RU2823213C2 - Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating - Google Patents
Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823213C2 RU2823213C2 RU2023125494A RU2023125494A RU2823213C2 RU 2823213 C2 RU2823213 C2 RU 2823213C2 RU 2023125494 A RU2023125494 A RU 2023125494A RU 2023125494 A RU2023125494 A RU 2023125494A RU 2823213 C2 RU2823213 C2 RU 2823213C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- coating
- phosphate
- annealing
- tension
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 168
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 168
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 164
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 164
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 72
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 68
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 20
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K calcium;zinc;phosphate Chemical compound [Ca+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 7
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 102
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 40
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 39
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 30
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 28
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 19
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 17
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 abstract description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 18
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 13
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 10
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 10
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 9
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 4
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- HCDMJFOHIXMBOV-UHFFFAOYSA-N 3-(2,6-difluoro-3,5-dimethoxyphenyl)-1-ethyl-8-(morpholin-4-ylmethyl)-4,7-dihydropyrrolo[4,5]pyrido[1,2-d]pyrimidin-2-one Chemical compound C=1C2=C3N(CC)C(=O)N(C=4C(=C(OC)C=C(OC)C=4F)F)CC3=CN=C2NC=1CN1CCOCC1 HCDMJFOHIXMBOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000152 cobalt phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H cobalt(2+);diphosphate Chemical compound [Co+2].[Co+2].[Co+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O ZBDSFTZNNQNSQM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 2
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H barium(2+);diphosphate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[Ba+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O WAKZZMMCDILMEF-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000159 nickel phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- JOCJYBPHESYFOK-UHFFFAOYSA-K nickel(3+);phosphate Chemical compound [Ni+3].[O-]P([O-])([O-])=O JOCJYBPHESYFOK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012002 vanadium phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
[0001][0001]
Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали и к способу формирования изоляционного покрытия.The present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet and a method for forming an insulating coating.
Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2021-064964, поданной 6 апреля 2021 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.Priority is claimed to Japanese Patent Application No. 2021-064964, filed April 6, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND ART
[0002][0002]
Листы анизотропной электротехнической стали используются главным образом в трансформаторах. Трансформатор непрерывно возбуждается в течение длительного периода времени от его установки до вывода из эксплуатации, и таким образом непрерывно возникают потери энергии. Следовательно, потеря энергии, возникающая, когда трансформатор намагничивается переменным током, то есть магнитные потери, является основным параметром, который определяет рабочие характеристики трансформатора.Anisotropic electrical steel sheets are mainly used in transformers. The transformer is continuously excited over a long period of time from its installation to its decommissioning, and thus energy losses continuously occur. Therefore, the energy loss that occurs when a transformer is magnetized by alternating current, i.e. magnetic loss, is the main parameter that determines the performance of a transformer.
[0003][0003]
Для того, чтобы уменьшить магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали, было разработано множество методик с точек зрения (a) увеличения развития зерен в ориентации {110}<001> (ориентации Госса), (b) увеличения электрического сопротивления стального листа за счет увеличения количества растворенных элементов, таких как Si, или (c) уменьшения толщины электротехнического стального листа.In order to reduce the magnetic loss of anisotropic electrical steel sheet, many techniques have been developed in terms of (a) increasing the development of grains in the {110}<001> orientation (Goss orientation), (b) increasing the electrical resistance of the steel sheet by increasing the amount dissolved elements such as Si, or (c) reducing the thickness of the electrical steel sheet.
[0004][0004]
В дополнение к этому, приложение натяжения к стальному листу эффективно снижает магнитные потери. Формирование покрытия из материала, имеющего коэффициент теплового расширения меньший, чем у стального листа, на поверхности стального листа при высокой температуре является эффективной мерой снижения магнитных потерь. Покрытие на основе форстерита (неорганическое покрытие), которое образуется в результате реакции между оксидом на поверхности стального листа и разделительным средством отжига на стадии вторичного рекристаллизационного отжига листа электротехнической стали и имеет превосходную адгезию покрытия, представляет собой покрытие, которое может прикладывать натяжение к стальному листу.In addition to this, applying tension to the steel sheet effectively reduces magnetic loss. Forming a coating of a material having a thermal expansion coefficient lower than that of the steel sheet on the surface of the steel sheet at high temperature is an effective measure to reduce magnetic loss. A forsterite-based coating (inorganic coating), which is formed by the reaction between the oxide on the surface of the steel sheet and the release annealing agent in the secondary recrystallization annealing step of the electrical steel sheet and has excellent coating adhesion, is a coating that can apply tension to the steel sheet.
[0005][0005]
В дополнение к этому, например, способ, раскрытый в Патентном документе 1, в котором жидкость для покрытия, содержащая в основном коллоидный диоксид кремния и фосфат, запекается на поверхности стального листа для формирования изоляционного покрытия, является высокоэффективным для приложения натяжения к стальному листу, и таким образом является эффективным способом для уменьшения магнитных потерь. Поэтому в общем способе производства листа анизотропной электротехнической стали оставляют покрытие на основе форстерита, полученное на стадии вторичного рекристаллизационного отжига, и на покрытие на основе форстерита наносят изоляционное покрытие, содержащее главным образом фосфат.In addition to this, for example, the method disclosed in Patent Document 1 in which a coating liquid containing mainly colloidal silica and phosphate is baked on the surface of a steel sheet to form an insulating coating is highly effective for applying tension to the steel sheet, and thus it is an effective way to reduce magnetic losses. Therefore, in the general method for producing an anisotropic electrical steel sheet, the forsterite-based coating obtained in the secondary recrystallization annealing step is retained, and an insulating coating containing mainly phosphate is applied to the forsterite-based coating.
[0006][0006]
Однако в последние годы растет спрос на миниатюризацию и высокие характеристики трансформаторов, а для миниатюризации трансформаторов требуется лист анизотропной электротехнической стали, имеющий хорошие магнитные потери даже при высокой плотности магнитного потока, то есть обладающий превосходными магнитными потерями в сильном магнитном поле. В то же время в последние годы стало ясно, что покрытие на основе форстерита препятствует движению стенки магнитного домена и оказывает негативное влияние на магнитные потери. В листе анизотропной электротехнической стали магнитный домен изменяется из-за движения стенки магнитного домена под действием переменного магнитного поля. Плавное и быстрое движение магнитной доменной стенки эффективно снижает магнитные потери. Однако, само покрытие на основе форстерита является немагнитным материалом и имеет неравномерную структуру на границе раздела стального листа и покрытия, и эта неравномерная структура препятствует движению стенки магнитного домена. Поэтому считается, что покрытие на основе форстерита отрицательно влияет на магнитные потери.However, in recent years, the demand for miniaturization and high performance of transformers has been increasing, and the miniaturization of transformers requires anisotropic electrical steel sheet having good magnetic loss even at high magnetic flux density, that is, having excellent magnetic loss in a strong magnetic field. At the same time, in recent years it has become clear that a forsterite-based coating interferes with the movement of the magnetic domain wall and has a negative effect on magnetic losses. In an anisotropic electrical steel sheet, the magnetic domain changes due to the movement of the magnetic domain wall under the influence of an alternating magnetic field. The smooth and fast movement of the magnetic domain wall effectively reduces magnetic losses. However, the forsterite-based coating itself is a non-magnetic material and has an uneven structure at the interface between the steel sheet and the coating, and this uneven structure prevents the movement of the magnetic domain wall. Therefore, it is believed that forsterite-based coating has a negative effect on magnetic losses.
Поэтому в качестве меры по уменьшению магнитных потерь в сильном магнитном поле были изучены способ удаления неорганического покрытия механическим образом, например полировкой, или химическим образом, например травлением, методика производства листа анизотропной электротехнической стали без неорганического покрытия путем предотвращения образования неорганического покрытия при высокотемпературном отжиге для вторичной рекристаллизации, а также методика приведения поверхности стального листа в зеркальное состояние (другими словами, методика магнитного сглаживания поверхности стального листа).Therefore, as a measure to reduce magnetic loss in a strong magnetic field, a method for removing inorganic coating by mechanical means such as polishing or chemical means such as etching, a technique for producing anisotropic electrical steel sheet without inorganic coating by preventing the formation of inorganic coating during high temperature annealing for secondary recrystallization, as well as a technique for bringing the surface of a steel sheet into a mirror state (in other words, a technique for magnetic smoothing the surface of a steel sheet).
[0007][0007]
Например, в качестве методики предотвращения образования неорганического покрытия Патентный документ 2 раскрывает методику, в которой травление выполняется после обычного вторичного рекристаллизационного отжига для удаления поверхностных образований, а затем поверхность стального листа доводится до зеркального состояния путем химической полировки или электролитической полировки. Было обнаружено, что путем формирования изоляционного покрытия с натяжением на поверхности листа анизотропной электротехнической стали, не имеющего неорганического покрытия, который получается таким известным способом, можно получить лучший эффект снижения магнитных потерь. В дополнение к этому, в соответствии с изоляционным покрытием с натяжением в дополнение к улучшению магнитных потерь могут быть получены различные свойства, такие как коррозионная стойкость, термостойкость и свойство скольжения.For example, as a technique for preventing the formation of an inorganic coating, Patent Document 2 discloses a technique in which etching is performed after conventional secondary recrystallization annealing to remove surface deposits, and then the surface of the steel sheet is made to a mirror state by chemical polishing or electrolytic polishing. It has been found that by forming a tension insulating coating on the surface of an anisotropic electrical steel sheet not having an inorganic coating, which is obtained by such a known method, a better magnetic loss reducing effect can be obtained. In addition to this, according to the tension insulation coating, in addition to improving magnetic loss, various properties such as corrosion resistance, heat resistance and sliding property can be obtained.
[0008][0008]
Однако, неорганическое покрытие обладает эффектом проявления изоляционных свойств и действует в качестве промежуточного слоя для обеспечения адгезии при формировании покрытия с натяжением (изоляционного покрытия с натяжением). Таким образом, поскольку неорганическое покрытие формируется в состоянии глубокого проникновения в стальной лист, адгезия к стальному листу, который представляет собой металл, является превосходной. Следовательно, в том случае, когда на поверхности неорганического покрытия формируется покрытие с натяжением, содержащее в основном коллоидный диоксид кремния, фосфат и т.п., адгезия покрытия является превосходной. С другой стороны, в большинстве случаев связывание между металлом и оксидом является затруднительным. Поэтому было трудно обеспечить достаточную адгезию между покрытием с натяжением и поверхностью стального листа при отсутствии неорганического покрытия.However, the inorganic coating has the effect of exhibiting insulating properties and acts as an intermediate layer to ensure adhesion when forming a tension coating (tension insulating coating). Thus, since the inorganic coating is formed in a state of deep penetration into the steel sheet, adhesion to the steel sheet, which is metal, is excellent. Therefore, in the case where a tensile coating containing mainly colloidal silica, phosphate and the like is formed on the surface of the inorganic coating, the adhesion of the coating is excellent. On the other hand, in most cases the bonding between the metal and the oxide is difficult. Therefore, it was difficult to ensure sufficient adhesion between the tension coating and the surface of the steel sheet in the absence of an inorganic coating.
Поэтому в случае формирования покрытия с натяжением на листе анизотропной электротехнической стали, не имеющем неорганического покрытия, было исследовано создание слоя, который действует как промежуточный слой вместо неорганического покрытия.Therefore, in the case of forming a tension coating on an anisotropic electrical steel sheet not having an inorganic coating, creating a layer that acts as an intermediate layer instead of an inorganic coating has been investigated.
[0009][0009]
Например, Патентный документ 3 раскрывает методику, в которой лист анизотропной электротехнической стали, не имеющий неорганического покрытия, отжигается в слабовосстановительной атмосфере, кремний, который неизбежно содержится в листе кремнистой стали, избирательно термически окисляется с образованием слоя SiO2 на поверхности стального листа, и после этого формируется изоляционное покрытие с натяжением. Патентный документ 4 раскрывает методику, в которой лист анизотропной электротехнической стали, не имеющий неорганического покрытия, подвергается анодной электролитической обработке в водном растворе силиката с образованием слоя SiO2 на поверхности стального листа, и после этого формируется изоляционное покрытие с натяжением.For example, Patent Document 3 discloses a technique in which an anisotropic electrical steel sheet not having an inorganic coating is annealed in a weakly reducing atmosphere, silicon inevitably contained in the silicon steel sheet is selectively thermally oxidized to form a layer of SiO 2 on the surface of the steel sheet, and then This creates an insulating coating with tension. Patent Document 4 discloses a technique in which an anisotropic electrical steel sheet not having an inorganic coating is subjected to anodic electrolytic treatment in an aqueous silicate solution to form a SiO 2 layer on the surface of the steel sheet, and thereafter an insulating coating is formed under tension.
[0010][0010]
Патентный документ 5 раскрывает методику, в которой покрытие, которое должно стать промежуточным слоем, наносится заранее, когда формируется покрытие с натяжением, обеспечивая тем самым адгезию изоляционного покрытия с натяжением.Patent Document 5 discloses a technique in which a coating to become an intermediate layer is applied in advance when the tension coating is formed, thereby ensuring adhesion of the tension coating insulation.
