取向性電磁鋼板及取向性電磁鋼板的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供能可靠地抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展、即使發(fā)生了側(cè)向應(yīng)變的部分也能成為制品的取向性電磁鋼板。本發(fā)明的取向性電磁鋼板在鋼板(11)的寬度方向的一端側(cè)的玻璃覆膜(12)中具有線狀變質(zhì)部(14)，該線狀變質(zhì)部(14)沿著與上述鋼板的軋制方向平行的方向呈連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀形成、組成與上述玻璃覆膜的其他部位不同。上述鋼板(11)的鐵基體部中，在與上述線狀變質(zhì)部(14)對(duì)應(yīng)的上述鋼板的寬度方向位置上，晶粒的易磁化軸的方向與上述軋制方向的角度偏移量的平均值為0°以上且20°以下。
【專(zhuān)利說(shuō)明】取向性電磁鋼板及取向性電磁鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼板的表面上形成有玻璃覆膜的取向性電磁鋼板及取向性電磁鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】 [0002]上述取向性電磁鋼板例如是以硅鋼板作為原材料，通過(guò)熱軋工序一退火工序一冷軋工序一脫碳退火工序一最終退火工序一平坦化退火工序一絕緣覆膜形成工序等步驟來(lái)制造。
[0003]其中，在最終退火工序之前的退火中，在鋼板的表面上形成了以二氧化硅(SiO2)為主體的SiO2覆膜。另外，在最終退火工序中，在將鋼板卷取為卷狀的狀態(tài)下裝入到間歇式的退火爐內(nèi)來(lái)實(shí)施熱處理。因此，為了防止最終退火工序中鋼板粘砂，在最終退火工序之前，在鋼板的表面上涂布以氧化鎂(MgO)為主體的退火隔離劑。在最終退火工序中，通過(guò)SiO2覆膜與以氧化鎂為主體的退火隔離劑的反應(yīng)而形成上述玻璃覆膜。
[0004]在此詳細(xì)描述最終退火工序。在最終退火工序中，如圖1所示，鋼板卷取而成的卷材5以卷材5的卷軸5a為鉛垂方向地設(shè)置在退火爐外罩9內(nèi)的卷材座臺(tái)8上。
[0005]將這樣設(shè)置的卷材5在高溫下退火時(shí)，如圖2所示，與卷材座臺(tái)8接觸的卷材5的下端部5z因?yàn)榫聿?的自重以及卷材座臺(tái)8與卷材5的熱膨脹系數(shù)之差等原因而發(fā)生塑性變形。該變形即使在之后的平坦化退火工序中也不能完全消除，一般稱之為側(cè)向應(yīng)變變形。該側(cè)向應(yīng)變變形在不滿足顧客的要求規(guī)格的情況下，會(huì)將發(fā)生該側(cè)向應(yīng)變變形的側(cè)向應(yīng)變部5e修剪掉。因此，側(cè)向應(yīng)變部5e增加時(shí)，由于修剪寬度的增加，具有成品率降低的問(wèn)題。如圖3所示，將由卷材5展開(kāi)的鋼板放置在平坦的平板上時(shí)，以鋼板的端部偏離平板面所形成的波的高度h來(lái)觀測(cè)側(cè)向應(yīng)變。通常，側(cè)向應(yīng)變部5e是滿足下述條件的鋼板端部的變形區(qū)域，所述條件為波的高度h超過(guò)2_或下述式(I)所示的陸度(steepness) s超過(guò)
1.5% (超過(guò) 0.015)。
[0006]s=h/l (I)
[0007]其中，I是側(cè)向應(yīng)變部的寬度。
[0008]最終退火時(shí)的側(cè)向應(yīng)變的發(fā)生機(jī)理通過(guò)高溫時(shí)的晶界滑移來(lái)說(shuō)明。即，在900°C以上的高溫下，因晶界滑移導(dǎo)致的變形變得顯著，所以在晶界部容易發(fā)生側(cè)向應(yīng)變。相比于卷材中心部，與卷材臺(tái)座接觸的卷材下端部的二次再結(jié)晶的生長(zhǎng)時(shí)期慢。因此，卷材下端部的晶體粒徑變小，容易形成晶粒細(xì)化部。
[0009]該晶粒細(xì)化部中存在大量晶界，因此推測(cè)上述晶界滑移易產(chǎn)生并發(fā)生側(cè)向應(yīng)變。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了通過(guò)控制卷材下端部的晶粒生長(zhǎng)來(lái)抑制卷材下端部的機(jī)械變形(側(cè)向應(yīng)變)的各種方法。
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了在最終退火之前對(duì)于從與卷材臺(tái)座接觸的卷材下端面起的一定寬度的帶狀部涂布晶粒細(xì)化劑，在最終退火中使該帶狀部發(fā)生晶粒細(xì)化的方法。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了在最終退火之前使用帶有突起物的輥等對(duì)于從與卷材臺(tái)座接觸的卷材下端面起的一定寬度的帶狀部賦予加工變形應(yīng)變，在最終退火中使該帶狀部發(fā)生晶粒細(xì)化的方法。
[0011]如此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I和專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的方法中，為了抑制側(cè)向應(yīng)變，有意地使卷材下端部的晶體細(xì)化，從而使卷材下端部的機(jī)械強(qiáng)度變化。
[0012]然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)的方法中，由于晶粒細(xì)化劑是液態(tài)的，因此涂布區(qū)域的正確控制是困難的。另外，晶粒細(xì)化劑有時(shí)還從鋼板端部向鋼板中央部擴(kuò)散。結(jié)果不能將晶粒細(xì)化區(qū)域的寬度控制為一定，因此側(cè)向應(yīng)變部的寬度在卷材的縱向上變化很大。而且，由于將變形最大的側(cè)向應(yīng)變部的寬度作為修剪寬度，因此若一處側(cè)向應(yīng)變部的寬度大，則修剪寬度增加、成品率降低。
[0013]另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)的方法中，以輥等的機(jī)械加工產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)槠瘘c(diǎn)，使卷材下端部的晶體細(xì)化。然而，由于長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)加工使輥磨損，因此所賦予的加工變形應(yīng)變(壓下率)經(jīng)時(shí)性降低，具有晶粒細(xì)化效果降低的問(wèn)題。尤其是取向性電磁鋼板是大量含Si的硬質(zhì)原材料，因此輥的磨耗嚴(yán)重，需要頻繁更換輥。另外，由于機(jī)械加工對(duì)寬范圍賦予應(yīng)變，因此側(cè)向應(yīng)變的抑制范圍是有限的。
[0014]另一方面，為了抑制側(cè)向應(yīng)變，專(zhuān)利文獻(xiàn)3、4、5和6中公開(kāi)了下述方法:促進(jìn)從卷材下端起的一定寬度的帶狀部的二次再結(jié)晶，在最終退火的早期增大晶體粒徑，提高高溫強(qiáng)度。[0015]作為增大晶體粒徑的手段，專(zhuān)利文獻(xiàn)3和4中公開(kāi)了在最終退火之前通過(guò)等離子體加熱、感應(yīng)加熱來(lái)加熱鋼板端部的帶狀部的方法。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3、5和6中公開(kāi)了通過(guò)噴砂、輥、齒形輥等引入機(jī)械加工應(yīng)變的方法。
[0016]等離子體加熱、感應(yīng)加熱是加熱范圍較寬的加熱方式，因此適合于加熱帶狀范圍。然而，等離子體加熱、感應(yīng)加熱具有難以控制加熱位置、加熱溫度的問(wèn)題。另外，存在因熱傳導(dǎo)而使比規(guī)定范圍寬的區(qū)域被加熱的問(wèn)題。因此，不能將通過(guò)二次再結(jié)晶增大晶體粒徑的區(qū)域的寬度控制為一定，所以具有側(cè)向應(yīng)變抑制效果方面易出現(xiàn)不均一的問(wèn)題。
