0 % или меньше,Si: 1.5% or more and 10.0% or less,
Al: 0,001 % или больше и 2,0 % или меньше, иAl: 0.001% or more and 2.0% or less, and
Mn: 0,005 % или больше и 1,0 % или меньше, при этом остальное представляет собой Fe и неизбежные примеси.Mn: 0.005% or more and 1.0% or less, with the rest being Fe and unavoidable impurities.
(3) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по п. (2), при этом стальной лист дополнительно содержит, в масс. %,(3) Sheet of non-oriented electrical steel according to item (2), while the steel sheet further contains, in mass. %,
P: 0,005 % или больше и 0,20 % или меньше.P: 0.005% or more and 0.20% or less.
(4) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по п. (2) или (3), химический состав которого дополнительно заключает в себе, в масс. %, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из:(4) The non-oriented electrical steel sheet according to (2) or (3), the chemical composition of which further comprises, in mass. %, at least one element selected from the group consisting of:
Sn: 0,002 % или больше и 0,10 % или меньше,Sn: 0.002% or more and 0.10% or less,
Mo: 0,005 % или больше и 0,10 % или меньше,Mo: 0.005% or more and 0.10% or less,
Sb: 0,005 % или больше и 0,30 % или меньше,Sb: 0.005% or more and 0.30% or less,
Cu: 0,01 % или больше и 0,50 % или меньше,Cu: 0.01% or more and 0.50% or less,
Cr: 0,01 % или больше и 0,50 % или меньше, иCr: 0.01% or more and 0.50% or less, and
Ni: 0,010 % или больше и 1,0 % или меньше.Ni: 0.010% or more and 1.0% or less.
(5) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по любому из пп. (1) - (4), в котором изоляционное покрытие имеет Fe-концентрационный слой со стороны границы раздела со стальной подложкой.(5) Non-oriented electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) - (4), in which the insulating coating has an Fe-concentration layer on the side of the interface with the steel substrate.
(6) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по любому из пп. (1) - (5), при этом стальной лист имеет толщину 0,20 мм или меньше.(6) Non-oriented electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (5), wherein the steel sheet has a thickness of 0.20 mm or less.
(7) Лист из нетекстурированной электротехнической стали по любому из пп. (1) - (6), при этом стальной лист характеризуется градиентом концентраций, в котором концентрация Si уменьшается со стороны поверхности стального листа в сторону центра стального листа, а разность между концентрациями Si в поверхностном слое стального листа и центральном слое стального листа в направлении градиента концентрации составляет от 1,0 масс. % до 5,0 масс. %.(7) Non-oriented electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (6), wherein the steel sheet is characterized by a concentration gradient in which the Si concentration decreases from the surface side of the steel sheet towards the center of the steel sheet, and the difference between the Si concentrations in the surface layer of the steel sheet and the central layer of the steel sheet in the direction of the gradient concentration is from 1.0 wt. % to 5.0 wt. %.
(8) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, который представляет собой способ изготовления листа из электротехнической стали по любому из пп. (1) - (7), включающий в себя осуществление горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для изготовления листа из электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа и формирование изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа, при этом(8) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, which is a method for manufacturing an electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (7), which includes performing hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab for making electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet, and forming an insulating coating on the surface of the final annealed sheet, wherein
холодную прокатку выполняют с использованием масла для прокатки, содержащего 1 % или больше эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты, иcold rolling is performed using a rolling oil containing 1% or more of a phosphoric acid ester type emulsifier, and
изоляционное покрытие формируют путём нанесения раствора, содержащего одну часть масс. или больше соединения фосфорной кислоты.an insulating coating is formed by applying a solution containing one part of the mass. or more phosphoric acid compounds.
(9) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, который представляет собой способ изготовления листа из электротехнической стали по любому из пп. (1) - (7), включающий в себя осуществление горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для изготовления листа из электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа, и формирование изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа, при этом(9) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, which is a method for manufacturing an electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (7), which includes performing hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab intended for making electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet, and forming an insulating coating on the surface of the final annealed sheet, this
после холодной прокатки и перед конечным отжигом, на поверхность стального листа, подвергнутого холодной прокатке, наносят водный раствор, содержащий 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, и высушивают указанный водный раствор, иafter cold rolling and before final annealing, an aqueous solution containing 5 parts of the mass is applied to the surface of the steel sheet subjected to cold rolling. or more of a phosphoric acid compound, and said aqueous solution is dried, and
формируют изоляционное покрытие путём нанесения раствора, содержащего одну часть масс. или больше соединения фосфорной кислоты.form an insulating coating by applying a solution containing one part of the mass. or more phosphoric acid compounds.
(10) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, который представляет собой способ изготовления листа из электротехнической стали по любому из пп. (1) - (7), включающий в себя осуществление горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для изготовления листа из электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа, и формирование изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа, при этом(10) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, which is a method for manufacturing an electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (7), which includes performing hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab intended for making electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet, and forming an insulating coating on the surface of the final annealed sheet, this
холодную прокатку выполняют с использованием масла для прокатки, содержащего 1 % или больше эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты,cold rolling is performed using a rolling oil containing 1% or more of a phosphoric acid ester type emulsifier,
после холодной прокатки и перед конечным отжигом, на поверхность стального листа, подвергнутого холодной прокатке, наносят водный раствор, содержащий 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, и высушивают указанный водный раствор, иafter cold rolling and before final annealing, an aqueous solution containing 5 parts of the mass is applied to the surface of the steel sheet subjected to cold rolling. or more of a phosphoric acid compound, and said aqueous solution is dried, and
формируют изоляционное покрытие путём нанесения раствора, содержащего одну часть масс. или больше соединения фосфорной кислоты.form an insulating coating by applying a solution containing one part of the mass. or more phosphoric acid compounds.
(11) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, который представляет собой способ изготовления листа из электротехнической стали по любому из пп. (1) - (7), включающий в себя осуществление горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для изготовления листа из электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа, и формирование изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа, при этом(11) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, which is a method for manufacturing an electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (1) to (7), which includes performing hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab intended for making electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet, and forming an insulating coating on the surface of the final annealed sheet, this
сляб содержит от 0,005 масс. % до 0,20 масс. % P, а температуру отжига в конечном отжиге устанавливают равной 1100°C или выше, иthe slab contains from 0.005 wt. % to 0.20 wt. % P, and the annealing temperature in the final annealing is set to 1100° C. or higher, and
изоляционное покрытие формируют путём нанесения раствора, содержащего одну часть масс. или больше соединения фосфорной кислоты.an insulating coating is formed by applying a solution containing one part of the mass. or more phosphoric acid compounds.