[0011][0011]
Патентный документ 6 раскрывает лист анизотропной электротехнической стали, включающий в себя основной стальной лист и изоляционное покрытие с натяжением, в котором создающее натяжение изоляционное покрытие с натяжением присутствует на поверхности листа анизотропной электротехнической стали, и оксидный слой на основе железа, имеющий толщину 100-500 нм, присутствует между основным стальным листом и изоляционным покрытием с натяжением.Patent Document 6 discloses an anisotropic electrical steel sheet including a base steel sheet and a tension insulating coating, in which a tension-generating tension insulating coating is present on the surface of the anisotropic electrical steel sheet, and an iron-based oxide layer having a thickness of 100-500 nm. , is present between the main steel sheet and the tensioned insulating covering.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИBACKGROUND DOCUMENTS
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS
[0012][0012]
[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S48-039338[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S48-039338
[Патентный документ 2] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S49-96920[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. S49-96920
[Патентный документ 3] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H6-184762[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H6-184762
[Патентный документ 4] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H11-209891[Patent Document 4] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H11-209891
[Патентный документ 5] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H5-279747[Patent Document 5] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. H5-279747
[Патентный документ 6] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2020-111814[Patent Document 6] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2020-111814
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF INVENTION
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION
[0013][0013]
Однако, в методике, раскрытой в Патентном документе 3, для выполнения отжига в слабовосстановительной атмосфере необходимо подготовить установку для отжига, способную контролировать атмосферу, так что возникает проблема со стоимостью обработки. В методике, раскрытой в Патентном документе 4, для получения слоя SiO2, который имеет достаточную адгезию к изоляционному покрытию с натяжением на поверхности стального листа, путем выполнения анодной электролитической обработки в водном растворе силиката, необходимо подготовить новую установку для электролитической обработки, так что возникает проблема со стоимостью обработки.However, in the technique disclosed in Patent Document 3, in order to perform annealing in a weakly reducing atmosphere, it is necessary to prepare an annealing apparatus capable of controlling the atmosphere, so a processing cost problem arises. In the technique disclosed in Patent Document 4, in order to obtain a SiO 2 layer that has sufficient adhesion to the insulating tension coating on the surface of a steel sheet by performing anodic electrolytic treatment in an aqueous silicate solution, it is necessary to prepare a new electrolytic treatment apparatus, so that processing cost problem.
В методике, раскрытой в Патентном документе 5, существует проблема, заключающаяся в том, что изоляционное покрытие с натяжением, имеющее большое натяжение, не может удерживаться с хорошей адгезией.In the technique disclosed in Patent Document 5, there is a problem that a tension insulation coating having a large tension cannot be held with good adhesion.
В методике, раскрытой в Патентном документе 6, раскрывается, что для формирования слоя оксида на основе железа лист анизотропной электротехнической стали после поверхностной обработки нагревается в атмосфере, имеющей концентрацию кислорода 1-21 об.% и точку росы от -20°C до 30°C при температуре стального листа 700°C - 900°C в течение 5-60 с. Следовательно, в случае производства стального листа с неорганическим покрытием на той же самой линии необходимо менять атмосферу в печи отжига, что приводит к ухудшению обрабатываемости.In the technique disclosed in Patent Document 6, it is disclosed that to form an iron-based oxide layer, an anisotropic electrical steel sheet after surface treatment is heated in an atmosphere having an oxygen concentration of 1-21 vol.% and a dew point of -20°C to 30° C at a steel sheet temperature of 700°C - 900°C for 5-60 s. Therefore, in the case of producing inorganic coated steel sheet on the same line, it is necessary to change the atmosphere in the annealing furnace, which results in deterioration in workability.
[0014][0014]
Как было описано выше, из-за ограничений в оборудовании и способа, который не ухудшает технологичность, было трудно создать лист анизотропной электротехнической стали без неорганического покрытия, который имел бы превосходную адгезию покрытия, высокое натяжение покрытия и превосходные магнитные характеристики.As described above, due to limitations in equipment and a method that does not degrade processability, it has been difficult to produce an anisotropic electrical steel sheet without inorganic coating that has excellent coating adhesion, high coating tension, and excellent magnetic characteristics.
Следовательно, задачей настоящего изобретения является предложить лист анизотропной электротехнической стали без неорганического покрытия, который имеет превосходную адгезию покрытия, отличное натяжение покрытия и превосходные магнитные характеристики. Другой задачей настоящего изобретения является предложить способ формирования изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали.Therefore, it is an object of the present invention to provide an anisotropic electrical steel sheet without inorganic coating, which has excellent coating adhesion, excellent coating tension and excellent magnetic characteristics. Another object of the present invention is to provide a method for forming an insulating coating on an anisotropic electrical steel sheet.
СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫSOLVING THE PROBLEM
[0015][0015]
Авторы настоящего изобретения изучили вышеупомянутые проблемы. В результате было обнаружено, что в листе анизотропной электротехнической стали, не имеющем покрытия на основе форстерита, за счет обеспечения промежуточного слоя, сформированного из кристаллического фосфата металла между основным стальным листом и покрытием с натяжением, можно улучшить адгезию покрытия, натяжение покрытия и магнитные характеристики.The inventors of the present invention have studied the above-mentioned problems. As a result, it has been found that in an anisotropic electrical steel sheet not having a forsterite-based coating, by providing an intermediate layer formed of crystalline metal phosphate between the base steel sheet and the tension coating, the coating adhesion, coating tension and magnetic performance can be improved.
[0016][0016]
Настоящее изобретение было создано на основе вышеописанных результатов. Суть настоящего изобретения заключается в следующем.The present invention has been made based on the above-described results. The essence of the present invention is as follows.
[1] Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает в себя: основной стальной лист; и изоляционное покрытие, сформированное на поверхности основного стального листа и включающее в себя промежуточный слой, сформированный на стороне основного стального листа и содержащий кристаллический фосфат металла, и слой покрытия с натяжением, сформированный на поверхностной стороне изоляционного покрытия, причем средняя толщина промежуточного слоя составляет 0,3-10,0 мкм, средняя толщина изоляционного покрытия составляет 2,0-10,0 мкм, кристаллический фосфат металла промежуточного слоя представляет собой одно, два или более из фосфата цинка, фосфата марганца, фосфата железа и фосфата цинка-кальция, слой покрытия с натяжением содержит фосфат металла и диоксид кремния, и количество диоксида кремния в слое покрытия с натяжением составляет 20-60 мас.%.[1] The anisotropic electrical steel sheet according to one aspect of the present invention includes: a base steel sheet; and an insulation coating formed on the surface of the base steel sheet and including an intermediate layer formed on the side of the base steel sheet and containing crystalline metal phosphate, and a tension coating layer formed on the surface side of the insulation coating, the average thickness of the intermediate layer being 0. 3-10.0 microns, the average thickness of the insulating coating is 2.0-10.0 microns, the crystalline metal phosphate of the intermediate layer is one, two or more of zinc phosphate, manganese phosphate, iron phosphate and zinc calcium phosphate coating layer The tension coating layer contains metal phosphate and silica, and the amount of silica in the tension coating layer is 20-60 mass%.
[2] Способ формирования изоляционного покрытия согласно другому аспекту настоящего изобретения является способом формирования изоляционного покрытия в листе анизотропной электротехнической стали по п. [1], включающим в себя: процесс вторичного рекристаллизационного отжига, содержащий нанесение на стальной лист разделительного средства отжига, содержащего 10-100 мас.% Al2O3, сушку стального листа и выполнение вторичного рекристаллизационного отжига стального листа; процесс удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после процесса вторичного рекристаллизационного отжига; процесс погружения стального листа после процесса удаления разделительного средства отжига в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% фосфата металла, при температуре жидкости 40°C - 85°C на 5-150 с; процесс сушки, содержащий извлечение стального листа из обрабатывающей жидкости после процесса погружения, удаление избыточного количества обрабатывающей жидкости и сушку стального листа; и процесс формирования слоя покрытия с натяжением, содержащий нанесение на стальной лист после процесса сушки жидкости для покрытия, содержащей фосфат металла и коллоидный диоксид кремния, так, чтобы количество коллоидного диоксида кремния составляло 30-150 м.ч. на 100 м.ч. фосфата металла, сушку стального листа и его выдержку при 700°C - 950°C в течение 10-120 с.[2] A method for forming an insulating coating according to another aspect of the present invention is a method for forming an insulating coating in an anisotropic electrical steel sheet according to claim [1], including: a secondary recrystallization annealing process comprising applying an annealing release agent containing 10- 100 wt.% Al 2 O 3 , drying the steel sheet and performing secondary recrystallization annealing of the steel sheet; a process for removing excess annealing release agent from a steel sheet after a secondary recrystallization annealing process; the process of immersing the steel sheet after the process of removing the annealing release agent into a treatment liquid containing 5-50 wt.% metal phosphate, at a liquid temperature of 40°C - 85°C for 5-150 s; a drying process comprising removing the steel sheet from the treatment liquid after the dipping process, removing excess amount of the treatment liquid and drying the steel sheet; and a tension coating layer forming process comprising applying a coating liquid containing a metal phosphate and colloidal silica to the steel sheet after a drying process, so that the amount of colloidal silica is 30-150 ppm. at 100 m.h. metal phosphate, drying the steel sheet and keeping it at 700°C - 950°C for 10-120 s.
[3] Способ формирования изоляционного покрытия по п. [2], в котором разделительное средство отжига может дополнительно содержать одно или два из MgO: 5-90 мас.% и хлорида: 0,5-10,0 мас.%.[3] The method for forming an insulating coating according to claim [2], wherein the annealing release agent may further comprise one or two of MgO: 5-90 mass% and chloride: 0.5-10.0 mass%.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯUSEFUL EFFECTS OF THE INVENTION
[0017][0017]
В соответствии с вышеописанным аспектом настоящего изобретения можно обеспечить лист анизотропной электротехнической стали без покрытия на основе форстерита, который имеет превосходную адгезию покрытия, отличное натяжение покрытия и превосходные магнитные характеристики. В дополнение к этому, в соответствии с вышеописанным аспектом настоящего изобретения можно обеспечить способ формирования изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали, имеющего превосходную адгезию покрытия и превосходные магнитные характеристики.According to the above-described aspect of the present invention, it is possible to provide an uncoated forsterite-based anisotropic electrical steel sheet that has excellent coating adhesion, excellent coating tension, and excellent magnetic characteristics. In addition, according to the above-described aspect of the present invention, it is possible to provide a method for forming an insulating coating on an anisotropic electrical steel sheet having excellent coating adhesion and excellent magnetic characteristics.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0018][0018]
Фиг. 1 представляет собой пример сечения листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.Fig. 1 is a cross-sectional example of an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯOPTIONS FOR IMPLEMENTING THE PRESENT INVENTION
[0019][0019]
Далее будет описан лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения (лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления) и способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, включая способ формирования изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали.Next, an anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention (anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment) and a method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, including a method for forming an insulating coating of an anisotropic electrical steel sheet will be described. .
Сначала будет описан лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.First, the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment will be described.
[0020][0020]
Как показано на Фиг. 1, лист 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления включает в себя основной стальной лист 1 и изоляционное покрытие 2, сформированное на поверхности основного стального листа 1, и не включает в себя покрытие на основе форстерита на поверхности основного стального листа 1.As shown in FIG. 1, the anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment includes a base steel sheet 1 and an insulating coating 2 formed on the surface of the base steel sheet 1, and does not include a forsterite-based coating on the surface of the base steel sheet 1.
В дополнение к этому, изоляционное покрытие 2 включает в себя слой 22 покрытия с натяжением, сформированный на поверхностной стороне изоляционного покрытия 2 (то есть на поверхностной стороне листа 100 анизотропной электротехнической стали), и промежуточный слой 21, сформированный на стороне основного стального листа 1 и содержащий кристаллический фосфат металла.In addition, the insulating coating 2 includes a tension coating layer 22 formed on the surface side of the insulating coating 2 (that is, on the surface side of the anisotropic electrical steel sheet 100), and an intermediate layer 21 formed on the side of the main steel sheet 1 and containing crystalline metal phosphate.
[0021][0021]
<Основной стальной лист><Main steel sheet>
(Химический состав)(Chemical composition)
Лист 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления в значительной степени характеризуется структурой изоляционного покрытия 2, сформированного на поверхности основного стального листа 1. Химический состав основного стального листа 1, включенного в лист 100 анизотропной электротехнической стали, не ограничивается, и может находиться в известном диапазомне. В случае получения характеристик, обычно требуемых для листа анизотропной электротехнической стали, химический состав предпочтительно содержит следующие элементы. В настоящем варианте осуществления «%», относящийся к химическому составу, означает «мас.%», если явно не указано иное.The anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment is largely characterized by the structure of the insulating coating 2 formed on the surface of the main steel sheet 1. The chemical composition of the main steel sheet 1 included in the anisotropic electrical steel sheet 100 is not limited, and may vary known range. In case of obtaining the characteristics generally required for an anisotropic electrical steel sheet, the chemical composition preferably contains the following elements. In the present embodiment, "%" referring to chemical composition means "% by weight" unless otherwise expressly indicated.
[0022][0022]
C: 0,010% или меньшеC: 0.010% or less
C (углерод) является элементом, эффективным для ступенчатого управления микроструктурой стального листа до завершения стадии обезуглероживающего отжига. Однако, когда содержание C составляет более 0,010%, магнитные характеристики листа анизотропной электротехнической стали, который является листом продукта, ухудшаются. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание C предпочтительно устанавливается равным 0,010 мас.% или меньше. Содержание C более предпочтительно составляет 0,005 мас.% или меньше. Содержание C предпочтительно является настолько низким, насколько это возможно. Однако, когда содержание C уменьшается до величины менее 0,0001%, эффект управления микроструктурой насыщается, и производственные затраты увеличиваются. Следовательно, содержание C может быть установлено равным 0,0001% или больше.C (carbon) is an element effective for stepwise control of the microstructure of the steel sheet until the completion of the decarburization annealing stage. However, when the C content is more than 0.010%, the magnetic performance of the anisotropic electrical steel sheet, which is a product sheet, is deteriorated. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the C content is preferably set to 0.010 mass% or less. The C content is more preferably 0.005 mass% or less. The C content is preferably as low as possible. However, when the C content is reduced to less than 0.0001%, the microstructure control effect becomes saturated and production costs increase. Therefore, the C content can be set to 0.0001% or more.
