RU2823254C2 - Лист анизотропной электротехнической стали и способ формирования изоляционного покрытия - Google Patents
Лист анизотропной электротехнической стали и способ формирования изоляционного покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823254C2 RU2823254C2 RU2023125270A RU2023125270A RU2823254C2 RU 2823254 C2 RU2823254 C2 RU 2823254C2 RU 2023125270 A RU2023125270 A RU 2023125270A RU 2023125270 A RU2023125270 A RU 2023125270A RU 2823254 C2 RU2823254 C2 RU 2823254C2
- 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 175
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 175
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 101
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 193
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 193
- 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 66
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 104
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 45
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 39
- 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 description 35
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 34
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 30
- CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L hydron;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Mn+2].OP([O-])([O-])=O CPSYWNLKRDURMG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 29
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 28
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims description 10
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K calcium;zinc;phosphate Chemical compound [Ca+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O IQBJFLXHQFMQRP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K bismuth chloride Chemical compound Cl[Bi](Cl)Cl JHXKRIRFYBPWGE-UHFFFAOYSA-K 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
- 238000007598 dipping method Methods 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 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 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
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 14
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 14
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 13
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 13
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 13
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 12
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 12
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 12
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 10
- 238000009413 insulation 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
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 9
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 8
- 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 8
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 8
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 8
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 8
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 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
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 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
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 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
- 229910052750 molybdenum 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
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 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
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 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
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 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
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-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
- 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 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
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 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
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H tristrontium;diphosphate Chemical compound [Sr+2].[Sr+2].[Sr+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JOPDZQBPOWAEHC-UHFFFAOYSA-H 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
- 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
- 239000010953 base metal Substances 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
- 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
- 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
- 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
- 238000004544 sputter deposition Methods 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
Изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали и способам формирования покрытия на листе. Лист содержит основной стальной лист и изоляционное покрытие, сформированное на поверхности основного стального листа, причем изоляционное покрытие содержит промежуточный слой, сформированный на стороне основного стального листа и содержащий кристаллический фосфат металла, и слой покрытия с натяжением, сформированный на поверхностной стороне изоляционного покрытия, поверхность основного стального листа имеет структуру ямок травления, причем средняя толщина промежуточного слоя составляет 0,2-10,0 мкм, а средняя толщина изоляционного покрытия составляет 2,0-10,0 мкм, слой покрытия с натяжением содержит фосфат металла и диоксид кремния, и количество диоксида кремния в слое покрытия с натяжением составляет 20-60 мас.%. Технический результат заключается в улучшении адгезии покрытия, натяжения покрытия и магнитных характеристик. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали и к способу формирования изоляционного покрытия.
Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2021-064968, поданной 6 апреля 2021 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[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 создает потери энергии. Следовательно, потеря энергии, возникающая, когда трансформатор намагничивается переменным током, то есть магнитные потери, является основным параметром, который определяет рабочие характеристики трансформатора.
[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.
[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.
[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 при приложении 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.
[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.
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).
[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.
[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 прикладывающее натяжение покрытие (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.
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.
[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.
[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.
[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.
[0012]
В дополнение к этому также раскрыто, что для формирования покрытия с высокой адгезией на поверхности листа анизотропной электротехнической стали, не имеющего неорганического покрытия, поверхность стального листа контролируется. Например, Патентный документ 7 раскрывает лист анизотропной электротехнической стали, включающий в себя изоляционное покрытие с натяжением, предусмотренное на поверхности листа анизотропной электротехнической стали, в котором поверхность листа анизотропной электротехнической стали на той стороне, на которой предусматривается изоляционное покрытие с натяжением, имеет прямоугольную тонкую структуру.
ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
[0013]
[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S48-039338
[Патентный документ 2] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № S49-96920
[Патентный документ 3] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H6-184762
[Патентный документ 4] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H11-209891
[Патентный документ 5] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № H5-279747
[Патентный документ 6] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2020-111814
[Патентный документ 7] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация № 2018-062682
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ
[0014]
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.
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.
В методике, раскрытой в Патентном документе 6, описывается, 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.
В дополнение к этому, Патентный документ 7 имеет проблему неравномерного травления.
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.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
[0015]
Авторы настоящего изобретения изучили вышеупомянутые проблемы. В результате было найдено, что в листе анизотропной электротехнической стали, не имеющем покрытия на основе форстерита, за счет обеспечения структуры ямок травления на поверхности основного стального листа и промежуточного слоя, сформированного из кристаллического фосфата металла между основным стальным листом и покрытием с натяжением, можно улучшить адгезию покрытия, натяжение покрытия и магнитные характеристики.
[0016]
Настоящее изобретение было создано на основе вышеописанных результатов. Суть настоящего изобретения заключается в следующем.
[1] Лист анизотропной электротехнической стали согласно первому аспекту настоящего изобретения, содержит: основной стальной лист; и изоляционное покрытие, сформированное на поверхности основного стального листа, причем изоляционное покрытие включает 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, поверхность основного стального листа имеет структуру ямок травления, причем средняя толщина промежуточного слоя составляет 0,2-10,0 мкм, средняя толщина изоляционного покрытия составляет 2,0-10,0 мкм, слой покрытия с натяжением содержит фосфат металла и диоксид кремния, и количество диоксида кремния в слое покрытия с натяжением составляет 20-60 мас.%.