[0017]在利用輥等的機(jī)械加工的方法中，如上所述，由于輥的磨耗而具有應(yīng)變賦予效果(應(yīng)變量)經(jīng)時(shí)性降低的問(wèn)題。尤其是該二次再結(jié)晶的速度根據(jù)應(yīng)變量而變化敏感，因此，即使由輥的磨耗導(dǎo)致的應(yīng)變量為少量，也具有不能獲得所需的晶體粒徑、不能獲得穩(wěn)定的側(cè)向應(yīng)變抑制效果的問(wèn)題。另外，由于機(jī)械加工會(huì)對(duì)寬范圍賦予應(yīng)變，所以側(cè)向應(yīng)變的抑制范圍是有限的。
[0018]如上所述，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I~6公開(kāi)的方法中，由于難以正確控制晶體粒徑(范圍和大小)，因此存在不能獲得充分的側(cè)向應(yīng)變抑制效果的問(wèn)題。
[0019]因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)7中提出了通過(guò)激光束的照射、水噴射等在鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域形成與軋制方向平行延伸的易變形部(槽或晶界滑移部)或高溫變形部的技術(shù)。在該情況下，可利用形成在鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域的易變形部(槽或晶界滑移部)來(lái)防止側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展，減低側(cè)向應(yīng)變部的寬度。
[0020]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0021]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0022]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)昭63-100131號(hào)公報(bào)
[0023]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)昭64-042530號(hào)公報(bào)[0024]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平02-097622號(hào)公報(bào)
[0025]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平03-177518號(hào)公報(bào)
[0026]專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2000-038616號(hào)公報(bào)
[0027]專(zhuān)利文獻(xiàn)6:日本特開(kāi)2001-323322號(hào)公報(bào)
[0028]專(zhuān)利文獻(xiàn)7:國(guó)際公開(kāi)第2010/103761號(hào)小冊(cè)子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0030]順便提一下，專(zhuān)利文獻(xiàn)7中公開(kāi)的形成晶界滑移變形部的方法中，鋼板的鐵基體(base metal iron)部自身形成了易變形部。該易變形部是包含最終退火時(shí)鋼板的鐵基體部中形成的晶界的直線狀區(qū)域、或者是包含鋼板的鐵基體部中形成的晶粒的滑移帶。在最終退火之前，從鋼板表面照射激光束，在對(duì)鐵基體部施加熱影響的部分形成該易變形部。此時(shí)，被激光束照射的區(qū)域的鐵基體部因激光束的熱而熔融后再凝固，所以最終退火時(shí)生成的易變形部中高比例地出現(xiàn)易磁化軸的方向偏離鋼板的軋制方向的異常晶粒。因此，在形成了易變形部的區(qū)域的鐵基體部中，磁特性劣化。
[0031]其中，如上所述在將側(cè)向應(yīng)變部的寬度減低至較小的情況下，具有該側(cè)向應(yīng)變部的取向性電磁鋼板滿足顧客的要求品質(zhì)，即使不實(shí)施側(cè)向應(yīng)變部的修剪也可。然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)7所記載的發(fā)明中，即使在側(cè)向應(yīng)變部可被接受的情況下，形成了易變形部的鐵基體部中存在的異常晶粒會(huì)使磁特性劣化，因此存在取向性電磁鋼板的品質(zhì)降低的問(wèn)題。
[0032]此外，為了在從鋼 板的表面遍及整個(gè)厚度方向、或者至鋼板的較深位置形成易變形部，需要對(duì)鋼板施加很大的能量。因此，最終退火前的預(yù)處理需要大量時(shí)間或者需要大型、大輸出的激光裝置，存在不能效率良好地制造取向性電磁鋼板的問(wèn)題。
[0033]本發(fā)明是鑒于上述狀況而做出的，其目的是提供一種取向性電磁鋼板，其能可靠地抑制由激光束對(duì)鋼板的側(cè)端部的照射引起的側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展，且還抑制了因激光束的熱影響導(dǎo)致的鋼板的磁特性的劣化。
[0034]用于解決問(wèn)題的方案
[0035]為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的某些觀點(diǎn)，提供了取向性電磁鋼板，其是鋼板的表面上形成有玻璃覆膜的取向性電磁鋼板，其中，上述鋼板的寬度方向的一端側(cè)的上述玻璃覆膜中具有線狀變質(zhì)部，該線狀變質(zhì)部沿著與上述鋼板的軋制方向平行的方向呈連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀形成、組成與上述玻璃覆膜的其他部位不同，上述鋼板的鐵基體部中，在與上述線狀變質(zhì)部對(duì)應(yīng)的上述鋼板的寬度方向位置上，晶粒的易磁化軸的方向與上述軋制方向的角度偏移量的平均值為0°以上且20°以下。
[0036]上述玻璃覆膜的上述線狀變質(zhì)部的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia可以小于上述玻璃覆膜的其他部位的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip。
[0037]上述玻璃覆膜的其他部位的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip以及上述線狀變質(zhì)部的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia通過(guò)EPMA分析來(lái)求出，上述線狀變質(zhì)部可以被規(guī)定為上述玻璃覆膜中上述Ia與上述Ip的比率即Mg減少比Ir為0.3以上且小于1.0的Mg減少部。
[0038]此外，上述線狀變質(zhì)部還可以被規(guī)定為上述Mg減少比Ir為0.3以上且0.95以下的上述Mg減少部。[0039]對(duì)于表面形成有SiO2覆膜的上述鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域，沿著與上述軋制方向平行的方向照射激光束，從而在從上述SiO2覆膜的表層到上述SiO2覆膜與上述鋼板的界面之間的深度區(qū)域形成連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀的激光處理部，上述SiO2覆膜的上述激光處理部變質(zhì)，從而可以形成上述玻璃覆膜的上述線狀變質(zhì)部。
[0040]從上述鋼板的寬度方向一端到上述線狀變質(zhì)部的寬度方向中心的距離WL可以為5mm以上且35mm以下，且上述線狀變質(zhì)部的寬度d可以為0.3mm以上且5.0mm以下。
[0041]上述線狀變質(zhì)部可以形成在如下區(qū)域，所述區(qū)域是以最終退火工序中將上述鋼板卷成卷狀時(shí)位于最外周的上述鋼板的軋制方向的一端為起點(diǎn)的、上述鋼板的軋制方向的總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域。