[0023][0023]
Si: 2,50% - 4,00%Si: 2.50% - 4.00%
Si (кремний) является элементом, который увеличивает электрическое сопротивление листа анизотропной электротехнической стали и улучшает характеристики магнитных потерь. Когда содержание Si составляет менее 2,50%, достаточный эффект снижения потерь на токи Фуко не может быть получен. Следовательно, содержание Si предпочтительно устанавливается равным 2,50% или больше. Содержание Si более предпочтительно составляет 2,70% или больше, и еще более предпочтительно 3,00% или больше.Si (silicon) is an element that increases the electrical resistance of anisotropic electrical steel sheet and improves the magnetic loss performance. When the Si content is less than 2.50%, sufficient effect of reducing Foucault current loss cannot be obtained. Therefore, the Si content is preferably set to 2.50% or more. The Si content is more preferably 2.70% or more, and even more preferably 3.00% or more.
С другой стороны, когда содержание Si составляет более 4,00%, лист анизотропной электротехнической стали становится хрупким, и его проходимость значительно ухудшается. В дополнение к этому, обрабатываемость листа анизотропной электротехнической стали ухудшается, и стальной лист может сломаться во время прокатки. Следовательно, содержание Si предпочтительно устанавливается равным 4,00% или меньше. Содержание Si более предпочтительно составляет 3,80% или меньше, и еще более предпочтительно 3,70% или меньше.On the other hand, when the Si content is more than 4.00%, the anisotropic electrical steel sheet becomes brittle and its permeability is greatly deteriorated. In addition to this, the workability of the anisotropic electrical steel sheet is deteriorated, and the steel sheet may break during rolling. Therefore, the Si content is preferably set to 4.00% or less. The Si content is more preferably 3.80% or less, and even more preferably 3.70% or less.
[0024][0024]
Mn: 0,01% - 0,50%Mn: 0.01% - 0.50%
Mn (марганец) является элементом, который связывается с S с образованием MnS. Эти выделения действуют как ингибиторы (ингибиторы нормального роста зерна) и вызывают вторичную рекристаллизацию в стали. Mn является элементом, который дополнительно улучшает горячую обрабатываемость стали. В том случае, когда содержание Mn составляет меньше чем 0,01 мас.%, вышеупомянутые эффекты не могут быть получены в достаточной степени. Следовательно, содержание Mn предпочтительно устанавливается равным 0,01% или больше. Содержание Mn более предпочтительно составляет 0,02% или больше.Mn (manganese) is an element that combines with S to form MnS. These precipitates act as inhibitors (inhibitors of normal grain growth) and cause secondary recrystallization in the steel. Mn is an element that further improves the hot workability of steel. In the case where the Mn content is less than 0.01 mass%, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained. Therefore, the Mn content is preferably set to 0.01% or more. The Mn content is more preferably 0.02% or more.
С другой стороны, когда содержание Mn составляет более 0,50%, вторичная рекристаллизация не происходит, и магнитные характеристики стали ухудшаются. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание Mn предпочтительно устанавливается равным 0,50% или меньше. Содержание Mn более предпочтительно составляет 0,20% или меньше, и еще более предпочтительно 0,10% или меньше.On the other hand, when the Mn content is more than 0.50%, secondary recrystallization does not occur, and the magnetic performance of the steel deteriorates. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the Mn content is preferably set to 0.50% or less. The Mn content is more preferably 0.20% or less, and even more preferably 0.10% or less.
[0025][0025]
N: 0,010% или меньшеN: 0.010% or less
N (азот) является элементом, который связывается с Al во время стадий производства, образуя AlN, который действует как ингибитор. Однако, когда содержание N превышает 0,010%, избыток ингибитора остается в листе анизотропной электротехнической стали, и магнитные характеристики ухудшаются. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание N предпочтительно устанавливается равным 0,010% или меньше. Содержание N более предпочтительно составляет 0,008% или меньше.N (nitrogen) is an element that binds with Al during production steps, forming AlN, which acts as an inhibitor. However, when the N content exceeds 0.010%, excess inhibitor remains in the anisotropic electrical steel sheet, and the magnetic performance deteriorates. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the N content is preferably set to 0.010% or less. The N content is more preferably 0.008% or less.
С другой стороны, хотя нижний предел содержания N особенно не определяется, если содержание N становится меньше чем 0,001%, стоимость производства увеличивается. Следовательно, содержание N может быть установлено равным 0,001% или больше.On the other hand, although the lower limit of the N content is not particularly defined, if the N content becomes less than 0.001%, the production cost increases. Therefore, the N content can be set to 0.001% or more.
[0026][0026]
Растворимый Al: 0,020% или меньшеSoluble Al: 0.020% or less
Кислоторастворимый алюминий (растворимый Al) является элементом, который связывается с N во время стадий производства листа анизотропной электротехнической стали, образуя AlN, который действует как ингибитор. Однако, когда содержание растворимого Al в основном стальном листе составляет более 0,020%, чрезмерное количество ингибитора остается в основном стальном листе, и магнитные характеристики ухудшаются. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание растворимого Al предпочтительно устанавливается равным 0,020% или меньше. Содержание растворимого Al более предпочтительно составляет 0,010% или меньше и еще более предпочтительно менее 0,001%. Хотя нижний предел содержания растворимого Al особенно не определяется, когда содержание растворимого Al уменьшается до величины менее 0,0001%, производственные затраты увеличиваются. Следовательно, содержание растворимого Al может быть установлено равным 0,0001% или больше.Acid-soluble aluminum (soluble Al) is an element that binds with N during the manufacturing steps of anisotropic electrical steel sheet, forming AlN, which acts as an inhibitor. However, when the content of soluble Al in the base steel sheet is more than 0.020%, an excessive amount of inhibitor remains in the base steel sheet, and the magnetic performance is deteriorated. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the soluble Al content is preferably set to 0.020% or less. The soluble Al content is more preferably 0.010% or less, and even more preferably less than 0.001%. Although the lower limit of the soluble Al content is not particularly defined, when the soluble Al content is reduced to less than 0.0001%, production costs increase. Therefore, the soluble Al content can be set to 0.0001% or more.
[0027][0027]
S: 0,010% или меньшеS: 0.010% or less
S (сера) является элементом, который связывается с Mn во время стадий производства, образуя MnS, который действует как ингибитор. Однако, в том случае, когда содержание S превышает 0,010%, магнитные характеристики ухудшаются благодаря остающемуся ингибитору. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание S предпочтительно устанавливается равным 0,010% или меньше. Содержание S в листе анизотропной электротехнической стали более предпочтительно является настолько низким, насколько это возможно. Например, содержание S составляет менее 0,001%. Однако, когда содержание S в листе анизотропной электротехнической стали уменьшается до величины менее 0,0001%, производственные затраты увеличиваются. Следовательно, содержание S в листе анизотропной электротехнической стали может составлять 0,0001% или больше.S (sulfur) is an element that binds to Mn during production stages, forming MnS, which acts as an inhibitor. However, in the case where the S content exceeds 0.010%, the magnetic performance is deteriorated due to the remaining inhibitor. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the S content is preferably set to 0.010% or less. The S content of the anisotropic electrical steel sheet is more preferably as low as possible. For example, the S content is less than 0.001%. However, when the S content of the anisotropic electrical steel sheet is reduced to less than 0.0001%, production costs increase. Therefore, the S content of the anisotropic electrical steel sheet may be 0.0001% or more.
[0028][0028]
Остаток: железо и примесиResidue: iron and impurities
Химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит вышеописанные (основные элементы), а остаток представляет собой Fe и примеси. Однако, с целью улучшения магнитных характеристик и т.п. один или более из Sn, Cu, Se и Sb могут дополнительно содержаться в диапазонах, показанных ниже. В дополнение к этому, даже если элементы, отличные от этих, например, любой один, два или более из W, Nb, Ti, Ni, Co, V, Cr и Mo содержатся (преднамеренно или в виде примесей) в общем количестве 1,0% или менее, эффекты листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления не ухудшаются.The chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment contains the above (main elements), and the remainder is Fe and impurities. However, in order to improve magnetic characteristics, etc. one or more of Sn, Cu, Se and Sb may further be contained in the ranges shown below. In addition to this, even if elements other than these, such as any one, two or more of W, Nb, Ti, Ni, Co, V, Cr and Mo are contained (intentionally or as impurities) in a total amount of 1, 0% or less, the effects of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment are not deteriorated.
Здесь примеси означают элементы, которые попадают из руды в качестве сырья, лома или производственной среды, когда основной стальной лист производится промышленным способом, и которые могут содержаться в количестве, не оказывающем негативного влияния на лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.Here, impurities mean elements that come from the ore as raw material, scrap, or production environment when the base steel sheet is industrially produced, and which may be contained in an amount that does not adversely affect the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment.
[0029][0029]
Sn: 0% - 0,50%Sn: 0% - 0.50%
Sn (олово) является элементом, который способствует улучшению магнитных характеристик за счет управления микроструктурой первичной рекристаллизации. Для того, чтобы получить эффект улучшения магнитных характеристик, содержание Sn предпочтительно устанавливается равным 0,01% или больше. Содержание Sn более предпочтительно составляет 0,02% или больше, и еще более предпочтительно 0,03% или больше.Sn (tin) is an element that helps improve magnetic performance by controlling the microstructure of primary recrystallization. In order to obtain the effect of improving magnetic performance, the Sn content is preferably set to 0.01% or more. The Sn content is more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
С другой стороны, в том случае, когда содержание Sn превышает 0,50%, вторичная рекристаллизация становится неустойчивой, и магнитные характеристики ухудшаются. Следовательно, содержание Sn предпочтительно устанавливается равным 0,50% или меньше. Содержание Sn предпочтительно составляет 0,30% или меньше, и более предпочтительно 0,10% или меньше.On the other hand, when the Sn content exceeds 0.50%, the secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic performance deteriorates. Therefore, the Sn content is preferably set to 0.50% or less. The Sn content is preferably 0.30% or less, and more preferably 0.10% or less.
[0030][0030]
Cu: 0% - 0,50%Cu: 0% - 0.50%
Cu (медь) является элементом, который способствует увеличению доли ориентации Госса в структуре вторичной рекристаллизации. Для того, чтобы получить вышеупомянутый эффект, содержание Cu предпочтительно устанавливается равным 0,01% или больше. Содержание Cu более предпочтительно составляет 0,02% или больше, и еще более предпочтительно 0,03% или больше.Cu (copper) is an element that contributes to an increase in the proportion of Goss orientation in the secondary recrystallization structure. In order to obtain the above effect, the Cu content is preferably set to 0.01% or more. The Cu content is more preferably 0.02% or more, and even more preferably 0.03% or more.
С другой стороны, в том случае, когда содержание Cu превышает 0,50%, стальной лист становится хрупким во время горячей прокатки. Следовательно, в основном стальном листе листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержание Cu предпочтительно устанавливается равным 0,50% или меньше. Содержание Cu более предпочтительно составляет 0,30% или меньше, и еще более предпочтительно 0,10% или меньше.On the other hand, in the case where the Cu content exceeds 0.50%, the steel sheet becomes brittle during hot rolling. Therefore, in the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the Cu content is preferably set to 0.50% or less. The Cu content is more preferably 0.30% or less, and even more preferably 0.10% or less.
[0031][0031]
Se: 0% - 0,020%SE: 0% - 0.020%
Se (селен) является элементом, оказывающим эффект улучшения магнитных характеристик. В том случае, когда Se содержится, его содержание предпочтительно устанавливается равным 0,001% или больше для того, чтобы надежно получить эффект улучшения магнитных характеристик. Содержание Se более предпочтительно составляет 0,003% или больше, и еще более предпочтительно 0,006% или больше.Se (selenium) is an element that has the effect of improving magnetic performance. In the case where Se is contained, its content is preferably set to 0.001% or more in order to reliably obtain a magnetic performance improving effect. The Se content is more preferably 0.003% or more, and even more preferably 0.006% or more.
С другой стороны, когда содержание Se составляет больше чем 0,020%, адгезия покрытия ухудшается. Следовательно, содержание Se предпочтительно устанавливается равным 0,020% или меньше. Содержание Se более предпочтительно составляет 0,015% или меньше, и еще более предпочтительно 0,010% или меньше.On the other hand, when the Se content is more than 0.020%, the adhesion of the coating is deteriorated. Therefore, the Se content is preferably set to 0.020% or less. The Se content is more preferably 0.015% or less, and even more preferably 0.010% or less.
[0032][0032]
Sb: 0% - 0,50%Sb: 0% - 0.50%
Sb (сурьма) является элементом, оказывающим эффект улучшения магнитных характеристик. В том случае, когда Sb содержится, ее содержание предпочтительно устанавливается равным 0,005% или больше для того, чтобы надежно получить эффект улучшения магнитных характеристик. Содержание Sb более предпочтительно составляет 0,01% или больше, и еще более предпочтительно 0,02% или больше.Sb (antimony) is an element that has the effect of improving magnetic performance. In the case where Sb is contained, its content is preferably set to 0.005% or more in order to reliably obtain a magnetic performance improving effect. The Sb content is more preferably 0.01% or more, and even more preferably 0.02% or more.
С другой стороны, когда содержание Sb составляет больше чем 0,50%, адгезия покрытия значительно ухудшается. Следовательно, содержание Sb предпочтительно устанавливается равным 0,50% или меньше. Содержание Sb более предпочтительно составляет 0,30% или меньше, и еще более предпочтительно 0,10% или меньше.On the other hand, when the Sb content is more than 0.50%, the adhesion of the coating is significantly deteriorated. Therefore, the Sb content is preferably set to 0.50% or less. The Sb content is more preferably 0.30% or less, and even more preferably 0.10% or less.