(12) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, при этом(12) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, wherein
в условиях способа изготовления листа из электротехнической стали по п. (11) холодную прокатку выполняют с использованием масла для прокатки, содержащего 1 % или больше эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты.Under the conditions of the electrical steel sheet manufacturing method of (11), cold rolling is performed using a rolling oil containing 1% or more of a phosphoric acid ester type emulsifier.
(13) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали, при этом(13) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet, wherein
в условиях способа изготовления листа из электротехнической стали по п. (11) или (12), после холодной прокатки и перед конечным отжигом, на поверхность стального листа, подвергнутого холодной прокатке, наносят водный раствор, содержащий 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, и высушивают указанный водный раствор.under the conditions of the electrical steel sheet manufacturing method according to (11) or (12), after cold rolling and before final annealing, an aqueous solution containing 5 parts by mass is applied to the surface of the cold rolled steel sheet. or more of a phosphoric acid compound, and said aqueous solution is dried.
(14) Способ изготовления листа из нетекстурированной электротехнической стали по любому из пп. (8) - (13), включающий в себя(14) A method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to any one of paragraphs. (8) - (13), including
осуществление горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для изготовления листа из электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа, и формирование изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа, при этомcarrying out hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab intended for making electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet, and forming an insulating coating on the surface of the final annealed sheet, while
силицирующую обработку выполняют после конечного отжига или конечный отжиг представляет собой такой конечный отжиг, который выполняет также функцию силицирования.the siliconizing treatment is performed after the final annealing, or the final annealing is such a final annealing that also performs the siliconizing function.
Положительный эффектPositive effect
Лист из нетекстурированной электротехнической стали согласно настоящему раскрытию имеет изоляционное покрытие, адгезия которого не ухудшается даже при уменьшении толщины, безотносительно к типу изоляционного покрытия. С учётом вышесказанного, можно устранять недостатки в отношении снижения коэффициента заполнения, что являлось проблемой листов из электротехнической стали с уменьшением толщины.The non-oriented electrical steel sheet according to the present disclosure has an insulating coating whose adhesion does not deteriorate even if the thickness is reduced, regardless of the type of insulating coating. In view of the foregoing, it is possible to overcome the shortcomings in terms of lowering the fill factor, which has been a problem with thinning electrical steel sheets.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
В сопроводительных чертежах:In the accompanying drawings:
Фиг. 1 иллюстрирует профиль измерений примера настоящего раскрытия методом GDS.Fig. 1 illustrates a measurement profile of an example of the present disclosure by the GDS method.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В листе из нетекстурированной электротехнической стали с изоляционным покрытием настоящего раскрытия изоляционное покрытие имеет структуру, описанную ниже. Лист электротехнической стали, который служит листом основы для изоляционного покрытия, конкретно не ограничивается и может соответствовать общей практике применения электротехнической стали.In the insulated non-oriented electrical steel sheet of the present disclosure, the insulating coating has the structure described below. The electrical steel sheet that serves as the base sheet for the insulating coating is not specifically limited, and may be in accordance with the general practice of electrical steel.
Изоляционное покрытие имеет P-концентрационный слой и со стороны поверхности, и со стороны границы раздела со стальной подложкой, при этом P-концентрационный слой имеет концентрацию P выше, чем в стальной подложке.The insulating coating has a P-concentration layer on both the surface side and the interface side with the steel substrate, while the P-concentration layer has a P concentration higher than in the steel substrate.
За счёт концентрирования P и со стороны поверхности, и со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой покрытие упрочняется, и P, сконцентрированный со стороны границы раздела со стальной подложкой, служит связующим между изоляционным покрытием и стальной подложкой. С использованием указанного эффекта можно получать лист из электротехнической стали, имеющий прочное и высокоадгезионное изоляционное покрытие, даже в случае уменьшения толщины самого изоляционного покрытия.By concentrating P both on the side of the surface and on the side of the interface of the insulating coating with the steel substrate, the coating is strengthened, and P concentrated on the side of the interface with the steel substrate serves as a bond between the insulating coating and the steel substrate. Using this effect, it is possible to obtain an electrical steel sheet having a strong and highly adhesive insulating coating even if the thickness of the insulating coating itself is reduced.
Концентрацию P в изоляционном покрытии можно оценивать с использованием спектроскопии тлеющего разряда (GDS). В данном варианте осуществления оценку методом GDS выполняли при давлении газообразного Ar, равном 600 Па, и высокочастотном выходе 35 Вт с использованием прибора GDS-Profiler 2, произведённого фирмой HORIBA, Ltd. Однако можно применять любое оборудование, если только при его использовании можно выполнять ту же самую оценку. Наличие или отсутствие P-концентрационного слоя можно определять следующим образом.The P concentration in an insulating coating can be assessed using glow discharge spectroscopy (GDS). In this embodiment, GDS evaluation was performed at 600 Pa Ar gas pressure and 35 W RF output using GDS-Profiler 2 manufactured by HORIBA, Ltd. However, any equipment may be used as long as the same evaluation can be performed using it. The presence or absence of a P-concentration layer can be determined as follows.
Фиг. 1 иллюстрирует пример результата определения профиля GDS для P и Fe на стальном листе с изоляционным покрытием, который удовлетворяет требованиям настоящего раскрытия. Прежде всего, сторона границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой представляет собой область, в которой интенсивность Fe быстро снижается в сторону поверхности изоляционного покрытия (иными словами, левая часть графика глубины анализа на фиг. 1). Употребляемый в настоящем документе термин «широкополосная интенсивность обнаружения P в области стальной подложки» обозначен Ia, значение максимума интенсивности обнаружения P в изоляционном покрытии со стороны границы раздела со стальной подложкой обозначено Ib, а значение максимума интенсивности обнаружения P со стороны поверхности изоляционного покрытия обозначено Ic. P-концентрационный слой со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой является слоем, который удовлетворяет следующему ниже уравнению (1), а P-концентрационный слой со стороны поверхности изоляционного покрытия является слоем, который удовлетворяет следующему ниже уравнению (2). Отметим, что «концентрацию P в стальной подложке» представляет величина “Ia”, описанная выше. С учётом вышесказанного, концентрация P описывается как удовлетворяющая обоим нижеследующим уравнениям (1) и (2).Fig. 1 illustrates an example of a GDS profiling result for P and Fe on an insulated steel sheet that satisfies the requirements of the present disclosure. First of all, the interface side of the insulating coating with the steel substrate is the region in which the Fe intensity decreases rapidly towards the surface of the insulating coating (in other words, the left part of the analysis depth graph in Fig. 1). As used herein, the term "broadband detection intensity P in the region of the steel substrate" is designated Ia, the value of the maximum detection intensity P in the insulating coating from the side of the interface with the steel substrate is designated Ib, and the value of the maximum detection intensity P from the side of the surface of the insulating coating is designated Ic. The P-concentration layer on the interface side of the insulation coating with the steel substrate is the layer that satisfies the following equation (1), and the P-concentration layer on the side of the surface of the insulation coating is the layer that satisfies the following equation (2). Note that the "concentration P in the steel substrate" represents the value "Ia" described above. In view of the above, the concentration P is described as satisfying both of the following equations (1) and (2).
