取向性電磁鋼板及其制造方法
【專利摘要】在對以質(zhì)量%計含有C：0.001～0.10%、Si：1.0～5.0%、Mn：0.01～1.0%、S和/或Se：合計0.01～0.05%、sol.Al：0.003～0.050%和N：0.001～0.020%的鋼坯進行熱軋，冷軋，一次再結(jié)晶退火，涂布退火分離劑，實施最終退火的取向性電磁鋼板的制造方法中，通過將上述一次再結(jié)晶退火在500～600℃間的升溫速度S1控制為100℃/秒以上，在600～700℃間的升溫速度S2控制為30℃/秒以上且0.6×S1以下，同時，作為上述退火分離劑的主成分，使用檸檬酸活性度分布的期待值μ（A）為3.5～3.8，活性度A為4.0以上的累積頻率F為25～45%的MgO，可以得到不會因?qū)\晶變形產(chǎn)生裂紋、裂縫等，磁特性也不會劣化的取向性電磁鋼板。
【專利說明】取向性電磁鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種主要用于變壓器、電動機、發(fā)電機等的鐵芯的取向性電磁鋼板，尤其是即使經(jīng)受如小型發(fā)電機、小型電動機的鐵芯、或者卷鐵芯、EI鐵芯那樣的情況下的較強的彎曲加工、剪切加工等也不易產(chǎn)生孿晶的取向性電磁鋼板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]取向性電磁鋼板、無取向性電磁鋼板正廣泛用作各種變壓器、電動機、發(fā)電機等的鐵芯材料。其中，取向性電磁鋼板由于結(jié)晶取向高度地集聚于被稱為高斯取向的{110}〈001>取向，因此其特長在于具有磁通密度高、鐵損低這種直接關(guān)系到降低變壓器、發(fā)電機等的能量損耗的良好的鐵損特性。
[0003]在使用這種取向性電磁鋼板來制造小型發(fā)電機、小型電動機的鐵芯，或者EI鐵芯等時，在實施矯正卷材形狀的矯平處理后，大多進行沖裁加工、剪切加工。然而，在進行上述矯平處理、沖裁加工、剪切加工時，鋼板有時會發(fā)生孿晶變形而產(chǎn)生裂紋、裂縫，或發(fā)生翹曲，從而導(dǎo)致制造問題。此外，在制造卷鐵芯時，在卷取鋼板使其變形為芯形狀時，有時也會產(chǎn)生孿晶而使磁特性變差。
[0004]因此，提出了多種用于改善加工性的技術(shù)。例如，專利文獻I中提出了通過減少原材料成分中的S、N,向退火分離劑中添加以SO3成分重量計為0.5~5.0質(zhì)量％的SO3化合物，從而抑制孿晶產(chǎn)生的技術(shù)。此外，專利文獻2中提出了通過將包括鎂橄欖石被膜的鋼板的Ti濃度設(shè)定為相對于N濃度為1.0~2.0倍的范圍，減少鋼中的N，從而防止剪切加工或彎曲加工時的裂紋的技術(shù)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2000 - 256810號公報
[0008]專利文獻2:日本特開平06 - 179977號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的問題
[0010]雖然通過應(yīng)用上述專利文獻1、專利文獻2的技術(shù)，可以在不降低磁特性的情況下改善取向性電磁鋼板的加工性，但仍然是不夠完美的狀況。例如，在應(yīng)用專利文獻I時，雖然孿晶產(chǎn)生率大大降低，但在偏差范圍內(nèi)有時高到10%左右。此外，盡管應(yīng)用專利文獻2通過優(yōu)化Ti與N的濃度比使彎曲加工性得到了改善，但孿晶產(chǎn)生率的降低還是只能達到有限的程度。
[0011] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)所具有的上述問題而完成的，其目的在于通過開發(fā)與現(xiàn)有技術(shù)相比可以降低孿晶產(chǎn)生率的取向性電磁鋼板的制造技術(shù)，從而提供一種即使在小型發(fā)電機的鐵芯、卷鐵芯等經(jīng)受高強度加工的用途中，也沒有因?qū)\晶變形而產(chǎn)生裂紋、裂縫等，并且磁特性也不會劣化的取向性電磁鋼板，并且同時提出其制造方法。[0012]用于解決問題的方法
