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。对于方向性电磁钢板，将其成分组成设为如下组成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：2.0～4.5％和Mn：0.5％以下，且在分别满足0.01％≤[％Sb]≤0.20％、0.02％≤[％P]≤2.0×[％Sb]的范围含有Sb和P，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，将在轧制直角方向以50Hz励磁至1.0T时的磁化力(TD‑H10)和铁损(TD‑W10)分别设为(TD‑H10)：200A/m以上、(TD‑W10)：≥1.60W/kg以上，能够在工业上稳定且廉价地得到变压器铁损优异的方向性电磁钢板。

Directional electromagnetic steel plate and its manufacturing method

The invention relates to a directional electromagnetic steel plate. The direction of electromagnetic plate, its composition is composed as follows: quality% containing C:0.005%, Si:2.0 ~ 4.5% and Mn:0.5%, and were to meet 0.01% = [%Sb] = 0.20%, [%P] = 0.02% ~ 2 * [%Sb] range with Sb and P, the remaining part is Fe and inevitable impurities the magnetic force in the rolling angle and direction to 50Hz to 1.0T when the excitation (TD H10) and iron (TD W10) respectively (TD H10:200A/m (TD), W10): more than 1.60W/kg above, can be in the industry stable and cheap to get directional electromagnetic steel plate of transformers iron loss. The same.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】方向性电磁钢板及其制造方法
本专利技术涉及铁损特性优异的方向性电磁钢板及其制造方法，尤其是能够廉价地得到具有优异的磁特性的方向性电磁钢板。
技术介绍
方向性电磁钢板是作为变压器、发电机的铁芯材料使用的软磁性材料，具有属于铁的易磁化轴的＜001＞方位在钢板的轧制方向高度整合的结晶组织。这种集合组织通过二次再结晶形成，该二次再结晶在方向性电磁钢板的制造工序中在二次再结晶退火时使被称为所谓的高斯(Goss)方位的(110)〔001〕方位的晶粒优先地巨大生长。以往，这种方向性电磁钢板可以经由如下的工序来制造。即，将含有4.5质量％以下左右的Si和MnS、MnSe、AlN等抑制剂成分的板坯加热至1300℃以上，使抑制剂成分暂时固溶后，进行热轧，根据需要实施热轧板退火后，通过1次或隔着中间退火的2次以上的冷轧制成最终板厚。接下来，在湿润氢气氛中实施一次再结晶退火而进行一次再结晶和脱碳。其后，涂布以氧化镁(MgO)为主剂的退火分离剂后，为了提纯二次再结晶和抑制剂成分，以1200℃进行5h左右的最终退火(例如，专利文献1、专利文献2、专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第1965559号说明书专利文献2：日本特公昭40－15644号公报专利文献3：日本特公昭51－13469号公报专利文献4：日本特开2000－129356号公报专利文献5：日本特开2004－353036号公报
技术实现思路
如上所述，在以往的方向性电磁钢板的制造时，可以采用以下工序：在板坯阶段含有MnS、MnSe、AlN等析出物(抑制剂成分)，通过超过1300℃的高温的板坯加热，使这些抑制剂成分暂时固溶，在后续工序中使其微细析出，从而显现二次再结晶。这样，以往的方向性电磁钢板的制造工序中，需要超过1300℃的高温下的板坯加热，因此其制造成本极其高，因此在无法应对近年的制造成本减少的要求的方面存在问题。与此相对，在专利文献4中开发了即使不含解决该问题的抑制剂成分也能够二次再结晶的技术(无抑制剂法)。该方法与以往的方向性电磁钢板的制造方法的技术思想完全不同。即，以往的方向性电磁钢板利用MnS、AlN、MnSe等析出物(抑制剂)显现二次再结晶，与此相对，无抑制剂法是不使用这些抑制剂而进行高纯度化，从而通过织构(集合组织的控制)显现二次再结晶的技术。该无抑制剂法中，无需高温的板坯加热、高温长时间的二次再结晶退火，因此能够以低成本制造方向性电磁钢板。但是，无抑制剂法具有能够以低成本制造方向性电磁钢板的优点，但不能说磁特性的水平和稳定性一定充分。为了解决该问题，本专利技术的专利技术人等对板坯中不含抑制剂成分而显现二次再结晶的技术进一步进行了研究。其结果，开发并提出了即使在板坯中不含抑制剂成分的情况下，通过在一次再结晶退火后、二次再结晶结束前使基体铁中的S量增加，也能够稳定地显现二次再结晶的技术(“增硫法”)(专利文献5)。通过使用上述增硫法来增加基体铁中的S量，向晶界偏析的S量增加，结果进一步抑制包围Goss方位以外的方位的晶界的移动，使二次再结晶稳定化，且二次粒子向Goss方位的尖锐性增加，可以使磁特性提高。然而，存在如下问题：伴随着增硫药剂的大量添加，二次再结晶退火中的氧化反应过度发生，因此产生被称为火花或者霜降的基底被膜缺损部。进而，众所周知，作为变压器的铁芯，主要使用单方向性电磁钢板，根据其铁芯结构而大致区分为叠铁芯变压器和卷铁芯变压器。