[0033][0033]
Как было описано выше, например, химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали в настоящем варианте осуществления содержит вышеописанные основные элементы с остатком, состоящим из Fe и примесей, или содержит основные элементы и дополнительно содержит один или более других необязательных элементов с остатком, состоящим из Fe и примесей.As described above, for example, the chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet in the present embodiment contains the above-described main elements with a remainder consisting of Fe and impurities, or contains the main elements and further contains one or more other optional elements with a remainder, consisting of Fe and impurities.
[0034][0034]
Химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть измерен с использованием известной атомной эмиссионной спектрометрии ICP. Содержание Si получается способом, определенным в стандарте JIS G 1212 (1997) (Методы определения содержания кремния). В частности, когда стружка растворяется в кислоте, оксид кремния выпадает в виде осадка. Этот осадок (оксид кремния) отфильтровывается фильтровальной бумагой, и его масса измеряется, в результате чего получается содержание Si.The chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment can be measured using known ICP atomic emission spectrometry. The Si content is obtained by the method specified in JIS G 1212 (1997) (Methods for determination of silicon content). In particular, when chips are dissolved in acid, silicon oxide precipitates. This precipitate (silicon oxide) is filtered off with filter paper and its mass is measured, resulting in the Si content.
Содержание C и содержание S получаются с помощью хорошо известного метода высокочастотного сжигания (метода поглощения в инфракрасной области спектра при сжигании). В частности, вышеописанный раствор сжигается посредством высокочастотного нагрева в потоке кислорода, определяются образующиеся диоксид углерода и диоксид серы, и в результате получаются содержание C и содержание S.The C content and S content are obtained using the well-known high-frequency combustion method (infrared absorption combustion method). Specifically, the above-described solution is burned by high-frequency heating in an oxygen flow, the resulting carbon dioxide and sulfur dioxide are determined, and the C content and S content are obtained as a result.
Содержание N получается с использованием способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.The N content is obtained using the inert gas melting thermal conductivity method.
Однако, в том случае, когда изоляционное покрытие формируется на поверхности, измерение выполняется после удаления изоляционного покрытия. В качестве способа удаления изоляционное покрытие может быть удалено путем погружения в щелочной раствор высокой концентрации (например, 30%-ый раствор гидроксида натрия, нагретый до 85°C) на 20 мин или дольше. Факт отслаивания покрытия может быть определен визуально. В случае небольшого образца удаление может быть выполнено путем шлифования поверхности.However, in the case where the insulating coating is formed on the surface, the measurement is performed after removing the insulating coating. As a removal method, the insulation coating can be removed by immersion in a high concentration alkaline solution (eg 30% sodium hydroxide solution heated to 85°C) for 20 minutes or longer. The fact of peeling of the coating can be determined visually. In the case of a small sample, removal can be accomplished by grinding the surface.
[0035][0035]
<Изоляционное покрытие><Insulation coating>
В листе 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления изоляционное покрытие 2 формируется на поверхности основного стального листа 1. Лист 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления не имеет покрытия на основе форстерита. В дополнение к этому, слой SiO2, показанный в Патентных документах 3 и 4, также не предусматривается. Следовательно, изоляционное покрытие 2 формируется в непосредственном контакте с основным стальным листом 1.In the anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment, an insulating coating 2 is formed on the surface of the main steel sheet 1. The anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment does not have a forsterite-based coating. In addition to this, the SiO 2 layer shown in Patent Documents 3 and 4 is also not provided. Therefore, the insulating coating 2 is formed in direct contact with the main steel sheet 1.
В дополнение к этому, изоляционное покрытие 2 включает в себя промежуточный слой 21 и слой 22 покрытия с натяжением, следующие в порядке от основного стального листа 1.In addition, the insulating coating 2 includes an intermediate layer 21 and a tension coating layer 22 in order from the main steel sheet 1.
[0036][0036]
(Промежуточный слой)(Intermediate layer)
Промежуточный слой 21 является слоем (покрытием), содержащим кристаллический фосфат металла и имеющим толщину 0,3-10,0 мкм.The intermediate layer 21 is a layer (coating) containing crystalline metal phosphate and having a thickness of 0.3-10.0 μm.
Как было описано выше, как правило лист анизотропной электротехнической стали имеет покрытие на основе форстерита, формируемое на стадии вторичного рекристаллизационного отжига, и изоляционное покрытие (изоляционное покрытие с натяжением), сформированное на нем. Однако в последние годы стало ясно, что это покрытие на основе форстерита препятствует движению стенок магнитных доменов и оказывает отрицательное влияние на магнитные потери, и лист анизотропной электротехнической стали без покрытия на основе форстерита был исследован для того, чтобы дополнительно улучшить магнитные характеристики. Однако в том случае, когда покрытие на основе форстерита отсутствует, трудно обеспечить достаточную адгезию между покрытием с натяжением и поверхностью основного стального листа.As described above, generally the anisotropic electrical steel sheet has a forsterite-based coating formed in a secondary recrystallization annealing step and an insulating coating (tension insulating coating) formed thereon. However, in recent years, it has become clear that this forsterite-based coating interferes with the movement of magnetic domain walls and has a negative effect on magnetic loss, and anisotropic electrical steel sheet without forsterite-based coating has been investigated in order to further improve the magnetic performance. However, in the case where there is no forsterite-based coating, it is difficult to ensure sufficient adhesion between the tension coating and the surface of the base steel sheet.
[0037][0037]
В листе 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления промежуточный слой 21, содержащий кристаллический фосфат металла, формируется между основным стальным листом 1 и покрытием с натяжением, посредством чего адгезия между основным стальным листом 1 и слоем 22 покрытия с натяжением улучшается с помощью промежуточного слоя 21.In the anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment, an intermediate layer 21 containing crystalline metal phosphate is formed between the base steel sheet 1 and the tension coating, whereby the adhesion between the base steel sheet 1 and the tension coating layer 22 is improved by the intermediate layer 21.
Причина этого заключается в том, что когда промежуточный слой 21 содержит кристаллический фосфат металла, покрытие с натяжением (которое после формирования становится слоем 22 покрытия с натяжением), сформированное на промежуточном слое 21, также содержит фосфат металла, и таким образом имеет высокое сродство, и адгезия между промежуточным слоем и слоем покрытия с натяжением является превосходной. В дополнение к этому, как будет описано далее, в том случае, когда промежуточный слой 21 формируется путем погружения в обрабатывающую жидкость, содержащую фосфат металла, промежуточный слой может быть сформирован на поверхности основного стального листа 1 с использованием химической реакции, и адгезия между промежуточным слоем 21 и основным стальным листом 1 также может быть обеспечена.The reason for this is that when the intermediate layer 21 contains crystalline metal phosphate, the tension coating (which after formation becomes the tension coating layer 22) formed on the intermediate layer 21 also contains the metal phosphate, and thus has high affinity, and adhesion between the intermediate layer and the tension coating layer is excellent. In addition, as will be described later, in the case where the intermediate layer 21 is formed by immersion in a treatment liquid containing a metal phosphate, the intermediate layer can be formed on the surface of the base steel sheet 1 using a chemical reaction, and adhesion between the intermediate layer 21 and main steel sheet 1 can also be provided.
В том случае, когда промежуточный слой 21 не содержит кристаллического фосфата металла, вышеупомянутый эффект не может быть получен. Доля кристаллического фосфата металла в промежуточном слое предпочтительно составляет 80 мас.% или больше, и более предпочтительно 90 мас.% или больше, и может составлять 100 мас.%. Фосфат металла представляет собой одно, два или больше из фосфата цинка, фосфата марганца, фосфата железа и фосфата цинка-кальция с точки зрения адгезии.In the case where the intermediate layer 21 does not contain crystalline metal phosphate, the above effect cannot be obtained. The proportion of crystalline metal phosphate in the intermediate layer is preferably 80 mass% or more, and more preferably 90 mass% or more, and may be 100 mass%. Metal phosphate is one, two or more of zinc phosphate, manganese phosphate, iron phosphate and zinc calcium phosphate in terms of adhesion.
С точки зрения адгезии к основному стальному листу в фосфате металла общее количество (моль) металла (М) и Fe предпочтительно в 2,0 раза или больше, и более предпочтительно в 3,0 раза или больше превышает количество (моль) P.From the point of view of adhesion to the base steel sheet in the metal phosphate, the total amount (mol) of metal (M) and Fe is preferably 2.0 times or more, and more preferably 3.0 times or more the amount (mol) of P.
Когда фосфат металла представляет собой гидрат, коррозионная стойкость снижается. Поэтому предпочтительно, чтобы фосфат металла не был гидратом. В гидрате общее количество (моль) вышеописанного металла (М) и Fe обычно в 1,5 раза или меньше превышает количество (моль) P. Даже в листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления бывают случаи, когда гидрат, неизбежно образующийся в процессе формирования промежуточного слоя, в конечном итоге остается, но в небольшом количестве (обычно менее 5,0 мас.% от всего изоляционного покрытия 2).When the metal phosphate is a hydrate, corrosion resistance is reduced. Therefore, it is preferable that the metal phosphate is not a hydrate. In the hydrate, the total amount (mol) of the above-described metal (M) and Fe is usually 1.5 times or less than the amount (mol) P. Even in the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, there are cases where the hydrate inevitably formed in during the formation of the intermediate layer, it ultimately remains, but in a small amount (usually less than 5.0 wt.% of the total insulating coating 2).
В дополнение к этому, с точки зрения адгезии коллоидный диоксид кремния не содержится в обрабатывающей жидкости при формировании промежуточного слоя. Бывают случаи, когда отличный от фосфата металла остаток в промежуточном слое содержит оксид или такой элемент, как Fe или Si, диффундирующий из основного стального листа, но диоксид кремния не содержится намеренно, как было описано выше. Следовательно, содержание Si составляет, например, 1,0 мас.% или меньше.In addition to this, from the point of view of adhesion, colloidal silica is not contained in the treatment liquid when forming the intermediate layer. There are cases where the non-metal phosphate residue in the intermediate layer contains an oxide or element such as Fe or Si diffusing from the base steel sheet, but silica is not intentionally contained as described above. Therefore, the Si content is, for example, 1.0 mass% or less.
Хотя промежуточный слой 21 формируется в момент времени, отличающийся от времени формирования покрытия с натяжением на промежуточном слое 21, как промежуточный слой 21, так и слой 22 покрытия с натяжением являются эффективными в качестве изоляционного покрытия 2.Although the intermediate layer 21 is formed at a time different from the time of formation of the tension coating on the intermediate layer 21, both the intermediate layer 21 and the tension coating layer 22 are effective as the insulating coating 2.
[0038][0038]
Количество (в молях) металла (M), количество (в молях) Fe и количество (в молях) P в фосфате металла получается путем анализа сечения изоляционного покрытия в направлении толщины с использованием энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS). Измерение выполняется примерно в трех местах, и их среднее значение принимается за количество (в молях) соответствующего элемента.The amount (in moles) of metal (M), the amount (in moles) of Fe and the amount (in moles) of P in the metal phosphate is obtained by analyzing the cross-section of the insulating coating in the thickness direction using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The measurement is made at approximately three places, and their average is taken as the amount (in moles) of the corresponding element.
В дополнение к этому, количество гидрата можно приблизительно определить, измеряя количество воды методом термобаланса.In addition to this, the amount of hydrate can be approximately determined by measuring the amount of water using the thermal balance method.
[0039][0039]
Средняя толщина промежуточного слоя 21 составляет 0,3-10,0 мкм.The average thickness of the intermediate layer 21 is 0.3-10.0 μm.
Когда средняя толщина промежуточного слоя 21 составляет менее 0,3 мкм, эффект улучшения адгезии между основным стальным листом и изоляционным покрытием посредством промежуточного слоя становится недостаточным. С другой стороны, когда средняя толщина промежуточного слоя составляет более 10,0 мкм, ухудшение магнитных характеристик становится значительным.When the average thickness of the intermediate layer 21 is less than 0.3 μm, the effect of improving adhesion between the base steel sheet and the insulation coating by the intermediate layer becomes insufficient. On the other hand, when the average thickness of the intermediate layer is more than 10.0 μm, the degradation of magnetic performance becomes significant.
[0040][0040]
(Слой покрытия с натяжением)(Coating layer with tension)
В листе 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления слой 22 покрытия с натяжением предусматривается на поверхностной стороне изоляционного покрытия 2 путем формирования покрытия с натяжением на поверхности промежуточного слоя 21.In the anisotropic electrical steel sheet 100 according to the present embodiment, a tension coating layer 22 is provided on the surface side of the insulating coating 2 by forming a tension coating on the surface of the intermediate layer 21.
Слой 22 покрытия с натяжением особенно не ограничивается, если слой 22 покрытия с натяжением используется в качестве изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали, но с точки зрения адгезии к промежуточному слою 21 (адгезии к основному стальному листу 1 посредством промежуточного слоя 21) содержит фосфат металла и диоксид кремния (полученный из коллоидного диоксида кремния в жидкости покрытия) так, чтобы содержание диоксида кремния составляло 20 мас.% или больше. С другой стороны, когда содержание диоксида кремния в слое покрытия с натяжением составляет более 60 мас.%, диоксид кремния вызывает пульверизацию. Следовательно, содержание диоксида кремния в слое покрытия с натяжением устанавливается равным 60 мас.% или меньше.The tension coating layer 22 is not particularly limited if the tension coating layer 22 is used as an insulating coating of an anisotropic electrical steel sheet, but from the point of view of adhesion to the intermediate layer 21 (adhesion to the main steel sheet 1 by the intermediate layer 21) contains metal phosphate and silica (obtained from colloidal silica in the coating liquid) so that the silica content is 20 mass% or more. On the other hand, when the silica content in the tension coating layer is more than 60 mass%, the silica causes pulverization. Therefore, the silica content in the tension coating layer is set to 60 mass% or less.
