方向性电磁钢板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种方向性电磁钢板，其为在钢板表面具有镁橄榄石基底覆膜和绝缘张力涂层的方向性电磁钢板，其中，对于通过X射线荧光分析对表面进行定量分析时的Ti强度即FX(Ti)、Al强度即FX(Al)及Fe强度即FX(Fe)，使FX(Ti)、FX(Al)及FX(Fe)满足FX(Ti)/FX(Al)≥0.15及FX(Ti)/FX(Fe)≥0.004的关系，此外，使与轧制方向成直角的方向上的二次再结晶晶粒的晶界频数为20条/100mm以下，进而，使镁橄榄石基底覆膜的平均厚度即t(Fo)和绝缘张力涂层的厚度即t(C)满足t(Fo)/t(C)≥0.3的关系，由此，在利用激光束、等离子火焰、电子束照射进行磁畴细化处理的情况下，可在不发生覆膜剥离的范围内实现充分的铁损减少效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于变压器等的铁芯材料的方向性电磁钢板及其制造方法。
技术介绍
方向性电磁钢板是主要被用作变压器的铁芯的材料，从变压器的高效率化的观点考虑，作为方向性电磁钢板的材料特性，要求低铁损。因此，通常，在最终退火中，在钢板的钢基体(steelsubstrate)表面形成以镁橄榄石为主要成分的基底覆膜，进而在平坦化退火中或平坦化退火后，涂布以磷酸盐和胶态二氧化硅为主要成分的、用以获得绝缘性和对钢板赋予张力的涂层(绝缘张力涂层(insulatingtensioncoating))并进行烘烤，从而制成制品。通过由这样的基底覆膜和绝缘张力涂层赋予钢板的张力，可改善铁损。此外，为了减少铁损，使钢板中的二次再结晶晶粒在(110)[001]取向(所谓的高斯取向(Gossorientation))上高度一致是重要的。但是，已知当该取向性过高时，铁损反而增大。因此，为了消除上述缺陷，开发出了下述技术：通过向钢板的表面引入应变、槽，将磁畴的宽度细化，从而减少铁损的技术，即磁畴细化技术。该磁畴细化技术中，对于在钢板上设置线状的应变区域而将磁畴宽度细化的非耐热型的磁畴细化处理而言，尽管存在由于去应力退火而导致效果消失的难点，但与耐热型磁畴细化处理相比，容易获得高的铁损减少效果，因此，可以说是适于制造低铁损方向性电磁钢板的方法。作为用于进行非耐热型磁畴细化处理的方法，利用激光束、等r>离子火焰、电子束等的方法的生产率优异，已被工业利用。作为上述非耐热型磁畴细化处理的方法，例如，专利文献1中提出了下述技术：通过对最终制品板照射激光，向钢板表层引入高位错密度区域，使磁畴宽度狭窄，从而减少钢板的铁损的技术。此外，利用激光照射的磁畴细化技术随后被改良，逐渐变得能够得到铁损特性良好的方向性电磁钢板(例如，专利文献2、专利文献3及专利文献4)。此外，作为通过对镁橄榄石覆膜的改良来谋求铁损减少的技术，将Ti以TiN的形式固定于镁橄榄石覆膜中的技术已在专利文献5中公开。此外，同样地，为了谋求铁损的减少而分别规定镁橄榄石覆膜中的Ti、B、Al量的技术已在专利文献6中公开。此外，专利文献7中公开了下述技术：通过将基底覆膜中的N量控制在3％以下，进而适当地控制基底覆膜中的Al、Ti量，从而有效减少激光照射后的铁损的技术。此外，专利文献8中公开了防止在实施非耐热型的磁畴细化处理时容易发生的覆膜剥离的技术。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：日本特开2006-117964号公报专利文献3：日本特开平10-204533号公报专利文献4：日本特开平11-279645号公报专利文献5：日本专利第2984195号公报专利文献6：日本专利第3456352号公报专利文献7：日本特开2012-31512号公报专利文献8：日本特开2012-31518号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题利用激光束、等离子火焰、电子束等的非耐热型的磁畴细化处理，是利用这些能量束瞬时地对钢板进行局部加热，从而使钢板产生热应变，以线状形成闭合磁畴，由此实现磁畴的细化的方法。但是，想要通过该方法获得充分的铁损减少效果时，需要使局部的能量照射量充分高，因此，存在绝缘张力涂层容易剥离的问题。发生绝缘张力涂层的剥离时，不仅会在制造成制品后、在制成变压器铁芯之前的期间生锈，而且会导致层间电阻降低。从上述观点考虑，在进行非耐热型磁畴细化处理的方向性电磁钢板中，采用了下述方法：在不引起绝缘涂层剥离的范围内进行照射；或者在发生了涂层剥离的情况下，在不会使热应变消失的温度范围内实施表面涂覆(topcoating)。但是，在前者的情况下，无法获得充分的铁损减少效果，另一方面，在后者的情况下，在制造成本、占空系数方面产生不利。针对上述问题，虽然已提出了专利文献8的技术，但优先考虑铁损减少效果的话，也有时覆膜的剥离率最高达到70％，无法充分防止覆膜剥离。另一方面，在能够充分防止覆膜剥离的条件下，具有铁损减少效果不充分的问题。此外，就专利文献7的技术而言，虽然规定了用以使激光照射所产生的磁畴细化效果达到最大的基底覆膜的条件，但并未对绝缘张力涂层的剥离加以考虑。