叠铁芯变压器通过将切断成所需的形状的钢板层叠而形成铁芯。另一方面，卷铁芯变压器通过将切割成所需的宽度的钢带进行卷绕重叠而形成铁芯。作为大容量用的变压器，使用专门叠铁芯变压器。然而，作为变压器所要求的重要的特性，可举出变压器铁损。该变压器铁损是变压器铁芯被励磁时产生的能量损失，若其较大则功率损耗变大，因此需要尽量减少。然而，有时伴随着钢板向变压器的加工而铁损变差。例如，有时在将用于输送钢板的夹送辊、用于测量钢板的长度的测量辊推到钢板时，无法维持低铁损。因此，即使使用通过线状瑕疵等磁畴细分化效果进行了低铁损化的钢板来组合变压器，有时铁损值也不会如期待那样低。尤其是在用于叠铁芯变压器时，在铁芯加工后不进行去应力退火，因此担心有铁损值劣化、噪音增大等问题。关于添加以往的增硫药剂的技术，由于难以形成基底被膜，因此也存在如下问题：伴随着在变压器中的加工的应变的影响较大，变压器铁损劣化。本专利技术有利地解决了上述问题，其目的在于提出一种方向性电磁钢板以及其有利的制造方法，即，在制造方向性电磁钢板时，无需实施高温的板坯加热，能够以低成本制造磁特性优异的方向性电磁钢板，并且，减少伴随着变压器加工的应变的影响而有效地改善变压器铁损。本专利技术的专利技术人等为了解决上述问题，对在板坯中不含抑制剂成分而显现二次再结晶，且通过增硫处理来提高磁特性的技术反复进行了深入研究。其结果，开发了一种即使在进行了渗硫处理的情况下，通过使坯料成分适当化也能够稳定地实现良好的基底被膜形成的技术。以下，对来自本专利技术的实验结果进行说明。应予说明，与成分相关的“％”表达只要没有特别说明则意味着质量％。实验1将以质量％计含有Si：3.3％、C：0.03％、Mn：0.07％、S：0.002％、Al：0.006％和N：0.003％，进而，在P：0～0.2％、Sb：0～0.2％的范围含有P和Sb的硅钢坯在1220℃加热30分钟后，通过热轧制成2.5mm厚的热轧板，在1025℃、1分钟的热轧板退火后，通过冷轧制成最终板厚。接下来，一次再结晶退火后，将以MgO为主剂且含有10％的硫酸镁的退火分离剂以12.5g/m2涂布于一次再结晶板并干燥。其后，在升温速度：15℃/h，气氛气体：到900℃为止为N2气体、900℃以上为H2气体，均热处理：1160℃、5h的条件下实施二次再结晶退火。对P添加量、Sb添加量与磁通密度的关系进行研究，将其结果示于图1。根据图1，单独添加P时，不能期望磁通密度的提高效果，反而通过添加P，磁通密度存在劣化的趋势。在添加Sb的情况下得到如下结果：直至P的添加量达到Sb添加量为止，磁通密度随着P的添加而提高，若P添加量增加超过Sb添加量，则磁通密度缓慢地下降。即，可知通过将Sb和P添加至同等程度，可得到由添加P带来的磁通密度提高效果。关于P和Sb的复合添加效果，虽然尚不明确，但本专利技术的专利技术人等推定如下。P为晶界偏析元素，具有通过抑制来自晶界的再结晶核形成且促进来自晶粒内的再结晶核形成来增加一次再结晶集合组织中的高斯方位的作用，具有使二次再结晶核的形成稳定化而提高磁特性的效果。但是，通过添加P，存在如下不良影响：促进二次再结晶退火时的表面氧化，在阻碍渗硫效果的同时阻碍正常的基底被膜形成。另一方面，Sb为表面偏析元素，具有通过抑制二次再结晶退火时的氧化使氧化量适当化而使二次再结晶显现和基底被膜形成稳定化的作用。即，具有缓和由添加P所致的不良影响的作用。因此，认为为了发挥前述的由添加P所致的集合组织改善效果，Sb和P的复合添加是极其有效的。此外，由于增硫而磁特性提高的现象是在板坯中不含抑制剂成分的钢的情况下特有的现象。即，钢中不存在AlN、MnS等抑制剂(析出物)时，一次再结晶组织中的包围Goss方位晶粒的晶界与包围其它方位的晶粒的晶界相比移动性较大，其结果，Go本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方向性电磁钢板，由如下组成构成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：2.0～4.5％和Mn：0.5％以下，且在分别满足0.01％≤[％Sb]≤0.20％、0.02％≤[％P]≤2.0×[％Sb]的范围含有Sb和P，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，进而，在轧制直角方向以50Hz励磁至1.0T时的磁化力(TD‑H10)和铁损(TD‑W10)分别为(TD‑H10)≥200A/m、(TD‑W10)≥1.60W/kg。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方向性电磁钢板，由如下组成构成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：2.0～4.5％和Mn：0.5％以下，且在分别满足0.01％≤[％Sb]≤0.20％、0.02％≤[％P]≤2.0×[％Sb]的范围含有Sb和P，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，进而，在轧制直角方向以50Hz励磁至1.0T时的磁化力(TD-H10)和铁损(TD-W10)分别为(TD-H10)≥200A/m、(TD-W10)≥1.60W/kg。2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，由如下组成构成：以质量％计进一步含有选自Ni：0.005～1.50％、Sn：0.03～0.20％、Cu：0.02～0.50％、Cr：0.02～0.50％、Mo：0.01～0.50％和Nb：0.002～0.01％中的1种或2种以上。3.一种方向性电磁钢板的制造方法，将由如下组成构成的钢坯根据需要再加热后，进行热轧，根据需要实施热轧板退火后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川康之，千田邦浩，寺岛敬，
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