[0013]發(fā)明人為了解決上述問題而進行了大量的實驗，研究了與現(xiàn)有技術(shù)相比降低孿晶產(chǎn)生率的方案。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，減小構(gòu)成基底被膜(鎂橄欖石被膜)的鎂橄欖石的粒徑，特別是減小被膜剝離試驗后轉(zhuǎn)印到鋼基側(cè)(鋼板側(cè))剝離面上的基底被膜構(gòu)成粒子印跡的平均粒徑以及鋼基的二次再結(jié)晶粒子的C方向平均直徑，對于降低孿晶產(chǎn)生率是有效的，也就是說，通過在優(yōu)化鎂橄欖石被膜和鋼基的界面條件的基礎(chǔ)上，減小鋼板的二次再結(jié)晶粒子的C方向粒徑，可以顯著地降低孿晶產(chǎn)生率。并且發(fā)現(xiàn)，為此，重要的是區(qū)分低溫區(qū)域和高溫區(qū)域來控制一次再結(jié)晶退火的加熱過程中的升溫速度，同時將作為退火分離劑主成分的MgO的活性度分布控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，進而開發(fā)出本發(fā)明。
[0014]即，本發(fā)明是一種取向性電磁鋼板，具有含有S1: 1.0~5.0質(zhì)量%和Mn:0.01~
1.0質(zhì)量％、且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成，并且具有以鎂橄欖石為主體的基底被膜和表層被膜，其特征在于，在被膜剝離試驗后的鋼板側(cè)剝離部觀察到的基底被膜構(gòu)成粒子印跡的平均粒徑為0.6μπι以下，二次再結(jié)晶粒子的C方向平均直徑為8mm以下，孿晶試驗后的孿晶產(chǎn)生率為2%以下。
[0015]本發(fā)明的取向性電磁鋼板的特征在于，在上述成分組成的基礎(chǔ)上，進一步含有選自 Cu:0.01 ~0.2 質(zhì)量 ％、Ni:0.01 ~1.0 質(zhì)量 ％、Cr:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Sb:0.01 ~0.1質(zhì)量％、Sn:0.01~0.5質(zhì)量％、Mo:0.01~0.5質(zhì)量％和B1:0.001~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
[0016]此外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的特征在于，在上述成分組成的基礎(chǔ)上，進一步含有選自 B:0.001 ~0.01 質(zhì)量 ％、Ge:0.001 ~0.1 質(zhì)量 ％、As:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、P:0.005 ~0.1 質(zhì)量 %、Te:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Nb:0.005 ~0.1 質(zhì)量 %、T1:0.005 ~0.1 質(zhì)量 % 和 V:0.005~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
[0017]此外，本發(fā)明還提出了一種取`向性電磁鋼板的制造方法，對鋼坯進行熱軋，根據(jù)需要進行熱軋板退火，通過一次冷軋或隔著中間退火的兩次以上的冷軋形成最終板厚，進行一次再結(jié)晶退火，涂布退火分離劑，實施最終退火，所述鋼坯的成分組成為，含有C:0.001~0.10質(zhì)量％、S1:1.0~5.0質(zhì)量％、Mn:0.01~1.0質(zhì)量％、選自S和Se中的一種或兩種:合計0.01~0.05質(zhì)量％、sol.Al:0.003~0.050質(zhì)量％和N:0.001~0.020質(zhì)量％，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述制造方法的特征在于，將上述一次再結(jié)晶退火在500~600°C間的升溫速度SI控制為100°C /秒以上、在600~700°C間的升溫速度S2控制為30°C /秒以上且0.6 X SI以下，同時，作為上述退火分離劑的主成分，使用檸檬酸活性度分布的期待值μ (A)為3.5~3.8，活性度A為4.0以上的累積頻率F為25~45%的 MgO0
[0018]本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征在于，以上述升溫速度進行加熱的一次再結(jié)晶退火后，另外進行脫碳退火。
[0019]此外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征在于，上述鋼坯在上述成分組成的基礎(chǔ)上進一步含有選自Cu:0.01~0.2質(zhì)量％、N1:0.01~1.0質(zhì)量％、Cr:0.01~0.5 質(zhì)量 ％、Sb:0.01 ~0.1 質(zhì)量 ％、Sn:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Mo:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％ 和 Bi:0.001~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