Ib > Ia (1)Ib > Ia (1)
Ic > Ia (2)Ic > Ia (2)
Толщина и состав изоляционного покрытияThickness and composition of the insulating coating
Толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 2,0 мкм или меньше. Коэффициент заполнения повышается по мере уменьшения толщины покрытия, а, следовательно, более предпочтительно, толщина составляет 1,0 мкм или меньше. Не существует предпочтительного нижнего предела толщины покрытия, и толщина может быть по возможности меньшей, для обеспечения изолирования между слоями, в зависимости от типа образующегося изоляционного покрытия. Изоляционное покрытие можно формировать только из органических компонентов, только из неорганических компонентов или органических/неорганических композитных материалов. Конкретные примеры органического компонента включают в себя акриловые смолы, кремний-акриловые смолы, смолы на основе сложных полиэфиров, эпоксидные смолы и фтористые смолы. Примеры неорганического компонента охватывают компоненты на основе хроматов, бихроматов, боратов и силикатов. Примеры органического/неорганического (полуорганического) композитного материала включают в себя смесь органического и неорганического компонентов, упомянутых выше.The thickness of the insulating coating is preferably 2.0 µm or less. The fill factor increases as the thickness of the coating decreases, and therefore, more preferably, the thickness is 1.0 μm or less. There is no preferred lower limit to the thickness of the coating, and the thickness may be as low as possible to provide insulation between layers, depending on the type of insulation coating formed. The insulating coating can only be formed from organic components, only from inorganic components, or from organic/inorganic composite materials. Specific examples of the organic component include acrylic resins, silicon-acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, and fluorine resins. Examples of the inorganic component include components based on chromates, dichromates, borates and silicates. Examples of the organic/inorganic (semi-organic) composite material include a mixture of the organic and inorganic components mentioned above.
Химический состав листа из нетекстурированной электротехнической стали настоящего раскрытия может соответствовать общей практике применения листа электротехнической стали, а подходящий химический состав описан ниже.The chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet of the present disclosure may be in accordance with general practice for the use of electrical steel sheet, and a suitable chemical composition is described below.
C: меньше 0,010 масс. %C: less than 0.010 wt. %
C вызывает магнитное старение и ухудшает магнитные свойства. Следовательно, содержание C желательно является как можно более низким. Однако излишнее снижение содержания C приводит к повышению производственных затрат. С учётом вышесказанного, содержание C предпочтительно составляет меньше 0,010 масс. %, при котором магнитное старение не порождает никакой проблемы на практике. Более предпочтительно, содержание C составляет меньше 0,0050 масс. %.C causes magnetic aging and degrades the magnetic properties. Therefore, the C content is desirably as low as possible. However, an excessive reduction in the content of C leads to an increase in production costs. In view of the above, the C content is preferably less than 0.010 wt. %, at which magnetic aging does not give rise to any problem in practice. More preferably, the C content is less than 0.0050 wt. %.
Si: 1,5 масс. % или больше и 10,0 масс. % или меньшеSi: 1.5 wt. % or more and 10.0 wt. % or less
Si представляет собой элемент, который повышает удельное сопротивление стали и улучшает характеристики потери в железе. В настоящем раскрытии предпочтительно, чтобы содержалось 1,5 масс. % или больше Si, для достижения эффекта улучшения характеристик потери в железе. Однако, если содержание Si превышает 10,0 масс. %, значительно снижается плотность магнитного потока насыщения, приводя в результате к существенному падению крутящего момента при производстве двигателей. С учётом вышесказанного, в настоящем раскрытии содержание Si предпочтительно составляет 1,5 масс. % или больше, а более предпочтительно 2,0 масс. % или больше, и содержание Si предпочтительно составляет 10,0 масс. % или меньше, а более предпочтительно 7,0 масс. % или меньше. Более предпочтительно, содержание Si находится в диапазоне от 1,5 масс. % до 10,0 масс. %, и даже более предпочтительно, в диапазоне от 2,0 масс. % до 7,0 масс. %. Употребляемый в настоящем документе термин «содержание Si» представляет среднюю величину содержания Si по толщине.Si is an element that improves the resistivity of steel and improves iron loss characteristics. In the present disclosure, it is preferred that 1.5 wt. % or more of Si, to achieve the effect of improving iron loss characteristics. However, if the Si content exceeds 10.0 wt. %, the saturation magnetic flux density is significantly reduced, resulting in a significant drop in torque in the production of motors. In view of the foregoing, in the present disclosure, the Si content is preferably 1.5 wt. % or more, and more preferably 2.0 wt. % or more, and the Si content is preferably 10.0 wt. % or less, and more preferably 7.0 wt. % or less. More preferably, the Si content is in the range of 1.5 wt. % to 10.0 wt. %, and even more preferably in the range of 2.0 wt. % to 7.0 wt. %. As used herein, the term "Si content" represents the average Si content across the thickness.
Al: 0,001 масс. % или больше и 2,0 масс. % или меньшеAl: 0.001 wt. % or more and 2.0 wt. % or less
Al, подобно Si, повышает удельное сопротивление стали и, следовательно, является элементом, эффективным для улучшения характеристик потери в железе. С другой стороны, избыточное добавление Al не только снижает плотность магнитного потока насыщения, но и вызывает осаждение AlN вследствие того, что Al соединяется с N, содержащимся в стали, или N, образующимся за счёт азотирования стального листа в ходе отжига для снятия напряжений. С учётом вышесказанного, содержание Al предпочтительно составляет 2,0 масс. % или меньше, а более предпочтительно, 0,50 масс. % или меньше. Для достижения повышения удельного сопротивления, что является эффективным для улучшения характеристик потери в железе, содержание Al предпочтительно составляет 0,001 масс. % или больше, а более предпочтительно 0,002 масс. % или больше. Ещё более предпочтительно, содержание Al составляет от 0,002 масс. % до 0,50 масс. %.Al, like Si, increases the resistivity of steel and is therefore an element effective for improving iron loss performance. On the other hand, excessive addition of Al not only reduces the saturation magnetic flux density, but also causes AlN to precipitate due to Al combining with N contained in steel or N generated by nitriding the steel sheet during stress relief annealing. In view of the above, the Al content is preferably 2.0 wt. % or less, and more preferably 0.50 wt. % or less. In order to achieve an increase in resistivity that is effective for improving iron loss performance, the Al content is preferably 0.001 mass %. % or more, and more preferably 0.002 wt. % or more. Even more preferably, the Al content is from 0.002 wt. % to 0.50 wt. %.
