方向性电磁钢板的制造方法技术

本发明专利技术提供一种方向性电磁钢板的制造方法，该方法具备：对下述板坯进行加热的工序，所述板坯含有Si：2.0质量％～7.0质量％、C：0.04质量％～0.07质量％、酸可溶性Al：0.015质量％～0.035质量％、Mn：大于0质量％且在0.20质量％以下、N：大于0质量％且在0.003质量％以下、S：大于0质量％且在0.003质量％以下；对所述板坯进行热轧而形成第1轧制板的工序；对所述第1轧制板进行冷轧而形成第2轧制板的工序；对所述第2轧制板同时进行脱碳和氮化的脱碳及氮化退火工序；和最终退火工序。在所述脱碳及氮化退火工序中，使进行该工序的炉的前半部的所述气氛中的所述氨的浓度低于所述炉的后半部的所述气氛中的所述氨的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作各种变压器及发电机这样的大型回转机械等电子设备的铁心材料的磁性优良的。
技术介绍
方向性电磁钢板由钢板面的结晶方位为{110}面、轧制方向的结晶方位与〈001〉轴平行的具有所谓高斯织构(Goss texture)的晶粒构成。因此，此种方向性电磁钢板是其轧制方向的磁特性非常优异的软磁性材料。为了得到如此的{110}〈001〉织构，一般而言，重要的是在非常严格的控制下进行板坯的加热、热轧、热轧板退火、I次再结晶退火及最终退火等エ序，且严格控制构成板坯的各成分的量。在中，采用晶粒生长抑制剂(以下称为“抑制剤”)来抑制I次再结晶晶粒的生长，通过从该抑制了生长的状态的晶粒中选择性地使{110}〈001>方位的晶粒生长，得到2次再结晶组织。该2次再结晶组织的结晶方位越整齐，制造的电磁钢板越显示优异的磁特性。所以，抑制剂是非常重要的。而且，在最終退火エ序中，能够从抑制了生长的晶粒中优先稳定地使{110}〈001>方位的晶粒生长(以下称为“2次再結晶”)是方向性电磁钢板制造技术的的核心。抑制剂利用微细的析出物或偏析元素。在最终退火エ序中，直到2次再结晶的生长开始之前，为了抑制所有I次再结晶晶粒的生长，必须以充分的量和适当的尺寸将这样的析出物均匀地分布在钢板内。所以，在最终退火エ序中，在升温时，直到2次再结晶的生长开始之前的温度，抑制剂都需要保持热稳定，不能被容易地分解。在最終退火エ序中，2次再结晶开始生长是下述情况的结果，即，这样的抑制剂因温度升高而生长肥大化或被分解，而且抑制I次再结晶晶粒的生长的功能消失。此时，在比较短的时间内引起2次再结晶的晶粒生长。作为满足上述条件且目前被广泛商业利用的抑制剂，例如有硫化锰(MnS)、氮化铝(AlN)、硒化锰(MnSe)等。以下，对采用这些抑制剂时的制造方法进行说明。作为只利用MnS作为抑制剂来制造电磁钢板的代表性的公知技术，例如有专利文献I中提示的技木。在该制造方法中，通过进行包含中间退火的2次冷轧，得到了稳定的2次再结晶组织。可是，在该方法中，具有因进行2次冷轧而使制造成本增高的问题。另外，在只利用MnS作为抑制剂的方法中，制造的电磁钢板不能得到高的磁通密度。对于方向性电磁钢板，一直要求高磁通密度。这是因为，如果采用磁通密度高的制品作为铁心，可进行电器设备小型化。基于这样的理由，不断进行提高磁通密度的研究开发。有同时采用MnS和AlN作为抑制剂来制造方向性电磁钢板的方法。作为代表性的公知技术，例如有专利文献2中提示的技术。在该制造方法中，以80%以上的高轧制率、通过I次冷轧得到磁通密度高的制品。具体而言，该方法由高温板坯加热、热轧、热轧板退火、冷轧、脱碳退火及最終退火等一连串的エ序构成。这里，所谓最终退火エ序，指的是通过以将轧制板卷绕成卷的状态产生上述2次再结晶的生长，使{110}〈001〉方位的晶粒发达的エ序。在如此的最終退火エ序中，虽怎样的抑制剂都可采用，但要通过在退火前将以氧化镁(MgO)为主成分的退火分离剂涂布在钢板表面来防止钢板彼此附着。另外在该最终退火エ序中，在脱碳退火时，形成于钢板表面上的氧化物层和退火分离剂反应，形成玻璃质被膜，为钢板提供绝缘性。这样，在专利文献2中所述的方法中，通过最终退火对具有在{110}〈001>方位聚齐的晶粒的钢板最后实施绝缘涂层，制造最終制品。在专利文献3中记载了例如采用MnSe和锑(Sb)作为抑制剂制造方向性电磁钢板的方法。该制造方法由 板坯高温加热、热轧、热轧板退火、I次冷轧、中间退火、2次冷轧、脱碳退火及最終退火等エ序构成。该方法具有制造的电磁钢板可得到高磁通密度的优点。但是，由于进行2次冷轧，且采用高价的Sb及Se作为抑制剂，因此制造成本高。此外，由于这些元素具有有毒性，因此作业性差。此外，上述专利文献I 3所述的方法含有以下的问题。也就是说，在专利文献I 3所述的方法中，只有通过对板坯长时间进行再加热，才能在高温下使该板坯中所含的MnS或AlN等固溶，在热轧后的冷却过程中出现微细的析出物，其具有作为抑制剂的功能。