方向性電磁鋼板的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及可以廉價地得到具有優(yōu)異磁特性的方向性電磁鋼板的、磁特性優(yōu)異的 方向性電磁鋼板的制造方法。
【背景技術】
[0002] 方向性電磁鋼板是作為變壓器、發(fā)電機的鐵芯材料使用的軟磁性材料，具有屬于 鐵的易磁化軸的<001 >方位在鋼板的軋制方向高度整合的結晶組織。這種集合組織通過 二次再結晶形成，該二次再結晶在方向性電磁鋼板的制造工序中在二次再結晶退火時使被 稱為所謂的高斯（Goss)方位的（110)〔001〕方位的晶粒優(yōu)先地巨大生長。
[0003] 以往，這種方向性電磁鋼板可以通過以下方式制造：將含有4. 5mass%以下左右 的Si和MnS、MnSe、AlN等抑制劑成分的板坯加熱至1300°C以上，使抑制劑成分臨時固溶后， 進行熱軋，根據(jù)需要實施熱軋板退火后，通過1次或隔著中間退火的2次以上的冷軋制成最 終板厚，接下來，在濕潤氫氣氛中實施一次再結晶退火，進行一次再結晶和脫碳，接下來，涂 布以氧化鎂（MgO)為主劑的退火分離劑后，為了提純二次再結晶和抑制劑成分，以1200°C 進行5h左右的最終退火（例如，專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。
[0004] 如上所述，在以往的方向性電磁鋼板的制造時，可以采用以下工序：在板坯階段含 有MnS、MnSe、A1N等析出物（抑制劑成分），通過超過1300°C的高溫的板坯加熱，臨時固溶 這些抑制劑成分，在后續(xù)工序中使其微細析出，從而表達二次再結晶。如此，以往的方向性 電磁鋼板的制造工序中，需要超過1300°C的高溫下的板坯加熱，因此其制造成本極其高，無 法應對近年的制造成本減少的要求，在方面存在問題。
[0005] 為了解決上述問題，例如專利文獻4中提出有含有0.010~0.060%的酸可溶性 A1 (sol. A1)且將板坯加熱抑制在低溫，脫碳退火工序中在適當?shù)牡瘹夥障逻M行氮化，從 而在二次再結晶時使（Al、Si)N析出而用作抑制劑的方法。（Al、Si)N在鋼中微細分散而 作為有效的抑制劑發(fā)揮功能，但根據(jù)A1的含量決定抑制劑強度，因此有時在制鋼中的A1 量的精度不充分時，無法得到充分的晶粒生長抑制力。還提出有大量的這種在中途工序進 行氮化處理，將（Al、Si) N或A1N作為抑制劑使用的方法，最近也公開有板坯加熱溫度超過 1300 °C的制造方法等。
[0006] 另一方面，還研宄有對板坯不含抑制劑成分而表達二次再結晶的技術，例如專利 文獻5中開發(fā)了不含抑制劑成分也可以二次再結晶的技術，所謂的無抑制劑法。該無抑制 劑法是利用更高純度化的鋼，通過材質（集合組織的控制）表達二次再結晶的技術。
[0007] 該無抑制劑法無需高溫的板坯加熱，可制造低成本的方向性電磁鋼板，但由于不 具有抑制劑，在制造時受到中途工序中的溫度的偏差等影響，具有制品的磁特性也容易發(fā) 生偏差的特征。另外，集合組織的控制是在該技術中重要的要素，提出有用于控制集合組織 的溫軋等大量的技術。但是，這樣的集合組織控制無法充分地進行時，與使用抑制劑的技術 相比，二次再結晶后的向高斯方位（(110)〔001〕）的集合度較低，存在磁束密度也變低的趨 勢。
[0008] 先行技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻1:美國專利第1965559號說明書
[0011] 專利文獻2 :日本特公昭40-15644號公報
[0012] 專利文獻3:日本特公昭51-13469號公報
[0013] 專利文獻4:日本專利第2782086號公報
[0014] 專利文獻5:日本特開2000-129356號公報

【發(fā)明內容】

[0015] 如上所述，使用到目前為止提出的無抑制劑法的方向性電磁鋼板的制造方法中， 穩(wěn)定地實現(xiàn)良好的磁特性不一定容易。