Слой 22 покрытия с натяжением предпочтительно содержит 70 мас.% или больше фосфата металла и диоксида кремния в сумме. Имеются случаи, когда остаток, отличающийся от фосфата металла и диоксида кремния, содержит мелкие керамические частицы, такие как глинозем и нитрид кремния.The tension coating layer 22 preferably contains 70 wt.% or more metal phosphate and silica in total. There are cases where the residue other than metal phosphate and silica contains fine ceramic particles such as alumina and silicon nitride.
Толщина слоя 22 покрытия с натяжением не ограничивается, но средняя толщина изоляционного покрытия 2 (промежуточный слой 21+слой 22 покрытия с натяжением) устанавливается равной 2,0-10,0 мкм в том случае, когда средняя толщина промежуточного слоя 21 находится в вышеупомянутом диапазоне. Когда средняя толщина изоляционного покрытия 2 составляет менее 2,0 мкм, достаточное натяжение покрытия не может быть получено. В дополнение к этому, увеличивается элюирование фосфорной кислоты. В этом случае может возникнуть липкость или снижение коррозионной стойкости, что может привести к отслаиванию покрытия. В дополнение к этому, когда толщина изоляционного покрытия 2 составляет более 10,0 мкм, его коэффициент заполнения уменьшается и вызывает ухудшение магнитных характеристик, или трещины и т.п. вызывают уменьшение адгезии или уменьшение коррозионной стойкости.The thickness of the tension coating layer 22 is not limited, but the average thickness of the insulating coating 2 (intermediate layer 21+tension coating layer 22) is set to 2.0-10.0 μm in the case where the average thickness of the intermediate layer 21 is in the above range . When the average thickness of the insulating coating 2 is less than 2.0 μm, sufficient tension of the coating cannot be obtained. In addition to this, the elution of phosphoric acid increases. In this case, stickiness or reduced corrosion resistance may occur, which may lead to peeling of the coating. In addition, when the thickness of the insulating coating 2 is more than 10.0 μm, its fill factor decreases and causes deterioration in magnetic performance or cracks and the like. cause a decrease in adhesion or a decrease in corrosion resistance.
[0041][0041]
Толщина изоляционного покрытия 2 достигается следующим способом.The thickness of the insulating coating 2 is achieved in the following way.
Средняя толщина может быть измерена путем наблюдения сечения образца с помощью сканирующего электронного микроскопа и измерения толщины в пяти или более точках. В изоляционном покрытии 2 промежуточный слой 21 и слой 22 покрытия с натяжением можно отличить друг от друга по количеству кремния (Si), полученного из диоксида кремния (слой покрытия с натяжением содержит диоксид кремния, как было описано выше).Average thickness can be measured by observing a cross section of the sample using a scanning electron microscope and measuring the thickness at five or more points. In the insulating coating 2, the intermediate layer 21 and the tension coating layer 22 can be distinguished from each other by the amount of silicon (Si) derived from silicon dioxide (the tension coating layer contains silica as described above).
В дополнение к этому, средняя толщина изоляционного покрытия 2 может быть получена путем суммирования средней толщины промежуточного слоя 21 и средней толщины слоя 22 покрытия с натяжением.In addition, the average thickness of the insulating coating 2 can be obtained by summing the average thickness of the intermediate layer 21 and the average thickness of the tension coating layer 22.
[0042][0042]
В промежуточном слое 21 и слое 22 покрытия с натяжением массовая доля фосфата металла и тип фосфата металла могут быть получены следующими способами.In the intermediate layer 21 and the tension coating layer 22, the mass fraction of metal phosphate and the type of metal phosphate can be obtained by the following methods.
Аналогично способу измерения толщины промежуточного слоя 21 и слоя 22 покрытия с натяжением массовая доля фосфата металла и тип фосфата металла могут быть определены с использованием сканирующего электронного микроскопа и энергодисперсионного анализатора элементов.Similar to the method of measuring the thickness of the intermediate layer 21 and the tension coating layer 22, the mass fraction of metal phosphate and the type of metal phosphate can be determined using a scanning electron microscope and an energy dispersive element analyzer.
В дополнение к этому, методом рентгеновского анализа кристаллической структуры можно определить, является ли фосфат металла промежуточного слоя 21 кристаллическим фосфатом металла.In addition, whether the metal phosphate of the intermediate layer 21 is a crystalline metal phosphate can be determined by X-ray crystal structure analysis.
В дополнение к этому, содержание диоксида кремния в слое 22 покрытия с натяжением может быть измерено с использованием сканирующего электронного микроскопа и энергодисперсионного анализатора элементов.In addition, the silica content of the tension coating layer 22 can be measured using a scanning electron microscope and an energy dispersive element analyzer.
[0043][0043]
<Способ производства><Production method>
В соответствии со способом производства, удовлетворяющим описанным ниже производственным условиям, может быть подходящим образом произведен лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Однако, само собой разумеется, лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления особенно не ограничивается способом производства. То есть лист анизотропной электротехнической стали, имеющий вышеописанную конфигурацию, рассматривается как лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления независимо от условий его производства.According to the production method satisfying the production conditions described below, the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment can be suitably produced. However, it goes without saying that the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment is not particularly limited to the production method. That is, the anisotropic electrical steel sheet having the above-described configuration is considered to be an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment regardless of its production conditions.
[0044][0044]
Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть произведен с помощью способа производства, включающего в себя:The anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment can be produced by a production method including:
(I) стадию горячей прокатки стальной заготовки, имеющей предопределенный химический состав, для получения горячекатаного листа;(I) a step of hot rolling a steel billet having a predetermined chemical composition to obtain a hot rolled sheet;
(II) стадию отжига горячекатаного листа для отжига горячекатаного листа;(II) a hot-rolled sheet annealing step for annealing the hot-rolled sheet;
(III) стадию холодной прокатки горячекатаного листа для холодной прокатки горячекатаного листа после стадии отжига горячекатаного листа для получения стального листа (холоднокатаного листа);(III) a hot-rolled sheet cold rolling step for cold rolling the hot-rolled sheet after the hot-rolled sheet annealing step to obtain a steel sheet (cold-rolled sheet);
(IV) стадию обезуглероживающего отжига стального листа для обезуглероживающего отжига стального листа после стадии холодной прокатки;(IV) a steel sheet decarburization annealing step for decarburizing the steel sheet after the cold rolling step;
(V) стадию вторичного рекристаллизационного отжига, содержащую нанесение разделительного средства отжига, содержащего 10-100 мас.% Al2O3, на стальной лист после стадии обезуглероживающего отжига, сушку стального листа, а затем выполнение вторичного рекристаллизационного отжига стального листа;(V) a secondary recrystallization annealing step comprising applying an annealing release agent containing 10-100 mass% Al 2 O 3 to the steel sheet after the decarburization annealing step, drying the steel sheet, and then performing a secondary recrystallization annealing on the steel sheet;
(VI) стадию удаления разделительного средства отжига для удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после стадии вторичного рекристаллизационного отжига;(VI) a separating annealing agent removing step for removing excess amount of annealing separating agent from the steel sheet after the secondary recrystallization annealing step;
(VII) стадию погружения для погружения стального листа после стадии удаления разделительного средства отжига в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% фосфата металла, при температуре жидкости 40°C - 85°C на 5-150 с;(VII) an immersion step for immersing the steel sheet after the annealing release agent removal step into a treatment liquid containing 5-50 wt% metal phosphate at a liquid temperature of 40°C - 85°C for 5-150 s;
(VIII) стадию сушки, содержащую извлечение стального листа из обрабатывающей жидкости после стадии погружения, удаление избыточного количества жидкости, а затем сушку стального листа; и(VIII) a drying step, comprising removing the steel sheet from the treatment liquid after the immersion step, removing excess liquid, and then drying the steel sheet; And
(IX) стадию формирования слоя покрытия с натяжением, содержащую нанесение на стальной лист после стадии сушки жидкости для покрытия, содержащей фосфат металла и коллоидный диоксид кремния, так, чтобы количество коллоидного диоксида кремния составляло 30-150 м.ч. на 100 м.ч. фосфата металла, сушку стального листа, а затем его выдержку при 700°C - 950°C в течение 10-120 с.(IX) a tension coating layer forming step, comprising applying a coating liquid containing a metal phosphate and colloidal silica to the steel sheet after the drying step, so that the amount of colloidal silica is 30-150 ppm. at 100 m.h. metal phosphate, drying the steel sheet, and then keeping it at 700°C - 950°C for 10-120 s.
В дополнение к этому, способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может дополнительно включать в себя любую одну или обе из следующих стадий:In addition, the method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment may further include any one or both of the following steps:
(X) стадию обработки азотированием стального листа между стадией обезуглероживающего отжига и стадией вторичного рекристаллизационного отжига, и(X) a nitriding treatment step of the steel sheet between the decarburization annealing step and the secondary recrystallization annealing step, and
(XI) стадию измельчения магнитных доменов для контроля магнитного домена в стальном листе после стадии формирования слоя покрытия с натяжением.(XI) a magnetic domain grinding step for controlling the magnetic domain in the steel sheet after the tension coating layer forming step.
В дополнение к этому, способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может дополнительно включать в себя между стадией удаления разделительного средства отжига и стадией погружения:In addition, the method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment may further include, between the annealing release agent removal step and the immersion step:
(XII) стадию поверхностной обработки для управления реакционной способностью поверхности стального листа.(XII) a surface treatment step for controlling the reactivity of the surface of the steel sheet.
Среди этих стадий производство листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления характеризуется стадиями от (V) стадии вторичного рекристаллизационного отжига до (IX) стадии формирования слоя покрытия с натяжением, которые относятся главным образом к формированию изоляционного покрытия, и известные не описываемые в настоящем документе условия могут использоваться для других стадий или условий.Among these steps, the production of an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment is characterized by steps from (V) a secondary recrystallization annealing step to (IX) a tension coating layer forming step, which relate mainly to the formation of an insulating coating, and are known not described herein document conditions can be used for other stages or conditions.
Далее будут описаны эти стадии.These stages will be described below.
[0045][0045]
<Стадия горячей прокатки><Hot rolling stage>
На стадии горячей прокатки стальная заготовка, такая как сляб, имеющий предопределенный химический состав, нагревается, а затем подвергается горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный лист. Температура нагрева стальной заготовки предпочтительно устанавливается в диапазоне 1100°C - 1450°C. Температура нагрева более предпочтительно составляет 1300°C - 1400°C.In the hot rolling stage, a steel billet such as a slab having a predetermined chemical composition is heated and then hot rolled to obtain a hot rolled sheet. The heating temperature of the steel billet is preferably set in the range of 1100°C - 1450°C. The heating temperature is more preferably 1300°C - 1400°C.
Химический состав стальной заготовки может быть изменен в зависимости от химического состава листа анизотропной электротехнической стали, который должен быть получен. В качестве примера, химический состав может включать в себя, в мас.%, С: 0,01% - 0,20%, Si: 2,50% - 4,00%, растворимый Al: 0,01% - 0,040%, Mn: 0,01% - 0,50%, N: 0,020% или меньше, S: 0,005% - 0,040%, Cu: 0% - 0,50%, Sn: 0% - 0,50%, Se: 0% - 0,020%, Sb: 0% - 0,50%, с остатком, состоящим из Fe и примесей.The chemical composition of the steel blank may be changed depending on the chemical composition of the anisotropic electrical steel sheet to be produced. As an example, the chemical composition may include, in wt.%, C: 0.01% - 0.20%, Si: 2.50% - 4.00%, soluble Al: 0.01% - 0.040% , Mn: 0.01% - 0.50%, N: 0.020% or less, S: 0.005% - 0.040%, Cu: 0% - 0.50%, Sn: 0% - 0.50%, Se: 0% - 0.020%, Sb: 0% - 0.50%, with the remainder consisting of Fe and impurities.
Условия горячей прокатки особенно не ограничиваются и могут быть подходящим образом установлены на основе требуемых характеристиках. Толщина горячекатаного листа предпочтительно находится в диапазоне, например, 2,0 мм или больше и 3,0 мм или меньше.The hot rolling conditions are not particularly limited and can be suitably set based on the required characteristics. The thickness of the hot rolled sheet is preferably in the range of, for example, 2.0 mm or more and 3.0 mm or less.
[0046][0046]
<Стадия отжига горячекатаного листа><Annealing stage of hot rolled sheet>
Стадия отжига горячекатаного листа является стадией отжига горячекатаного листа, произведенного на стадии горячей прокатки. При выполнении такого отжига в структуре стального листа происходит рекристаллизация, и становится возможным реализовать высокие магнитные характеристики, что является предпочтительным.The hot-rolled sheet annealing step is an annealing step of the hot-rolled sheet produced in the hot rolling step. When such annealing is performed, recrystallization occurs in the structure of the steel sheet, and it becomes possible to realize high magnetic characteristics, which is preferable.
В случае выполнения отжига горячекатаного листа горячекатаный лист, произведенный на стадии горячей прокатки, может быть отожжен в соответствии с известным способом. Средства для нагревания горячекатаного листа во время отжига особо не ограничиваются, и может использоваться известный способ нагрева. Кроме того, условия отжига особенно не ограничиваются. Например, горячекатаный лист может быть отожжен в диапазоне температур 900°C - 1200°C в течение от 10 с до 5 мин.In the case of performing annealing of the hot-rolled sheet, the hot-rolled sheet produced in the hot rolling step can be annealed in accordance with a known method. The means for heating the hot-rolled sheet during annealing is not particularly limited, and a known heating method may be used. Moreover, the annealing conditions are not particularly limited. For example, a hot rolled sheet can be annealed in the temperature range of 900°C - 1200°C for 10 seconds to 5 minutes.