Mn: 0,005 масс. % или больше и 1,0 масс. % или меньшеMn: 0.005 wt. % or more and 1.0 wt. % or less
Для улучшения обрабатываемости при горячей прокатке содержание Mn предпочтительно составляет 0,005 масс. % или больше, содержание Mn предпочтительно составляет 1,0 масс. % или меньше, а более предпочтительно, содержание Mn находится в диапазоне от 0,005 масс. % до 1,0 масс. %. Причина этого заключается в том, что при содержании Mn меньше 0,005 масс. % вышеупомянутый эффект улучшения обрабатываемости является небольшим; с другой стороны, когда содержание Mn превышает 1,0 масс. %, снижается плотность магнитного потока насыщения. Более предпочтительно, содержание Mn составляет 0,01 масс. % или больше. Более предпочтительно, содержание Mn составляет 0,30 масс. % или меньше. Ещё более предпочтительно, содержание Mn составляет от 0,010 масс. % до 0,30 масс. %.In order to improve workability in hot rolling, the Mn content is preferably 0.005 wt. % or more, the Mn content is preferably 1.0 wt. % or less, and more preferably, the Mn content is in the range of 0.005 wt. % to 1.0 wt. %. The reason for this is that when the content of Mn is less than 0.005 wt. %, the aforementioned workability improvement effect is small; on the other hand, when the Mn content exceeds 1.0 wt. %, the saturation magnetic flux density decreases. More preferably, the Mn content is 0.01 wt. % or more. More preferably, the Mn content is 0.30 wt. % or less. Even more preferably, the Mn content is from 0.010 wt. % to 0.30 wt. %.
P: 0,005 масс. % или больше и 0,20 масс. % или меньшеP: 0.005 wt. % or more and 0.20 wt. % or less
Как будет описано далее, добавление P к слябу и осуществление термообработки является одним из способов формирования P-концентрационного слоя в изоляционном покрытии со стороны границы раздела со стальной подложкой. В дополнение к влиянию на покрытие, P эффективно действует также и в отношении улучшения текстуры и улучшения магнитных характеристик за счёт повышения удельного сопротивления. С учётом вышесказанного, содержание P предпочтительно составляет 0,005 масс. % или больше. Содержание P предпочтительно составляет 0,030 масс. % или больше. С другой стороны, когда содержание P превышает 0,20 масс. %, имеет место быстрое охрупчивание, что ухудшает технологичность и обрабатываемость. С учётом вышесказанного, содержание P предпочтительно составляет 0,20 масс. % или меньше. Содержание P предпочтительно составляет 0,10 масс. % или меньше. Более предпочтительно, содержание P составляет от 0,030 масс. % до 0,10 масс. %.As will be described later, adding P to a slab and performing a heat treatment is one way of forming a P-concentration layer in the insulating coating from the interface side with the steel substrate. In addition to influencing the coating, P is also effective in improving texture and improving magnetic performance by increasing resistivity. In view of the above, the P content is preferably 0.005 wt. % or more. The P content is preferably 0.030 wt. % or more. On the other hand, when the P content exceeds 0.20 wt. %, there is a rapid embrittlement, which impairs manufacturability and machinability. In view of the above, the P content is preferably 0.20 wt. % or less. The P content is preferably 0.10 wt. % or less. More preferably, the P content is from 0.030 wt. % to 0.10 wt. %.
Примеры способов формирования P-концентрационного слоя в изоляционном покрытии со стороны границы раздела со стальной подложкой включают в себя применение масла для прокатки, содержащего эмульгатор типа эфиров фосфорной кислоты, или нанесение водного раствора, содержащего соединение фосфорной кислоты, на поверхность стального листа и высушивание данного раствора. В указанном случае не всегда обязательно, чтобы P содержался в слябе. Однако даже в этом случае предпочтительно добавлять P в количестве 0,001 масс. % или больше, предпочтительно добавлять P в количестве 0,10 масс. % или меньше, а более предпочтительно добавлять P в количестве от 0,001 масс. % до 0,10 масс. % с целью улучшения текстуры.Examples of methods for forming a P-concentration layer in an insulating coating on the interface side with a steel substrate include using a rolling oil containing a phosphoric acid ester-type emulsifier or applying an aqueous solution containing a phosphoric acid compound to the surface of a steel sheet and drying the solution. . In this case, it is not always necessary that P be contained in the slab. However, even in this case, it is preferable to add P in the amount of 0.001 wt. % or more, it is preferable to add P in the amount of 0.10 wt. % or less, and more preferably add P in an amount of 0.001 wt. % to 0.10 wt. % to improve the texture.
В дополнение к соответствующим базовым компонентам, упомянутым выше, в качестве необходимых можно добавлять следующие компоненты:In addition to the respective base components mentioned above, the following components can be added as required:
Sn: 0,002 масс. % или больше и 0,10 масс. % или меньше; Mo: 0,005 масс. % или больше и 0,10 масс. % или меньше; Sb: 0,005 масс. % или больше и 0,30 масс. % или меньше; Cu: 0,01 масс. % или больше и 0,50 масс. % или меньше; Cr: 0,01 масс. % или больше и 0,50 масс. % или меньше; и Ni: 0,010 масс. % или больше и 1,0 масс. % или меньше.Sn: 0.002 wt. % or more and 0.10 wt. % or less; Mo: 0.005 wt. % or more and 0.10 wt. % or less; Sb: 0.005 wt. % or more and 0.30 wt. % or less; Cu: 0.01 wt. % or more and 0.50 wt. % or less; Cr: 0.01 wt. % or more and 0.50 wt. % or less; and Ni: 0.010 wt. % or more and 1.0 wt. % or less.
Все вышеупомянутые компоненты являются эффективными элементами, которые добавляют для улучшения магнитных свойств, так что желательнее добавлять, по меньшей мере, один из вышеуказанных элементов в количестве, равном нижнему пределу каждого элемента или выше. Однако избыточное добавление приводит к ухудшению магнитных свойств и технологичности, так что желательно добавлять данный элемент в пределах диапазона вплоть до верхнего предела каждого элемента.All of the above components are effective elements that are added to improve the magnetic properties, so it is preferable to add at least one of the above elements in an amount equal to or higher than the lower limit of each element. However, excessive addition leads to deterioration in magnetic properties and workability, so it is desirable to add a given element within a range up to the upper limit of each element.