[0042]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，提供了一種取向性電磁鋼板的制造方法，其是表面具有玻璃覆膜的取向性電磁鋼板的制造方法，該方法包括:激光處理工序，對(duì)于表面形成有SiO2覆膜的鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域，沿著與上述鋼板的軋制方向平行的方向照射激光束，形成連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀的激光處理部；在上述激光處理工序后，在上述鋼板的表面上涂布退火隔離劑的退火隔離劑涂布工序；以及對(duì)涂布了上述退火隔離劑的上述鋼板進(jìn)行最終退火，在上述鋼板的表面上形成上述玻璃覆膜的最終退火工序，上述激光處理部形成在從上述SiO2覆膜的表層到上述SiO2覆膜與上述鋼板的界面之間的深度區(qū)域，在上述最終退火工序中，將上述鋼板卷取成卷狀，在以形成了上述激光處理部的上述寬度方向一端側(cè)朝下的方式載置上述卷狀的鋼板的狀態(tài)下進(jìn)行最終退火，由上述SiO2覆膜和上述退火隔離劑形成上述玻璃覆膜，同時(shí)在與上述激光處理部對(duì)應(yīng)的部位形成組成與上述玻璃覆膜的其他部位不同的線狀變質(zhì)部。
[0043]在上述激光處理工序中，可以以從上述鋼板的寬度方向一端到上述激光處理部的寬度方向中心的距離WL為5mm以上且35mm以下、且上述激光處理部的寬度d為0.3mm以上且5.0mm以下的方式形成上述激光處理部。
[0044]在上述激光處理工序中，可以在如下區(qū)域形成上述激光處理部，所述區(qū)域是以上述最終退火工序中將上述鋼板卷成卷狀時(shí)位于最外周的上述鋼板的軋制方向的一端為起點(diǎn)的、上述鋼板的軋制方向的總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域。
[0045]根據(jù)上述取向性電磁鋼板及其制造方法，在鋼板的寬度方向的一端側(cè)部的玻璃覆膜中沿著軋制方向形成了線狀變質(zhì)部，因此利用該線狀變質(zhì)部局部變形來(lái)抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。其中，優(yōu)選的是，從鋼板的寬度方向一端到線狀變質(zhì)部(激光處理部)的寬度方向中心之間的距離WL為5mm以上且35mm以下，且線狀變質(zhì)部(激光處理部)的寬度d為0.3mm以上且5.0mm以下。由此，可以可靠地減低側(cè)向應(yīng)變部的寬度。
[0046]此外，上述線狀變質(zhì)部?jī)H在玻璃覆膜中形成，而不在鋼板的鐵基體部中形成。而且，在鋼板的鐵基體部中，在位于上述線狀變質(zhì)部下面的部位，上述鋼板的鐵基體部的晶粒的易磁化軸的方向與軋制方向的角度偏移量的平均值為20°以下。由此，不僅是鐵基體部中不與線狀變質(zhì)部對(duì)應(yīng)的部位的磁特性穩(wěn)定，而且位于線狀變質(zhì)部下面的部位的磁特性也是穩(wěn)定的，可以將形成了線狀變質(zhì)部的部位作為制品。
[0047]需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明中,將角Qt和角θ η的均方值(mean-square value) Θ a定義為角度偏移量，并且將Ga為20°以上的晶體稱為“異常晶?！?，其中，0t是利用X射線衍射的晶體取向測(cè)定法(勞厄法)所測(cè)定的晶粒的易磁化軸的方向從作為基準(zhǔn)的鋼板面內(nèi)的軋制方向圍繞著鋼板的寬度方向軸旋轉(zhuǎn)而成的，θn是晶粒的易磁化軸的方向圍繞著與鋼板面垂直的軸旋轉(zhuǎn)而成的。
[0048]另外，上述線狀變質(zhì)部的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia優(yōu)選小于上述玻璃覆膜的其他部位的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip。此外，上述線狀變質(zhì)部?jī)?yōu)選被規(guī)定為上述Ia與上述Ip的比率即Mg減少比Ir為0.3以上且小于1.0、尤其是0.95以下的線狀的Mg減少部。在該線狀的Mg減少部中，Mg量少于玻璃覆膜的其他部分。Mg是玻璃覆膜中代表性的元素，所以可推測(cè)線狀Mg減少部中玻璃覆膜自身的厚度減少。因此，線狀Mg減少部的機(jī)械強(qiáng)度比其他部位低而容易局部變形，所以可抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。
[0049]需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，雖然線狀Mg減少部的部位中玻璃覆膜厚度減小，但只要在玻璃覆膜上形成絕緣覆膜，作為變壓器的電絕緣性就沒(méi)有任何問(wèn)題。
[0050]發(fā)明的效果
[0051]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，利用在玻璃覆膜中的與激光處理部對(duì)應(yīng)的部分形成的線狀變質(zhì)部，可抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。
[0052]另外，鋼板的鐵基體部中位于線狀變質(zhì)部下面的部位的異常晶粒的存在比率低，因此還能抑制因激光束的熱影響導(dǎo)致的鋼板的磁特性的劣化。因此，可以提供整個(gè)鋼板的晶體取向穩(wěn)定的高品質(zhì)的取向性電磁鋼板。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0053]圖1所示為最終退火裝置的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
[0054]圖2所示為沒(méi)有采取抑制側(cè)向應(yīng)變的手段的以往的卷材的側(cè)向應(yīng)變的生長(zhǎng)過(guò)程的示意圖。
[0055]圖3所示為側(cè)向應(yīng)變的評(píng)價(jià)方法的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。
[0056]圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的截面圖。[0057]圖5所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的說(shuō)明圖。
[0058]圖6A所示為圖4所示的取向性電磁鋼板的線狀變質(zhì)部的說(shuō)明圖。
[0059]圖6B所示為圖4所示的取向性電磁鋼板的線狀變質(zhì)部的說(shuō)明圖。
[0060]圖7所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的制造方法的流程圖。
[0061]圖8是實(shí)施脫碳退火工序、激光處理工序、退火隔離劑涂布工序的設(shè)備的示意說(shuō)明圖。
[0062]圖9是實(shí)施激光處理工序的激光處理裝置的示意說(shuō)明圖。
[0063]圖10是實(shí)施了激光處理工序的鋼板的示意說(shuō)明圖。
[0064]圖11是圖10的X-X截面向視圖。
[0065]圖12所示為將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板卷取為卷狀的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0066]圖13所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的側(cè)向應(yīng)變的生長(zhǎng)過(guò)程的示意圖。
[0067]圖14所示為激光處理部的寬度和自鋼板端部起的距離與側(cè)向應(yīng)變寬度的關(guān)系圖。
[0068]圖15所示為改變激光處理部的軋制方向長(zhǎng)度時(shí)以最終退火卷材最外周部為起點(diǎn)的軋制方向位置與側(cè)向應(yīng)變寬度的關(guān)系圖。[0069]圖16所示為鋼板的鐵基體部表面的晶粒的產(chǎn)生狀態(tài)的組織照片。
[0070]圖17所示為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的說(shuō)明圖。