[0047][0047]
<Стадия холодной прокатки><Cold rolling stage>
Стадия холодной прокатки выполняется на горячекатаном листе после стадии отжига горячекатаного листа для получения стального листа (холоднокатаного листа). Холодная прокатка (серия проходов без промежуточного отжига) может выполняться один раз, или холодная прокатка может выполняться несколько раз с промежуточным технологическим отжигом путем остановки холодной прокатки перед заключительным проходом холодной прокатки и выполнения отжига по меньшей мере один, два или более раз.The cold rolling step is performed on the hot rolled sheet after the hot rolled sheet annealing step to produce a steel sheet (cold rolled sheet). Cold rolling (a series of passes without intermediate annealing) may be performed once, or cold rolling may be performed several times with intermediate annealing by stopping the cold rolling before the final cold rolling pass and performing the annealing at least once, twice, or more times.
В случае выполнения промежуточного отжига выдержка предпочтительно выполняется при температуре 1000°C - 1200°C в течение 5-180 с. Атмосфера отжига особенно не ограничивается. Количество стадий промежуточного отжига предпочтительно составляет 3 или меньше с учетом стоимости производства.In the case of intermediate annealing, the holding is preferably carried out at a temperature of 1000°C - 1200°C for 5-180 s. The annealing atmosphere is not particularly limited. The number of intermediate annealing steps is preferably 3 or less in view of production cost.
В дополнение к этому, поверхность горячекатаного листа может быть протравлена перед стадией холодной прокатки.In addition to this, the surface of the hot rolled sheet can be pickled before the cold rolling stage.
[0048][0048]
На стадии холодной прокатки в соответствии с настоящим вариантом осуществления горячекатаный лист после стадии отжига горячекатаного листа может быть подвергнут холодной прокатке для того, чтобы получить стальной лист в соответствии с известным способом. Например, обжатие при финишной прокатке может находиться в диапазоне 80% - 95%. В том случае, когда обжатие при финишной прокатке составляет 80% или больше, могут быть получены зерна Госса, в которых ориентация {110}<001> выровнена в направлении прокатки, что является предпочтительным. С другой стороны, в том случае, когда обжатие при финишной прокатке составляет более 95%, возрастает вероятность того, что вторичная рекристаллизация станет неустойчивой на последующей стадии вторичного рекристаллизационного отжига, что является нежелательным.In the cold rolling step of the present embodiment, the hot rolled sheet after the hot rolled sheet annealing step can be cold rolled to obtain a steel sheet according to a known method. For example, finishing rolling reduction may be in the range of 80% - 95%. In the case where the finishing rolling reduction is 80% or more, Goss grains in which the {110}<001> orientation is aligned with the rolling direction can be obtained, which is preferable. On the other hand, in the case where the finishing rolling reduction is more than 95%, the possibility that the secondary recrystallization becomes unstable in the subsequent secondary recrystallization annealing step increases, which is undesirable.
Обжатие при финишной прокатке является кумулятивным обжатием при холодной прокатке, и является кумулятивным обжатием при холодной прокатке после финишного отжига в том случае, когда такой отжиг выполняется.The finish rolling reduction is the cumulative cold rolling reduction, and is the cumulative cold rolling reduction after finishing annealing in the case where such annealing is performed.
[0049][0049]
<Стадия обезуглероживающего отжига><Decarburization Annealing Stage>
На стадии обезуглероживающего отжига выполняется обезуглероживающий отжиг полученного стального листа. Условия обезуглероживающего отжига не ограничиваются, если стальной лист может быть первично рекристаллизован, и C, который оказывает негативное влияние на магнитные характеристики, может быть удален из стального листа. Однако, например, выдержка при температуре отжига 800°C - 900°C выполняется со степенью окисления (PH2O/PH2) 0,3-0,6 в атмосфере отжига (в печной атмосфере) в течение 10-600 с.In the decarburization annealing stage, decarburization annealing of the resulting steel sheet is performed. The decarburization annealing conditions are not limited as long as the steel sheet can be primarily recrystallized, and C, which has a negative effect on the magnetic properties, can be removed from the steel sheet. However, for example, holding at an annealing temperature of 800°C - 900°C is carried out with an oxidation degree (PH 2 O/PH 2 ) of 0.3-0.6 in an annealing atmosphere (furnace atmosphere) for 10-600 s.
[0050][0050]
<Стадия азотирования><Nitriding stage>
Обработка азотирования может быть выполнена между стадией обезуглероживающего отжига и стадией вторичного рекристаллизационного отжига, описанной далее.The nitriding treatment can be performed between the decarburization annealing step and the secondary recrystallization annealing step described below.
Например, на стадии азотирования обработка азотирования выполняется путем выдержки стального листа после стадии обезуглероживающего отжига приблизительно при 700°C - 850°C в атмосфере азотирующей обработки (содержащей газ, обладающий азотирующей способностью, такой как водород, азот или аммиак). В том случае, когда AlN используется как ингибитор, предпочтительно, чтобы содержание N в стальном листе после стадии азотирования устанавливалось равным 40 частей на миллион или больше. С другой стороны, в том случае, когда содержание N в стальном листе после стадии азотирования составляет более 1000 частей на миллион, чрезмерное количество AlN присутствует в стальном листе даже после завершения вторичной рекристаллизации при вторичном рекристаллизационном отжиге. Такой AlN вызывает ухудшение магнитных потерь. Следовательно, содержание N в стальном листе после стадии азотирования предпочтительно устанавливается равным 1000 частей на миллион или меньше.For example, in the nitriding step, the nitriding treatment is performed by keeping the steel sheet after the decarburizing annealing step at approximately 700°C to 850°C in a nitriding treatment atmosphere (containing a gas having nitriding ability such as hydrogen, nitrogen or ammonia). In the case where AlN is used as an inhibitor, it is preferable that the N content of the steel sheet after the nitriding step is set to 40 ppm or more. On the other hand, in the case where the N content of the steel sheet after the nitriding step is more than 1000 ppm, an excessive amount of AlN is present in the steel sheet even after completion of secondary recrystallization in secondary recrystallization annealing. Such AlN causes deterioration of magnetic losses. Therefore, the N content of the steel sheet after the nitriding step is preferably set to 1000 ppm or less.
[0051][0051]
<Стадия вторичного рекристаллизационного отжига><Secondary recrystallization annealing stage>
На стадии вторичного рекристаллизационного отжига разделительное средство отжига, содержащее 10-100 мас.% Al2O3, наносится на стальной лист после стадии обезуглероживающего отжига или дополнительно после азотирования (после стадии азотирования) и сушится, и после этого выполняется вторичный рекристаллизационный отжиг.In the secondary recrystallization annealing step, a separating annealing agent containing 10-100 wt% Al 2 O 3 is applied to the steel sheet after the decarburization annealing step or additionally after nitriding (after the nitriding step) and dried, and then secondary recrystallization annealing is performed.
В способе производства листа анизотропной электротехнической стали в предшествующем уровне техники покрытие на основе форстерита формируется на поверхности стального листа (холоднокатаного листа) путем нанесения разделительного средства отжига, содержащего главным образом MgO, и выполнения вторичного рекристаллизационного отжига. С другой стороны, в способе производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления используется разделительное средство отжига, содержащее Al2O3, чтобы не формировать покрытие на основе форстерита.In the method for producing an anisotropic electrical steel sheet in the prior art, a forsterite-based coating is formed on the surface of a steel sheet (cold-rolled sheet) by applying a release annealing agent containing mainly MgO and performing secondary recrystallization annealing. On the other hand, in the method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, a separating annealing agent containing Al 2 O 3 is used so as not to form a forsterite-based coating.
Доля Al2O3 может составлять 100 мас.%. Однако, с точки зрения предотвращения прихватывания Al2O3 на поверхности стального листа разделительное средство отжига в способе производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления предпочтительно содержит MgO. Доля MgO может составлять 0%. Однако в случае получения вышеупомянутого эффекта доля MgO предпочтительно устанавливается равной 5 мас.% или больше. В том случае, когда MgO содержится, доля MgO устанавливается равной 90 мас.% или меньше, чтобы обеспечить 10 мас.% или больше Al2O3. Доля MgO предпочтительно составляет 50 мас.% или меньше.The proportion of Al 2 O 3 can be 100 wt.%. However, from the viewpoint of preventing Al 2 O 3 from sticking on the surface of the steel sheet, the annealing separating means in the anisotropic electrical steel sheet manufacturing method according to the present embodiment preferably contains MgO. The proportion of MgO can be 0%. However, in case of obtaining the above effect, the proportion of MgO is preferably set to 5 mass% or more. In the case where MgO is contained, the proportion of MgO is set to 90 mass% or less to provide 10 mass% or more of Al 2 O 3 . The proportion of MgO is preferably 50 mass% or less.
В дополнение к этому, в способе производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления разделительное средство отжига может дополнительно содержать хлорид. Когда разделительное средство отжига содержит хлорид, может быть получен эффект препятствования формированию покрытия на основе форстерита. Содержание хлорида особенно не ограничивается, и может составлять 0%. Однако в случае получения вышеупомянутого эффекта содержание хлорида предпочтительно составляет 0,5-10 мас.%. В качестве хлорида эффективны, например, хлорид висмута, хлорид кальция, хлорид кобальта, хлорид железа и хлорид никеля.In addition, in the method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the annealing release agent may further contain chloride. When the annealing release agent contains chloride, an effect of inhibiting the formation of a forsterite-based coating can be obtained. The chloride content is not particularly limited, and may be 0%. However, in case of obtaining the above effect, the chloride content is preferably 0.5 to 10 mass%. Examples of effective chlorides include bismuth chloride, calcium chloride, cobalt chloride, ferric chloride and nickel chloride.
Хотя условия вторичного рекристаллизационного отжига не ограничиваются, могут использоваться, например, условия, при которых выдержка при температуре 1150°C - 1250°C выполняется в течение 10-60 час.Although the conditions for secondary recrystallization annealing are not limited, for example, conditions in which holding at a temperature of 1150°C - 1250°C is carried out for 10-60 hours can be used.
[0052][0052]
<Стадия удаления разделительного средства отжига><Release annealing agent removal step>
Избыточное количество разделительного средства отжига удаляется со стального листа после стадии вторичного рекристаллизационного отжига. Например, избыточное количество разделительного средства отжига может быть удалено путем промывки водой.The excess annealing release agent is removed from the steel sheet after the secondary recrystallization annealing step. For example, excess annealing release agent can be removed by rinsing with water.
[0053][0053]
<Стадия обработки поверхности><Surface processing stage>
Стадия обработки поверхности для управления реакционной способностью поверхности стального листа может быть выполнена между стадией удаления разделительного средства отжига и стадией погружения.The surface treatment step for controlling the surface reactivity of the steel sheet can be performed between the annealing release agent removal step and the immersion step.
Хотя условия стадии обработки поверхности не ограничиваются, могут использоваться, например, условия, при которых стальной лист после стадии удаления разделительного средства отжига погружается в коммерчески доступный агент для поверхностной обработки на 30 с - 1 мин.Although the conditions of the surface treatment step are not limited, for example, conditions in which the steel sheet after the annealing release agent removal step is immersed in a commercially available surface treatment agent for 30 seconds to 1 minute can be used.
[0054][0054]
<Стадия погружения><Immersion stage>
<Стадия сушки><Drying stage>
Стальной лист после стадии удаления разделительного средства отжига (или дополнительно после выполнения стадии поверхностной обработки по мере необходимости) погружается в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% предопределенного фосфата металла при температуре жидкости 40°C - 85°C на 5-150 с (стадия погружения). После этого стальной лист извлекается из обрабатывающей жидкости, избыточное количество жидкости удаляется, после чего стальной лист сушится (стадия сушки). Соответственно, промежуточный слой, содержащий кристаллический фосфат металла, формируется на поверхности стального листа (основного стального листа).The steel sheet after the annealing release agent removal step (or additionally after performing the surface treatment step as necessary) is immersed in a treatment liquid containing 5-50 wt.% of a predetermined metal phosphate at a liquid temperature of 40°C - 85°C for 5-150 s (immersion stage). After this, the steel sheet is removed from the treatment liquid, the excess liquid is removed, and then the steel sheet is dried (drying step). Accordingly, an intermediate layer containing crystalline metal phosphate is formed on the surface of the steel sheet (base steel sheet).
Когда температура жидкости составляет менее 40°C, или время погружения составляет менее 5 с, промежуточный слой с достаточной толщиной не может быть получен. С другой стороны, когда температура жидкости составляет более 85°C, или время погружения составляет более 150 с, толщина промежуточного слоя становится чрезмерной.When the liquid temperature is less than 40°C, or the immersion time is less than 5s, an intermediate layer with sufficient thickness cannot be obtained. On the other hand, when the liquid temperature is more than 85°C, or the immersion time is more than 150 s, the thickness of the intermediate layer becomes excessive.
В дополнение к этому, когда количество фосфата металла в обрабатывающей жидкости составляет менее 5 мас.%, формирование промежуточного слоя является медленным, что приводит к росту производственных затрат. В том случае, когда толщина промежуточного слоя становится однородной, количество фосфата металла предпочтительно составляет 10 мас.% или больше.In addition, when the amount of metal phosphate in the treatment liquid is less than 5 mass%, the formation of the intermediate layer is slow, resulting in higher production costs. In the case where the thickness of the intermediate layer becomes uniform, the amount of metal phosphate is preferably 10 mass% or more.