[0020]此外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征在于，上述鋼坯在上述成分組成的基礎(chǔ)上進一步含有選自B:0.0Ol~0.01質(zhì)量％、Ge:0.001~0.1質(zhì)量％、As:0.005~0.1 質(zhì)量 ％、P:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Te:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Nb:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Ti:0.005~0.1質(zhì)量%和V:0.005~0.1質(zhì)量%中的I種或2種以上。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種即使在用于實施高強度加工的用途時也不易產(chǎn)生孿晶變形并且磁特性的劣化也小的取向性電磁鋼板，因此，不僅可以減少在加工為小型發(fā)電機的鐵芯、卷鐵芯等時的裂紋、裂縫等問題，而且還能夠制造能量損耗小的發(fā)電機、變壓器等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是使用SEM觀察孿晶產(chǎn)生率低的鋼板和孿晶產(chǎn)生率高的鋼板的基底被膜剝離部的照片。
[0024]圖2是表示在被膜剝離試驗后的鋼基側(cè)剝離部觀察到的基底被膜構(gòu)成粒子的平均粒徑與孿晶產(chǎn)生率的關(guān)系的曲線圖。
[0025]圖3是使用SEM從表面觀察圖1所示的孿晶產(chǎn)生率低的鋼板和孿晶產(chǎn)生率高的鋼板的基底被膜的照片。
[0026]圖4是說明本發(fā)明的累積頻率F的圖。
【具體實施方式】
[0027]首先，對作為本發(fā)明開發(fā)對象的取向性電磁鋼板進行說明。
[0028]作為本發(fā)明對象的取向性電磁鋼板，是具有以鎂橄欖石(Mg2Si04)為主體的基底被膜(所謂的鎂橄欖石被膜)，以及在其上進行涂覆處理的表層被膜(絕緣被膜)的通常公知的材料。`
[0029]但是，本發(fā)明的取向性電磁鋼板，其二次再結(jié)晶粒子的C方向(與軋制方向成直角的方向)的平均直徑必須為8mm以下。將C方向平均直徑限制在上述范圍的原因在于，通常情況下，由于孿晶為在C方向上伸展的形態(tài)，因此通過縮短二次再結(jié)晶粒子的C方向直徑，可以防止加工時施加的應(yīng)變在局部集中，從而可以防止孿晶變形。因此，例如，在溫度梯度下對卷材進行退火，使晶粒在C方向上伸長這樣的技術(shù)中，不能應(yīng)用本發(fā)明。相反，無論在L方向(軋制方向)上怎么伸長，只要縮短C方向的平均直徑就沒有問題。另外，優(yōu)選的二次再結(jié)晶粒子的C方向平均直徑為6mm以下。
[0030]此外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板，在被膜剝離試驗后的鋼基側(cè)(鋼板側(cè))剝離面上觀察到的、轉(zhuǎn)印的基底被膜構(gòu)成粒子(鎂橄欖石粒子)印跡的平均粒徑必須為0.6μπι以下。
[0031]此處，上述被膜剝離試驗是在將鋼板卷繞在各種直徑不同的圓筒狀棒上時，通過求出被膜未發(fā)生剝離的最小彎曲徑(直徑)從而評價被膜密合性的試驗。
[0032]并且，在本發(fā)明中，通過以小于上述最小彎曲徑的直徑進行彎曲試驗，使被膜剝離，并切取可觀察鋼基露出面的部分，用SEM觀察鋼基側(cè)(鋼板側(cè))的基底被膜剝離部，對轉(zhuǎn)印的基底被膜構(gòu)成粒子(鎂橄欖石粒子)印跡的粒徑進行圖像分析，從而求出上述基底被膜構(gòu)成粒子的平均粒徑。需要說明的是，這時，將被膜的殘留部、與固定器的頸部從圖像分析范圍中排除。
[0033]圖1比較示出了孿晶產(chǎn)生率低的鋼板和孿晶產(chǎn)生率高的鋼板的基底被膜剝離部的SEM照片。由該圖可知，在鋼基側(cè)(鋼板側(cè))被膜剝離部的表面上，清晰地殘留有構(gòu)成基底被膜的鎂橄欖石粒子的印跡，并且孿晶產(chǎn)生率低的鋼板與孿晶產(chǎn)生率高的鋼板相比，其上觀察到的基底被膜構(gòu)成粒子的粒徑更小。需要說明的是，該圖中的孿晶產(chǎn)生率是采用與專利文獻I相同的方法得到的，具體來說，是在室溫下以10米/分鐘的拉伸速度對60片以上的JIS5號試驗片進行拉伸試驗，再進行酸洗，宏觀腐蝕，并通過肉眼觀察孿晶線所得的孿晶產(chǎn)生試樣片數(shù)與試驗中的試樣總片數(shù)的比率(％)。
