方向性電磁鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適用于變壓器、電氣設(shè)備的鐵芯材料等的方向性電磁鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁鋼板是作為變壓器、電動(dòng)機(jī)的鐵芯等廣泛使用的軟磁性材料，其中方向性電 磁鋼板由于高度集積在晶體取向被稱為高斯取向的{110} <001 >取向且磁特性優(yōu)異，因 此主要用于大型的變壓器的鐵芯等。為了減少變壓器的無負(fù)載損耗（能量損失），要求低鐵 損。作為減少方向性電磁鋼板的鐵損的方法，已知有效的是增加Si含量、減少板厚、提高晶 體取向的取向性、對(duì)鋼板賦予張力、使鋼板表面平滑化、使二次再結(jié)晶組織細(xì)?；取?br>[0003] 這些方法中，作為使二次再結(jié)晶晶粒細(xì)粒化的技術(shù)，提出了通過在脫碳退火時(shí)急 速加熱、或者在即將脫碳退火前實(shí)施急速加熱的熱處理，從而改善一次再結(jié)晶集合組織的 方法。例如，專利文獻(xiàn)1中公開了如下技術(shù)：在對(duì)軋制至最終板厚的冷軋板進(jìn)行脫碳退火 時(shí)，在PH2〇/PH2S0.2以下的非氧化性環(huán)境中，以100°c/s以上急速加熱至700°C以上的溫 度，從而得到低鐵損的方向性電磁鋼板。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了如下技術(shù)：使得環(huán)境中 的氧濃度為500ppm以下且以加熱速度100°C/s以上急速加熱至800~950°C，接著保持于 比急速加熱中的溫度低的775~840°C的溫度，進(jìn)一步保持于815~875°C的溫度，從而得 到低鐵損的方向性電磁鋼板。另外，專利文獻(xiàn)3中公開了如下技術(shù)：以95°C/s以上的升溫 速度對(duì)600°C以上的溫度區(qū)域加熱至800°C以上，且適當(dāng)?shù)乜刂圃摐囟葏^(qū)域的環(huán)境，從而得 到被膜特性和磁特性優(yōu)異的電磁鋼板。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)4中公開了如下技術(shù)：將熱軋板中 的以AlN存在的N量控制于25ppm以下，且在脫碳退火時(shí)以加熱速度80°C/s以上加熱至 700°C以上，從而得到低鐵損的方向性電磁鋼板。
[0004] 通過急速加熱來改善一次再結(jié)晶集合組織的這些技術(shù)中，將急速加熱的溫度范圍 設(shè)為從室溫到700°C以上，也明確地規(guī)定升溫速度。該技術(shù)思想欲通過短時(shí)間內(nèi)升溫至再 結(jié)晶溫度附近，從而抑制若為通常的加熱速度則優(yōu)先形成的Y纖維（{111}//ND取向）的 成長，促進(jìn)成為二次再結(jié)晶的核的{110} <001 >組織的產(chǎn)生，從而改善一次再結(jié)晶集合組 織。然后，已知通過應(yīng)用該技術(shù)，使二次再結(jié)晶后的晶粒（高斯取向晶粒）細(xì)?；腋纳畦F 損特性。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平07-062436號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開平10-298653號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2003-027194號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開平10-130729號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 通過應(yīng)用上述現(xiàn)有技術(shù)，大幅度改善了方向性電磁鋼板的鐵損特性，但為了應(yīng)對(duì) 對(duì)目前的節(jié)能的要求，需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低鐵損化。但是，為了用上述技術(shù)進(jìn)一步低鐵損化， 需要使升溫速度比以往更高，因此，需要使感應(yīng)加熱裝置、通電加熱裝置大型化、大電流化， 因此導(dǎo)致設(shè)備成本、制造成本的增大。進(jìn)而，過度提高升溫速度會(huì)產(chǎn)生鋼板內(nèi)的溫度不均 擴(kuò)大且鋼板形狀變差而使在生產(chǎn)線的通板性變差，或制品板的磁特性的偏差擴(kuò)大這樣的問 題。因此，用上述現(xiàn)有技術(shù)制造的方向性電磁鋼板在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)磁特性的改善方面受到限 制。
[0012] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而完成的，其目的在于提供一種在不過度 提高一次再結(jié)晶退火中的升溫速度的情況下能夠使二次再結(jié)晶晶粒微細(xì)化且鐵損特性比 現(xiàn)有材料優(yōu)異的方向性電磁鋼板。
[0013] 本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述課題而反復(fù)進(jìn)行了深入研宄。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果 是制品板的二次再結(jié)晶晶粒的晶體取向與高斯取向的取向差角的分布具有2個(gè)以上的多 個(gè)峰，并且二次再結(jié)晶晶粒的粒徑小至15_以下的鋼板，則不需要過度的急速加熱就能夠 實(shí)現(xiàn)低鐵損，完成了本發(fā)明。