[2] В листе анизотропной электротехнической стали по [1], кристаллический фосфат металла промежуточного слоя представляет собой одно, два или больше из фосфата цинка, фосфата марганца, фосфата железа и фосфата цинка-кальция.
[3] Способ формирования изоляционного покрытия в листе анизотропной электротехнической стали согласно второму аспекту настоящего изобретения является способом формирования изоляционного покрытия в листе анизотропной электротехнической стали согласно второму аспекту настоящего изобретения по [1], содержащий: процесс вторичного рекристаллизационного отжига, содержащий нанесение разделительного средства отжига, содержащего 10-100 мас.% Al2O3, на стальной лист, сушку стального листа и выполнение вторичного рекристаллизационного отжига стального листа; процесс удаления разделительного средства отжига для удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после процесса вторичного рекристаллизационного отжига; процесс кислотной обработки, содержащий погружение стального листа после процесса удаления разделительного средства отжига в кислотную смесь, в которой концентрация одного, двух или более, выбираемых из серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, составляет 0,5-20 мас.%, а температура жидкости составляет 40°C - 90°C, на 5-50 с; процесс погружения стального листа для погружения стального листа после процесса кислотной обработки 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 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 выдержку стального листа в состоянии, при котором температура листа составляет 700°C - 950°C, в течение 10-120 с.
[4] В способе формирования изоляционного покрытия по п. [3], разделительное средство отжига дополнительно содержит одно или два из MgO: 5-90 мас.% и хлорида: 0,5-10,0 мас.%.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[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.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018]
Фиг. 1 представляет собой пример сечения листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
Фиг. 2 представляет собой изображение сечения, показывающее пример структуры ямок травления листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[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.
Сначала будет описан лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[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.
В дополнение к этому, структура 12 ямок травления формируется на поверхности основного стального листа 1, а 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.
[0021]
<Основной стальной лист>
(Химический состав)
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 диапазоне. 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.
[0022]
C: 0,010% или меньше
C (углерод) является элементом, эффективным для ступенчатого управления микроструктурой стального листа до завершения стадии обезуглероживающего отжига на стадиях производства. 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.
[0023]
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.
С другой стороны, когда содержание Si составляет более 4,00%, лист анизотропной электротехнической стали становится хрупким, и его способность к проходам прокатки 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.
[0024]
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.
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.
[0025]
N: 0,010% или меньше
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.
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.
[0026]
Растворимый Al: 0,020% или меньше
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.
[0027]
S: 0,010% или меньше
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.
[0028]
Остаток: железо и примеси
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.
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.
[0029]
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.
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.
[0030]
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.
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.
[0031]
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.
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.
[0032]
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.
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.
[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.
[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.
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.
Содержание N получается с использованием способа определения удельной теплопроводности при плавлении в инертном газе.
Однако, в том случае, для выполнения измерений, а изоляционное покрытие сформировано 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.
[0035]
(Структура ямок травления)
Как показано на Фиг. 2, лист 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет структуру 12 ямок травления (формируются ямки травления (части, обозначенные стрелками на Фиг. 2)) на поверхности основного стального листа 1.
Структура ямок травления представляет собой прямоугольную структуру, сформированную из ямок травления, образованных коррозией плоскости (110), которая является кристаллической структурой листа анизотропной электротехнической стали, и является структурой, в которой поверхность стального листа кажется покрытой мелкими прямоугольниками в том случае, когда поверхность листа анизотропной электротехнической стали наблюдается с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) при предопределенном увеличении (5000х на Фиг. 2). В настоящем варианте осуществления прямоугольная структура, в которой размер (средний размер) одной структуры составляет приблизительно 0,01-0,10 мкм в направлении прокатки листа анизотропной электротехнической стали, который является основным стальным листом, и приблизительно 0,005-0,050 мкм в ортогональном направлении, которое является направлением, ортогональным к направлению прокатки, определяется как структура ямок травления.
Предполагается, что когда промежуточный слой, который будет описан позже, формируется на основном стальном листе, имеющем такую структуру ямок травления, часть ямки травления служит исходной точкой для формирования плотного промежуточного слоя, и получается эффект улучшения адгезии.
В структуре ямок травления листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, как показано на Фиг. 2, основной угол углубленной части составляет приблизительно 90°, поскольку отражается кристаллическая ориентация основного металла (в которой увеличивается резкая ориентация Госса).
Доля площади, которая является долей площади, занимаемой описанной выше прямоугольной тонкой структурой на поверхности основного стального листа, предпочтительно составляет 5% или больше в случае получения достаточного эффекта. При доведении доли площади описанной выше тонкой структуры до 10% или больше адгезия между листом анизотропной электротехнической стали, который является основным стальным листом, и покрытием с натяжением дополнительно улучшается. Доля площади более предпочтительно составляет 15%, и еще более предпочтительно 20%. Верхний предел доли площади особенно не определяется, но ее значение не должно быть очень большим, потому что сам промежуточный слой также имеет эффект адгезии к стальному листу.