С другой стороны, когда количество фосфата металла превышает 50 мас.%, кристаллические зерна могут увеличиться и вызвать уменьшение адгезии. Фосфат металла, содержащийся в обрабатывающей жидкости, может представлять собой одно, два или более из фосфата цинка, фосфата марганца и фосфата цинка-кальция.On the other hand, when the amount of metal phosphate exceeds 50 mass%, crystal grains may enlarge and cause adhesion to decrease. The metal phosphate contained in the treatment liquid may be one, two or more of zinc phosphate, manganese phosphate and zinc calcium phosphate.
В дополнение к этому, когда температура сушки является высокой, существует опасность образования пустот и ухудшения адгезии. Поэтому температура сушки предпочтительно устанавливается равной 300°C или ниже. Температура сушки более предпочтительно составляет 200°C или ниже. Температура сушки предпочтительно составляет 100°C или выше.In addition, when the drying temperature is high, there is a risk of voids and adhesion deterioration. Therefore, the drying temperature is preferably set to 300°C or lower. The drying temperature is more preferably 200°C or lower. The drying temperature is preferably 100°C or higher.
[0055][0055]
<Стадия Формирования слоя покрытия с натяжением><Stage of Formation of Coating Layer with Tension>
На стадии формирования слоя покрытия с натяжением жидкость для покрытия, содержащая фосфат металла и коллоидный диоксид кремния, наносится на стальной лист после стадии сушки (стальной лист, в котором промежуточный слой сформирован на основном стальном листе) и сушится, после чего стальной лист выдерживается при 700°C - 950°C в течение 10-120 с для того, чтобы сформировать покрытие с натяжением. Слой, сформированный из покрытия с натяжением (слой 22 покрытия с натяжением) и промежуточный слой 21 становятся изоляционным покрытием 2.In the tension coating layer forming step, a coating liquid containing metal phosphate and colloidal silica is applied to the steel sheet after the drying step (steel sheet in which the intermediate layer is formed on the main steel sheet) and dried, after which the steel sheet is kept at 700 °C - 950°C for 10-120 s to form a tension coating. The layer formed from the tension coating (tension coating layer 22) and the intermediate layer 21 become the insulating coating 2.
Когда температура листа во время выдержки составляет менее 700°C, магнитные характеристики становятся плохими вследствие низкого натяжения. Поэтому температура листа предпочтительно устанавливается равной 700°C или выше. С другой стороны, когда температура листа превышает 950°C, жесткость стального листа снижается и стальной лист легко деформируется. В этом случае стальной лист может подвергаться деформации при перемещении и т.п., и магнитные характеристики становятся плохими. Поэтому температура листа предпочтительно устанавливается равной 950°C или ниже.When the sheet temperature during curing is less than 700°C, the magnetic performance becomes poor due to low tension. Therefore, the sheet temperature is preferably set to 700°C or higher. On the other hand, when the temperature of the sheet exceeds 950°C, the rigidity of the steel sheet is reduced and the steel sheet is easily deformed. In this case, the steel sheet may be subject to deformation when moved, etc., and the magnetic performance becomes poor. Therefore, the sheet temperature is preferably set to 950°C or lower.
В дополнение к этому, когда время выдержки составляет менее 10 с, свойство элюирования становится плохим. Поэтому время выдержки устанавливается равным 10 с или больше. С другой стороны, когда время выдержки превышает 120 с, производительность уменьшается. Поэтому время выдержки предпочтительно устанавливается равным 120 с или меньше.In addition to this, when the dwell time is less than 10 seconds, the elution property becomes poor. Therefore, the dwell time is set to 10 s or more. On the other hand, when the dwell time exceeds 120 s, the performance decreases. Therefore, the dwell time is preferably set to 120 seconds or less.
Жидкость для покрытия содержит фосфат металла и коллоидный диоксид кремния в количестве 30-150 м.ч. на 100 м.ч. фосфата металла. В качестве фосфата металла можно использовать, например, одно или смесь двух или более веществ, выбираемых из фосфата алюминия, фосфата цинка, фосфата магния, фосфата никеля, фосфата меди, фосфата лития, фосфата кобальта и подобного. The coating liquid contains metal phosphate and colloidal silicon dioxide in an amount of 30-150 ppm. at 100 m.h. metal phosphate. As the metal phosphate, for example, one or a mixture of two or more substances selected from aluminum phosphate, zinc phosphate, magnesium phosphate, nickel phosphate, copper phosphate, lithium phosphate, cobalt phosphate and the like can be used.
Жидкость для покрытия может содержать ванадий, вольфрам, молибден, цирконий, и т.п. в качестве дополнительных элементов. В том случае, когда эти элементы содержатся, они могут добавляться, например, в форме оксикислоты.The coating liquid may contain vanadium, tungsten, molybdenum, zirconium, etc. as additional elements. Where these elements are present, they may be added, for example, in the form of a hydroxy acid.
В качестве коллоидного диоксида кремния могут использоваться коллоидный диоксид кремния типа S или типа С. Коллоидный диоксид кремния типа S относится к коллоидному диоксиду кремния, в котором раствор диоксида кремния является щелочным, а тип C относится к коллоидному диоксиду кремния, в котором раствор диоксида кремния является щелочным или нейтральным, и в котором поверхность частиц диоксида кремния подвергается обработке алюминием. Коллоидный диоксид кремния типа S широко используется и относительно недорог, но существует опасение, что коллоидный диоксид кремния типа S будет агрегировать и выпадать в осадок при смешивании с кислым раствором фосфата металла. Следовательно, при этом требуется осторожность. Коллоидный диоксид кремния типа С стабилен даже при смешивании с раствором фосфата металла, и не вызывает опасений по поводу осаждения. Однако, количество стадий обработки при этом является большим, а сам коллоидный диоксид кремния типа С является относительно дорогим. Предпочтительно правильно использовать коллоидный диоксид кремния в зависимости от стабильности приготавливаемой покрывающей жидкости.As the colloidal silica, type S or type C colloidal silica can be used. Type S fumed silica refers to colloidal silica in which the silica solution is alkaline, and type C refers to colloidal silica in which the silica solution is alkaline. alkaline or neutral, and in which the surface of the silica particles is treated with aluminum. Type S fumed silica is widely used and relatively inexpensive, but there is concern that type S fumed silica will aggregate and precipitate when mixed with an acidic metal phosphate solution. Therefore, caution is required when doing this. Type C fumed silica is stable even when mixed with metal phosphate solution and does not cause precipitation concerns. However, the number of processing steps is large, and type C fumed silica itself is relatively expensive. It is preferable to correctly use colloidal silica depending on the stability of the coating fluid being prepared.
[0056][0056]
<Стадия измельчения магнитных доменов><Magnetic domain grinding stage>
Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может дополнительно включать в себя стадию измельчения магнитных доменов в стальном листе после стадии формирования слоя покрытия с натяжением.The method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment may further include a step of refining magnetic domains in the steel sheet after the step of forming a tension coating layer.
За счет выполнения обработки для измельчения магнитных доменов магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали могут быть дополнительно уменьшены.By performing magnetic domain refinement processing, the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet can be further reduced.
В качестве способа измельчения магнитных доменов существует способ сужения ширины 180° магнитных доменов (измельчение 180° магнитных доменов) путем формирования линейных или точечных бороздок, проходящих в направлении, пересекающем направление прокатки с предопределенными интервалами вдоль направления прокатки, или способ сужения ширины 180° магнитных доменов (измельчение 180° магнитных доменов) путем формирования линейных или точечных напряжений деформации или бороздок, проходящих в направлении, пересекающем направление прокатки с предопределенными интервалами вдоль направления прокатки.As a method for refining magnetic domains, there is a method for narrowing the width of 180° magnetic domains (refining 180° magnetic domains) by forming linear or point grooves extending in a direction intersecting the rolling direction at predetermined intervals along the rolling direction, or a method for narrowing the width of 180° magnetic domains (grinding 180° magnetic domains) by forming linear or point strain stresses or grooves extending in a direction intersecting the rolling direction at predetermined intervals along the rolling direction.
В случае формирования участков напряжений деформации и т.п. может быть применено облучение лазерным лучом, облучение электронным лучом и т.п. В случае формирования бороздок может быть применен способ механического формирования бороздок с использованием зубчатого колеса и т.п., способ химического формирования бороздок посредством электролитического травления, способ термического формирования бороздок с использованием лазерного облучения и т.п.In the case of the formation of areas of stress, deformation, etc. laser beam irradiation, electron beam irradiation and the like can be used. In the case of groove formation, a mechanical groove formation method using a gear or the like, a chemical groove formation method by electrolytic etching, a thermal groove formation method using laser irradiation, or the like may be adopted.
В том случае, когда изоляционное покрытие повреждается благодаря формированию напряжений деформации или бороздок, и такие характеристики, как свойства изоляции, ухудшаются, изоляционное покрытие может быть сформировано снова для устранения повреждения.In the case where the insulating coating is damaged due to the formation of strain stresses or grooves, and characteristics such as insulating properties are deteriorated, the insulating coating can be formed again to repair the damage.
[Примеры][Examples]
[0057][0057]
Был произведен сляб, содержащий, в мас.%, С: 0,08%, Si: 3,29%, растворимый Al: 0,028%, N: 0,008%, Mn: 0,15%, S: 0,007% с остатком, состоящим из Fe и примесей.A slab was produced containing, in wt.%, C: 0.08%, Si: 3.29%, soluble Al: 0.028%, N: 0.008%, Mn: 0.15%, S: 0.007% with remainder, consisting of Fe and impurities.
Этот сляб нагревался при 1350°C, а затем подвергался горячей прокатке с тем, чтобы получить горячекатаный лист, имеющий толщину листа 2,2 мм.This slab was heated at 1350°C and then hot rolled to obtain a hot rolled sheet having a sheet thickness of 2.2 mm.
Этот горячекатаный лист отжигался при 1100°C в течение 10 с (отжиг горячекатаного листа), а затем подвергался холодной прокатке до толщины листа 0,22 мм, чтобы получить стальной лист (холоднокатаный лист).This hot-rolled sheet was annealed at 1100°C for 10 s (hot-rolled sheet annealing), and then cold-rolled to a sheet thickness of 0.22 mm to obtain a steel sheet (cold-rolled sheet).
Этот стальной лист подвергался обезуглероживающему отжигу в атмосфере с (PH2O/PH2) 0,4 при 830°C в течение 90 с.This steel sheet was decarburized annealed in an atmosphere of (PH 2 O/PH 2 ) 0.4 at 830°C for 90 seconds.
После этого, за исключением № 127, разделительное средство отжига, содержащее 48 мас.% Al2O3, 48 мас.% MgO, и 4 мас.% хлорида висмута, наносилось на стальной лист и сушилось, после чего вторичный рекристаллизационный отжиг стального листа выполнялся при 1200°C в течение 20 час. Для № 127 разделительное средство отжига, содержащее только Al2O3 (100 мас.%), наносилось на стальной лист и сушилось, после чего вторичный рекристаллизационный отжиг стального листа выполнялся при 1200°C в течение 20 час.Thereafter, except for No. 127, a release annealing agent containing 48 wt% Al 2 O 3 , 48 wt% MgO, and 4 wt% bismuth chloride was applied to the steel sheet and dried, after which the steel sheet was subjected to secondary recrystallization annealing was performed at 1200°C for 20 hours. For No. 127, a release annealing agent containing only Al 2 O 3 (100 wt%) was applied to the steel sheet and dried, after which secondary recrystallization annealing of the steel sheet was performed at 1200°C for 20 hours.
[0058][0058]
Когда избыточное количество разделительного средства отжига удалялось со стального листа после стадии вторичного рекристаллизационного отжига путем промывки водой, на поверхности стального листа не образовывалось покрытие на основе форстерита.When the excess amount of the release annealing agent was removed from the steel sheet after the secondary recrystallization annealing step by washing with water, a forsterite-based coating was not formed on the surface of the steel sheet.
Этот стальной лист погружался в обрабатывающую жидкость, показанную в Таблице 1, а затем нагревался до температуры 100°С - 150°С и сушился с образованием промежуточного слоя (любого из промежуточных слоев №№ 1-10). Средняя толщина промежуточного слоя показана в Таблице 1.This steel sheet was immersed in the treatment liquid shown in Table 1, and then heated to a temperature of 100°C - 150°C and dried to form an intermediate layer (any of the intermediate layers Nos. 1 to 10). The average thickness of the intermediate layer is shown in Table 1.
По результатам рентгеноструктурного анализа в промежуточных слоях № 1-9 все фосфаты металлов представляли собой кристаллические фосфаты металлов. В этих кристаллических фосфатах металлов соотношение между общим количеством (моль) металла (М) и Fe и количеством P (моль) составляло приблизительно 2:1 или 3:1. Фосфат металла (фосфат магния) № 10 не был кристаллическим фосфатом металла.According to the results of X-ray diffraction analysis in intermediate layers No. 1-9, all metal phosphates were crystalline metal phosphates. In these crystalline metal phosphates, the ratio between the total amount (mol) of metal (M) and Fe and the amount of P (mol) was approximately 2:1 or 3:1. Metal phosphate (magnesium phosphate) No. 10 was not a crystalline metal phosphate.