[0034]此外，圖2是采用前述方法測定對于二次再結(jié)晶粒子的C方向平均直徑為15mm和8mm且孿晶產(chǎn)生率不同的鋼板進行剝離試驗后轉(zhuǎn)印至基底被膜剝離部的鎂橄欖石粒徑，并示出了基底被膜構(gòu)成粒子的粒徑與孿晶產(chǎn)生率的關(guān)系。由該圖可知，對于二次再結(jié)晶粒子的C方向直徑為15mm的鋼板，難以降低孿晶產(chǎn)生率，但對于二次再結(jié)晶粒子的C方向直徑為8_的鋼板，通過使基底被膜構(gòu)成粒子的粒徑為0.6μπι以下，可以將孿晶產(chǎn)生率降低至2%以下的極低水平。
[0035]雖然對于得到這種結(jié)果的原因尚不明確，但發(fā)明人考慮如下。
[0036]取向性電磁鋼板的二次再結(jié)晶粒子取向高度地集聚于{110}〈001〉，但對于具有這種結(jié)晶取向的鋼板而言，如果在軋制方向上施加變形，則{112}<111>的滑動體系產(chǎn)生作用而引起孿晶變形。但是，由于孿晶變形的變形能量高，因此僅在應(yīng)變速度快的情況以及在低溫下變形的情況下產(chǎn)生。
[0037]并且可以認(rèn)為，這種孿晶變形的發(fā)生起點是在遭受變形時最為蓄積應(yīng)變的鋼基一被膜界面。因此可以認(rèn)為，如果上述界面中的鎂橄欖石粒徑大，則鋼板部分的起伏增大，同時由鎂橄欖石被膜所產(chǎn)生的張力效果也是非各向同性的，結(jié)果引起局部的應(yīng)力集中，變得容易產(chǎn)生孿晶。
[0038]另外，雖然針對構(gòu)成基底被膜的粒子粒徑已有很多公知文獻，但這些文獻大多情況下是用SEM等觀察被膜表面的結(jié)果，與鋼基一被膜界面中的粒徑不一致。作為參考，圖3示出了從表面觀察圖1所示的孿晶產(chǎn)生率不同的鋼板的鎂橄欖石被膜的SEM照片，由表面上的鎂橄欖石粒徑大致相同可知，在表`面和鋼基一被膜界面處，鎂橄欖石的粒徑具有很大的差異。
[0039]因此，僅通過減小從基底被膜的表面觀察到的鎂橄欖石粒徑，無法抑制孿晶的產(chǎn)生，而只有通過減小鋼基一被膜界面中的粒徑，才能夠抑制孿晶。
[0040]由上述結(jié)果可知，為了抑制取向性電磁鋼板的孿晶產(chǎn)生，重要的是使二次再結(jié)晶粒子的C方向直徑和基底被膜構(gòu)成粒子(鎂橄欖石粒子)的轉(zhuǎn)印到鋼基側(cè)的粒徑均微細(xì)化。另外，優(yōu)選的基底被膜構(gòu)成粒子印跡的平均粒徑為0.5μπι以下。
[0041]接著，對于用于制造本發(fā)明取向性電磁鋼板的鋼坯的成分組成進行說明。
[0042]C:0.001 ~0.10 質(zhì)量 %
[0043]C是用于生成高斯取向晶粒的必要成分，為了表現(xiàn)出這種作用，必須含有0.001質(zhì)量％以上。另一方面，添加超過0.10質(zhì)量％，則在之后的脫碳退火中，難以脫碳至不會產(chǎn)生磁時效的程度。因此，將C設(shè)定為0.001~0.10質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.015~0.08質(zhì)
量％的范圍。
[0044]S1: 1.0 ~5.0 質(zhì)量 ％
[0045]Si是用于在提高鋼的電阻、降低鐵損的同時穩(wěn)定BCC組織，使高溫?zé)崽幚沓蔀榭赡艿谋匾煞?必須添加至少1.0質(zhì)量％。但是，添加超過5.0質(zhì)量％，則導(dǎo)致加工性下降，難以通過冷軋來制造。因此，將Si設(shè)定為1.0~5.0質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為2.0~4.0質(zhì)
量％的范圍。
[0046]Mn:0.01 ~1.0 質(zhì)量 ％
[0047]Mn除了可以有效改善鋼的熱脆性以外，還是當(dāng)含有S、Se時形成MnS、MnSe等析出物，起到抑制劑(inhibitor)作用的元素。通過添加0.01質(zhì)量％以上,可以得到上述效果。但是，如果添加超過1.0質(zhì)量％，則MnSe等析出物粗大化，喪失了作為抑制劑的效果。因此，將Mn設(shè)定為0.01~1.0質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.03~0.50質(zhì)量％的范圍。