[0071]圖18所示為鋼板的鐵基體部表面的線狀變質(zhì)部的周邊產(chǎn)生的晶粒的說(shuō)明圖。
[0072]圖19所示為比較例的鋼板寬度方向的截面的晶粒的狀態(tài)的示意圖。
[0073]圖20所示為Mg減少比與側(cè)向應(yīng)變寬度和相對(duì)于鋼板軋制方向的易磁化軸的角度偏移量的平均值的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0074]以下參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及的取向性電磁鋼板和取向性電磁鋼板的制造方法。在本說(shuō)明書(shū)和附圖中，對(duì)于具有實(shí)質(zhì)上相同的功能構(gòu)成的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，從而省略重復(fù)說(shuō)明。然而，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。
[0075]如圖4所示，本實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10具備鋼板11、在鋼板的表面上形成的玻璃覆膜12、以及在玻璃覆膜12上形成的絕緣覆膜13。
[0076]鋼板11由一般作為取向性電磁鋼板的原材料使用的、含有Si的鐵合金構(gòu)成。本實(shí)施方式的鋼板11例如包含以下的組成。
[0077]S1:2.5質(zhì)量％以上且4.0質(zhì)量％以下
[0078]C:0.02質(zhì)量％以上且0.10質(zhì)量％以下
[0079]Mn:0.05質(zhì)量％以上且0.20質(zhì)量％以下
[0080]酸可溶性Al:0.020質(zhì)量％以上且0.040質(zhì)量％以下
[0081]N:0.002質(zhì)量％以上且0.012質(zhì)量％以下
[0082]S:0.001質(zhì)量％以上且0.010質(zhì)量％以下
[0083]P:0.01質(zhì)量％以上且0.04質(zhì)量％以下
[0084]余量:Fe和不可避免的雜質(zhì)
[0085]另外，鋼板11的厚度一般為0.15mm以上且0.35mm以下，也可以在該范圍外。
[0086]玻璃覆膜12例如由鎂橄欖石(Mg2SiO4X尖晶石(MgAl2O4)和堇青石(Mg2Al4Si5O16)等復(fù)合氧化物構(gòu)成。其中，該玻璃覆膜12的厚度例如是0.5 μ m~3 μ m，尤其是通常為I μ m左右，但不限于所述例子。
[0087]絕緣覆膜13例如由以膠體狀二氧化硅和磷酸鹽(磷酸鎂、磷酸鋁等)為主體的涂布液(參照日本特開(kāi)昭48-39338號(hào)公報(bào)、日本特公昭53-28375號(hào)公報(bào))或者將氧化鋁溶膠和硼酸混合而成的涂布液(參照日本特開(kāi)平6-65754號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)平6-65755號(hào)公報(bào))來(lái)構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，絕緣覆膜13例如由磷酸鋁和膠體二氧化硅、無(wú)水鉻酸(參照日本特公昭53-28375號(hào)公報(bào))等形成。其中，該絕緣覆膜13的厚度例如一般是2 μ m左右，但不限于所述例子。
[0088]而且，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10中，如圖5所示，在取向性電磁鋼板10的一側(cè)表面或兩側(cè)表面上形成有一部分玻璃覆膜12變質(zhì)的線狀變質(zhì)部14。線狀變質(zhì)部14的組成或厚度不同于玻璃覆膜12的其他部分。其可以通過(guò)玻璃覆膜12的線狀變質(zhì)部14中Mg、Fe等構(gòu)成玻璃覆膜12的元素的含量的不同來(lái)確認(rèn)。
[0089]如圖5所示，線狀變質(zhì)部14只在從取向性電磁鋼板10的寬度方向的一端起的規(guī)定距離WL的內(nèi)側(cè)沿著與軋制方向平行的方向(鋼板11的縱向)呈線狀地形成。在圖5的例子中，線狀變質(zhì)部14沿著與軋制方向平行的方向呈連續(xù)的直線狀形成。然而，不限于所述例子，線狀變質(zhì)部14也可以呈不連續(xù)的直線狀例如周期性斷開(kāi)的虛線狀形成。其中，所述線狀變質(zhì)部14如下所述通過(guò)激光束聚光和照射到鋼板11的表面上來(lái)形成。
[0090]如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10中，可以在鋼板11的寬度方向一端側(cè)的表面上的玻璃覆膜12中沿著軋制方向形成線狀變質(zhì)部14。該線狀變質(zhì)部14的機(jī)械強(qiáng)度小于玻璃覆膜12的其他部位，容易變形。因此，在最終退火工序中，由于鋼板11卷取而成的卷材5的線狀變質(zhì)部14優(yōu)先地局部變形，可以抑制從卷材5的下端向上方進(jìn)行的側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。因此，在最終退火工序之后的工序中，可以極力減低取向性電磁鋼板10的修剪寬度。
[0091]另外，線狀變質(zhì)部14也可以在鋼板11的縱向(軋制方向)的一部分上局部形成。在該情況下，線狀變質(zhì)部14優(yōu)選形成在以鋼板11卷取而成的卷材5的最外周部為起點(diǎn)的、鋼板11的縱向總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域。即，自取向性電磁鋼板10的縱向的頂端起的線狀變質(zhì)部14的縱向長(zhǎng)度Lz相對(duì)于取向性電磁鋼板10的總長(zhǎng)Lc優(yōu)選為20%以上(Lz ^ 0.2 X Lc) ο
[0092]卷材5的外周側(cè)部分在最終退火時(shí)達(dá)到高溫，因此該外周側(cè)部分容易發(fā)生側(cè)向應(yīng)變。因此，優(yōu)選的是，在以卷材5的最外周部為起點(diǎn)的、卷材5的總長(zhǎng)Lc的20%以上的區(qū)域形成線狀變質(zhì)部14。由此，在最終退火工序中，在卷材5的外周側(cè)部分形成的線狀變質(zhì)部14發(fā)生局部變形，從而能可靠地抑制卷材5的外周側(cè)部分的側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。另一方面，線狀變質(zhì)部14的形成范圍小于卷材5的總長(zhǎng)Lc的20%時(shí)，在卷材5的外周側(cè)部分沒(méi)有形成長(zhǎng)度充分的線狀變質(zhì)部14，因此卷材5的外周側(cè)部分的側(cè)向應(yīng)變的抑制效果會(huì)降低。
[0093]另外，為了更可靠地抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展，也可以遍及鋼板11的縱向(軋制方向)總長(zhǎng)地形成線狀變質(zhì)部14。
[0094]另外，在從取向性電磁鋼板10的寬度方向一端到線狀變質(zhì)部14的寬度方向中心的距離WL為5_以上且35_以下的位置(5_≤WL≤35mm)形成線狀變質(zhì)部14。此外，線狀變質(zhì)部14的寬度d為0.3謹(jǐn)以上且5.Ctam以下(0.3謹(jǐn)< d < 5.Ctam)。
[0095]照此，線狀變質(zhì)部14形成在滿足5mm < WL < 35mm的位置，且線狀變質(zhì)部14的寬度d滿足0.3mm ^ d ^ 5.0mm,結(jié)果能夠在獲得側(cè)向應(yīng)變抑制的位置形成最終退火工序中容易變形的線狀變質(zhì)部14，因此能夠可靠地減低側(cè)向應(yīng)變部的寬度。
[0096]需要說(shuō)明的是，線狀變質(zhì)部14大多不能通過(guò)對(duì)取向性電磁鋼板10的表面的目視或顯微鏡觀察等來(lái)確認(rèn)。然而，在線狀變質(zhì)部14中，存在由玻璃覆膜12的EPMA分析(電子探針顯微分析，Electron Probe Micro Analysis)獲得的Mg的特征X射線強(qiáng)度低于其他部位的玻璃覆膜12的傾向。即如圖6A、圖6B所示，線狀變質(zhì)部14作為通過(guò)玻璃覆膜12的EPMA分析獲得的Mg減少比所規(guī)定的線狀Mg減少部14a而被觀察到。具體而言，線狀Mg減少部14a可以是由玻璃覆膜12的EPMA分析求出的Mg減少比Ir (Ir=Ia/Ip)在0.3≤IKl.0范圍內(nèi)的區(qū)域。