[0036]
В листе анизотропной электротехнической стали, который является основным стальным листом, большинство кристаллических ориентаций представляют собой ориентацию <110>(001). Следовательно, в том случае, когда сечение в направлении толщины стального листа наблюдается в направлении, ортогональном к направлению прокатки, ямка травления выглядит как линейная ямка, имеющая внутренний угол 45°. Следовательно, доля площади структуры ямок травления может быть измерена путем измерения длин, занимаемых ямками травления, на измеренных длинах.
[0037]
<Изоляционное покрытие>
В листе 100 анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления изоляционное покрытие 2 формируется на поверхности основного стального листа 1. Более конкретно, 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.
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.
[0038]
(Промежуточный слой)
Промежуточный слой 21 является слоем (покрытием), содержащим кристаллический фосфат металла и имеющим толщину 0,2-10,0 мкм.
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.
[0039]
В листе 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.
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 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.
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.
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.
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).
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.
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.
[0040]
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.
В дополнение к этому, количество гидрата можно приблизительно определить, измеряя количество воды методом термобаланса.
[0041]
Средняя толщина промежуточного слоя 21 составляет 0,2-10,0 мкм.
Когда средняя толщина промежуточного слоя 21 составляет менее 0,2 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.
[0042]
(Слой покрытия с натяжением)
В листе 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.
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 распыление. Следовательно, содержание диоксида кремния в слое покрытия с натяжением устанавливается равным 60 мас.% или меньше.
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.
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 ортофосфорной 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, коэффициент заполнения уменьшается, и магнитные характеристики ухудшаются, или трещины и т.п. вызывают уменьшение адгезии или уменьшение коррозионной стойкости.
[0043]
Толщина изоляционного покрытия 2 получается следующим способом.
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).
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.
[0044]
В промежуточном слое 21 и слое 22 покрытия с натяжением массовая доля фосфата металла и тип фосфата металла могут быть получены следующими способами.
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.
В дополнение к этому, методом рентгеновского анализа кристаллической структуры можно определить, является ли фосфат металла промежуточного слоя 21 кристаллическим фосфатом металла.
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.
[0045]
<Способ производства>
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.
[0046]
Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может быть произведен с помощью способа производства, включающего в себя:
(I) стадию горячей прокатки для горячей прокатки стальной заготовки, имеющей предопределенный химический состав, для получения горячекатаного листа (горячекатаного стального листа);
(II) стадию отжига горячекатаного листа для отжига горячекатаного листа;
(III) стадию холодной прокатки для холодной прокатки горячекатаного листа после стадии отжига горячекатаного листа для получения стального листа (холоднокатаного листа);
(IV) стадию обезуглероживающего отжига для обезуглероживающего отжига стального листа;
(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;
(VI) стадию удаления разделительного средства отжига для удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после стадии вторичного рекристаллизационного отжига;
(VII) стадию кислотной обработки, содержащую погружение стального листа после стадии удаления разделительного средства отжига в кислотную смесь, в которой концентрация одного, двух или более, выбираемых из серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, составляет 0,5-20 мас.%, а температура жидкости составляет 40°C - 90°C, на 5-50 с;
(VIII) стадию погружения для погружения стального листа после стадии кислотной обработки в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% фосфата металла, при температуре жидкости 40°C - 85°C на 5-150 с;
(IX) стадию сушки, содержащую извлечение стального листа из обрабатывающей жидкости после стадии погружения, удаление избыточного количества жидкости, а затем сушку стального листа; и
(X) 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.
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:
(XI) стадию обработки азотированием для обработки азотированием стального листа между стадией обезуглероживающего отжига и стадией вторичного рекристаллизационного отжига, и
(XII) стадию измельчения магнитных доменов для измельчения магнитных доменов стального листа после стадии формирования слоя покрытия с натяжением.
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:
(XIII) стадию поверхностной обработки для управления реакционной способностью поверхности стального листа.
Среди этих стадий производство листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления характеризуется стадиями от (V) стадии вторичного рекристаллизационного отжига до (X) 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.
Далее будут описаны эти стадии.
[0047]
<Стадия горячей прокатки>
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.
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.
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.
[0048]
<Стадия отжига горячекатаного листа>
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 хорошие магнитные характеристики, что является предпочтительным.
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.
[0049]
<Стадия холодной прокатки>
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.
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 раз промежуточного отжига предпочтительно составляет 3 или меньше с учетом стоимости производства.
В дополнение к этому, поверхность горячекатаного листа может быть протравлена перед стадией холодной прокатки.
[0050]
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, финальное обжатие при прокатке может находиться в диапазоне 80% - 95%. В том случае, когда финальное обжатие при прокатке составляет 80% или больше, могут быть получены зерна Госса, в которых ориентация {110}<001> выровнена в направлении прокатки, может быть получено, что является предпочтительным. С другой стороны, в том случае, когда финальное обжатие при прокатке составляет более 95%, возрастает вероятность того, что вторичная рекристаллизация станет неустойчивой на последующей стадии вторичного рекристаллизационного отжига, что является нежелательным.
Финальное обжатие при прокатке является кумулятивным обжатием при холодной прокатке, и является кумулятивным обжатием при холодной прокатке после заключительного отжига в том случае, когда отжиг выполняется.