Наличие Fe-концентрационного слоя со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой.The presence of a Fe-concentration layer on the side of the interface between the insulating coating and the steel substrate.
Как проиллюстрировано в примере на фиг. 1, за счёт концентрирования Fe, а также P со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой, соединение Fe и P выполняет функцию связующего между стальной подложкой и изоляционным покрытием, что в результате приводит к образованию более прочного изоляционного покрытия на листе электротехнической стали. Наличие или отсутствие концентрирования Fe можно оценивать методом GDS. В случае, когда разность между глубиной анализа, при которой получен максимум интенсивности Fe, и глубиной анализа, при которой получен максимум интенсивности P, то есть, Ib, составляет 0,5 мкм или меньше, полагают, что со стороны границы раздела изоляционного покрытия со стальной подложкой существует Fe-концентрационный слой.As illustrated in the example in FIG. 1, by concentrating Fe as well as P at the interface of the insulating coating with the steel substrate, the Fe and P bond acts as a bond between the steel substrate and the insulating coating, resulting in a stronger insulating coating on the electrical steel sheet. The presence or absence of Fe concentration can be assessed by the GDS method. In the case where the difference between the depth of analysis at which the maximum intensity of Fe is obtained and the depth of analysis at which the maximum of the intensity P, that is, Ib is obtained is 0.5 μm or less, it is believed that from the side of the interface of the insulating coating with steel substrate there is an Fe-concentration layer.
Толщина листа электротехнической стали.The thickness of a sheet of electrical steel.
Коэффициент заполнения снижается по мере уменьшения толщины листа, что вызывает проблемы. С учётом вышесказанного, эффект настоящего раскрытия легко достигается, когда толщина листа составляет 0,25 мм или меньше. Настоящее раскрытие является более эффективным, когда толщина листа составляет 0,20 мм или меньше. С точки зрения данного эффекта, не имеется необходимости устанавливать нижний предел на толщину листа. Однако, когда толщина листа составляет 0,05 мм или меньше, значительно возрастают затраты на вырубку заготовки и тому подобные, включаемые в изготовление сердечников. С учётом вышесказанного, желательно иметь толщину больше 0,05 мм.The fill factor decreases as the thickness of the sheet decreases, which causes problems. In view of the above, the effect of the present disclosure is easily achieved when the thickness of the sheet is 0.25 mm or less. The present disclosure is more effective when the sheet thickness is 0.20 mm or less. In terms of this effect, there is no need to set a lower limit on the sheet thickness. However, when the thickness of the sheet is 0.05 mm or less, the cost of blank punching and the like included in the production of cores increases significantly. In view of the above, it is desirable to have a thickness greater than 0.05 mm.
Употребляемый в настоящем документе термин «толщина листа электротехнической стали» или просто «толщина листа» включает в себя толщину изоляционного покрытия.As used herein, the term "electrical steel sheet thickness" or simply "sheet thickness" includes the thickness of the insulating coating.
Наличие градиента концентрации, в котором концентрация Si уменьшается со стороны поверхности стального листа в сторону центра стального листа, при этом разность между концентрациями Si поверхностного слоя стального листа и центрального слоя стального листа в градиенте концентрации составляет от 1,0 масс. % до 5,0 масс. %.The presence of a concentration gradient in which the concentration of Si decreases from the side of the surface of the steel sheet towards the center of the steel sheet, while the difference between the Si concentrations of the surface layer of the steel sheet and the central layer of the steel sheet in the concentration gradient is from 1.0 wt. % to 5.0 wt. %.
Наличие градиента концентрации Si по толщине стального листа может улучшать характеристики потери в железе при высоких частотах. Градиент концентрации может достигаться, например, при осуществлении силицирующей обработки в атмосфере, содержащей SiCl4, или при помощи способа изготовления с использованием плакирования, в котором пакетируются и применяются материалы с различными концентрациями Si. Нижний предел разности концентраций Si предпочтительно составляет 1,0 масс. %, а более предпочтительно 1,5 масс. % для достижения в достаточной степени эффекта улучшения характеристик потери на вихревые токи. Верхний предел разности концентраций Si предпочтительно составляет 5,0 масс. %, а более предпочтительно 3,5 масс. % для подавления ухудшения характеристик потери на гистерезис. Ещё более предпочтительно, разность концентраций Si составляет от 1,5 % до 3,5 %.Having a concentration gradient of Si across the thickness of the steel sheet can improve the iron loss performance at high frequencies. The concentration gradient can be achieved, for example, by performing a silicifying treatment in an atmosphere containing SiCl 4 or by using a cladding manufacturing method in which materials with different concentrations of Si are stacked and applied. The lower limit of the Si concentration difference is preferably 1.0 wt. %, and more preferably 1.5 wt. % to achieve sufficiently the effect of improving the characteristics of eddy current loss. The upper limit of the Si concentration difference is preferably 5.0 wt. %, and more preferably 3.5 wt. % to suppress hysteresis loss performance degradation. Even more preferably, the Si concentration difference is between 1.5% and 3.5%.
«Поверхностный слой стального листа» и «центральный слой стального листа» конкретно описываются следующим образом. «Поверхностный слой стального листа» представляет собой область 1/3 толщины листа от каждой из двух поверхностей стального листа (исключая изоляционное покрытие), а «центральный слой стального листа» представляет собой область остальной 1/3 толщины листа. Концентрация Si в центральном слое стального листа представляет собой среднюю концентрацию в соответствующей области, а концентрация Si в поверхностном слое стального листа является средней величиной средних концентраций в соответствующих областях двух поверхностей (иными словами, средней концентрацией двух поверхностных слоёв). Указанную выше среднюю концентрацию можно оценивать исходя из профиля концентраций путём измерения концентрации Si в направлении толщины с использованием метода ЭЗМА."Steel sheet surface layer" and "steel sheet center layer" are specifically described as follows. The "surface layer of the steel sheet" is the region of 1/3 of the thickness of the sheet from each of the two surfaces of the steel sheet (excluding the insulation coating), and the "center layer of the steel sheet" is the region of the remaining 1/3 of the thickness of the sheet. The Si concentration in the center layer of the steel sheet is the average concentration in the corresponding region, and the Si concentration in the surface layer of the steel sheet is the average of the average concentrations in the respective regions of the two surfaces (in other words, the average concentration of the two surface layers). The above average concentration can be estimated from the concentration profile by measuring the Si concentration in the thickness direction using the EPMA method.