[0059][0059]
[Таблица 1][Table 1]
(мас.%)Amount of metal phosphate in treatment fluid
(wt.%)
(мас.%)Metal phosphate proportion
(wt.%)
(мкм)Average thickness
(µm)
(°C)Temperature
(°C)
(с)Time
(With)
[0060][0060]
Стальные листы (№№ 101-127), в которых были сформированы различные типы промежуточных слоев, резались на множество частей по мере необходимости, жидкость для покрытия, содержащая фосфат металла и коллоидный диоксид кремния, показанный в Таблице 2, наносилась на каждую из множества частей стального листа и запекалась в сушильной печи в течение времени, показанного в Таблице 2, так, чтобы температура листа достигла температуры, показанной в Таблице 2, в результате чего на поверхности было сформировано покрытие с натяжением. В том случае, когда ванадий, вольфрам, молибден и цирконий содержались в жидкости для покрытия, ванадий, вольфрам, молибден и цирконий добавлялись в молярных отношениях, показанных в Таблице 2, в форме оксикислот (V2O4, WO3, MoO3 и ZrO2). Толщина слоя покрытия с натяжением изменялась путем изменения количества жидкости для покрытия, наносимой во время формирования. Часть жидкости для покрытия содержала глинозем или нитрид кремния в качестве остатка.Steel sheets (Nos. 101-127) in which various types of intermediate layers were formed were cut into a plurality of pieces as needed, and a coating liquid containing metal phosphate and colloidal silica shown in Table 2 was applied to each of the plurality of pieces steel sheet and baked in a drying oven for the time shown in Table 2, so that the temperature of the sheet reaches the temperature shown in Table 2, resulting in a tension coating being formed on the surface. In the case where vanadium, tungsten, molybdenum and zirconium were contained in the coating liquid, vanadium, tungsten, molybdenum and zirconium were added in the molar ratios shown in Table 2, in the form of hydroxy acids (V 2 O 4 , WO 3 , MoO 3 and ZrO 2 ). The thickness of the tension coating layer was varied by varying the amount of coating fluid applied during formation. Some of the coating liquid contained alumina or silicon nitride as a residue.
В результате был произведен стальной лист (лист анизотропной электротехнической стали).As a result, steel sheet (anisotropic electrical steel sheet) was produced.
[0061][0061]
Для полученных стальных листов (№№ 101-127) количество диоксида кремния и фосфата металла в слое покрытия с натяжением и средняя толщина изоляционного покрытия были получены с помощью вышеописанных способов.For the obtained steel sheets (Nos. 101-127), the amount of silica and metal phosphate in the tension coating layer and the average thickness of the insulating coating were obtained using the above methods.
Результаты показаны в Таблице 2.The results are shown in Table 2.
В дополнение к этому, по результатам проверки химического состава основного стального листа в нем содержались Si: 3,28%, C: 0,001%, растворимый Al: меньше чем 0,001%, N: 0,001%, Mn: 0,07%, S: меньше чем 0,0005%, а также остаток, включающий в себя Fe и примеси.In addition to this, based on the chemical composition test results of the base steel sheet, it contained Si: 3.28%, C: 0.001%, soluble Al: less than 0.001%, N: 0.001%, Mn: 0.07%, S: less than 0.0005%, as well as the remainder including Fe and impurities.
[0062][0062]
[Таблица 2][Table 2]
[0063][0063]
В дополнение к этому, для этих стальных листов адгезия изоляционного покрытия, натяжение покрытия, коррозионная стойкость, свойство элюирования и магнитные характеристики были получены с помощью способов, описанных ниже. Результаты показаны в Таблице 3.In addition, for these steel sheets, insulation coating adhesion, coating tension, corrosion resistance, elution property and magnetic characteristics were obtained using the methods described below. The results are shown in Table 3.
[0064][0064]
[Адгезия][Adhesion]
Для оценки адгезии покрытия образец, имеющий ширину 30 мм и длину 300 мм, брался из стального листа и подвергался отжигу для снятия напряжений при 800°C в течение 2 час в потоке газообразного азота, после чего образец наматывался на цилиндр диаметром приблизительно 10 мм и разматывался для испытания на адгезию при изгибе. После этого адгезия покрытия оценивалась по степени отслаивания (доле площади отслаивания) покрытия.To evaluate the adhesion of the coating, a sample having a width of 30 mm and a length of 300 mm was taken from a steel sheet and subjected to stress relief annealing at 800°C for 2 hours in a stream of nitrogen gas, after which the sample was wound onto a cylinder with a diameter of approximately 10 mm and unwound for bending adhesion testing. After this, the adhesion of the coating was assessed by the degree of peeling (fraction of peeling area) of the coating.
Критерии оценки были установлены следующим образом. В случае A или B адгезия покрытия считалась превосходной.The evaluation criteria were set as follows. In case A or B, coating adhesion was considered excellent.
A: Доля площади отслаивания 0% - 0,5%A: Peel area percentage 0% - 0.5%
B: Доля площади отслаивания больше чем 0,5% и 5,0% или меньшеB: Peeling area ratio is greater than 0.5% and 5.0% or less
C: Доля площади отслаивания больше чем 5,0% и 20% или меньшеC: Peel area percentage greater than 5.0% and 20% or less
D: Доля площади отслаивания больше чем 20% и 50% или меньшеD: Peeling area percentage greater than 20% and 50% or less
E: Доля площади отслаивания больше чем 50%E: Peel area percentage greater than 50%
[0065][0065]
[Натяжение покрытия][Coating Tension]
Натяжение покрытия вычислялось путем взятия образца из стального листа и выполнения обратного расчета из изогнутого состояния, когда изоляционное покрытие на одной поверхности образца было отслоено.The coating tension was calculated by taking a sample from a steel sheet and back-calculating from a bent state where the insulating coating on one surface of the sample was peeled off.
В том случае, когда полученное натяжение покрытия составляло 4,0 МПа или больше, натяжение покрытия считалось превосходным.When the resulting coating tension was 4.0 MPa or more, the coating tension was considered excellent.
[0066][0066]
[Коррозионная стойкость][Corrosion resistance]
В соответствии с тестом стойкости к действию солевого тумана стандарта JIS Z 2371:2015 5%-й водный раствор NaCl естественным образом капал на образец в атмосфере с температурой 35°C в течение 7 час.According to JIS Z 2371:2015 salt spray resistance test, 5% NaCl aqueous solution was naturally dripped onto the sample in an atmosphere of 35°C for 7 hours.
После этого заржавевшая область оценивалась по 10-балльной шкале.After this, the rusted area was rated on a 10-point scale.
Критерии оценки были установлены следующим образом, и оценка 5 или выше (от 5 до 10) считалась превосходной коррозионной стойкостью.The evaluation criteria were established as follows, and a score of 5 or higher (5 to 10) was considered excellent corrosion resistance.
10: Ржавчина не образовалась10: No rust formed
9: Образовалось очень небольшое количество ржавчины (доля площади 0,1% или меньше)9: Very small amount of rust has formed (area fraction 0.1% or less)
8: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,1% и 0,25% или меньше8: Area percentage of rust generated=more than 0.1% and 0.25% or less
7: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,25% и 0,50% или меньше7: Area percentage of rust formed=more than 0.25% and 0.50% or less
6: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,50% и 1% или меньше6: Area percentage of rust formed=more than 0.50% and 1% or less
5: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 1% и 2,5% или меньше5: Area percentage of rust formed=more than 1% and 2.5% or less
4: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 2,5% и 5% или меньше4: Area percentage of rust formed=more than 2.5% and 5% or less
3: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 5% и 10% или меньше3: Area percentage of rust formed=more than 5% and 10% or less
2: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 10% и 25% или меньше2: Area percentage of rust formed=more than 10% and 25% or less
1: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 25% и 50% или меньше1: Area percentage of rust formed=more than 25% and 50% or less
[0067][0067]
[Свойство элюирования][Elution property]
Из полученного стального листа брался образец, кипятился в кипящей чистой воде в течение 10 мин, после чего измерялось количество фосфорной кислоты, элюировавшей в чистую воду. Свойство элюирования (мг/м2) оценивалось путем деления количество элюировавшей фосфорной кислоты на площадь изоляционного покрытия прокипяченного листа анизотропной электротехнической стали.A sample was taken from the resulting steel sheet, boiled in boiling clean water for 10 minutes, after which the amount of phosphoric acid eluted into clean water was measured. The elution property (mg/m 2 ) was estimated by dividing the amount of eluted phosphoric acid by the insulating coating area of the boiled anisotropic electrical steel sheet.
Для измерения количества фосфорной кислоты, элюировавшей в чистую воду, полученный раствор охлаждался, и концентрация фосфорной кислоты в образце, полученном разбавлением охлажденного раствора чистой водой, измерялась с помощью ICP-AES и вычислялась.To measure the amount of phosphoric acid that eluted into pure water, the resulting solution was cooled, and the concentration of phosphoric acid in the sample obtained by diluting the cooled solution with pure water was measured using ICP-AES and calculated.
Когда величина элюирования на единицу площади была менее 140 мг/м2, считалось, что свойство элюирования является превосходным.When the elution amount per unit area was less than 140 mg/ m2 , the elution property was considered to be excellent.
[0068][0068]
[Магнитные характеристики][Magnetic characteristics]
Магнитные потери оценивались в качестве магнитных характеристик. В частности, полученный стальной лист облучался лучом лазера при условии UA (плотности энергии облучения) 2,0 мДж/мм2 для измельчения магнитных доменов, и измерялись магнитные потери (W17/50 при 50 Гц и 1,7 Tл) после измельчения магнитных доменов.Magnetic losses were assessed as magnetic characteristics. Specifically, the resulting steel sheet was irradiated with a laser beam under the condition of UA (irradiation energy density) of 2.0 mJ/mm 2 to refine the magnetic domains, and the magnetic loss (W17/50 at 50 Hz and 1.7 T) was measured after grinding the magnetic domains .
Когда магнитные потери составляли 0,70 Вт/кг или меньше, считалось, что магнитные характеристики являются превосходными.When the magnetic loss was 0.70 W/kg or less, the magnetic performance was considered to be excellent.
[0069][0069]
[Таблица 3][Table 3]
(W17/50)Magnetic losses
(W17/50)
[0070][0070]
Как показано в Таблицах 1-3, №№ 101-115 и 127, которые являются примерами настоящего изобретения, обладали превосходными адгезией покрытия, натяжением покрытия и магнитными характеристиками. В дополнение к этому, коррозионная стойкость и свойство элюирования были достаточными. В противоположность этому, №№ 116-126 уступали по меньшей мере в одном из адгезии покрытия, натяжения покрытия и магнитных характеристик. В дополнение к этому, были случаи, когда коррозионная стойкость и свойство элюирования также были хуже.As shown in Tables 1 to 3, Nos. 101 to 115 and 127, which are examples of the present invention, had excellent coating adhesion, coating tension and magnetic characteristics. In addition to this, the corrosion resistance and elution property were sufficient. In contrast, Nos. 116-126 were inferior in at least one of coating adhesion, coating tension, and magnetic performance. In addition to this, there have been cases where the corrosion resistance and elution property were also worse.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙBRIEF DESCRIPTION OF REFERENCE SYMBOLS
[0071][0071]
1 - Основной стальной лист1 - Main steel sheet
2 - Изоляционное покрытие2 - Insulating coating
21 - Промежуточный слой21 - Intermediate layer
22 - Слой покрытия с натяжением22 - Coating layer with tension
100 - Лист анизотропной электротехнической стали.100 - Sheet of anisotropic electrical steel.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-064964 | 2021-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023125494A RU2023125494A (en) | 2023-12-04 |
| RU2823213C2 true RU2823213C2 (en) | 2024-07-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005139481A (en) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing grain-oriented silicon steel sheet having excellent adhesiveness of tension impartable insulation film |
| JP5279747B2 (en) * | 2010-03-10 | 2013-09-04 | 中国電力株式会社 | Hollow metal member reinforcement structure and hollow metal member reinforcement method |
| RU2578296C2 (en) * | 2011-12-28 | 2016-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Textured electrical steel sheet and a method of reducing the iron loss |
| RU2661967C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for production of electrotechnical anisotropic steel with high adhesion characteristics and electrical insulation coating resistance coefficient |
| RU2662753C1 (en) * | 2014-09-01 | 2018-07-30 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Electrotechnical steel sheet with oriented grain structure |
| JP2020111814A (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 日本製鉄株式会社 | Grain oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing the same |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005139481A (en) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | Method for manufacturing grain-oriented silicon steel sheet having excellent adhesiveness of tension impartable insulation film |
| JP5279747B2 (en) * | 2010-03-10 | 2013-09-04 | 中国電力株式会社 | Hollow metal member reinforcement structure and hollow metal member reinforcement method |
| RU2578296C2 (en) * | 2011-12-28 | 2016-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Textured electrical steel sheet and a method of reducing the iron loss |
| RU2662753C1 (en) * | 2014-09-01 | 2018-07-30 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Electrotechnical steel sheet with oriented grain structure |
| RU2661967C1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Method for production of electrotechnical anisotropic steel with high adhesion characteristics and electrical insulation coating resistance coefficient |
| JP2020111814A (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 日本製鉄株式会社 | Grain oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2771318C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
| RU2767356C1 (en) | Method for producing a sheet of electrotechnical steel with oriented grain structure | |
| CN113272459B (en) | Method for producing grain-oriented electrical steel sheet | |
| CN110832111B (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet | |
| RU2823213C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| RU2823254C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| RU2768094C1 (en) | Method for producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure | |
| RU2825096C2 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method of forming insulating coating | |
| RU2771130C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
| RU2768905C1 (en) | Method of producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure | |
| US20240186039A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating coating | |
| US20240183012A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating coating | |
| WO2022215714A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating film | |
| WO2023195518A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for forming insulating film | |
| WO2024214820A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for forming insulating coating film | |
| WO2023195517A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and formation method for insulating coating film | |
| WO2024214819A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for forming insulating coating | |
| RU2771315C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
| WO2024214818A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating coating film | |
| JP7510078B2 (en) | Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet | |
| RU2771767C1 (en) | Method for producing electrical steel sheet with oriented grain structure | |
| WO2024171608A1 (en) | Grain-ofiented electrical steel sheet, and method for forming intermediate layer and insulating coating film of grain-ofiented electrical steel sheet | |
| RU2805838C1 (en) | Method for producing anisotropic electrical steel sheet | |
| WO2024214821A1 (en) | Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for forming insulating coating film | |
| RU2768932C1 (en) | Method of producing electrotechnical steel sheet with oriented grain structure |