[0097]其中，Mg減少比Ir是玻璃覆膜12中形成了線狀變質(zhì)部14的部位(與下述激光處理部20對(duì)應(yīng)的區(qū)域)的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia除以沒(méi)有形成線狀變質(zhì)部14的其他部位(與下述激光處理部20對(duì)應(yīng)的區(qū)域以外)的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip而獲得的值。[0098]如此，Mg減少比Ir是玻璃覆膜12的Mg的特征X射線強(qiáng)度的減少比率，線狀Mg減少部14a是玻璃覆膜12中Mg的特征X射線強(qiáng)度低于其他部位的線狀區(qū)域。在本實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10中，可以將線狀變質(zhì)部14規(guī)定為上述Ir在0.3 < Ir〈l.0范圍內(nèi)的線狀Mg減少部14a。
[0099]此外，在該線狀變質(zhì)部14中，由玻璃覆膜12的EPMA分析所獲得的Fe的特征X射線強(qiáng)度有高于其他部位的傾向。因此，也可以根據(jù)該Fe的特征X射線強(qiáng)度來(lái)規(guī)定線狀變質(zhì)部14?；蛘撸€可以由玻璃覆膜12中作為玻璃成分含有的Al、S1、Mn、0等的特性X射線譜來(lái)規(guī)定線狀變質(zhì)部14。
[0100]其中，圖6的EPMA分析使用空間分辨EPMA，在照射電子束強(qiáng)度15keV、倍率50倍、視野區(qū)2.5mmX 2.5_、空間分辨率5 μ m、X射線分光晶體TAP的條件下實(shí)施。
[0101]另外，在本實(shí)施方式中，鋼板11中位于線狀變質(zhì)部14內(nèi)側(cè)部位的鋼板11的鐵基體部中，晶粒的易磁化軸的方向與軋制方向的角度偏移量Θ a的平均值為0°以上且20°以下，優(yōu)選為0°以上且10°以下。
[0102]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式的晶粒的易磁化軸的方向與軋制方向的角度偏移量Θa如下定義。即，將作為對(duì)象的晶粒的易磁化軸的方向相對(duì)于作為基準(zhǔn)的鋼板面內(nèi)的軋制方向圍繞著鋼板的寬度方向的軸旋轉(zhuǎn)的角Θt和圍繞著與鋼板面垂直的軸旋轉(zhuǎn)的角θη的均方值定義為角度偏移量0a( 0a=(0t2+0n2)°_5)。該0t和θ n通過(guò)利用X射線衍射的晶體取向測(cè)定法(勞厄法)來(lái)測(cè)定。在本實(shí)施方式中，0a >20°的晶粒被稱為“異常晶?！?，其意指易磁化軸與鋼板11的軋制方向偏離很大的晶粒。另一方面，上述0a小于20°的晶粒為“正常晶?！?。晶粒的易磁化軸與軋制方向偏離很大時(shí)，該部位的磁化方向容易朝向與軋制方向大不相同的方向，磁力線難以穿透軋制方向。結(jié)果鋼板11的軋制方向的磁特性劣化。
[0103]另外，關(guān)于取向性電磁鋼板的晶體取向，屬于合格品的制品的易磁化方向有時(shí)也與軋制方向偏離幾度左右。因此，在本實(shí)施方式中，也考慮到磁特性，作為易磁化軸與軋制方向偏離很大的異常晶粒的基準(zhǔn)，將上`述Ga的下限值設(shè)定為20°。
[0104]另外，在本實(shí)施方式中，如圖18所示，關(guān)于與取向性電磁鋼板10的軋制方向大致平行形成的線狀變質(zhì)部14附近的鐵基體部產(chǎn)生的晶粒，用下式(I)來(lái)定義角度偏移量Θ a的平均值R。
Xw1-Ll^ai
[0105]-…(I)

> W1.Li


I
[0106]其中，i為晶粒的序號(hào)。Li是線狀變質(zhì)部14與第i個(gè)晶粒重疊或相接的距離。Θ Bi是第i個(gè)晶粒的上述所定義的旋轉(zhuǎn)角0a。另外，像圖18中的第3個(gè)和第4個(gè)晶粒以外的晶粒那樣，晶粒橫跨線狀變質(zhì)部14的兩側(cè)時(shí)，Wi=U另一方面，如圖18中的第3個(gè)和第4個(gè)晶粒那樣，線狀變質(zhì)部14恰好與2個(gè)晶粒的晶界對(duì)應(yīng)時(shí)，Wi=0.5。
[0107]也如之后的實(shí)施例中所示，在最終退火前從鋼板表面照射激光束時(shí)，若對(duì)鐵基體部的內(nèi)部施加使鐵基體部熔融和再凝固的程度的熱影響，則會(huì)對(duì)最終退火中的鋼板的晶體生長(zhǎng)造成影響，角度偏移量Ga增大，異常晶粒的比例增加。結(jié)果趨向于使取向性電磁鋼板的軋制方向的磁特性劣化。另一方面，雖然照射激光，但若使其熱影響止步于SiO2覆膜，則最終退火時(shí)經(jīng)過(guò)激光束照射的部分的晶體生長(zhǎng)可以與沒(méi)有照射激光束的部分基本上相同。結(jié)果，角度偏移量Θ a變小，可獲得正常晶粒的幾率增加。
[0108]接著，說(shuō)明本實(shí)施方式的取向性電磁鋼板的制造方法。
[0109]本實(shí)施方式的一種取向性電磁鋼板的制造方法如圖7的流程圖所示包括鑄造工序S01、熱軋工序S02、退火工序S03、冷軋工序S04、脫碳退火工序S05、激光處理工序S06、退火隔離劑涂布工序S07、最終退火工序S08、平坦化退火工序S09、以及絕緣覆膜形成工序S10。
[0110]在鑄造工序SOl中，將調(diào)制成上述組成的鋼水供給連鑄機(jī)，連續(xù)地制造出鑄錠。
[0111]在熱軋工序S02中，將所得鑄錠加熱至規(guī)定溫度(例如1150~1400°C)，實(shí)施熱軋。由此，制造出例如厚度1.8~3.5mm的熱軋材。
[0112]在退火工序S03中，在例如退火溫度:750~1200°C、退火時(shí)間:30秒~10分鐘的條件下對(duì)熱軋材進(jìn)行熱處理。
[0113]在冷軋工序S04中，將退火工序S03后的熱軋材的表面進(jìn)行酸洗，然后實(shí)施冷軋。由此，制造出例如厚度0.15~0.35mm的鋼板11。
[0114]在脫碳退火工序S05中，在例如退火溫度:700~900°C、退火時(shí)間:1~3分鐘的條件下對(duì)鋼板11進(jìn)行熱處理。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，如圖8所示，使鋼板11在行進(jìn)的狀態(tài)下通過(guò)脫碳退火爐31來(lái)實(shí)施熱處理。
[0115]通過(guò)該脫碳退火 工序S05，在鋼板11的表面上形成以二氧化硅(Si02)為主體的SiO2 覆膜 12a。
[0116]在激光處理工序S06中，如圖10、圖11所示，對(duì)于形成了 SiO2覆膜12a的鋼板11的寬度方向一端側(cè)區(qū)域，通過(guò)在以下詳細(xì)說(shuō)明的激光照射條件下沿著與軋制方向平行的方向照射激光束，在SiO2覆膜12a中形成用于獲得上述線狀變質(zhì)部14的激光處理部20。
[0117]另外，在圖11所示的例子中，該激光處理部20在與上述線狀變質(zhì)部14對(duì)應(yīng)的位置沿著軋制方向呈線狀地形成，且形成在從SiO2覆膜12a的表層到SiO2覆膜12a與鋼板11的界面附近之間的深度區(qū)域。在圖11的例子中，激光處理部20是截面V字狀的槽，但激光處理部20的截面形狀不限于所述例子，也可以是U字狀、半圓狀等。激光束的照射條件在之后敘述，依據(jù)該條件會(huì)有下述情況=SiO2覆膜12a僅受到熱影響而基本確認(rèn)不到SiO2覆膜12a中有截面形狀變化等物理性形狀變化。
[0118]激光處理工序S06如圖8所示地使用在脫碳退火爐31的后段側(cè)配設(shè)的激光處理裝置33來(lái)實(shí)施。其中，在脫碳退火爐31與激光處理裝置33之間還可以配設(shè)用于將脫碳退火工序S05后的鋼板11冷卻的冷卻裝置32。通過(guò)該冷卻裝置32，可以將用來(lái)實(shí)施激光處理工序S06的鋼板11的溫度T設(shè)定在例如0°C <T ( 300°C的范圍內(nèi)。