[0051]
<Стадия обезуглероживающего отжига>
На стадии обезуглероживающего отжига выполняется обезуглероживающий отжиг стального листа, полученного в результате стадии холодной прокатки. 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.
[0052]
<Стадия азотирования>
Обработка азотирования может быть выполнена между стадией обезуглероживающего отжига и стадией вторичного рекристаллизационного отжига, описанной ниже.
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 и 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.
[0053]
<Стадия вторичного рекристаллизационного отжига>
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.
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.
С другой стороны, 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.
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.
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.
[0054]
<Стадия удаления разделительного средства отжига>
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.
[0055]
<Стадия кислотной обработки>
Стальной лист после стадии удаления разделительного средства отжига погружается в кислотную смесь, в которой концентрация одного, двух или более, выбираемых из серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, составляет 0,5-20 мас.%, а температура жидкости составляет 40°C - 90°C, на 5-50 с для формирования ямок травления на поверхности. Вышеуказанные условия вызывают разницу в скорости коррозии в зависимости от ориентации кристаллов, и при этих условиях образуются заданные ямки травления.
Когда кислотой для погружения является кислота, отличная от серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, образование ямок травления является недостаточным, и адгезия становится плохой.
Когда концентрация кислоты составляет менее 0,5 мас.%, образование ямок травления занимает много времени, и поэтому при обычной обработке является недостаточным. Когда концентрация кислоты превышает 20 мас.%, растворяющая способность кислоты является слишком высокой, и становится трудно сформировать ямки травления, так что адгезия становится плохой.
Когда температура жидкости составляет менее 40°C, формирование ямок травления занимает много времени, что увеличивает затраты. Когда температура жидкости превышает 90°C, растворяющая способность кислоты является слишком высокой, и становится трудно сформировать ямки травления, так что адгезия становится плохой. Когда время погружения составляет менее 5 с, формирование ямок травления является недостаточным, и адгезия становится плохой. Когда время погружения превышает 50 с, железо растворяется чрезмерно, и становится трудно сформировать ямки травления, так что адгезия становится плохой.
[0056]
<Стадия обработки поверхности>
Стадия обработки поверхности для управления реакционной способностью поверхности стального листа может быть выполнена между стадией удаления разделительного средства отжига и стадией погружения.
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.
[0057]
<Стадия погружения>
<Стадия сушки>
Стальной лист после стадии кислотной обработки (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).
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.
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 дополнение к этому, в том случае, когда толщина промежуточного слоя становится однородной, количество фосфата металла предпочтительно составляет 10 мас.% или больше. 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.
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.
[0058]
<Стадия Формирования слоя покрытия с натяжением>
На стадии формирования слоя покрытия с натяжением раствор (жидкость для покрытия), содержащий 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.
Когда температура листа 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.
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.
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 бария, фосфата кобальта, фосфата стронция и т.п.
Жидкость для покрытия может содержать в качестве дополнительных элементов ванадий, вольфрам, молибден, цирконий и т.п. В том случае, когда эти элементы содержатся, они могут добавляться, например, в форме оксикислоты.
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.
[0059]
<Стадия измельчения магнитных доменов>
Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может дополнительно включать в себя стадию измельчения магнитных доменов в стальном листе.
За счет выполнения обработки измельчения магнитных доменов магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали могут быть дополнительно уменьшены.
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, а в качестве способа управления магнитными доменами в том случае, когда управление магнитными доменами выполняется после формирования изоляционного покрытия, существует 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.
В случае формирования 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.
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.
[Примеры]
[0060]
Был произведен сляб, включающий в себя, 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.
Этот сляб нагревался при 1350°C, а затем подвергался горячей прокатке с тем, чтобы получить горячекатаный лист, имеющий толщину листа 2,2 мм.
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.
Этот стальной лист подвергался обезуглероживающему отжигу в атмосфере с (PH2O/PH2) 0,4 при 830°C в течение 90 с.
После этого, за исключением № 115, 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 № 115 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.
[0061]
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.
Как показано в Таблице 2, этот стальной лист был подвергнут кислотной обработке, при которой стальной лист погружался в кислоту при любом из условий Таблицы 1, чтобы сформировать ямки травления.
После этого стальной лист погружался в обрабатывающую жидкость, показанную в Таблице 2, а затем нагревался до температуры 100°С - 150°С и сушился с образованием промежуточного слоя. Средняя толщина промежуточного слоя показана в Таблице 2.
По результатам рентгеноструктурного анализа все фосфаты металлов в промежуточных слоях №№ 101-126 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.