Способ изготовленияPreparation method
Лист из электротехнической стали настоящего раскрытия можно изготавливать путём осуществления горячей прокатки, холодной прокатки, а затем конечного отжига сляба, предназначенного для производства листа электротехнической стали, с целью получения конечного отожжённого листа и формирования изоляционного покрытия на поверхности конечного отожжённого листа в соответствии с традиционным способом.The electrical steel sheet of the present disclosure can be produced by performing hot rolling, cold rolling, and then final annealing of a slab intended for the production of electrical steel sheet to obtain a final annealed sheet and form an insulating coating on the surface of the final annealed sheet according to a conventional method.
Способ формирования P-концентрационного слоя в изоляционном покрытии со стороны границы раздела со стальной подложкой.Method for forming a P-concentration layer in an insulating coating from the side of the interface with a steel substrate.
Для образования концентрационного слоя P в изоляционном покрытии со стороны границы раздела со стальной подложкой в указанном выше процессе изготовления требуется любая из следующих обработок:To form a concentration layer P in the insulating coating on the side of the interface with the steel substrate in the above manufacturing process, any of the following treatments is required:
- применение масла для прокатки, содержащего 1 % или больше эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты, в ходе холодной прокатки;- the use of rolling oil containing 1% or more of a phosphoric acid ester type emulsifier during cold rolling;
- после холодной прокатки и перед конечным отжигом (или силицирующей обработкой), нанесение водного раствора, содержащего 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, на поверхность стального листа, подвергнутого холодной прокатке, и высушивание указанного водного раствора;- after cold rolling and before the final annealing (or silicifying treatment), the application of an aqueous solution containing 5 parts of the mass. or more phosphoric acid compound, onto the surface of the cold rolled steel sheet, and drying said aqueous solution;
- наличие содержания 0,005 масс. % или больше и 0,20 масс. % или меньше P в слябе и установка температуры отжига в конечном отжиге на 1100°C или выше.- the presence of a content of 0.005 wt. % or more and 0.20 wt. % or less of P in the slab, and setting the annealing temperature in the final annealing to 1100° C. or higher.
Способ формирования P-концентрационного слоя со стороны поверхности изоляционного покрытия.The method of forming a P-concentration layer from the side of the surface of the insulating coating.
Кроме того, для образования P-концентрационного слоя со стороны поверхности изоляционного покрытия необходима следующая обработка:In addition, for the formation of a P-concentration layer on the side of the surface of the insulating coating, the following processing is necessary:
- нанесение раствора, содержащего одну часть масс. или больше соединения фосфорной кислоты, в ходе формирования изоляционного покрытия.- application of a solution containing one part of the mass. or more phosphoric acid compound, during the formation of the insulating coating.
Силицирующая обработкаsiliconizing treatment
Для достижения разности концентраций Si стальной лист можно дополнительно подвергать силицирующей обработке после конечного отжига, или на основе соображений уменьшения затрат, конечный отжиг может быть конечным отжигом, который также выполняет функцию силицирующей обработки. В случае выполнения силицирующей обработки в качестве газа соответствующей атмосферы можно использовать смешанный газ из тетрахлорида кремния и азота. При выполнении силицирующей обработки температура термообработки желательно составляет от 1100°C до 1300°C, а время отжига желательно составляет от 30 секунд до 120 секунд, в зависимости от требуемой степени насыщения диоксидом кремния.In order to achieve the Si concentration difference, the steel sheet may be further subjected to a siliconizing treatment after the final annealing, or on the basis of cost reduction considerations, the final annealing may be a final annealing which also functions as a siliconizing treatment. In the case of siliconizing treatment, a mixed gas of silicon tetrachloride and nitrogen can be used as the appropriate atmosphere gas. When performing the siliconization treatment, the heat treatment temperature is desirably 1100°C to 1300°C, and the annealing time is desirably 30 seconds to 120 seconds, depending on the desired silica saturation degree.
Способ формирования Fe-концентрационного слоя.The method of forming the Fe-concentration layer.
Для образования Fe-концентрационного слоя в изоляционном покрытии температура силицирующей обработки или температура конечного отжига предпочтительно составляет 1000°C или выше. Предпочтительно она составляет 1300°C или ниже, поскольку необходимо избегать увеличения размера частиц вследствие снижения потери на вихревые токи при высоких частотах.In order to form the Fe concentration layer in the insulation coating, the siliconizing treatment temperature or the final annealing temperature is preferably 1000° C. or higher. Preferably, it is 1300° C. or lower, since an increase in particle size due to a reduction in eddy current loss at high frequencies must be avoided.
ПримерыExamples
Пример 1Example 1
Слябы, имеющие в своём составе компоненты, перечисленные в таблице 1, нагревали до 1200°C и подвергали горячей прокатке для получения горячекатаных листов толщиной 1,8 мм. Далее горячекатаные листы подвергали отжигу при 1050°C, а затем холодной прокатке, так что каждый лист прокатывали до значений толщины листа (толщина готового листа), перечисленных в таблице 1. В некоторых случаях при холодной прокатке использовали масло для прокатки, содержащее 1 % продукта ADEKA COL PS807 в качестве эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты (описываемое как «масло A для прокатки»), а в других случаях использовали масло общего назначения для холодной прокатки стали (описываемое как «масло B для прокатки»), которое не содержало эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты. В некоторых случаях после холодной прокатки и перед конечным отжигом дополнительно осуществляли предварительную обработку, в условиях которой наносили и высушивали фосфат Al, который использовали в форме водного раствора, содержащего 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, и тот факт, выполнялась ли предварительная обработка или нет, указан как «Да» или «Нет» в колонке «Обработка перед отжигом» таблицы 1.Slabs containing the components listed in Table 1 were heated to 1200° C. and hot rolled to obtain hot rolled sheets with a thickness of 1.8 mm. Next, the hot-rolled sheets were annealed at 1050°C and then cold rolled, so that each sheet was rolled to the sheet thickness values (finished sheet thickness) listed in Table 1. In some cases, a rolling oil containing 1% product was used in cold rolling. ADEKA COL PS807 as a phosphoric acid ester type emulsifier (described as "rolling oil A"), and in other cases used a general purpose steel cold rolling oil (described as "rolling oil B") which did not contain an ester type emulsifier phosphoric acid. In some cases, after cold rolling and before final annealing, a preliminary treatment was additionally carried out under which Al phosphate was applied and dried, which was used in the form of an aqueous solution containing 5 parts of the mass. or more of the phosphoric acid compound, and the fact whether pre-treatment was performed or not is indicated as "Yes" or "No" in the "Treatment before annealing" column of Table 1.
