专利名称：方向性电磁钢板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及适合作为变压器等的铁芯材料使用的方向性电磁钢板及其制造方法。
背景技术：
方向性电磁钢板主要作为变压器的铁芯使用，要求其磁化特性优良，特别是要求铁损低。因此，重要的是使钢板中的二次再结晶晶粒与(110)
取向(所谓的高斯取向)高度一致、以及降低成品钢板中的杂质。另外，结晶取向的控制、杂质的降低在与制造成本的平衡等方面存在界限。因此，正在开发通过物理方法向钢板表面引入不均匀性而使磁畴的宽度细化以降低铁损的技术、即磁畴细化技术。例如，专利文献I中提出了如下技术对最终成品板照射激光，向钢板表层引入高位错密度区域，使磁畴宽度变窄 ，由此降低钢板的铁损。另外，专利文献2中提出了如下技术对于最终退火后的钢板，以882 2156MPa(90 220kgf/mm2)的载荷在铁基部分形成深度超过5 u m的槽后，在750°C以上的温度下进行加热处理，由此使磁畴细化。另外，在专利文献3中提出了如下技术在铁基表面具备沿与板的轧制方向基本正交的方向延伸的线状槽，并使其存在从该线状槽的底面沿板厚方向延续至另一个铁基表面的晶界或粒径为Imm以下的微细晶粒区域。通过上述的磁畴细化技术的开发，得到了铁损特性良好的方向性电磁钢板。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特公昭57-2252号公报专利文献2 日本特公昭62-53579号公报专利文献3 :日本特开平7-268474号公报
发明内容
发明所要解决的问题但是，对于通过上述的槽形成来实施磁畴细化处理的技术而言，与通过激光照射等引入高位错密度区域的磁畴细化技术相比，铁损降低效果小，另外，在组装到实际变压器中的情况下，即使通过磁畴细化而使铁损降低，实际变压器的铁损也几乎得不到改善，即也产生了工艺系数(BF)极差的问题。用于解决问题的方法本发明是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供使形成有磁畴细化用槽的原材料的铁损进一步降低并且在组装到实际变压器中时能够得到优良的低铁损特性的方向性电磁钢板，并同时提供其有利的制造方法。即，本发明的主旨构成如下所述。1. 一种方向性电磁钢板，在钢板表面具备镁橄榄石被膜和张力涂层且在该钢板表面具有用于进行磁畴细化的槽，其中，该槽的底部的镁橄榄石被膜厚度为0. 3 ii m以上，在该槽正下方具有相对于高斯取向具有10°以上的取向差且粒径为5 iim以上的晶粒的槽的存在比率即槽出现率为20%以下，由该镁橄榄石被膜和该张力涂层赋予钢板的合计张力在轧制方向上为10. OMPa以上，在与轧制方向成直角的方向上为5. OMPa以上，且这些合计张力满足下式的关系，1. 0 ≤ A/B ≤ 5. 0A :轧制方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力B :与轧制方向成直角的方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力。2. 一种方向性电磁钢板的制造方法，对方向性电磁钢板用钢坯进行轧制并精加工至最终板厚后，实施脱碳退火，接着，在钢板表面涂布以MgO为主要成分的退火分离剂后进行最终退火，然后施加张力涂层，所述制造方法中，(I)在形成镁橄榄石被膜的最终退火前实施磁畴细化用槽的形成；(2)将退火分离剂的单位附着量设定为10. Og/m2以上；(3)将涂布退火分离剂后的卷材的卷取张力设定为30 150N/mm2的范围；(4)将最终退火的冷却过程中直至700°C为止的平均冷却速度设定为50°C /小时以下的范围；(5)将最终退火中至少900°C以上的温度范围的气氛气体的流量设定为1. 5Nm3/小时 吨以下；(6)将最终退火时的到达温度设定为1150°C以上。3.如上述2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其中，对方向性电磁钢板用钢坯进行热轧，接着根据需要实施热轧板退火，然后实施一次冷轧或隔着中间退火的两次以上的冷轧，并精加工至最终板厚。发明效果根据本发明，能够得到在实际变压器中也可有效维持形成槽而实施了磁畴细化处理的钢板的铁损降低效果的方向性电磁钢板，因此，在实际变压器中能够表现出优良的低铁损特性。
图1是根据本发明形成的钢板的槽部分的截面图。图2是与槽部分正交的钢板的截面图。
具体实施例方式以下，对本发明进行具体说明。在本发明中，为了改善进行了磁畴细化用槽的形成且具备镁橄榄石被膜(以Mg2SiO4为主体的被膜)的方向性电磁钢板的原材料铁损特性并且防止使用该方向性电磁钢板在实际变压器中的工艺系数的劣化，对形成在槽底部的镁橄榄石被膜的厚度、赋予钢板的张力和存在于槽正下方的晶粒如下进行了规定。槽底部的镁橄榄石被膜厚度0. 3 ii m以上