用于解决课题的手段可以认为由非耐热型磁畴细化处理导致涂层剥离的原因是，在钢基体-基底覆膜之间、或基底覆膜-绝缘张力涂层之间的任一者中，剥离区域扩展为一定程度以上的大小，由此导致涂层自身的交联效果(cross-linkingeffect)丧失而发生剥落。因此，本申请的专利技术人为解决上述问题而反复进行了潜心研究，结果获得了以下发现。即，在增强基底覆膜自身的强度的同时，使基底覆膜和钢基体容易剥离的起点减少，进而达成基底覆膜充分担负钢基体与绝缘覆膜涂层之间的粘合剂(binder)的功能的条件。由此，能够有效防止为实施磁畴细化处理而照射激光束、等离子火焰、电子束等时的绝缘张力涂层的剥离，其结果是，可在不发生覆膜剥离的范围内获得充分的铁损减少效果。本专利技术是立足于上述发现而完成的。即，本专利技术的要旨构成如下所述。1.一种非耐热型磁畴细化处理用或非耐热型磁畴细化处理过的方向性电磁钢板，其为在钢板表面具有镁橄榄石基底覆膜和形成于该基底覆膜之上的绝缘张力涂层的方向性电磁钢板，其中，在对除去了该绝缘张力涂层时的表面进行X射线荧光分析，利用ZAF法实施修正并进行定量分析，将此时的覆膜中的Ti、Al、Fe含量(质量％)分别设为FX(Ti)、FX(Al)、FX(Fe)时，它们满足下式(1)、(2)的关系：FX(Ti)/FX(Al)≥0.15---(1)FX(Ti)/FX(Fe)≥0.004---(2)；与轧制方向成直角的方向上的二次再结晶晶粒的晶界频数(frequencyofcrystalboundary)为20条/100mm以下；将镁橄榄石基底覆膜的平均厚度设为t(Fo)并将绝缘张力涂层的厚度设为t(C)时，它们满足下式(3)的关系：t(Fo)/t(C)≥0.3---(3)。2.如上述1所述的方向性电磁钢板，其中，镁橄榄石基底覆膜的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.2μm以上。3.如上述1或2所述的方向性电磁钢板，其中，将镁橄榄石基底覆膜对钢基体产生的张力(每一面)设为TE(Fo)并将绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非耐热型磁畴细化处理用或非耐热型磁畴细化处理过的方向性电磁钢板，其为在钢板表面具有镁橄榄石基底覆膜和形成于该基底覆膜之上的绝缘张力涂层的方向性电磁钢板，其中，在对除去了所述绝缘张力涂层时的表面进行X射线荧光分析，利用ZAF法实施修正并进行定量分析，将此时的覆膜中的Ti、Al、Fe的以质量％计的含量分别设为FX(Ti)、FX(Al)、FX(Fe)时，它们满足下式(1)、(2)的关系：FX(Ti)/FX(Al)≥0.15   ‑‑‑(1)FX(Ti)/FX(Fe)≥0.004   ‑‑‑(2)；与轧制方向成直角的方向上的二次再结晶晶粒的晶界频数为20条/100mm以下；将镁橄榄石基底覆膜的平均厚度设为t(Fo)并将绝缘张力涂层的厚度设为t(C)时，它们满足下式(3)的关系：t(Fo)/t(C)≥0.3   ‑‑‑(3)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.19 JP 2013-1941731.一种非耐热型磁畴细化处理用或非耐热型磁畴细化处理过的
方向性电磁钢板，其为在钢板表面具有镁橄榄石基底覆膜和形成于
该基底覆膜之上的绝缘张力涂层的方向性电磁钢板，其中，在对除
去了所述绝缘张力涂层时的表面进行X射线荧光分析，利用ZAF法
实施修正并进行定量分析，将此时的覆膜中的Ti、Al、Fe的以质量
％计的含量分别设为FX(Ti)、FX(Al)、FX(Fe)时，它们满足下式(1)、
(2)的关系：
FX(Ti)/FX(Al)≥0.15---(1)
FX(Ti)/FX(Fe)≥0.004---(2)；
与轧制方向成直角的方向上的二次再结晶晶粒的晶界频数为20
条/100mm以下；
将镁橄榄石基底覆膜的平均厚度设为t(Fo)并将绝缘张力涂层的
厚度设为t(C)时，它们满足下式(3)的关系：
t(Fo)/t(C)≥0.3---(3)。
2.如权利要求1所述的方向性电磁钢板，其中，镁橄榄石基底
覆膜的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.2μm以上。
3.如权利要求1或2所述的方向性电磁钢板，其中，将每一面
中的镁橄榄石基底覆膜对钢基体产生的张力设为TE(Fo)并将每一面
中的绝缘张力涂层对钢基体产生的张力设为TE(C)时，它们满足下式
(4)的关系：
TE(Fo)/TE(C)≥0.1---(4)。
4.如权利要求1～3中任一项所述的方向性电磁钢板，其中，非
耐热型磁畴细化处理是通过照射电子束进行的。
5.一种方向性电磁钢板的制造方法，包括下述制造方向性电磁
钢板的工序：
对钢板坯进行热轧，接着，在实施热轧板退火后、或在不实施
热轧板退火的情况下，实施1次冷轧或隔着中间退火的2次以上的

\t冷轧而制成最终板...

【专利技术属性】
技术研发人员：千田邦浩，高城重宏，大久保智幸，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP