取向性电磁钢板及其制造方法技术

对于具备陶瓷基底覆膜和绝缘涂层的取向性电磁钢板而言，通过使该基底覆膜与钢基之间的临界损伤剪切应力τ为50MPa以上，提供一种即使实施基于热应变的磁畴细化处理也不会损伤覆膜、绝缘性、占空系数和磁特性优良的取向性电磁钢板。

Oriented electromagnetic steel plate and manufacturing method thereof

The orientation of the ceramic substrate coated with electromagnetic steel plate and insulation coating, the critical damage shear between the substrate film and steel substrate and the stress value is more than 50MPa, even if the implementation provides a domain refinement processing thermal strain will not damage the film, and for orientation electromagnetic steel sheet excellent air coefficient and magnetic based on the characteristics of insulation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】取向性电磁钢板及其制造方法
本专利技术涉及通过对表面实施基于热应变的磁畴细化处理而使铁损降低的取向性电磁钢板。
技术介绍
含有Si且晶体取向取向于(110)[001]取向的取向性电磁钢板具有优良的软磁特性，因此被广泛用作商用频域中的各种铁芯原材料。此时，作为所要求的特性，通常以50Hz的频率下磁化为1.7T时的损失、即W17/50(W/kg)表示的铁损很重要。其原因是由于：通过使用W17/50的值低的原材料，能够大幅降低变压器的铁芯的空载损耗(能量损失)。这是逐年强烈要求开发铁损低的原材料的原因。对于取向性电磁钢板而言，作为降低铁损的方法，已知增加Si含量、降低板厚、提高晶体取向的取向性、对钢板赋予张力、钢板表面的平滑化、二次再结晶组织的细粒化、磁畴的细化等是有效的。作为磁畴细化的方法，存在有在钢板表面嵌入槽或非磁性物质的耐热型磁畴细化方法和利用激光或电子束向钢板导入热应变的非耐热型磁畴细化方法。例如，在专利文献1中提出了一种非耐热型磁畴细化技术，其中，对最终产品板照射激光，在钢板表层导入高位错密度区域。另外，使用激光照射的磁畴细化技术之后被改良，从而实现了提高由磁畴细化带来的铁损降低效果(例如专利文献2～4)。但是，对于通过激光照射在钢板表面导入线状的热应变而进行的非耐热型磁畴细化法而言，存在如下问题：热影响区周围的绝缘涂层大范围损伤，使得将钢板层叠起来使用时的绝缘性大幅劣化。对于上述问题，作为因激光照射使绝缘涂层损伤的钢板的修复技术，在专利文献5中提出了通过赋予有机系涂层来改善绝缘特性的技术、在专利文献6中提出了通过赋予半有机涂层来改善绝缘特性的技术、在专利文献7中提出了通过赋予无机系涂层来改善绝缘特性的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭55-18566号公报专利文献2：日本特开昭63-083227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：日本特开昭56-105421号公报专利文献6：日本特开昭56-123325号公报专利文献7：日本特开平04-165022号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在上述各种技术中，赋予了陶瓷基底覆膜和绝缘涂层后因照射激光使得覆膜损伤，因此，激光照射工序之后重新需要再次赋予绝缘涂层的工序。因此，追加工序引起的制造成本的增大作为不可避免的问题而残留。另外，进行绝缘涂层的再赋予的情况下，铁成分以外的构成因子的比例增加，因此，存在如下问题：作为铁芯使用时的占空系数降低，作为铁芯材料使用时的性能劣化。用于解决问题的方法因此，本专利技术人们对于即使实施基于热应变的磁畴细化处理覆膜也不会损伤且不损害绝缘性和占空系数的理想的磁畴细化技术反复进行了研究。其结果发现：在钢板的表面均匀地形成与钢基强粘附的陶瓷基底覆膜，进一步利用划痕试验对钢板表面的粘附性进行评价从而从实施磁畴细化处理之前的卷材中选择出适合于实施磁畴细化处理的原材料，由此，能够抑制因绝缘涂层损伤引起的绝缘性的劣化，能够在激光照射后无需进行再涂敷的情况下得到磁特性优良的取向性电磁钢板。本专利技术立足于上述见解而成。即，本专利技术的主旨构成如下所述。1.一种取向性电磁钢板，其具备陶瓷基底覆膜和绝缘涂层，其中，该基底覆膜与钢基之间的临界损伤剪切应力τ为50MPa以上。2.