[0062]
[Таблица 1]
| № условия | Кислотная обработка | ||
| Обрабатывающая жидкость | Условия обработки | ||
| Температура (°C) | Время (с) | ||
| 1 | 5 мас.% серная кислота | 85 | 15 |
| 2 | 10 мас.% ортофосфорная кислота | 85 | 10 |
| 3 | 10 мас.% серная кислота+2 мас.% азотная кислота | 80 | 5 |
| 4 | 2 мас.% серная кислота+3 мас.% ортофосфорная кислота | 85 | 45 |
| 5 | 20 мас.% ортофосфорная кислота | 80 | 12 |
| 6 | 0,3 мас.% серная кислота | 85 | 10 |
| 7 | 10 мас.% серная кислота+25 мас.% ортофосфорная кислота | 80 | 15 |
| 8 | 5 мас.% серная кислота | 85 | 3 |
| 9 | 5 мас.% серная кислота | 85 | 100 |
| 10 | 5 мас.% соляная кислота | 80 | 15 |
[0063]
[Таблица 2]
| № | № условия кислотной обработки | Отношение площади структуры ямок травления к площади поверхности (%) |
Стадия погружения | Промежуточный слой | |||||
| Фосфат металла, содержащийся в обрабатывающей жидкости | Количество фосфата металла в обрабатывающей жидкости (мас.%) |
Условия обработки | Фосфат металла, обнаруженный в количестве 5 мас.% или больше | Доля фосфата металла (мас.%) |
Средняя толщина (мкм) |
||||
| Температура (°C) |
Время (с) |
||||||||
| 101 | 1 | 35 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 1,2 |
| 102 | 2 | 25 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 0,7 |
| 103 | 3 | 8 | Фосфат марганца | 35 | 80 | 10 | Фосфат марганца+фосфат железа | 98 | 2,1 |
| 104 | 4 | 30 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 92 | 0,9 |
| 105 | 5 | 10 | Фосфат марганца | 35 | 80 | 15 | Фосфат марганца+фосфат железа | 98 | 4,5 |
| 106 | 1 | 25 | Фосфат марганца | 13 | 60 | 30 | Фосфат марганца | 94 | 3,2 |
| 107 | 2 | 55 | Фосфат цинка | 16 | 40 | 10 | Фосфат цинка | 92 | 0,4 |
| 108 | 3 | 8 | Фосфат марганца | 35 | 75 | 60 | Фосфат марганца+фосфат железа | 98 | 3,6 |
| 109 | 4 | 70 | Фосфат цинка-кальция | 12 | 75 | 20 | Фосфат цинка-кальция | 90 | 1,6 |
| 110 | 5 | 15 | Фосфат марганца | 10 | 60 | 25 | Фосфат марганца | 98 | 2,4 |
| 111 | 1 | 40 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 6 | Фосфат цинка | 94 | 0,6 |
| 112 | 2 | 20 | Фосфат марганца | 13 | 65 | 140 | Фосфат марганца | 98 | 4,1 |
| 113 | 3 | 10 | Фосфат марганца | 13 | 65 | 100 | Фосфат марганца | 98 | 3,8 |
| 114 | 4 | 35 | Фосфат цинка | 20 | 45 | 60 | Фосфат цинка | 94 | 1,4 |
| 115 | 5 | 65 | Фосфат цинка | 20 | 45 | 60 | Фосфат цинка | 94 | 1,9 |
| 116 | 6 | 3 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 1,2 |
| 117 | 7 | 0 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 0,6 |
| 118 | 8 | 3 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 0,9 |
| 119 | 9 | 0 | Фосфат марганца | 35 | 80 | 15 | Фосфат марганца | 98 | 3,3 |
| 120 | 10 | 0 | Фосфат марганца | 35 | 80 | 15 | Фосфат марганца | 98 | 3,4 |
| 121 | 1 | 30 | Фосфат марганца | 35 | 40 | 3 | Фосфат марганца | 97 | 0,1 |
| 122 | 1 | 30 | Фосфат марганца | 35 | 90 | 160 | Фосфат марганца | 96 | 12,8 |
| 123 | 1 | 25 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 6 | Фосфат цинка | 96 | 0,8 |
| 124 | 1 | 35 | Фосфат марганца | 10 | 80 | 120 | Фосфат марганца | 94 | 3,4 |
| 125 | 2 | 20 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 96 | 0,9 |
| 126 | 2 | 20 | Фосфат цинка | 20 | 40 | 30 | Фосфат цинка | 94 | 1,1 |
[0064]
Стальной лист, в котором был сформирован промежуточный слой, резался на множество частей по мере необходимости, жидкость для покрытия, содержащая фосфат металла и коллоидный диоксид кремния, показанный в Таблице 3, наносилась на каждую из множества частей стального листа и запекалась в сушильной печи в течение времени, показанного в Таблице 3, так, чтобы температура листа достигла температуры, показанной в Таблице 3, 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 3, 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.
Соответственно, был произведен стальной лист (лист анизотропной электротехнической стали) №№ 101-126.
[0065]
Для этих стальных листов количество диоксида кремния и фосфата металла в слое покрытия с натяжением и средняя толщина изоляционного покрытия были получены с помощью вышеописанных способов.
Результаты показаны в Таблице 3.
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%, Н: 0,001%, Mn: 0,07%, S: меньше чем 0,0005%, а также остаток, включающий в себя Fe и примеси.
