方向性电磁钢板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及适用于变压器、电气设备的铁芯材料等的方向性电磁钢板。
【背景技术】
[0002] 电磁钢板是作为变压器、电动机的铁芯等广泛使用的软磁性材料，其中方向性电 磁钢板由于高度集积在晶体取向被称为高斯取向的{110} <001 >取向且磁特性优异，因 此主要用于大型的变压器的铁芯等。为了减少变压器的无负载损耗（能量损失），要求低铁 损。作为减少方向性电磁钢板的铁损的方法，已知有效的是增加Si含量、减少板厚、提高晶 体取向的取向性、对钢板赋予张力、使钢板表面平滑化、使二次再结晶组织细粒化等。
[0003] 这些方法中，作为使二次再结晶晶粒细粒化的技术，提出了通过在脱碳退火时急 速加热、或者在即将脱碳退火前实施急速加热的热处理，从而改善一次再结晶集合组织的 方法。例如，专利文献1中公开了如下技术：在对轧制至最终板厚的冷轧板进行脱碳退火 时，在PH2〇/PH2S0.2以下的非氧化性环境中，以100°c/s以上急速加热至700°C以上的温 度，从而得到低铁损的方向性电磁钢板。另外，专利文献2中公开了如下技术：使得环境中 的氧浓度为500ppm以下且以加热速度100°C/s以上急速加热至800~950°C，接着保持于 比急速加热中的温度低的775~840°C的温度，进一步保持于815~875°C的温度，从而得 到低铁损的方向性电磁钢板。另外，专利文献3中公开了如下技术：以95°C/s以上的升温 速度对600°C以上的温度区域加热至800°C以上，且适当地控制该温度区域的环境，从而得 到被膜特性和磁特性优异的电磁钢板。进而，专利文献4中公开了如下技术：将热轧板中 的以AlN存在的N量控制于25ppm以下，且在脱碳退火时以加热速度80°C/s以上加热至 700°C以上，从而得到低铁损的方向性电磁钢板。
[0004] 通过急速加热来改善一次再结晶集合组织的这些技术中，将急速加热的温度范围 设为从室温到700°C以上，也明确地规定升温速度。该技术思想欲通过短时间内升温至再 结晶温度附近，从而抑制若为通常的加热速度则优先形成的Y纤维（{111}//ND取向）的 成长，促进成为二次再结晶的核的{110} <001 >组织的产生，从而改善一次再结晶集合组 织。然后，已知通过应用该技术，使二次再结晶后的晶粒（高斯取向晶粒）细粒化且改善铁 损特性。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平07-062436号公报
[0008] 专利文献2 :日本特开平10-298653号公报
[0009] 专利文献3 :日本特开2003-027194号公报
[0010] 专利文献4 :日本特开平10-130729号公报
【发明内容】
[0011] 通过应用上述现有技术，大幅度改善了方向性电磁钢板的铁损特性，但为了应对 对目前的节能的要求，需要进一步实现低铁损化。但是，为了用上述技术进一步低铁损化， 需要使升温速度比以往更高，因此，需要使感应加热装置、通电加热装置大型化、大电流化， 因此导致设备成本、制造成本的增大。进而，过度提高升温速度会产生钢板内的温度不均 扩大且钢板形状变差而使在生产线的通板性变差，或制品板的磁特性的偏差扩大这样的问 题。因此，用上述现有技术制造的方向性电磁钢板在进一步实现磁特性的改善方面受到限 制。
[0012] 本发明是鉴于现有技术存在的上述问题而完成的，其目的在于提供一种在不过度 提高一次再结晶退火中的升温速度的情况下能够使二次再结晶晶粒微细化且铁损特性比 现有材料优异的方向性电磁钢板。
[0013] 本发明的发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研宄。其结果发现，如果 是制品板的二次再结晶晶粒的晶体取向与高斯取向的取向差角的分布具有2个以上的多 个峰，并且二次再结晶晶粒的粒径小至15_以下的钢板，则不需要过度的急速加热就能够 实现低铁损，完成了本发明。
[0014] 即，本发明是一种方向性电磁钢板，其特征在于，含有Si :2~5质量％，二次再 结晶晶粒的晶体取向与高斯取向的取向差角的分布具有多个峰，二次再结晶晶粒的粒径为 15mm以下。
[0015] 本发明的方向性电磁钢板的特征在于，上述多个峰中的取向差角第2小的峰的取 向差角为5°以上。
[0016] 另外，本发明的方向性电磁钢板的特征在于，除上述Si以外，含有C:小于0. 005 质量％和Mn:0. 005~I. 0质量％。
[0017] 另外，本发明的方向性电磁钢板的特征在于，除上述成分以外，进一步含有选自 Ni:0? 010~L50 质量％、Cr:0? 01 ~0? 50 质量％、Cu:0? 01 ~0? 50 质量％、P:0? 005 ~ 〇? 50 质量％、Sn:0? 005 ~0? 50 质量％、Sb:0? 005 ~0? 50 质量％、Bi:0? 005 ~0? 50 质量％ 以及Mo:0.005~0. 100质量％中的1种或2种以上。
[0018] 根据本发明，不进行过度的急速加热就能提供比现有材料低铁损的方向性电磁钢 板，因此在产业上取得的效果大。
【附图说明】
[0019] 图1是说明一次再结晶退火的加热模式的图。
[0020] 图2是表示一次再结晶退火的升温速度、加热中途有无保持对磁通密度B8产生的 影响的图。
[0021] 图3是表示一次再结晶退火的升温速度、加热中途有无保持对铁损W17/5(l产生的影 响的图。
[0022] 图4是表示一次再结晶退火的升温速度、加热中途有无保持对二次再结晶晶粒的 粒径产生的影响的图。
[0023] 图5是表示一次再结晶退火的加热中途有无保持对磁通密度产生的影响的图。
【具体实施方式】
[0024] 首先，对成功地完成了本发明的实验进行说明。
[0025] 以连续铸造制造含有C:0. 055质量％、Si:3. 25质量％、Mn:0. 09质量％、Al: 0. 021质量％、N:0. 0082质量％以及Se:0. 015质量％的钢坯，再加热至1410°C的温度后， 进行热轧而制成板厚2. 2mm的热轧板，实施1000°CX60秒的热轧板退火后，进行冷轧而使 得中间板厚为I. 8mm，实施1120°CX60秒的中间退火后，以200°C的温度进行温轧而制成最 终板厚0. 27_的冷轧板。
[0026] 接下来，在50vol%H2-50vol%N2、露点60°C的湿润环境下，对上述冷轧板实施兼 具840°CX80秒的脱碳退火的一次再结晶退火。此时，在200°C~700°C，将升温速度设为 20°C/s和120°C/s两个条件，进而，在该升温速度为恒定的状态下，以加热中途的450°C的 温度，如图1所示，在进行4秒钟的保持处理的情况和不进行保持处理的情况两个条件（合 计4个条件）下加热。这里，上述升温速度是将200°C~700°C看作在除了上述保持时间 以外的时间（图1中的（tl+t3)的时间）加热时的值。应予说明，从700°C到均热温度以 10°C/s加热。
[0027] 实施了上述一次再结晶退火的钢板其后在钢板表面涂布以MgO为主体的退火分 离剂后，实施由二次再结晶退火和在氢环境下以1200°C的温度保持7小时的纯化退火构成 的最终退火，制成方向性电磁钢板。
[0028] 从如此得到的制品板提取试验片，用JIS C2550中记载的方法测定磁通密度民和 铁损W17/5(l，将这些结果示于图2和图3。由这些结果可知磁通密度B8由加热条件所致的差异 小，4个条件均为几乎同样的值，但铁损W17/5(l根据条件而不同，升温速度120°C /s与20°C / s相比铁损显著改善，特别是以加热中途的450°C的温度进行保持时，进一步改善铁损。
[0029] 为了研宄在进行急速加热且中途进行保持处理时铁损显著改善的理由，将上述4 个条件的试验片浸渍于80°C的10质量％HCl水溶液中2分钟而除去镁橄榄石被膜，从基体 部的宏观外观测定二次再结晶晶粒径。应予说明，上述二次再结晶晶粒的粒径是将宏观组 织图像输入计算机中，进行图像处理而识别晶界，对200个晶粒以上测定在通过最小平方 法使该晶界近似椭圆时的长径和短径的平均值，计算这些平均值而得的值。其中，Imm以下 的微细粒不视为二次再结晶晶粒，可以忽略。将其测定结果示于图4,可知二次再