如上述1所述的取向性电磁钢板，其中，该取向性电磁钢板具有非耐热型磁畴细化区域，该磁畴细化区域中的热应变部的宽度、即热影响宽度w为50μm以上且(2τ+150)μm以下。3.一种取向性电磁钢板的制造方法，将含有C：0.10质量％以下、Si：2.0～4.5质量％和Mn：0.005～1.0质量％的钢原材进行热轧而制成热轧板，根据需要实施热轧板退火后，进行一次冷轧或夹有中间退火的两次以上的冷轧而制成最终板厚的冷轧板，接着实施兼作一次再结晶退火的脱碳退火而制成脱碳退火板后，在该脱碳退火板的表面涂布以MgO作为主要成分的退火分离剂，然后实施最终退火，之后实施绝缘涂层处理，其中，上述制造工序中，满足下述条件：(1)形成如下成分组成：利用红外反射光谱对上述脱碳退火板的表面内部氧化层中的氧化物进行评价时，Fe2SiO4(Af)与SiO2(As)的峰之比Af/As为0.4以下；(2)从上述内部氧化层的表面侧0.5μm提取的球状二氧化硅的直径平均为50～200nm；(3)在上述退火分离剂中添加合计为2～30质量％的选自CuO2、SnO2、MnO2、Fe3O4、Fe2O3、Cr2O3和TiO2中的一种或两种以上的金属氧化物；(4)在上述最终退火的加热时，将950～1100℃间的加热所花费时间设定为10小时以内。4.如上述3所述的取向性电磁钢板的制造方法，其中，上述绝缘涂层处理后，实施非耐热型磁畴细化处理，此时，将磁畴细化区域中的热应变部的宽度、即热影响宽度w设定为50μm以上且(2τ+150)μm以下。专利技术效果根据本专利技术，进行基于热应变的磁畴细化处理时不会损害钢板表面的绝缘性，因此，能够在不设置用于修补的追加工序的情况下提供铁损特性优良的电磁钢板。另外，由于无需进行绝缘涂层的再赋予，因而作为变压器的铁芯使用时的占空系数优良，因此，能够提供能量损失低的变压器。附图说明图1是示出临界损伤剪切应力τ与覆膜损伤部的面积率a的关系的图。图2是示出临界损伤剪切应力τ和热影响宽度w对覆膜损伤带来的影响的图。具体实施方式以下，对本专利技术具体地进行说明。本专利技术中使用的取向性电磁钢板用钢坯的成分组成基本上为生成二次再结晶的成分组成即可。另外，利用用于在二次再结晶时抑制正常晶粒生长的抑制剂的情况下，例如利用AlN系抑制剂时可以适量含有Al和N，或者，利用MnS/MnSe系抑制剂时可以适量含有Mn与Se和/或S。当然，也可以并用两种抑制剂。这种情况下的Al、N、Mn、S和Se的优选含量各自以质量％计为Al：0.01～0.065％、N：0.005～0.012％、Mn：0.005～1.0％、S：0.005～0.03％、Se：0.005～0.03％。此外，本专利技术也能够应用于限制了Al、N、S、Se的含量的、所谓的无抑制剂的取向性电磁钢板。这种情况下，Al、N、S和Se量优选各自以质量ppm计抑制为Al：100ppm以下、N：50ppm以下、S：50ppm以下、Se：50ppm以下。关于适合供于本专利技术的取向性电磁钢板用钢坯的基本成分和任选添加成分的具体说明如下所述。需要说明的是，下述中，只要没有特别声明，关于钢板的％和ppm标示是指质量％和质量ppm。C：0.10％以下C是用于改善热轧板组织而添加的，但超过0.10％时难以将C降低至在制造工序中不发生磁时效的50ppm以下，因此，优选设定为0.10％以下。需要说明的是，关于下限，即使是不含C的原材料也能够发生二次再结晶，因此没有特别限定。Si：2.0～4.5％Si对于提高钢的电阻、改善铁损而言是有效的元素，含量不满2.0％时，不能实现充分的铁损降低效果，另一方面，超过4.5％时，加工性显著降低，并且磁通密度也降低，因此，优选将Si量设定为2.0～4.5％的范围。Mn：0.005～1.0％Mn在使热加工性良好的方面是必要元素，但是，含量小于0.005％时其添加效果差，另一方面，超过1.0％，产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种取向性电磁钢板，其具备陶瓷基底覆膜和绝缘涂层，其中，该基底覆膜与钢基之间的临界损伤剪切应力τ为50MPa以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 JP 2015-0263851.一种取向性电磁钢板，其具备陶瓷基底覆膜和绝缘涂层，其中，该基底覆膜与钢基之间的临界损伤剪切应力τ为50MPa以上。2.如权利要求1所述的取向性电磁钢板，其中，该取向性电磁钢板具有非耐热型磁畴细化区域，该磁畴细化区域中的热应变部的宽度、即热影响宽度w为50μm以上且(2τ+150)μm以下。3.一种取向性电磁钢板的制造方法，将含有C：0.10质量％以下、Si：2.0～4.5质量％和Mn：0.005～1.0质量％的钢原材进行热轧而制成热轧板，根据需要实施热轧板退火后，进行一次冷轧或夹有中间退火的两次以上的冷轧而制成最终板厚的冷轧板，接着实施兼作一次再结晶退火的脱碳退火而制成脱碳退火板后，在该脱碳退火板的表面涂布以MgO作为主要成分的退火分离剂，然后实施最...

【专利技术属性】
技术研发人员：上坂正宪，渡边诚，高城重宏，
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