[0066]
[Таблица 3]
| № | Жидкость покрытия | Условия формирования покрытия с натяжением | Слой покрытия с натяжением | Средняя толщина изоляционного покрытия | Примечание | ||||||
| Фосфат металла | Молярная доля дополнительного элемента | Коллоидный диоксид кремния | Температура листа | Время | Содержание диоксида кремния | Общее количество фосфата металла и диоксида кремния | |||||
| Тип | М.ч. | Тип | М.ч. | (°C) | (с) | (мас.%) | (мас.%) | (мкм) | |||
| 101 | Фосфат алюминия | 100 | - | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 4,6 | Пример по изобретению |
| 102 | Фосфат цинка | - | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 4,3 | Пример по изобретению | |
| 103 | Фосфат марганца | - | Тип S | 45 | 880 | 45 | 31 | 100 | 5,9 | Пример по изобретению | |
| 104 | Фосфат магния | - | Тип C | 85 | 860 | 25 | 45 | 100 | 4,1 | Пример по изобретению | |
| 105 | Фосфат кобальта | - | Тип S | 95 | 820 | 25 | 50 | 100 | 7,3 | Пример по изобретению | |
| 106 | Фосфат стронция | - | Тип S | 145 | 780 | 110 | 60 | 100 | 6,4 | Пример по изобретению | |
| 107 | Фосфат алюминия/цинка | 0,67 | Тип C | 95 | 840 | 60 | 50 | 100 | 3,6 | Пример по изобретению | |
| 108 | Фосфат алюминия/меди | 0,14 | Тип S | 115 | 800 | 80 | 52 | 94 | 6,8 | Пример по изобретению | |
| 109 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип C | 85 | 840 | 60 | 45 | 100 | 4,6 | Пример по изобретению | |
| 110 | Фосфат алюминия/лития | 0,14 | Тип S | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 5,7 | Пример по изобретению | |
| 111 | Фосфат алюминия/бария | 0,17 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 3,9 | Пример по изобретению | |
| 112 | Фосфат алюминия/молибдена | 0,17 | Тип S | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 8,8 | Пример по изобретению | |
| 113 | Фосфат алюминия/ванадия | 0,18 | Тип S | 65 | 860 | 30 | 40 | 96 | 8,4 | Пример по изобретению | |
| 114 | Фосфат алюминия/вольфрама | 0,17 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 5,4 | Пример по изобретению | |
| 115 | Фосфат алюминия/циркония | 0,18 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 5,6 | Пример по изобретению | |
| 116 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 4,6 | Сравнительный пример | |
| 117 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 5,2 | Сравнительный пример | |
| 118 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип C | 65 | 860 | 30 | 40 | 100 | 4,2 | Сравнительный пример | |
| 119 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип S | 115 | 820 | 25 | 52 | 100 | 7,3 | Сравнительный пример | |
| 120 | Фосфат алюминия/магния | 0,67 | Тип S | 115 | 820 | 25 | 52 | 100 | 4,4 | Сравнительный пример | |
| 121 | Фосфат алюминия | - | Тип S | 115 | 820 | 25 | 52 | 93 | 3,2 | Сравнительный пример | |
| 122 | Фосфат цинка | - | Тип S | 115 | 820 | 25 | 52 | 93 | 9,4 | Сравнительный пример | |
| 123 | Фосфат алюминия | - | Тип C | 65 | 820 | 25 | 40 | 100 | 1,6 | Сравнительный пример | |
| 124 | Фосфат цинка | - | Тип S | 115 | 850 | 30 | 52 | 100 | 11,6 | Сравнительный пример | |
| 125 | Фосфат алюминия/меди | 0,14 | Тип C | 20 | 800 | 30 | 18 | 100 | 4,6 | Сравнительный пример | |
| 126 | Фосфат алюминия/меди | 0,14 | Тип C | 160 | 860 | 30 | 63 | 100 | 4,2 | Сравнительный пример | |
[0067]
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 4.
[0068]
[Адгезия]
Для оценки адгезии покрытия образец, имеющий ширину 30 мм и длину 300 мм, отбирался 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.
Критерии оценки были установлены следующим образом. В случае A или B адгезия покрытия считалась превосходной.
A: Доля площади отслаивания 0% - 0,5%
B: Доля площади отслаивания больше чем 0,5% и 5,0% или меньше
C: Доля площади отслаивания больше чем 5,0% и 20% или меньше
D: Доля площади отслаивания больше чем 20% и 50% или меньше
E: Доля площади отслаивания больше чем 50%
[0069]
[Натяжение покрытия]
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.
В том случае, когда полученное натяжение покрытия составляло 4,0 МПа или больше, натяжение покрытия считалось превосходным.
[0070]
[Коррозионная стойкость]
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.
После этого заржавевшая область оценивалась по 10-балльной шкале.
Критерии оценки были установлены следующим образом, и оценка 5 или выше (от 5 до 10) считалась превосходной коррозионной стойкостью.
10: Ржавчина не образовалась
9: Образовалось очень небольшое количество ржавчины (доля площади 0,1% или меньше)
8: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,1% и 0,25% или меньше
7: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,25% и 0,50% или меньше
6: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 0,50% и 1% или меньше
5: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 1% и 2,5% или меньше
4: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 2,5% и 5% или меньше
3: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 5% и 10% или меньше
2: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 10% и 25% или меньше
1: Доля площади образовавшейся ржавчины=больше чем 25% и 50% или меньше
[0071]
[Свойство элюирования]
Из полученного стального листа отбирался образец, кипятился в кипящей чистой воде в течение 10 мин, после чего измерялось количество ортофосфорной кислоты, элюировавшей в чистую воду. Свойство элюирования (мг/м2) оценивалось путем деления количество элюировавшей ортофосфорной кислоты на площадь изоляционного покрытия прокипяченного листа анизотропной электротехнической стали.