[0014] 即，本發(fā)明是一種方向性電磁鋼板，其特征在于，含有Si :2~5質(zhì)量％，二次再 結(jié)晶晶粒的晶體取向與高斯取向的取向差角的分布具有多個(gè)峰，二次再結(jié)晶晶粒的粒徑為 15mm以下。
[0015] 本發(fā)明的方向性電磁鋼板的特征在于，上述多個(gè)峰中的取向差角第2小的峰的取 向差角為5°以上。
[0016] 另外，本發(fā)明的方向性電磁鋼板的特征在于，除上述Si以外，含有C:小于0. 005 質(zhì)量％和Mn:0. 005~I. 0質(zhì)量％。
[0017] 另外，本發(fā)明的方向性電磁鋼板的特征在于，除上述成分以外，進(jìn)一步含有選自 Ni:0? 010~L50 質(zhì)量％、Cr:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、Cu:0? 01 ~0? 50 質(zhì)量％、P:0? 005 ~ 〇? 50 質(zhì)量％、Sn:0? 005 ~0? 50 質(zhì)量％、Sb:0? 005 ~0? 50 質(zhì)量％、Bi:0? 005 ~0? 50 質(zhì)量％ 以及Mo:0.005~0. 100質(zhì)量％中的1種或2種以上。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，不進(jìn)行過度的急速加熱就能提供比現(xiàn)有材料低鐵損的方向性電磁鋼 板，因此在產(chǎn)業(yè)上取得的效果大。
【附圖說明】
[0019] 圖1是說明一次再結(jié)晶退火的加熱模式的圖。
[0020] 圖2是表示一次再結(jié)晶退火的升溫速度、加熱中途有無保持對(duì)磁通密度B8產(chǎn)生的 影響的圖。
[0021] 圖3是表示一次再結(jié)晶退火的升溫速度、加熱中途有無保持對(duì)鐵損W17/5(l產(chǎn)生的影 響的圖。
[0022] 圖4是表示一次再結(jié)晶退火的升溫速度、加熱中途有無保持對(duì)二次再結(jié)晶晶粒的 粒徑產(chǎn)生的影響的圖。
[0023] 圖5是表示一次再結(jié)晶退火的加熱中途有無保持對(duì)磁通密度產(chǎn)生的影響的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 首先，對(duì)成功地完成了本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。
[0025] 以連續(xù)鑄造制造含有C:0. 055質(zhì)量％、Si:3. 25質(zhì)量％、Mn:0. 09質(zhì)量％、Al: 0. 021質(zhì)量％、N:0. 0082質(zhì)量％以及Se:0. 015質(zhì)量％的鋼坯，再加熱至1410°C的溫度后， 進(jìn)行熱軋而制成板厚2. 2mm的熱軋板，實(shí)施1000°CX60秒的熱軋板退火后，進(jìn)行冷軋而使 得中間板厚為I. 8mm，實(shí)施1120°CX60秒的中間退火后，以200°C的溫度進(jìn)行溫軋而制成最 終板厚0. 27_的冷軋板。
[0026] 接下來，在50vol%H2-50vol%N2、露點(diǎn)60°C的濕潤環(huán)境下，對(duì)上述冷軋板實(shí)施兼 具840°CX80秒的脫碳退火的一次再結(jié)晶退火。此時(shí)，在200°C~700°C，將升溫速度設(shè)為 20°C/s和120°C/s兩個(gè)條件，進(jìn)而，在該升溫速度為恒定的狀態(tài)下，以加熱中途的450°C的 溫度，如圖1所示，在進(jìn)行4秒鐘的保持處理的情況和不進(jìn)行保持處理的情況兩個(gè)條件（合 計(jì)4個(gè)條件）下加熱。這里，上述升溫速度是將200°C~700°C看作在除了上述保持時(shí)間 以外的時(shí)間（圖1中的（tl+t3)的時(shí)間）加熱時(shí)的值。應(yīng)予說明，從700°C到均熱溫度以 10°C/s加熱。
[0027] 實(shí)施了上述一次再結(jié)晶退火的鋼板其后在鋼板表面涂布以MgO為主體的退火分 離劑后，實(shí)施由二次再結(jié)晶退火和在氫環(huán)境下以1200°C的溫度保持7小時(shí)的純化退火構(gòu)成 的最終退火，制成方向性電磁鋼板。
[0028] 從如此得到的制品板提取試驗(yàn)片，用JIS C2550中記載的方法測(cè)定磁通密度民和 鐵損W17/5(l，將這些結(jié)果示于圖2和圖3。由這些結(jié)果可知磁通密度B8由加熱條件所致的差異 小，4個(gè)條件均為幾乎同樣的值，但鐵損W17/5(l根據(jù)條件而不同，升溫速度120°C /s與20°C / s相比鐵損顯著改善，特別是以加熱中途的450°C的溫度進(jìn)行保持時(shí)，進(jìn)一步改善鐵損。
[0029] 為了研宄在進(jìn)行急速加熱且中途進(jìn)行保持處理時(shí)鐵損顯著改善的理由，將上述4 個(gè)條件的試驗(yàn)片浸漬于80°C的10質(zhì)量％HCl水溶液中2分鐘而除去鎂橄欖石被膜，從基體 部的宏觀外觀測(cè)定二次再結(jié)晶晶粒徑。應(yīng)予說明，上述二次再結(jié)晶晶粒的粒徑是將宏觀組 織圖像輸入計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行圖像處理而識(shí)別晶界，對(duì)200個(gè)晶粒以上測(cè)定在通過最小平方 法使該晶界近似橢圓時(shí)的長徑和短徑的平均值，計(jì)算這些平均值而得的值。其中，Imm以下 的微細(xì)粒不視為二次再結(jié)晶晶粒，可以忽略。將其測(cè)定結(jié)果示于圖4,可知二次再