[0119]激光處理裝置33如圖9所示包括激光振蕩器33a、將從激光振蕩器33a起振的激光束聚光的聚光透鏡33b、在激光束的照射點(diǎn)附近噴射輔助氣體的氣體噴嘴33c。對(duì)輔助氣體的種類(lèi)沒(méi)有特別限制，例如可以使用空氣或氮?dú)狻＜す獾墓庠?、種類(lèi)也沒(méi)有特別限制。
[0120]在激光處理工序S06中，適當(dāng)調(diào)整激光束的照射條件，使得經(jīng)過(guò)激光束照射的部位的SiO2覆膜12a (激光處理部20)內(nèi)側(cè)的鋼板11的鐵基體部不會(huì)因照射激光束而形成熱影響層。例如，調(diào)整激光束的強(qiáng)度(激光功率P)等照射條件，使得鋼板11的鐵基體部的表面附近不形成因激光束照射導(dǎo)致的熔融部等顯著的熱影響部，或者使得經(jīng)過(guò)激光束照射的部位的鐵基體部的表面與其他部分的鐵基體部的表面同等程度的平坦。
[0121]考慮分別給出激光的光源、種類(lèi)、鋼板11的寬度方向的激光束直徑dc (mm)、鋼板
11的通板方向(縱向)的激光束直徑dL (mm)、鋼板11的通板速度VL (mm/秒)、鋼板的板厚t (mm)、輔助氣體的流量Gf (L/分鐘)等激光照射條件的情況。在該情況下，在固定所有這些條件的狀態(tài)下，使激光功率P (W)從零慢慢增加，將鋼板11的鐵基體部的表面發(fā)生熔融的激光功率P的閾值設(shè)為PO (W)。在所述條件下，在激光處理工序S06中，理想的是，設(shè)定為滿足0.3 XPO < Ρ〈Ρ0的激光功率P來(lái)對(duì)鋼板11的SiO2覆膜12a照射激光束。由此，通過(guò)照射激光束，該照射位置的正下方的鐵基體部可不出現(xiàn)熔融部，而僅SiO2覆膜12a中適當(dāng)?shù)匦纬杉す馓?理部20。
[0122]在退火隔離劑涂布工序S07中，在SiO2覆膜12a上涂布以氧化鎂(MgO)為主體的退火隔離劑，加熱干燥。另外，在本實(shí)施方式中，如圖8所示，在激光處理裝置33的后段側(cè)配設(shè)退火隔離劑涂布裝置34，對(duì)實(shí)施了激光處理工序S06的鋼板11的表面連續(xù)地涂布退火隔離劑。
[0123]而且，通過(guò)了退火隔離劑涂布裝置34的鋼板11被卷成卷狀，形成上述卷材5。其中，該卷材5的最外周端是通過(guò)脫碳退火爐31、激光處理裝置33、退火隔離劑涂布裝置34的鋼板11的后端。因此，在本實(shí)施方式中，在激光處理工序S06中，在鋼板11的縱向的后端側(cè)的區(qū)域形成激光處理部20。
[0124]接著，在最終退火工序S08中，如圖12所示，將涂布了退火隔離劑的鋼板11卷取而成的卷材5以卷軸5a朝向鉛垂方向的方式載置在卷材臺(tái)座8上，裝入到間歇式的最終退火爐中實(shí)施熱處理。其中，該最終退火工序S08的熱處理?xiàng)l件例如是退火溫度:1100~1300°C、退火時(shí)間:20~24小時(shí)。
[0125]此時(shí)，如圖12所示，以卷材5 (鋼板11)中形成了激光處理部20的寬度方向一端側(cè)部分(卷材5的下端側(cè))與卷材座臺(tái)8接觸的方式載置卷材5。
[0126]利用該最終退火工序S08，以二氧化硅為主體的SiO2覆膜12a與以氧化鎂為主體的退火隔離劑反應(yīng)，在鋼板11的表面上形成由鎂橄欖石(Mg2SiO4)構(gòu)成的玻璃覆膜12。
[0127]在本實(shí)施方式中，激光處理部20形成在從SiO2覆膜12a的表層到SiO2覆膜12a與鋼板11的界面附近之間的深度區(qū)域。形成了該激光處理部20的區(qū)域在最終退火工序S08中會(huì)成為玻璃覆膜12的線狀變質(zhì)部14。如上所述，在該線狀變質(zhì)部14中，有EPMA分析獲得的Mg的特征X射線強(qiáng)度低于其他部位的玻璃覆膜12的傾向。
[0128]因此，玻璃覆膜12中形成的線狀變質(zhì)部14可被規(guī)定為Mg的特征X射線強(qiáng)度相比于玻璃覆膜12的其他部位減少的線狀的Mg減少部(Ir〈l.0)。Mg是玻璃覆膜12中代表性的元素，因而推測(cè)在該線狀Mg減少部中玻璃覆膜自身的厚度減少。因此，由于線狀Mg減少部的機(jī)械強(qiáng)度比其他部位低而容易發(fā)生局部變形，所以可在最終退火工序S08中抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。另外，如上所述，根據(jù)玻璃覆膜12的EPMA分析，與其他部位相比，線狀變質(zhì)部14中存在Mg的特征X射線強(qiáng)度減少、且Fe的特征X射線強(qiáng)度增高的傾向。認(rèn)為不僅是玻璃覆膜12的厚度的減少對(duì)于線狀變質(zhì)部14的機(jī)械強(qiáng)度的降低有貢獻(xiàn)，玻璃覆膜12中的Mg、Fe等元素的比例(狹義的組成)的變化也是有貢獻(xiàn)的。該狹義的組成的變化也體現(xiàn)在EPMA分析獲得的特征X射線強(qiáng)度的變化。另外，上述玻璃覆膜12的厚度變化時(shí)，該厚度的玻璃覆膜12中含有的Mg、Fe等元素的量也變化，因此上述EPMA分析獲得的特征X射線強(qiáng)度變化。
[0129]因此，在本發(fā)明中，利用上述EPMA分析，將通過(guò)特征X射線強(qiáng)度的變化得以體現(xiàn)的“玻璃覆膜的厚度的變化”和“玻璃覆膜中的元素的比例(狹義的組成)的變化”兩者作為“玻璃覆膜的組成(廣義的組成)的變化”來(lái)考慮。即，本發(fā)明的“組成與玻璃覆膜的其他部位不同的線狀變質(zhì)部”中的“組成”意味著上述廣義的組成，“線狀變質(zhì)部”意味著上述狹義的組成或厚度與玻璃覆膜的其他部位相比不同的部分。
[0130]在平坦化退火工序S09中，將卷取為卷狀的鋼板11展開(kāi)，在約800°C的退火溫度下施加張力，伸展為板狀來(lái)輸送，將卷材的卷曲變形展開(kāi)而平坦化。在該平坦化退火工序S09的同時(shí)，在絕緣覆膜形成工序SlO中，在鋼板11的兩面形成的玻璃覆膜12上涂布絕緣劑，進(jìn)行烘干，形成絕緣覆膜13。
[0131]如此操作，在鋼板11的表面上形成了玻璃覆膜12和絕緣覆膜13，從而制造了本實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10。
[0132]另外，此后可以將激光束聚光、照射在鋼板10的一個(gè)面上，賦予與軋制方向基本上正交、且在軋制方向上呈周期性的線狀的應(yīng)變，從而進(jìn)行磁疇控制。
[0133]在以上的取向性電磁鋼板10的制造方法中，如上所述，在激光處理工序S06中，在形成了 SiO2覆膜12a的鋼板11的寬度方向一端側(cè)區(qū)域形成激光處理部20。而且，經(jīng)過(guò)退火隔離劑涂布工序S07之后，在最終退火工序S08中，由上述SiO2覆膜12a和退火隔離劑形成玻璃覆膜12，同時(shí)在形成了激光處理部20的區(qū)域形成線狀變質(zhì)部14。
[0134]其中，在最終退火工序S08中，如圖13所示，在距卷材5與卷材臺(tái)座8接觸位置為規(guī)定距離的卷材5上的位置(即卷材5的一端側(cè)部)，沿著卷材5的軋制方向生成線狀變質(zhì)部14。在該線狀變質(zhì)部14中，如上所述，Mg、Fe組成比等狹義的組成、厚度不同于其他部位的玻璃覆膜，認(rèn)為機(jī)械強(qiáng)度也不同。
[0135]在最終退火工序S08中，卷材5因自重等而承重的情況下，激光處理工序S06中在SiO2覆膜12a中形成的激光處理部20優(yōu)先地變形。
[0136]在最終退火工序S08中，如圖13所示，側(cè)向應(yīng)變部5e會(huì)從卷材5與卷材臺(tái)座8的接觸位置(卷材5的寬度方向一端側(cè))向?qū)挾确较蛄硪欢藗?cè)擴(kuò)展,但側(cè)向應(yīng)變部5e的擴(kuò)展在上述線狀變質(zhì)部14處被抑制。因此，側(cè)向應(yīng)變部5e的寬度變小，即使在除去該側(cè)向應(yīng)變部5e的情況下，也能減小修剪寬度，從而可以提高取向性電磁鋼板10的制造成品率。