Далее выполняли конечный отжиг при 1000°C в течение 10 секунд в сухой атмосфере, содержащей 20% H2 - 80% N2. Образцы №№ 21, 23 и 24 таблицы 1 подвергали конечному отжигу в условиях 1100°C × 10 секунд, а № 25 подвергали конечному отжигу в условиях 950°C × 10 секунд.Next, a final annealing was performed at 1000° C. for 10 seconds in a dry atmosphere containing 20% H 2 - 80% N 2 . Samples Nos. 21, 23, and 24 of Table 1 were final annealed at 1100°C×10 seconds, and No. 25 were final annealed at 950°C×10 seconds.
С целью формирования изоляционного покрытия добавляли раствор для нанесения органического/неорганического композитного покрытия, содержащий хромовую кислоту и акриловую смолу с одной частью масс. фосфата Mg, наносили указанный раствор на каждый лист. Далее листы спекали при 300°C для получения листовых продуктов из электротехнической стали. Отметим, что для сравнения только в случае № 22 таблицы 1 не добавляли фосфат Mg к раствору покрытия. Оценивали коэффициент заполнения, адгезию изоляционного покрытия (отслаивание покрытия) и потерю в железе W10/1000 листовых продуктов из электротехнической стали, полученных таким образом. Коэффициент заполнения оценивали методом по стандарту JIS C 2550-5, а магнитные свойства оценивали методом по стандарту JIS C 2550-1. Оценку адгезии изоляционного покрытия выполняли по стандарту JIS K 5600-5-6 (метод решётчатых надрезов). На поверхность стального листа резаком наносили шесть надрезов с интервалами 1 мм, закрепляли на ней клейкую целлофановую ленту, а затем оценивали состояние отслаивания покрытия при отрыве ленты. Когда отношение площади отслаивания к площади участка решётчатых надрезов составляло меньше 10 %, адгезию оценивали как хорошую. Если отношение составляло 10 % или больше, адгезию оценивали как неудовлетворительную. Кроме того, оценивали структуру покрытия на поверхности стального листа методом GDS для определения того, удовлетворяются ли оба приведённых выше уравнения 1 и 2 или нет. Те листы, которые удовлетворяли обоим уравнениям, оценивали как «хорошие», а те, которые не удовлетворяли любому из них, оценивали как «неудовлетворительные». Кроме того, считалось, что лист имеет Fe-концентрационный слой (пик Fe: да), если наблюдался максимум интенсивности Fe, и разность глубин, соответствующих максимуму интенсивности Fe и максимуму интенсивности P, то есть, Ib, составляла 0,5 мкм или меньше.In order to form an insulating coating, an organic/inorganic composite coating solution containing chromic acid and acrylic resin was added with one part of the mass. phosphate Mg, put the specified solution on each sheet. Next, the sheets were sintered at 300° C. to obtain electrical steel sheet products. Note that, for comparison, only in the case of No. 22 of Table 1, no Mg phosphate was added to the coating solution. The fill factor, the adhesion of the insulation coating (peeling of the coating) and the iron loss W 10/1000 of the electrical steel sheet products thus obtained were evaluated. The fill factor was evaluated by the JIS C 2550-5 method, and the magnetic properties were evaluated by the JIS C 2550-1 method. The insulation coating adhesion was evaluated according to JIS K 5600-5-6 (grid notch method). On the surface of the steel sheet, six cuts were made at 1 mm intervals with a cutter, an adhesive cellophane tape was fixed thereon, and then the state of peeling of the coating when the tape was torn off was evaluated. When the ratio of the area of peeling to the area of the area of lattice cuts was less than 10%, adhesion was assessed as good. If the ratio was 10% or more, the adhesion was judged to be unsatisfactory. In addition, the structure of the coating on the surface of the steel sheet was evaluated by the GDS method to determine whether both
Результаты приведены в таблице 1. Когда выполняли предварительную обработку, в которой дополнительно к нанесению раствора для формирования органического/неорганического композитного покрытия, содержащего одну часть масс. фосфата Mg, использовали масло для прокатки, содержащее 1 % продукта ADEKA COL PS807 в качестве эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты, а также если после холодной прокатки и перед конечным отжигом наносили фосфат Al в виде водного раствора, содержащего 5 частей масс. или больше соединения фосфорной кислоты, и высушивали, или когда использовали сляб, содержащий 0,005 масс. % или больше и 0,20 масс. % или меньше P, и конечный отжиг выполняли при 1100°C или выше, получали структуру покрытия, удовлетворяющую как уравнению 1, так и 2, что приводило к достижению хороших результатов испытаний по показателю отслаивания покрытия.The results are shown in Table 1. When pre-treatment was performed, in which, in addition to applying a solution to form an organic/inorganic composite coating containing one part of the mass. Mg phosphate, a rolling oil containing 1% of ADEKA COL PS807 as an emulsifier of the phosphate ester type was used, and if Al phosphate was applied after cold rolling and before final annealing in the form of an aqueous solution containing 5 parts by weight. or more compounds of phosphoric acid, and dried, or when using a slab containing 0.005 mass. % or more and 0.20 wt. % or less than P, and the final annealing was performed at 1100° C. or higher, a coating structure satisfying both
Пример 2Example 2
Слябы, содержащие компоненты, перечисленные в таблице 2, нагревали до 1200°C и осуществляли горячую прокатку для получения горячекатаных листов толщиной 1,7 мм. Далее горячекатаные листы подвергали отжигу при 1050°C, а затем холодной прокатке таким образом, что каждый лист прокатывали до достижения значений толщины листа (толщины готового листа), приведённых в таблице 2. При холодной прокатке использовали масло для прокатки, содержащее 1 % продукта ADEKA COL PS807 в качестве эмульгатора типа эфиров фосфорной кислоты (масло A для прокатки). Далее холоднокатаные листы подвергали термообработке при 1200°C в течение 60 секунд в газе, содержащем тетрахлорид кремния + N2, для осуществления конечного отжига, который служил также силицирующей обработкой. В ходе силицирующей обработки концентрацию Si в поверхностном слое стального листа (концентрацию Si поверхностного слоя) регулировали путём контролирования скорости потока газа, содержащего тетрахлорид кремния, в печи. Градиент концентрации Si в направлении толщины подтверждали методом ЭЗМА. Получали стальные листы, характеризующиеся градиентом концентрации Si, в котором концентрация Si была такой же, что и концентрация компонентов базовых материалов в центральном слое стального листа, которая имелась со стороны центра стального листа, и концентрация Si уменьшалась в направлении толщины со стороны поверхности стального листа в сторону центра стального листа.The slabs containing the components listed in Table 2 were heated to 1200° C. and hot rolled to obtain hot rolled sheets with a thickness of 1.7 mm. Next, the hot rolled sheets were annealed at 1050°C and then cold rolled so that each sheet was rolled until the sheet thickness (finished sheet thickness) shown in Table 2 was reached. Rolling oil containing 1% ADEKA was used for cold rolling. COL PS807 as phosphate ester type emulsifier (rolling oil A). Next, the cold-rolled sheets were heat-treated at 1200° C. for 60 seconds in a gas containing silicon tetrachloride + N 2 to carry out a final annealing, which also served as a siliconization treatment. During the siliconizing treatment, the Si concentration in the surface layer of the steel sheet (surface layer Si concentration) was controlled by controlling the flow rate of the gas containing silicon tetrachloride in the furnace. The Si concentration gradient in the thickness direction was confirmed by EPMA. Steel sheets were obtained having a Si concentration gradient in which the Si concentration was the same as the concentration of the base material components in the center layer of the steel sheet, which was present on the center side of the steel sheet, and the Si concentration decreased in the thickness direction from the surface side of the steel sheet in side of the center of the steel sheet.
