方向性电磁钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种方向性电磁钢板，在钢基的表面具有镁橄榄石被膜，该方向性电磁钢板通过使上述钢基与上述镁橄榄石被膜的边界具有Cr缺乏层，该Cr缺乏层的Cr浓度为上述钢基中的Cr浓度的0.70～0.90倍，从而具有比以往更良好的变压器铁损特性。

Directional electromagnetic steel plate and its manufacturing method

【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
本专利技术涉及方向性电磁钢板及其制造方法，特别涉及适用于绕组变压器的铁芯材料的方向性电磁钢板及其制造方法。
技术介绍
组装成变压器的状态下的方向性电磁钢板的铁损(变压器铁损)相对于产品板本来的状态下的方向性电磁钢板的铁损(产品板铁损)必然变大。该铁损的增加比例被称为结构系数(BF，buildingfactor)。该铁损的增加起因于在变压器的组装工序中导入的加工应变、在评价产品板铁损时不产生的旋转磁通的产生等。为了除去加工应变，在绕组变压器的制造工序中存在去应力退火工序。从除去应变的观点考虑，该去应力退火工序中的退火温度优选为更高的温度。作为退火环境，优选不与钢板反应而形成氧化物、碳化物、氮化物等的Ar、H2环境。然而，由于使用Ar、H2时会使成本变高，因此许多情况下使用N2气体、含有CO或CO2的DX气体。使用N2、DX气体时，如果退火温度过高，则发生氮化、氧化、渗碳，使磁特性劣化，因此退火温度存在实质上的上限，存在某些情况下无法充分进行目标加工应变的除去，无法最大限度地利用产品板的良好特性的问题。如专利文献1所记载，通常在方向性电磁钢板上形成以胶体状二氧化硅和磷酸盐、铬酸为主体的张力涂层。如专利文献2所记载，这样的张力涂层由于相对于环境气体的保护性高，抑制气体的渗透，因此在一定程度上有助于防止去应力退火时的氮化·氧化·渗碳。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭48-39338号公报专利文献2：日本特开2003-301271号公报
技术实现思路
然而，现状是抑制氮化·氧化·渗碳的程度并不充分，要求进一步抑制氮化·氧化·渗碳。本专利技术是鉴于上述情况而进行的，目的在于提供在绕组变压器的制造工序中进行的去应力退火中的完全除去应力的温度区域也抑制氮化·氧化·渗碳、具有比以往更良好的变压器铁损特性的方向性电磁钢板及其制造方法。认为在一般的方向性电磁钢板上形成有镁橄榄石被膜，该被膜对抑制去应力退火时的氮化·氧化·渗碳也有效。然而，对该镁橄榄石被膜的表面进行SEM观察时，发现存在许多裂纹，氮化性·氧化性·渗碳性气体从该裂纹到达钢板表面，发生氮化·氧化·渗碳反应。认为该镁橄榄石被膜的裂纹是由为了校正平坦化退火时的形状所赋予的张力、因二次再结晶退火冷却时的卷材内温度不均匀所产生的卷材内应力而产生的。利用现有的方向性电磁钢板的制造方法难以消除由这样的原因而产生的裂纹。因此，对能否利用镁橄榄石被膜的裂纹将氧化源向镁橄榄石被膜与钢基的界面供给，使界面形成新的致密的Cr系氧化膜，利用该氧化膜来抑制氮化·氧化·渗碳进行了研究。其结果，发现通过实施最终完工退火(最終仕上げ焼鈍)，在除去未反应分离剂后且到在钢板上形成张力涂层为止，实施适当的氧化处理而在镁橄榄石被膜与钢基的界面形成氧化膜，能够在不使其它特性劣化的情况下抑制去应力退火时的氧化·氮化·渗碳。即，根据以下示出的实验结果而获知的、不易发生去应力退火时的氧化·氮化·渗碳的方向性电磁钢板及其制造方法的要旨如下所述。1)在镁橄榄石被膜与钢基的边界存在Cr缺乏层，该Cr缺乏层的Cr浓度与钢基的Cr浓度的关系满足以下的式子。0.70≤(Cr缺乏层的Cr浓度)/(钢基的Cr浓度)≤0.902)在钢基中以质量％计含有Cr：0.02％～0.20％。3)为了在不使其它特性劣化的情况下得到Cr缺乏层，在最终退火后，除去未反应分离剂后且到形成张力涂层为止的期间，适当组合温度和环境氧化性而进行连续通过钢板处理。4)特别是为了抑制因制造条件所致的适当环境氧化性的变动，在最终退火和Cr缺乏层形成处理之间，在轧制生产线上进行上述连续通过钢板处理，该轧制生产线上存在至少1处以上赋予以卷状进行退火时产生的卷褶(以下，也称为纵向卷曲，coilset)中的卷曲的内和外相反的方向的弯曲的部位。接下来，对完成本专利技术的经过进行详细说明。首先，认为为了抑制去应力退火中的氮化·氧化·渗碳，在镁橄榄石被膜与钢基之间形成致密的氧化膜是有效的。这次，对在形成镁橄榄石被膜后形成该致密的氧化膜的情况进行了研究。