因此，必须在高温下对板坯进行加热。具体而言，在采用MnS作为抑制剂时，通过在1300°C以上的温度下对板坯进行再加热，在采用MnS+AIN作为抑制剂时，通过在1350°C以上的温度下对板坯进行再加热，在采用MnSe+Sb作为抑制剂时，通过在1320°C以上的温度下对板坯进行再加热，由此可以得到具有高磁通密度的电磁钢板。实际上，在エ业生产电磁钢板时，实际情况是考虑到板坯的大小等，为了直到板坯的内部都得到均匀的温度分布，将板坯加热到大致1400°C。但是，如果如此在高温下对板坯进行长时间加热，则使用热量增加，制造费用提高。此外，因板坯的表面部达到熔融状态并流出，而要花费加热炉的维修费用，有加热炉的寿命缩短的可能性。特别是，在板坯的柱状晶组织因长时间的高温加热而粗大地生长时，有在后续的热轧エ序中在钢板的宽度方向产生裂纹，使实际收率显著降低的可能性。因此，如果能够通过降低板坯的再加热温度来制造方向性电磁钢板，则可在制造成本和实际收率方面带来许多有益的效果。所以，研究了不采用固溶温度高的MnS作为抑制剂的新方法。作为此方法，有作为氮化处理已知的方法。该方法不是只从板坯中所含的元素生成抑制剂，而通过在制造エ序中的适当的エ序中从钢板外注入氮来形成氮化物的技木。在该方法中，因能够降低板坯的再加热温度而可解决上述问题点，利用在钢板达到最終厚度以后进行氮化处理的方法来制作成为抑制剂的氮化物。该制造技术通常被称为利用低温板坯加热方式的方向性电磁钢板制造技术。作为氮化处理方法，已知有在脱碳エ序后在具有氮化能力的气体气氛下对钢板进行氮化的方法、使具有氮化能力的化合物包含在退火分离剂中然后涂布在钢板上的方法、在退火エ序的升温期间使具有氮化能力的气体包含在气氛气体中然后进入钢板的中心部的方法等各式各样的方法。其中，在脱碳エ序以后在具有氮化能力的气体气氛中对钢板进行氮化的方法最为普及。例如，在专利文献4及专利文献5中提出了在脱碳エ序以后，用与该脱碳エ序不同的氮化工序，采用氨气向钢板内部供给氮，形成Al系氮化物的方法。另ー方面，在专利文献6中提示了同时进行脱碳退火和氮化退火的方法。另外，在专利文献7中提示了采用与上述专利文献6不同的成分体系同时进行脱碳退火和氮化退火的方法。此外，在专利文献8中提出了优先进行脱碳退火，在晶粒直径生长到某程度以上后，利用氨气进行氮化退火的方法。在上述的专利文献4 8中，在作为2次再结晶的抑制剂发挥作用的AlN部分被溶体化的温度范围进行板坯的加热。但是，当在AlN部分被溶体化的温度下进行板坯加热时，热轧板的晶粒的尺寸分布产生大的差。这样的差结果成为诱发I次再结晶板的晶粒直径分布的差，对完成了最終退火的制品的磁性产生不良影响的ー个主要原因。不仅如此，即使在采用AlN作为主抑制剂时，MnS也对I次再结晶粒径产生影响，因此MnS是否完全被溶体化也对I次再结晶粒径的分布产生影响，因此是重要的。 此外，在专利文献9及专利文献10中，公开了通过将板坯的再加热温度规定为1200°C以上的温度，在从脱碳退火后到通过最终退火2次再结晶开始生长的期间进行氮化处理，制造I次再结晶晶粒的平均粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具备以下エ序 对下述板坯进行加热的エ序，所述板坯含有Si :2. O质量％ 7. O质量％、C :0. 04质量％ O. 07质量％、酸可溶性Al :0. 015质量％ O. 035质量％、Mn :大于O质量％且在O.20质量％以下、N :大于O质量％且在O. 003质量％以下、S :大于O质量％且在O. 004质量％以下，剰余部分包含Fe及其它不可避免的杂质； 对所述板坯进行热轧而形成第I轧制板的エ序； 对所述第I轧制板进行冷轧而形成第2轧制板的エ序； 对所述第2轧制板在含有氨、氢及氮的气氛中同时进行脱碳和氮化的脱碳及氮化退火エ序；和 进行退火的最終退火エ序； 在所述脱碳及氮化退火エ序中，使进行脱碳及氮化的炉的前半部的第I气氛中的氨的浓度低于所述炉的后半部的第2气氛中的氨的浓度。2.根据权利要求I所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于在所述脱碳及氮化退火エ序中，使从所述炉的外部吹入所述炉的所述前半部的气氛气体的氨的比例低于从所述炉的外部吹入所述炉的所述后半部的气氛气体的氨的比例。3.根据权利要求I所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛神义行，村上健一，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：