[0048]sol.Al:0.003 ~0.050 質(zhì)量 ％
[0049]Al是在鋼中形成A1N，作為分散第二相而起到抑制劑作用的有用成分。但是，當(dāng)作為sol.Al的含量小于0.003質(zhì)量％時，無法確保充分量的A1N，另一方面，如果添加超過0.050質(zhì)量％，則粗大地析出A1N，反而失去了作為抑制劑的作用。因此，將Al設(shè)定為作為sol.Al的0.003~0.050質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.005~0.03質(zhì)量％的范圍。
[0050]N:0.001 ~0.020 質(zhì)量 ％
[0051]N是與Al形成AlN從而作為抑制劑起作用的必要成分。但是，如果添加量低于0.001質(zhì)量％，則AlN的析出不充分，另一方面，如果添加超過0.020質(zhì)量％，則在鋼坯加熱時產(chǎn)生氣泡等。因此，將N設(shè)定為0.001~0.020質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.002~0.015質(zhì)
量％的范圍。
[0052]S、Se:1種或2種的合計為0.01~0.05質(zhì)量%
[0053]S和Se是與Mn、Cu結(jié)合而形成MnSe、MnS、Cu2_xSe、Cu2_xS，作為分散第二相在鋼中析出，發(fā)揮抑制劑作用的有用成分。如果S和Se的合計含量小于0.01質(zhì)量％，則上述添加效果不足，另一方面，超過0.05質(zhì)量％的添加，不僅在鋼還加熱時固溶不完全,而且還成為了制品板產(chǎn)生表面缺陷的原因。因此，使這些元素的添加量在單獨添加或者復(fù)合添加時均為0.01~0.05質(zhì)量％的范圍。優(yōu)選為0.015~0.028質(zhì)量％的范圍。
[0054]另外，在前述成分中，由于C在制造工序過程中通過脫碳而從鋼中除去，Al、N、S和Se在最終退火中通過純化而從鋼中除去，因此它們的含量均為不可避免的雜質(zhì)水平。
[0055]另外，用于制造本發(fā)明取向性電磁鋼板的鋼坯，在上述成分組成的基礎(chǔ)上，還可以進一步含有選自Cu:0.01~0.2質(zhì)量％、Ni:0.01~1.0質(zhì)量％、Cr:0.01~0.5質(zhì)量％、Sb:0.01 ~0.1 質(zhì)量 ％、Sn:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Mo:0.01 ~(λ 5 質(zhì)量 ％ 和 Bi:0.001 ~0.1% 中的I種或2種以上。
[0056]這些元素，通過偏析至晶界、鋼板表面而起到輔助抑制劑的作用，具有提高磁特性的效果，因此可以根據(jù)需要而添加。但是，任一元素的添加量不滿足上述下限值的情況下，在二次再結(jié)晶過程的高溫區(qū)域中抑制一次粒子粗大化的效果不足。另一方面，如果添加量超過上述上限值，則容易發(fā)生鎂橄欖石被膜的外觀不良、二次再結(jié)晶不良。因此，在添加時，優(yōu)選為上述范圍。
[0057]此外，用于制造本發(fā)明取向性電磁鋼板的鋼坯，在上述成分組成的基礎(chǔ)上，還可以進一步含有選自B:0.001~0.01質(zhì)量％、Ge:0.001~0.1質(zhì)量％、As:0.005~0.1質(zhì)量％、P:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Te:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Nb:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Ti:0.005 ~0.1質(zhì)量％和V:0.005~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。[0058]這些元素均具有強化抑制劑效果(抑制力)，穩(wěn)定提高磁通密度的效果，因此可以根據(jù)需要而添加。
[0059]接著，對本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法進行說明。
[0060]本發(fā)明的取向性電磁鋼板，可以通過由下述一系列工序構(gòu)成的制造方法進行制造:使用以往公知的精煉工藝熔煉具有上述說明的成分組成的鋼，并使用連鑄法或鑄錠一開坯軋制法等制成鋼原材(鋼坯)，然后對上述鋼坯進行熱軋，形成熱軋板，再根據(jù)需要實施熱軋板退火，然后通過一次冷軋或隔著中間退火的兩次以上的冷軋形成最終板厚的冷軋板，接著，實施一次再結(jié)晶退火或兼帶脫碳退火的一次再結(jié)晶退火，并根據(jù)需要實施氮化處理，然后在鋼板表面涂布以MgO作為主成分的退火分離劑，干燥后，實施最終退火，并且實施絕緣被膜的涂布、兼帶燒結(jié)的平整退火。在上述制造方法中，對于一次再結(jié)晶退火和退火分離劑以外的條件，可以采用以往公知的條件，沒有特別限制。