Кроме того, добавляли раствор неорганического композитного покрытия, состоящего в основном из фосфата Al, с одной частью масс. фосфата Mg и наносили раствор на каждый стальной лист. Далее стальные листы спекали при 320°C для получения листовых продуктов из электротехнической стали. Полученные таким образом листовые продукты из электротехнической стали оценивали тем же способом, что и в примере 1, а результаты оценки обобщены в таблице 2.In addition, a solution of an inorganic composite coating, consisting mainly of Al phosphate, was added with one part of the mass. Mg phosphate and applied the solution to each steel sheet. Next, the steel sheets were sintered at 320° C. to obtain electrical steel sheet products. The electrical steel sheet products thus obtained were evaluated in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are summarized in Table 2.
Результаты приведены в таблице 2. Как и в примере 1, хорошие результаты испытаний по показателям отслаивания покрытия были получены на листах из нетекстурированной электротехнической стали со структурой покрытия, которая удовлетворяла обоим уравнениям 1 и 2. Кроме того, характеристика потери в железе улучшалась за счёт достижения разности концентраций Si от 1,0 масс. % до 5,0 масс. % посредством силицирующей обработки.The results are shown in Table 2. As in Example 1, good test results in coating peel performance were obtained on non-oriented electrical steel sheets with a coating structure that satisfied both
Claims (37)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-141336 | 2019-07-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791753C1 true RU2791753C1 (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2265645C2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-12-10 | Родиа Шими | Method of cold rolling of metals |
| JP2011132427A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kyodo Yushi Co Ltd | Cold rolling oil composition for magnetic steel sheet, and rolling method |
| RU2458183C1 (en) * | 2008-11-27 | 2012-08-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Sheet of electro-technical steel and method for its production |
| RU2536468C2 (en) * | 2009-07-03 | 2014-12-27 | Тоталь Маркетин Сервис | Rolling oils |
| RU2556101C2 (en) * | 2010-09-29 | 2015-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Chrome-free material for insulation coating of non grain-oriented electrical steel |
| JP2017082276A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | 新日鐵住金株式会社 | Nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method therefor |
| WO2018164185A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | 新日鐵住金株式会社 | Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing non-oriented electromagnetic steel sheet |
| RU2689353C1 (en) * | 2015-09-02 | 2019-05-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Treatment solution for producing an insulating coating and a method of producing a metal having an insulating coating |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2265645C2 (en) * | 2001-02-05 | 2005-12-10 | Родиа Шими | Method of cold rolling of metals |
| RU2458183C1 (en) * | 2008-11-27 | 2012-08-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Sheet of electro-technical steel and method for its production |
| RU2536468C2 (en) * | 2009-07-03 | 2014-12-27 | Тоталь Маркетин Сервис | Rolling oils |
| JP2011132427A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Kyodo Yushi Co Ltd | Cold rolling oil composition for magnetic steel sheet, and rolling method |
| RU2556101C2 (en) * | 2010-09-29 | 2015-07-10 | Баошан Айрон Энд Стил Ко., Лтд. | Chrome-free material for insulation coating of non grain-oriented electrical steel |
| RU2689353C1 (en) * | 2015-09-02 | 2019-05-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Treatment solution for producing an insulating coating and a method of producing a metal having an insulating coating |
| JP2017082276A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-18 | 新日鐵住金株式会社 | Nonoriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method therefor |
| WO2018164185A1 (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-13 | 新日鐵住金株式会社 | Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing non-oriented electromagnetic steel sheet |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6478004B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet | |
| KR101693516B1 (en) | Grain-orientied electrical steel sheet and method for manufacturing the smae | |
| JP5754097B2 (en) | Oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| KR101421388B1 (en) | Grain oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same | |
| JP5716315B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| WO2013058239A1 (en) | Oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing same | |
| EP4036257A1 (en) | Non-oriented electromagnetic steel sheet, motor core, and methods respectively for manufacturing same | |
| WO2016129291A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same | |
| WO2012001952A1 (en) | Oriented electromagnetic steel plate and production method for same | |
| TW201928087A (en) | Multilayer electromagnetic steel sheet | |
| JP7044165B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method | |
| JP6724712B2 (en) | Non-oriented electrical steel sheet | |
| JP2012092409A (en) | Grain-oriented silicon steel sheet and method of manufacturing the same | |
| JPH07268474A (en) | Grain oriented silicon steel sheet with low iron loss | |
| RU2791753C1 (en) | Sheet from non-oriented electrical steel and method for its manufacture | |
| RU2742292C1 (en) | Multilayered sheet of electrical steel | |
| JP4613414B2 (en) | Electrical steel sheet for motor core and method for manufacturing the same | |
| RU2454487C2 (en) | Textured sheet from electrotechnical steel with high magnetic properties | |
| JP2007056303A (en) | Method for producing non-oriented silicon steel sheet excellent in magnetic characteristic | |
| JP5862582B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet, grain-oriented electrical steel sheet and surface glass coating for grain-oriented electrical steel sheet | |
| JP2000045053A (en) | Grain-oriented silicon steel sheet low in core loss | |
| JP3782273B2 (en) | Electrical steel sheet | |
| JP4500005B2 (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet having insulating coating with excellent tension imparting characteristics and grain-oriented electrical steel sheet produced by the method | |
| CN111465709B (en) | Multilayer electromagnetic steel sheet | |
| WO2023112420A1 (en) | Method for manufacturing laminated iron core |