[0137]另外，由于能夠充分抑制側(cè)向應(yīng)變部5e的寬度和翹曲，因而所制造的取向性電磁鋼板10即使具有側(cè)向應(yīng)變部5e但仍滿足顧客的要求品質(zhì)，此情況下也可以不修剪側(cè)向應(yīng)變部5e。在該情況下，能夠更進(jìn)一步提高取向性電磁鋼板10的制造成品率。此外，玻璃覆膜12中形成了線狀變質(zhì)部14的部位的內(nèi)側(cè)的鋼板10的鐵基體部基本上沒(méi)有受到上述激光束照射產(chǎn)生的熱影響 ，因此該部位的鐵基體部中基本上不出現(xiàn)異常晶粒，磁特性沒(méi)有劣化。因此，即使在不進(jìn)行側(cè)向應(yīng)變部5e的修剪的情況下，也能將取向性電磁鋼板10直接作為磁特性優(yōu)異的制品使用，因而可以提高取向性電磁鋼板10的品質(zhì)和制品成品率二者。
[0138]在本實(shí)施方式中，激光處理部20形成在從SiO2覆膜12a的表層到SiO2覆膜12a與鋼板11的界面附近之間的深度區(qū)域。其中，如上所述，調(diào)整激光束的強(qiáng)度等照射條件，在鋼板11的內(nèi)部，使得鐵基體部的表面附近不形成因照射激光束而熔融等的顯著的熱影響層，或者使得與其他部分的鐵基體部的表面同等程度的平坦。結(jié)果，如以下詳述的，對(duì)于鋼板11中位于線狀變質(zhì)部14內(nèi)側(cè)的部位(鐵基體部)，可以將鋼板11的晶粒的易磁化軸方向與軋制方向的角度偏移量9a的平均值R抑制在20°以下。
[0139]因此，即使在側(cè)向應(yīng)變部5e的寬度小、不需要除去該側(cè)向應(yīng)變部5e的情況下，線狀變質(zhì)部14內(nèi)側(cè)的鐵基體部分的晶體取向的取向性與以往相比更高且更穩(wěn)定，根據(jù)用途可以作為取向性電磁鋼板10利用。
[0140]另外，由于能夠降低激光處理工序S06的激光束的功率P，因此不需要大型、大輸出的激光裝置，能夠效率良好地制造取向性電磁鋼板10。 [0141]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10中，由于將從鋼板11的寬度方向一端到線狀變質(zhì)部14的寬度方向的中心的距離WL設(shè)定在5mm≤WL≤35mm的范圍內(nèi)、將線狀變質(zhì)部14的寬度d設(shè)定在0.3mm< 5.0mm的范圍內(nèi)，因此通過(guò)線狀變質(zhì)部14能夠可靠地抑制側(cè)向應(yīng)變部5e的擴(kuò)展。
[0142]另外，由于將線狀變質(zhì)部14 (激光處理部20)的軋制方向長(zhǎng)度Lz設(shè)為以卷材5的最外周部為起點(diǎn)的、卷材5的總長(zhǎng)Lc的20%以上，因此即使在容易發(fā)生側(cè)向應(yīng)變的卷材5的外周側(cè)部分，也能可靠地抑制側(cè)向應(yīng)變的擴(kuò)展。
[0143]此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，線狀變質(zhì)部14包括線狀Mg減少部14a。該線狀Mg減少部14a是玻璃覆膜12中Mg減少比Ir (Ir=Ia/Ip)在0.3 ( Ir<l.0的范圍內(nèi)的區(qū)域。與玻璃覆膜12的其他部位相比，該線狀變質(zhì)部14 (線狀Mg減少部14a)是玻璃覆膜
12的厚度變薄或者上述Mg或Fe等組成(上述狹義的組成)發(fā)生變化的部分。
[0144]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，在涂布用于最終退火的隔離材料前的激光處理工序中，照射如下程度的較低強(qiáng)度的激光束，即，使得在SiO2覆膜12a及其內(nèi)側(cè)的鐵基體部的表面附近不生成熔融部等顯著的熱影響部且在最終退火工序中由上述激光處理部20獲得線狀變質(zhì)部14的程度。由此，詳細(xì)的機(jī)理雖然并不清楚，但考慮是線狀變質(zhì)部14(線狀Mg減少部14a)的機(jī)械強(qiáng)度比其他部分低而容易變形。另外，通過(guò)激光束照射而導(dǎo)入到SiO2覆膜12a中的殘留應(yīng)變也有可能產(chǎn)生影響。結(jié)果，推測(cè)在最終退火工序中通過(guò)線狀變質(zhì)部14(線狀Mg減少部14a)的局部變形來(lái)抑制側(cè)向應(yīng)變部5e的擴(kuò)展。
[0145]以上說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的取向性電磁鋼板10、取向性電磁鋼板10的制造方法，但本發(fā)明不限于此，在不偏離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。
[0146]例如，關(guān)于鋼板11的組成，不限于本實(shí)施方式中規(guī)定的組成，也可以是其他組成的鋼板。另外，對(duì)于使用圖8、圖9中所示的裝置實(shí)施脫碳退火工序S05、激光處理工序S06、退火隔離劑涂布工序S07的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，也可以用其他結(jié)構(gòu)的裝置來(lái)實(shí)施它們。另外，激光處理工序S06可以配置在脫碳退火工序S05與最終退火工序S08之間的任何位置，例如，可以配置在退火隔離劑涂布工序S07之后、最終退火工序S08之前。
[0147]此外，如圖5所示，對(duì)于線狀變質(zhì)部14在與軋制方向平行的方向呈連續(xù)的直線狀形成的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此。例如，也可以如圖17所示在軋制方向周期性形成不連續(xù)的虛線狀的線狀變質(zhì)部14(激光處理部20)。在該情況下，具有能夠削減激光束的平均功率的效果。形成周期性線狀變質(zhì)部14的情況下，每個(gè)周期的激光處理部20的比例r只要能獲得側(cè)向應(yīng)變抑制效果就沒(méi)有特別限制，例如理想地為r>50%。
[0148]其中，也可以在鋼板10的兩面上照射激光束，從而在取向性電磁鋼板10的兩面上形成線狀變質(zhì)部14 (激光處理部20)。
[0149]實(shí)施例
[0150]接著，為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，說(shuō)明所實(shí)施的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)。
[0151]首先，鑄造組成為S1:3.0質(zhì)量％、C:0.05質(zhì)量％、Mn:0.1質(zhì)量％、酸可溶性Al:0.02
質(zhì)量％、N:0.01質(zhì)量％、S:0.01質(zhì)量％、P:0.02質(zhì)量％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)的板坯(鑄造工序)。
[0152]對(duì)該板坯在1280°C下實(shí)施熱軋，制造厚度2.3mm的熱軋材(熱軋工序)。
[0153]接著，在1000°C X I分鐘的條件下對(duì)熱軋材進(jìn)行熱處理(退火工序)。在熱處理后對(duì)該退火工序后的軋材實(shí)施酸洗處理，然后實(shí)施冷軋，制造厚度0.23mm的冷軋材(冷軋工序)。
[0154]在80(TC X 2分鐘的條件下，對(duì)該冷軋材實(shí)施脫碳退火(脫碳退火工序)。通過(guò)該脫碳退火，在作為該冷軋材的鋼板11的兩面上形成SiO2覆膜12a。
[0155]使用激光處理裝置對(duì)形成了上述SiO2覆膜12a的鋼板11的表面照射激光束，形成激光處理部20 (激光處理工序)。[0156]接著，在上述SiO2覆膜12a中形成了激光處理部20的鋼板11的兩面上，涂布以氧化鎂為主成分的退火隔離劑(退火隔離劑涂布工序)。
[0157]然后，在將涂布了退火隔離劑的鋼板11卷取為卷狀的狀態(tài)下，裝入到間歇式的最終退火爐中，在1200°C X20小時(shí)的條件下實(shí)施最終退火(最終退火工序)。
[0158]其中，將上述的形成激光處理部20時(shí)的條件進(jìn)行各種改變，評(píng)價(jià)這些條件與最終退火后的側(cè)向應(yīng)變部5e的寬度Wg (以下稱為側(cè)向應(yīng)變部寬度Wg)的關(guān)系。