与引入高位错密度区域的磁畴细化方法相比，由形成槽的磁畴细化带来的槽的引入效果低的理由在于所引入的磁极量小。首先，对形成槽时引入的磁极量进行了研究。结果获知，槽形成部的镁橄榄石被膜厚度与磁极量存在相关。因此，进一步详细地考察了被膜厚度与磁极量的关系，结果判明，使槽形成部的被膜厚度增厚对增大磁极量是有效的。根据该结果，使磁极量增大而提高磁畴细化效果所需的镁橄榄石被膜厚度为0. 3iim以上，优选为0. 6iim以上。另一方面，就上述镁橄榄石被膜厚度的上限而言，被膜厚度过厚时，与钢板的密合性降低，从而使镁橄榄石被膜变得容易剥离，因此，优选为约5. 0 y m。上述的磁极量的增加原因未必明确，但发明人认为如下。即，被膜厚度与被膜对钢板赋予的张力存在相关，通过增加被膜厚度而使槽底部的被膜张力增强。认为通过该张力的增加，使槽底部的钢板的内部应力增加，结果使磁极量增加。在将方向性电磁钢板作为成品来评价铁损时，励磁磁通仅为轧制方向成分，因此，为了改善铁损，只要增大轧制方向的张力即可。但是，在将方向性电磁钢板组装到实际变压器中的情况下，励磁磁通不仅具有轧制方向成分，而且还具有轧制直角方向成分。因此，不仅轧制方向的张力给铁损带来影响，轧制直角方向的张力也给铁损带来影响。因此，在本发明中 ，通过励磁磁通的轧制方向成分与轧制直角方向成分的比例确定最适张力比。具体而言，满足下式(I)的关系。1. 0 彡 A/B ( 5. 0... (I)优选1. 0 彡 A/B 彡 3. O。A :轧制方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力B :轧制直角方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力另外，即使满足上述的条件，在对钢板赋予的张力的绝对值低的情况下，也不能避免铁损的劣化。因此，对轧制方向和轧制直角方向的优选张力值进行了研究，结果判明，虽然只要使轧制直角方向的张力为5. OMPa以上即足够，但对于轧制方向而言，需要使由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力为10. OMPa以上。另外，对于轧制方向的合计张力A而言，只要在钢板不发生塑性变形的范围内则没有特别的上限。优选为200MPa以下。在本发明中，镁橄榄石被膜和张力涂层的合计张力的求算方法如下。在测定轧制方向的张力的情况下，从成品(张力涂层涂布材料)上切下轧制方向280mmX轧制直角方向30mm的样品,在测定轧制直角方向的张力的情况下,从成品(张力涂层涂布材料)上切下轧制直角方向280mmX轧制方向30mm的样品。然后，除去单面的镁橄榄石被膜和张力涂层，测定在将其除去前后的钢板翘曲量，将所得到的翘曲量通过以下的换算式(2)进行张力换算。通过该方法求出的张力为对未除去镁橄榄石被膜和张力涂层的表面赋予的张力。由于对样品两面赋予了张力，因此，对于同一成品的同一方向的测定准备2个样品，通过上述方法求出每个单面的张力，在本发明中将其平均值作为对样品赋予的张力。
权利要求
1.一种方向性电磁钢板，在钢板表面具备镁橄榄石被膜和张力涂层且在该钢板表面具有用于进行磁畴细化的槽，其中， 该槽的底部的镁橄榄石被膜厚度为0. 3 u m以上， 在该槽正下方具有相对于高斯取向具有10°以上的取向差且粒径为5 以上的晶粒的槽的存在比率即槽出现率为20%以下， 由该镁橄榄石被膜和该张力涂层赋予钢板的合计张力在轧制方向上为10. OMPa以上，在与轧制方向成直角的方向上为5. OMPa以上，且这些合计张力满足下式的关系， 1.0 ≤ A/B ≤ 5. 0 A :轧制方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力， B :与轧制方向成直角的方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力。
2.一种方向性电磁钢板的制造方法，对方向性电磁钢板用钢坯进行轧制并精加工至最终板厚后，实施脱碳退火，接着，在钢板表面涂布以MgO为主要成分的退火分离剂后进行最终退火，然后施加张力涂层，所述制造方法中， (1)在形成镁橄榄石被膜的最终退火前实施磁畴细化用槽的形成； (2)将退火分离剂的单位附着量设定为10.Og/m2以上； (3)将涂布退火分离剂后的卷材的卷取张力设定为30 150N/mm2的范围； (4)将最终退火的冷却过程中直至700°C为止的平均冷却速度设定为50°C/小时以下的范围； (5)将最终退火中至少900°C以上的温度范围的气氛气体的流量设定为1.5Nm3/小时 吨以下； (6)将最终退火时的到达温度设定为1150°C以上。
3.如权利要求2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其中，对方向性电磁钢板用钢坯进行热轧，接着根据需要实施热轧板退火，然后实施一次冷轧或隔着中间退火的两次以上的冷轧，并精加工至最终板厚。
全文摘要
根据本发明，使形成在钢板表面的槽的底部的镁橄榄石被膜厚度为0.3μm以上、在槽正下方具有相对于高斯取向具有10°以上的取向差且粒径为5μm以上的晶粒的槽的存在比率即槽出现率为20%以下，并且使由镁橄榄石被膜和该张力涂层赋予钢板的合计张力在轧制方向上为10.0MPa以上且在与轧制方向成直角的方向上为5.0MPa以上，且这些合计张力满足下式的关系，由此，能够得到使形成有磁畴细化用槽的原材料的铁损进一步降低并且在组装到实际变压器中时具有优良的低铁损特性的方向性电磁钢板，1.0≤A/B≤5.0A轧制方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力，B与轧制方向成直角的方向的由镁橄榄石被膜和张力涂层赋予的合计张力。
文档编号B21B3/02GK103069032SQ20118003884
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者大村健, 井上博贵, 山口广, 冈部诚司 申请人:杰富意钢铁株式会社