[0061]下面，對一次再結(jié)晶退火和退火分離劑的條件進行說明。
[0062]< 一次再結(jié)晶退火>
[0063]對于本發(fā)明中的一次再結(jié)晶退火，必須將500~600°C的升溫速度SI設(shè)定為IOO0C /秒以上。這是為了減小晶粒的C方向粒徑，在小于100°C /秒時，C方向的粒徑變得過大。此外，通過將Si設(shè)定為100°C /秒以上，還具有鋼板的回復(fù)、再結(jié)晶溫度高，亞晶界密度降低的效果，因此對于在600°c以上所產(chǎn)生的初始氧化量具有很大影響。SI優(yōu)選為120°C /秒以上。
[0064]此外，對于本發(fā)明中的一次再結(jié)晶退火，必須將600~700°C的升溫速度S2設(shè)定為30°〇/秒以上且0.6父51以下。之所以設(shè)定為0.6XS1以下，是從確保初始氧化量的觀點考慮而限定的。其原因在于，由于在本發(fā)明中SI較快，因此亞晶界密度下降，但由于初始氧化是從回復(fù)的胞狀組織的亞晶界產(chǎn)生的，因此如果S2大于0.6XS1，則初始氧化不足。另一方面，將S2設(shè)定為30°C/秒以上 ，是為了使晶粒的C方向粒徑微細(xì)化，同時使初始氧化量不會變得過高，如果其低于30°C /秒，則初始氧化量變得過高。通過這種對S2的調(diào)整，可以將初始氧化量控制在一定的范圍內(nèi)，從而可以優(yōu)化均熱中的氧化速度，帶來最適合的次生氧化皮特性。優(yōu)選的S2為40°C /秒以上且0.5XS1以下的范圍。
[0065]當(dāng)一次再結(jié)晶退火中形成的初始氧化量較少時，形成了在最終退火中的氣氛保護性低的枝狀次生氧化皮，另一方面，當(dāng)初始氧化量較多時，抑制了之后的氧化，形成了單位面積氧量低的次生氧化皮，使最終退火中的氣氛保護性下降。這樣，如果最終退火中的氣氛保護性下降，則氧化硅(SiO2)的表層富集延遲到高溫區(qū)域，在高溫區(qū)域引起了被膜一鋼基界面的被膜的形成，因此該界面中的鎂橄欖石粒徑粗大化。因此，只有將S2控制在上述的適當(dāng)范圍內(nèi)，才能夠使被膜一鋼基界面的基底被膜構(gòu)成粒子的粒徑微細(xì)化，從而抑制孿晶的產(chǎn)生。
[0066]另外，通常而言，最終冷軋后的一次再結(jié)晶退火，大多與脫碳退火兼帶進行，在本發(fā)明中，也可以和脫碳退火兼帶進行一次再結(jié)晶退火。此外，也可以在上述升溫條件下進行加熱而實施一次再結(jié)晶退火后，暫時降溫，然后再實施脫碳退火。
[0067]此外，對于本發(fā)明的一次再結(jié)晶退火中的其它條件，例如，均熱溫度、均熱時間、均熱時的氣氛、冷卻速度等條件來說，只要根據(jù)常規(guī)方法進行即可，沒有特別限制。
[0068]此外，有時在一次再結(jié)晶退火之前或之后，或者在一次再結(jié)晶退火中，實施氮化處理來強化抑制劑，在本發(fā)明中也能夠適用氮化處理。
[0069]<退火分離劑>
[0070]以上述升溫速度進行加熱而實施一次再結(jié)晶退火或者實施兼帶脫碳退火的一次再結(jié)晶退火后的鋼板，在之后將退火分離劑涂布到鋼板表面，干燥，然后實施最終退火。
[0071]這時，在本發(fā)明中重要的是使用將活性度分布控制在適當(dāng)范圍內(nèi)的MgO作為上述退火分離劑的主成分，具體來說，使用檸檬酸活性度的活性度分布期待值μ (A)為3.5~
3.8，活性度A為4.0以上的累積頻率F為25~45%的MgO。
[0072]此處，所謂上述MgO的“活性度分布”，是根據(jù)日本特開2004 — 353054號公報中記載的方法，使MgO與檸檬酸反應(yīng)，并通過光學(xué)方法求出該反應(yīng)過程中的反應(yīng)率R (%)的經(jīng)時變化，并且由該微分曲線的分布來表示。由此，能夠預(yù)測從反應(yīng)最初到最后的各階段中的反應(yīng)速度，可以很容易地進行MgO制造時的活性度控制，以及可以很容易地判斷在用作參與某些反應(yīng)的材料時是否適合。
[0073]并且，期待值μ (A)可以如下求出。
[0074]將上述MgO與檸檬酸的反應(yīng)時間設(shè)為t (秒)時，活性度A為