＜实验1＞对具有如下组成的钢坯以1400℃进行加热后，利用热轧而精加工成板厚2.3mm的热轧板，以1100℃实施80秒的热轧板退火，所述组成以质量％计，含有C：0.075％、Si：3.45％、Mn：0.020％、P：0.01％、S：0.004％、Al：0.026％、Se：0.022％、N：0.0070％和Cr：0.10％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质。接着，利用冷轧制成板厚0.20mm，在氧化环境：PH2O/PH2＝0.35下以850℃实施2分钟的脱碳退火。其后，将作为退火分离剂的MgO浆料涂布于钢板表面，在1250℃×30小时、H2环境的条件下实施以二次再结晶和纯化为目的的最终退火。接下来，为了使镁橄榄石被膜与钢基的界面形成氧化膜而除去未反应分离剂，在大气中实施200℃～700℃的连续退火。在该连续退火时赋予0.5～3.0kgf/mm2(4.9～29.4MPa)的张力(线张力)使钢板通过。也尝试了以小于0.5kgf/mm2(4.9MPa)使钢板通过，但形状校正能力低，无法使钢板通过。最后，涂布由50％的胶体二氧化硅和磷酸镁构成的绝缘涂层，制成产品板。其后，使用该产品板来制作卷铁芯，以N2环境、865℃×3小时进行去应力退火。这里，对卷铁芯铁损W17/50(1.7T，50Hz)与产品板铁损W17/50的比率、氮化量、耐涂层剥离性、钢板通过性和产品板特性进行评价。即，利用JISG1228-1997的“铁和钢－氮定量方法”中规定的吸光光度法对去应力退火前后的钢基中的氮量进行测定，将去应力退火前后的差作为氮化量。产品板与卷铁芯的铁损比率为卷铁芯的铁损除以产品板的铁损而得的值。应予说明，产品板的铁损通过从产品板中采取爱泼斯坦试验片，依据JISC2550进行测定，对于卷铁芯的铁损，在所制作的铁芯上卷绕初级线圈和次级线圈而形成空载变压器，用与依据JISC2550的爱泼斯坦试验相同的方法来测定该空载变压器的交流磁特性。对于耐涂层剥离性，在棒上卷绕钢板，确认涂层剥离的有无，缓慢缩小棒的直径，将刚剥离前的直径作为耐涂层剥离性的评价参数。值越小，表明耐涂层剥离性越良好，棒的直径以5mm间距进行变更。钢板通过性以蛇行量进行评价，将10mm以下评价为○，将超过10mm且小于30mm评价为△，将30mm以上评价为×。产品板特性使用铁损比率和耐涂层剥离性这两者进行评价。首先，如后所述，对铁损比率和耐涂层剥离性分别进行○、△、×的判定，将两参数的判定中的较差的一方的判定作为产品板特性的判定。将以上的评价结果示于表1。对于耐涂层剥离性，将30mmφ以下判定为○，将超过30mmφ且小于50mmφ判定为△，将50mmφ以上判定为×，对于铁损比率，将1.05以下判定为○，将超过1.05且小于1.10判定为△，将1.10以上判定为×。根据连续退火条件(温度·张力)来观察产品板特性的变动。例如，No.6、8、10、11、13的铁损特性和耐涂层剥离性都非常良好。另一方面，No.1、2、3、4、5和7的耐涂层剥离性良好，但观察到铁损特性变差的趋势。No.9、12、14、15、16、17、18的铁损特性良好，但观察到耐涂层剥离性劣化的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方向性电磁钢板，在钢基的表面具有镁橄榄石被膜，在所述钢基与所述镁橄榄石被膜的边界具有Cr缺乏层，该Cr缺乏层的Cr浓度为所述钢基中的Cr浓度的0.70～0.90倍。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 JP 2016-2424511.一种方向性电磁钢板，在钢基的表面具有镁橄榄石被膜，在所述钢基与所述镁橄榄石被膜的边界具有Cr缺乏层，该Cr缺乏层的Cr浓度为所述钢基中的Cr浓度的0.70～0.90倍。2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其中，所述钢基含有Cr：0.02质量％～0.20质量％。3.一种方向性电磁钢板的制造方法，包括如下步骤：对方向性电磁钢坯实施热轧制成热轧钢板；对该热轧钢板实施1次冷轧或夹着中间退火的2次以上的冷轧而制成具有最终板厚的冷轧钢板；对该冷轧钢板实施脱碳退火；和对该脱碳退火后的冷轧钢板涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，使该冷轧钢板为卷状而实施最终退火，其后，实施张力涂层；其中，在所述最终退火后且到烧结所述张力涂层为止的...

【专利技术属性】
技术研发人员：大村健，井上博贵，千田邦浩，冈部诚司，
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