[0016] 本發(fā)明使用以將A1抑制為小于100質量ppm的無抑制劑成分為標準的成分，避免 高溫板坯加熱，并且應用氮化，從而使得不是A1N而是使氮化硅（Si 3N4)析出，進而，通過在 退火分離劑中含有硫化物和/或硫酸鹽而使MnS析出，該氮化硅和MnS作為正常晶粒生長 的抑制力發(fā)揮功能，從而大幅度減少磁特性的偏差，可以在工業(yè)上穩(wěn)定地制造具有良好的 磁特性的方向性電磁鋼板。
[0017] 本發(fā)明的發(fā)明人等進行了以下研宄：為了抑制板坯加熱溫度且得到減少了磁特性 的偏差的方向性電磁鋼板，使用無抑制劑法進行一次再結晶集合組織的制作，其中通過中 途工序利用氮化使氮化硅析出，將其作為抑制劑使用。
[0018] 即，本發(fā)明的發(fā)明人等考慮如果可使方向性電磁鋼板中一般含有數(shù)％左右的硅作 為氮化硅析出，將其作為抑制劑使用，則是否通過控制氮化處理時的氮化量，不論氮化物形 成元素（Al、Ti、Cr、V等）的多少，可得到同等的晶粒生長抑制力。
[0019] 另一方面，已知純粹的氮化硅與A1N中固溶有Si的（Al、Si)N不同，與鋼的晶格的 整合性差，且具有共價鍵性的復雜的晶體結構，因此使其在晶粒內微細地析出極其困難。因 此，認為在如以往方法那樣的氮化后，難以使其在晶粒內微細地析出。
[0020] 然而，如果將其反過來使用，則有可能抑制晶粒內析出，能夠使氮化硅在晶界選擇 性地析出。然后，認為如果可使其在晶界選擇性地析出，即使析出物變得粗大也可得到充分 的抑制力。
[0021] 此外，本發(fā)明的發(fā)明人等考慮是否可通過在退火分離劑中含有硫化物和/或硫酸 鹽，使MnS形成，將它們與氮化硅并用，期待進一步提高晶粒生長抑制力。
[0022] 因此，本發(fā)明的發(fā)明人等根據(jù)上述觀點，從原料的成分組成開始，對氮化處理后的 氮量、以及用于使氮擴散至晶界而形成氮化硅的熱處理條件和退火分離劑的成分等反復進 行了深入研宄。
[0023] 其結果發(fā)現(xiàn)了新的并用氮化硅與MnS的有用性，完成了本發(fā)明。
[0024]SP，本發(fā)明的要旨構成如下所述。
[0025] 1?-種方向性電磁鋼板的制造方法，是將以質量％或質量ppm計含有C :0? 08% 以下、Si :2. 0~4. 5%和Mn :0? 5%以下，并且將S、Se和0分別抑制為小于50ppm，將sol. A1抑制為小于lOOppm，進一步將N控制為[sol. Al] X (14/27)ppm < N < 80ppm的范圍，剩 余部分由Fe和不可避免的雜質的組成構成的鋼板坯，在不進行再加熱或再加熱后通過熱 軋制成熱軋板后，實施退火和冷軋而制成最終板厚的冷軋板，接下來，實施一次再結晶退火 后，涂布退火分離劑，其后實施二次再結晶退火，其中，
[0026] 在冷軋后、二次再結晶退火開始前為止，實施氮量成為50質量ppm~1000質量 ppm的氮化處理，
[0027] 使退火分離劑中合計含有0. 2~15質量％的硫化物和/或硫酸鹽，
[0028] 二次再結晶退火的升溫過程中，將300~800°C的溫度區(qū)域中的滯留時間確保為5 小時以上。
[0029] 2.如上述1所述的方向性電磁鋼板的制造方法，其中，上述硫化物和/或硫酸鹽為 選自Ag、Al、La、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、In、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Sn、Sb、Sr、Zn和Zr的硫化物 以及硫酸鹽中的1種或2種以上。
[0030] 3.如上述1或2所述的方向性電磁鋼板的制造方法，其中，上述鋼板坯由以質量％ 計進一步含有選自
[0031] Ni :0? 005~1. 50%、Sn :0? 01~0? 50%、
[0032] Sb :0? 005~0? 50%、Cu :0? 01~0? 50%、
[003