Для измерения количества ортофосфорной кислоты, элюировавшей в чистую воду, полученный раствор охлаждался, и концентрация ортофосфорной кислоты в образце, полученном разбавлением охлажденного раствора чистой водой, измерялась с помощью ICP-AES и вычислялась.
Когда величина элюирования на единицу площади была менее 140 мг/м2, считалось, что свойство элюирования является превосходным.
[0072]
[Магнитные характеристики]
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.
Когда магнитные потери составляли 0,70 Вт/кг или меньше, считалось, что магнитные характеристики являются превосходными.
[0073]
[Таблица 4]
| № | Адгезия покрытия | Натяжение покрытия | Коррозионная стойкость | Свойство элюирования | Магнитные потери (W17/50) |
Примечание |
| (МПа) | (мг/м2) | (Вт/кг) | ||||
| 101 | B | 5,7 | 7 | 10 | 0,66 | Пример по изобретению |
| 102 | B | 7,4 | 10 | 6 | 0,64 | Пример по изобретению |
| 103 | A | 12,1 | 10 | 21 | 0,61 | Пример по изобретению |
| 104 | B | 11,6 | 8 | 33 | 0,59 | Пример по изобретению |
| 105 | A | 9,7 | 6 | 19 | 0,61 | Пример по изобретению |
| 106 | A | 9,8 | 7 | 24 | 0,61 | Пример по изобретению |
| 107 | B | 7,4 | 10 | 38 | 0,64 | Пример по изобретению |
| 108 | A | 10,3 | 8 | 32 | 0,59 | Пример по изобретению |
| 109 | B | 6,4 | 7 | 37 | 0,63 | Пример по изобретению |
| 110 | A | 9,4 | 7 | 14 | 0,62 | Пример по изобретению |
| 111 | B | 5,4 | 6 | 28 | 0,66 | Пример по изобретению |
| 112 | A | 12,3 | 8 | 84 | 0,57 | Пример по изобретению |
| 113 | A | 11,4 | 7 | 76 | 0,59 | Пример по изобретению |
| 114 | B | 5,2 | 9 | 46 | 0,66 | Пример по изобретению |
| 115 | B | 5,9 | 6 | 54 | 0,66 | Пример по изобретению |
| 116 | C | 4,4 | 6 | 60 | 0,78 | Сравнительный пример |
| 117 | C | 3,4 | 4 | 36 | 0,81 | Сравнительный пример |
| 118 | C | 3,6 | 4 | 124 | 0,74 | Сравнительный пример |
| 119 | C | 7,4 | 7 | 27 | 0,68 | Сравнительный пример |
| 120 | B | 6,8 | 4 | 35 | 0,71 | Сравнительный пример |
| 121 | B | 4,6 | 3 | 153 | 0,73 | Сравнительный пример |
| 122 | B | 11,6 | 7 | 141 | 0,82 | Сравнительный пример |
| 123 | C | 2,1 | 2 | 38 | 0,79 | Сравнительный пример |
| 124 | C | 8,8 | 8 | 120 | 0,77 | Сравнительный пример |
| 125 | B | 4,6 | 5 | 167 | 0,71 | Сравнительный пример |
| 126 | B | 5,4 | 6 | 36 | 0,73 | Сравнительный пример |
[0074]
Как показано в Таблицах 1-4, №№ 101-115, 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.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0075]
1 - Основной стальной лист
12 - Структура ямок травления
2 - Изоляционное покрытие
21 - Промежуточный слой
22 - Слой покрытия с натяжением
100 - Лист анизотропной электротехнической стали
Claims (23)
1. Лист анизотропной электротехнической стали, содержащий: основной стальной лист; и изоляционное покрытие, сформированное на поверхности основного стального листа,
причем изоляционное покрытие включает 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,
поверхность основного стального листа имеет структуру ямок травления,
причем средняя толщина промежуточного слоя составляет 0,2-10,0 мкм,
средняя толщина изоляционного покрытия составляет 2,0-10,0 мкм,
слой покрытия с натяжением содержит фосфат металла и диоксид кремния, и
количество диоксида кремния в слое покрытия с натяжением составляет 20-60 мас.%.
2. Лист анизотропной электротехнической стали по п. 1, в котором кристаллический фосфат металла промежуточного слоя представляет собой одно, два или больше из фосфата цинка, фосфата марганца, фосфата железа и фосфата цинка-кальция.
3. Способ формирования изоляционного покрытия для листа анизотропной электротехнической стали по п. 1, включающий:
процесс вторичного рекристаллизационного отжига, включающий нанесение разделительного средства отжига, содержащего 10-100 мас.% Al2O3, на стальной лист, сушку стального листа и выполнение вторичного рекристаллизационного отжига стального листа;
процесс удаления разделительного средства отжига для удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после процесса вторичного рекристаллизационного отжига;
процесс кислотной обработки, включающий погружение стального листа после процесса удаления разделительного средства отжига в кислотную смесь, в которой концентрация одного, двух или более, выбираемых из серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, составляет 0,5-20 мас.%, а температура жидкости составляет 40-90°С, на 5-50 с;
процесс погружения стального листа для погружения стального листа после процесса кислотной обработки в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% фосфата металла, при температуре жидкости 40-85°С на 5-150 с;
процесс сушки, включающий извлечение стального листа из обрабатывающей жидкости после процесса погружения, удаление избыточного количества 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 выдержку стального листа в состоянии, при котором температура листа составляет 700-950°С, в течение 10-120 с.