[0075]A=Lnt (其中，Lnt為反應(yīng)時間t (秒)的自然對數(shù))，
[0076]設(shè)P (A)=dR/d (Lnt) =dR/dA 時,
[0077]可以由μ (A) = ∫A.P (A) dA進行計算。
[0078]此外，對于“活性度A為4.0以上的累積頻率F”而言，如圖4所示，當(dāng)橫軸表示活性度A (反應(yīng)時間的自然對數(shù)Lnt)，縱軸表示反應(yīng)率R對活性度A的微分系數(shù)(dR/dA=P (A))時，對于活性度A為4.0以上的范圍，可以通過積分P (A)而求出。
[0079]本發(fā)明使用將活性度分布控制在上述范圍的MgO的原因在于，通過如上所述將MgO的活性度分布的期待值(平均值)稍稍移至低活性側(cè)，抑制了在最終退火的低溫區(qū)域中的鎂橄欖石形成反應(yīng)，提高了在高溫區(qū)域中的反應(yīng)，從而提高了鎂橄欖石的核生成數(shù)，使鎂橄欖石粒徑微細(xì)化，降低了鋼板加工時的孿晶產(chǎn)生率。
[0080]如果MgO的活性度分布的期待值μ (A)小于3.5，或者累積頻率F少于25%，則促進了在低溫區(qū)域中的鎂橄欖石形成反應(yīng)，鎂橄欖石的晶粒過度生長，相反，如果大于3.8，或者累積頻率F多于45%，則在高溫區(qū)域中的鎂橄欖石形成反應(yīng)無法充分進行，鎂橄欖石被膜劣化。優(yōu)選的是，MgO的活性度分布的期待值μ (A)為3.6~3.7的范圍，活性度A為4.0以上的累積頻率F優(yōu)選為30~40%的范圍。
[0081]此外，本發(fā)明中使用的退火分離劑，除了作為主成分的MgO以外，還可以單獨或者復(fù)合地添加以往公知的氧化鈦、Mg、Ca、Sr、Na、L1、Sn、Sb、Cr、Fe、Ni等的硼酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物、氯化物等。
[0082]此外，退火分離劑在鋼板表面上的涂布量，以兩表面計優(yōu)選為8~16g/m2的范圍，水合量優(yōu)選為0.5~3.7質(zhì)量％的范圍。
[0083]另外，在本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法中，為了減少鐵損，可以通過在冷軋至最終板厚之后，在鋼板表面上形成線狀溝槽，或者在最終退火后或被覆完絕緣被膜(表層被膜)后，對鋼板表面照射激光、等離子體、電子束等，從而實施磁疇細(xì)化的處理。
[0084]實施例1
[0085]將含有C:0.07 質(zhì)量 ％、Si:3.3 質(zhì)量 ％、Mn:0.08 質(zhì)量 ％、Se:0.02 質(zhì)量 ％、sol.Al:0.03質(zhì)量％、N:0.007質(zhì)量％、Cu:0.2質(zhì)量％和Sb:0.03質(zhì)量％，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的鋼坯以1430°C X30分鐘的條件加熱后，進行熱軋，形成板厚:2.2mm的熱軋板，實施1000°C X I分鐘的熱軋板退火，然后冷軋，形成最終板厚:0.23mm的冷軋板。然后，如表1所示對500~600°C之間的升溫速度S1、600~700°C之間的升溫速度S2進行多種改變來進行加熱，在840°C下均熱保持2分鐘，由此實施兼帶脫碳退火的一次再結(jié)晶退火，然后將主成分MgO的活性度分布的期待值μ (A)和累積頻率F發(fā)生了多種變化、添加了 10質(zhì)量％Ti02的退火分離劑形成為漿料狀，并以兩表面為15g/m2將其涂布在鋼板表面上，使水合量為3.0質(zhì)量％，使其干燥，卷取為卷材，然后實施最終退火。接著，將由磷酸鎂一膠態(tài)氧化硅一鉻酸酐一氧化硅粉末所形成的涂覆液涂布到鋼板表面上，實施兼帶燒結(jié)和鋼板形狀矯正的平整退火，形成制品卷材。
[0086]表1
[0087]`
【權(quán)利要求】
1.一種取向性電磁鋼板，具有含有S1:1.0~5.0質(zhì)量％和Mn:0.01~1.0質(zhì)量％、且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成，并且具有以鎂橄欖石為主體的基底被膜和表層被膜，所述取向性電磁鋼板的特征在于，在被膜剝離試驗后的鋼板側(cè)剝離部觀察到的基底被膜構(gòu)成粒子印跡的平均粒徑為0.6 μ m以下，二次再結(jié)晶粒子的C方向平均直徑為.8mm以下，孿晶試驗后的孿晶產(chǎn)生率為2%以下。