[0159]另外，使用X射線衍射測(cè)定鋼板11中位于線狀變質(zhì)部14內(nèi)側(cè)的鐵基體部的晶粒的易磁化軸方向，求出該易磁化軸方向相對(duì)于軋制方向的角度偏移量0￡1的平均值1?。此外，通過(guò)SST (單板測(cè)試，Single sheet tester)試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)W17/50的鐵損。SST測(cè)定的試驗(yàn)片由從鋼板邊緣起IOOmm寬的區(qū)域按照鋼板寬度方向長(zhǎng)度100mm、鋼板軋制方向長(zhǎng)度500mm的尺寸切取。
[0160]另外，測(cè)定在與激光處理部20對(duì)應(yīng)的部位形成的玻璃覆膜12的線狀變質(zhì)部14的Mg減少比Ir。在該Mg的定量分析中，用NaOH水溶液除去位于作為制品的鋼板10的最上層的絕緣覆膜13 (實(shí)施至絕緣覆膜13)，通過(guò)EPMA分析玻璃覆膜12的成分。線狀變質(zhì)部14內(nèi)的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia以寬度d的Mg減少部的X射線強(qiáng)度在寬度d范圍內(nèi)的平均值來(lái)定義。其中，通過(guò)在最終退火工序后、絕緣覆膜形成工序前實(shí)施以上的分析，可以省略用NaOH等堿溶液洗滌鋼板10的絕緣覆膜13的分析前工序。
[0161]另外，作為激光裝置，使用半導(dǎo)體激光器。設(shè)定鋼板11的通板方向(縱向)的激光束直徑dL=12 (mm)、鋼板11的通板速度VL=400 (mm/秒)、鋼板11的板厚t=0.23 (mm)、輔助氣體的流量Gf=300 (L/分鐘)、激光束的鋼板11的寬度方向的照射位置WL=20 (mm)，以激光功率P (W)與鋼板11的寬度方向的激光束直徑dc (mm)為參數(shù)，進(jìn)行激光處理和評(píng)價(jià)。其中，以卷材最外周部為起點(diǎn)的激光處理部20的軋制方向長(zhǎng)度Lz=3000m (卷材總長(zhǎng)Lc=1000OmX
[0162]激光束的照射條件及評(píng)價(jià)結(jié)果的數(shù)據(jù)歸納在表1中。其中，表1中的PO是:在固定上述條件(dL、VL、t、Gf、WL)和dc的情況下，使激光功率P (W)從零緩慢增加時(shí)，鋼板11的鐵基體部的表面發(fā)生熔融的激光功率P的閾值。其中，表1所示的側(cè)向應(yīng)變寬度Wg是卷材總長(zhǎng)范圍內(nèi)的最大值。
[0163]在表1中，本發(fā)明例I~6滿足0°≤R≤20°和0.3≤Ir≤0.95。另外，本發(fā)明例7、8滿足0°≤R≤20°，但0.95〈11'〈1.0，不滿足0.3≤11'≤0.95。與此相對(duì)，比較例I~3中R>20°，不滿足0°≤R≤20°。
[0164][表 I]
[0165]表1激光照射條件及評(píng)價(jià)結(jié)果
[0166]
【權(quán)利要求】
1.一種取向性電磁鋼板，其是鋼板的表面上形成有玻璃覆膜的取向性電磁鋼板，其中， 所述鋼板的寬度方向的一端側(cè)的所述玻璃覆膜中具有線狀變質(zhì)部，該線狀變質(zhì)部沿著與所述鋼板的軋制方向平行的方向呈連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀形成、組成與所述玻璃覆膜的其他部位不同， 所述鋼板的鐵基體部中，在與所述線狀變質(zhì)部對(duì)應(yīng)的所述鋼板的寬度方向位置上，晶粒的易磁化軸的方向與所述軋制方向的角度偏移量的平均值為0°以上且20°以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的取向性電磁鋼板，其中，所述玻璃覆膜的所述線狀變質(zhì)部的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia小于所述玻璃覆膜的其他部位的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的取向性電磁鋼板，其中，所述玻璃覆膜的其他部位的Mg的特征X射線強(qiáng)度的平均值Ip以及所述線狀變質(zhì)部的Mg的特征X射線強(qiáng)度Ia通過(guò)EPMA分析來(lái)求出， 所述線狀變質(zhì)部被規(guī)定為所述玻璃覆膜中所述Ia與所述Ip的比率即Mg減少比Ir為0.3以上且小于1.0的Mg減少部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的取向性電磁鋼板，其 中，所述線狀變質(zhì)部被規(guī)定為所述Mg減少比Ir為0.3以上且0.95以下的所述Mg減少部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的取向性電磁鋼板，其中，對(duì)于表面形成有SiO2覆膜的所述鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域，沿著與所述軋制方向平行的方向照射激光束，從而在從所述SiO2覆膜的表層到所述SiO2覆膜與所述鋼板的界面之間的深度區(qū)域形成連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀的激光處理部，所述SiO2覆膜的所述激光處理部變質(zhì)，從而形成所述玻璃覆膜的所述線狀變質(zhì)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的取向性電磁鋼板，其中，從所述鋼板的寬度方向一端到所述線狀變質(zhì)部的寬度方向中心的距離WL為5mm以上且35mm以下，且所述線狀變質(zhì)部的寬度d為0.3mm以上且5.0mm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的取向性電磁鋼板，其中，所述線狀變質(zhì)部形成在如下區(qū)域，所述區(qū)域是以最終退火工序中將所述鋼板卷成卷狀時(shí)位于最外周的所述鋼板的軋制方向的一端為起點(diǎn)的、所述鋼板的軋制方向的總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域。
8.一種取向性電磁鋼板的制造方法，其是表面具有玻璃覆膜的取向性電磁鋼板的制造方法，該方法包括: 激光處理工序，對(duì)于表面形成有SiO2覆膜的鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域，沿著與所述鋼板的軋制方向平行的方向照射激光束，形成連續(xù)的直線狀或不連續(xù)的虛線狀的激光處理部; 在所述激光處理工序后，在所述鋼板的表面上涂布退火隔離劑的退火隔離劑涂布工序；以及 對(duì)涂布了所述退火隔離劑的所述鋼板進(jìn)行最終退火，在所述鋼板的表面上形成所述玻璃覆膜的最終退火工序， 所述激光處理部形成在從所述SiO2覆膜的表層到所述SiO2覆膜與所述鋼板的界面之間的深度區(qū)域， 在所述最終退火工序中，將所述鋼板卷取成卷狀，在以形成了所述激光處理部的所述寬度方向一端側(cè)朝下的方式載置所述卷狀的鋼板的狀態(tài)下進(jìn)行最終退火，由所述SiO2覆膜和所述退火隔離劑形成所述玻璃覆膜，同時(shí)在與所述激光處理部對(duì)應(yīng)的部位形成組成與所述玻璃覆膜的其他部位不同的線狀變質(zhì)部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其中，在所述激光處理工序中，以從所述鋼板的寬度方向一端到所述激光處理部的寬度方向中心的距離WL為5mm以上且35mm以下、且所述激光處理部的寬度d為0.3mm以上且5.0mm以下的方式形成所述激光處理部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其中，在所述激光處理工序中，在如下區(qū)域形成所述激光處理部，所述區(qū)域是以所述最終退火工序中將所述鋼板卷成卷狀時(shí)位于最外周的所述鋼板的軋制方向的一端為起點(diǎn)的、所述鋼板的軋制方向的總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域。
【文檔編號(hào)】C22C38/00GK103717761SQ201280037592
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】坂井辰彥, 中村吉男, 田代和幸, 長(zhǎng)野翔二, 山崎修一, 平野弘二 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社