4. Способ формирования изоляционного покрытия для листа анизотропной электротехнической стали по п. 1, включающий:
процесс вторичного рекристаллизационного отжига, содержащий нанесение разделительного средства отжига, содержащего 10 мас.% или более Al2O3, а также одно или два из MgO: 5-90 мас.% и хлорида, включающего один или более из хлорида висмута, хлорида кальция, хлорида кобальта, хлорида железа и хлорида никеля: 0,5-10,0 мас.% на стальной лист, сушку стального листа и выполнение вторичного рекристаллизационного отжига стального листа;
процесс удаления разделительного средства отжига для удаления избыточного количества разделительного средства отжига со стального листа после процесса вторичного рекристаллизационного отжига;
процесс кислотной обработки, включающий погружение стального листа после процесса удаления разделительного средства отжига в кислотную смесь, в которой концентрация одного, двух или более, выбираемых из серной кислоты, ортофосфорной кислоты и азотной кислоты, составляет 0,5-20 мас.%, а температура жидкости составляет 40-90°С, на 5-50 с;
процесс погружения стального листа для погружения стального листа после процесса кислотной обработки в обрабатывающую жидкость, содержащую 5-50 мас.% фосфата металла, при температуре жидкости 40-85°С на 5-150 с;
процесс сушки, содержащий извлечение стального листа из обрабатывающей жидкости после процесса погружения, удаление избыточного количества жидкости и сушку стального листа; и
процесс формирования слоя покрытия с натяжением, включающий 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 выдержку стального листа в состоянии, при котором температура листа составляет 700-950°С, в течение 10-120 с.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-064968 | 2021-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2023125270A RU2023125270A (ru) | 2023-12-04 |
| RU2823254C2 true RU2823254C2 (ru) | 2024-07-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005139481A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | 張力付与性絶縁皮膜の皮膜密着性に優れる一方向性珪素鋼板の製造方法 |
| JP5279747B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2013-09-04 | 中国電力株式会社 | 中空の金属部材の補強構造、中空の金属部材の補強方法 |
| RU2578296C2 (ru) * | 2011-12-28 | 2016-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Текстурированный лист из электротехнической стали и способ снижения потерь в железе |
| RU2661967C1 (ru) * | 2017-04-10 | 2018-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ производства электротехнической анизотропной стали с высокими характеристиками адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия |
| RU2662753C1 (ru) * | 2014-09-01 | 2018-07-30 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Электротехнический стальной лист с ориентированной зеренной структурой |
| JP2020111814A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005139481A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Nippon Steel Corp | 張力付与性絶縁皮膜の皮膜密着性に優れる一方向性珪素鋼板の製造方法 |
| JP5279747B2 (ja) * | 2010-03-10 | 2013-09-04 | 中国電力株式会社 | 中空の金属部材の補強構造、中空の金属部材の補強方法 |
| RU2578296C2 (ru) * | 2011-12-28 | 2016-03-27 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Текстурированный лист из электротехнической стали и способ снижения потерь в железе |
| RU2662753C1 (ru) * | 2014-09-01 | 2018-07-30 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Электротехнический стальной лист с ориентированной зеренной структурой |
| RU2661967C1 (ru) * | 2017-04-10 | 2018-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Способ производства электротехнической анизотропной стали с высокими характеристиками адгезии и коэффициента сопротивления электроизоляционного покрытия |
| JP2020111814A (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-27 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2771318C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| RU2767356C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| KR20210111822A (ko) | 방향성 전자 강판의 제조 방법 | |
| RU2823254C2 (ru) | Лист анизотропной электротехнической стали и способ формирования изоляционного покрытия | |
| RU2823213C2 (ru) | Лист анизотропной электротехнической стали и способ формирования изоляционного покрытия | |
| RU2825096C2 (ru) | Лист анизотропной электротехнической стали и способ формирования изоляционного покрытия | |
| RU2768094C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| RU2771130C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| RU2768905C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| US20240186039A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating coating | |
| WO2024214819A1 (ja) | 方向性電磁鋼板および絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2022215714A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及び絶縁被膜の形成方法 | |
| US20240183012A1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for forming insulating coating | |
| WO2024214820A1 (ja) | 方向性電磁鋼板および絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2023195518A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及び絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2023195517A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及び絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2024214818A1 (ja) | 方向性電磁鋼板および絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2024214821A1 (ja) | 方向性電磁鋼板および絶縁被膜の形成方法 | |
| WO2024214822A1 (ja) | 方向性電磁鋼板および絶縁被膜の形成方法 | |
| RU2771315C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| WO2024171608A1 (ja) | 方向性電磁鋼板、並びに、方向性電磁鋼板の中間層および絶縁被膜の形成方法 | |
| RU2768932C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой | |
| RU2771767C1 (ru) | Способ производства листа электротехнической стали c ориентированной зеренной структурой | |
| WO2024210205A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及び絶縁被膜形成方法 | |
| WO2024210203A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及び絶縁被膜形成方法 |