2.如權(quán)利要求1所述的取向性電磁鋼板，其特征在于，在所述成分組成的基礎(chǔ)上，進一步含有選自Cu:0.01~0.2質(zhì)量％、N1:0.01~1.0質(zhì)量％、Cr:0.01~0.5質(zhì)量％、Sb:.0.01 ~0.1 質(zhì)量 ％、Sn:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Mo:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％ 和 Bi:0.001 ~0.1 質(zhì)量％中的I種或2種以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的取向性電磁鋼板，其特征在于，在所述成分組成的基礎(chǔ)上，進一步含有選自B:0.001~0.01質(zhì)量％、Ge:0.001~0.1質(zhì)量％、As:0.005~0.1質(zhì)量％、P:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Te:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Nb:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Ti:0.005 ~0.1質(zhì)量％和V:0.005~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
4.一種取向性電磁鋼板的制造方法，對鋼坯進行熱軋，根據(jù)需要進行熱軋板退火，通過一次冷軋或隔著中間退火的兩次以上的冷軋形成最終板厚，進行一次再結(jié)晶退火，涂布退火分離劑，實施最終退火，所述鋼坯的成分組成為，含有C:0.001~0.10質(zhì)量％、S1:1.0~.5.0質(zhì)量％、Mn:0.01~1.0質(zhì)量％、選自S和Se中的一種或兩種:合計0.01~0.05質(zhì)量％、sol.Al:0.003~0.050質(zhì)量％和N:0.001~0.020質(zhì)量％，且余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，所述制造方法的特征在于， 將所述一次再結(jié)晶退火在500~600°C間的升溫速度SI控制為100°C /秒以上、在.600~700°C間的升溫速度S2控制為30°C /秒以上且0.6XS1以下，同時，作為所述退火分離劑的主成分， 使用檸檬酸活性度分布的期待值μ (A)為3.5~3.8、活性度A為4.0以上的累積頻率F為25~45%的MgO。
5.如權(quán)利要求4所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，以所述升溫速度進行加熱的一次再結(jié)晶退火后，另外進行脫碳退火。
6.如權(quán)利要求4或5所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼坯在所述成分組成的基礎(chǔ)上進一步含有選自Cu:0.01~0.2質(zhì)量％、N1:0.01~1.0質(zhì)量％、Cr:.0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Sb:0.01 ~0.1 質(zhì)量 ％、Sn:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％、Mo:0.01 ~0.5 質(zhì)量 ％和B1:0.001~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
7.如權(quán)利要求4~6中任一項所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼坯在所述成分組成的基礎(chǔ)上進一步含有選自B:0.001~0.01質(zhì)量％、Ge:0.001~0.1質(zhì)量 %、As:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、P:0.005 ~0.1 質(zhì)量 %、Te:0.005 ~0.1 質(zhì)量 ％、Nb:0.005 ~.0.1質(zhì)量％、T1:0.005~0.1質(zhì)量％和V:0.005~0.1質(zhì)量％中的I種或2種以上。
【文檔編號】C21D8/12GK103890211SQ201280051569
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月20日
【發(fā)明者】渡邊誠, 新垣之啟, 高宮俊人, 大久保智幸 申請人:杰富意鋼鐵株式會社