磁特性和被膜密合性優(yōu)異的方向性電磁鋼板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及磁特性和被膜密合性優(yōu)異的方向性電磁鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 方向性電磁鋼板是作為變壓器、發(fā)電機的鐵忍材料使用的軟磁性材料，特征在于 具有作為鐵的易磁化軸的<〇〇1>方位在鋼板的社制方向高度地對準的結(jié)晶組織。運種集 合組織通過二次再結(jié)晶退火形成，該二次再結(jié)晶退火是在方向性電磁鋼板的制造工序的最 終退火中使被稱為所謂的高斯(Goss)方位的{110}<001>方位的晶粒優(yōu)先地巨大生長。
[0003] 在方向性電磁鋼板的表面，通常從鋼板側(cè)形成有W儀橄攬石等氧化物為主體的被 膜層W及W憐酸鹽系的玻璃質(zhì)為主體的被膜層運2層被膜。憐酸鹽系的玻璃質(zhì)被膜是W賦 予絕緣性、加工性和防誘性等為目的而制成的，但由于玻璃與金屬的密合性低，因此通過將 W儀橄攬石等氧化物為主體的陶瓷層介于其間來使被膜密合性提高。運些被膜在高溫下形 成且與鋼板相比具有低的熱膨脹率，因此利用溫度下降至室溫時的鋼板與被膜的熱膨脹率 的差對鋼板賦予張力(拉伸應力），產(chǎn)生減少鐵損的效果。順便指出，根據(jù)專利文獻1，為了得 到上述鐵損減少效果，認為適宜的是對鋼板賦予8MPaW上的高的張力。
[0004] 為了對鋼板賦予如上述的高的張力，W往提出了各種玻璃質(zhì)的被膜。例如，專利文 獻2中提出了 W憐酸儀、膠體狀二氧化娃和Ξ氧化銘為主體的被膜，此外，專利文獻3中提出 了 W憐酸侶、膠體狀二氧化娃和銘酸酢為主體的被膜。
[0005] 此外，作為改善被膜的密合性的技術(shù)，例如在專利文獻4中公開了通過在?？谟谥?接點火用途的基礎(chǔ)上將對被膜的鋼板的賦予張力設(shè)為8MPaW下、且使儀橄攬石層與無機系 絕緣被膜的每單位面積質(zhì)量比適當化來提高被膜密合性的技術(shù)。
[0006] 另一方面，從提高磁特性、尤其是減少鐵損的觀點出發(fā)，已知板厚的減少、Si含量 的增加、結(jié)晶方位的取向性提高、對鋼板的張力賦予、鋼板表面的平滑化、二次再結(jié)晶晶粒 的細?；仁怯行У?。尤其是，近年來，作為使二次再結(jié)晶晶粒細?；募夹g(shù)，開發(fā)了 W - 次再結(jié)晶退火或兼具脫碳退火的一次再結(jié)晶退火進行快速加熱的方法;在即將進行一次再 結(jié)晶退火之前進行快速加熱處理，改善一次再結(jié)晶集合組織的方法等。
[0007] 例如，專利文獻5中公開了如下技術(shù):在將社制至最終板厚的鋼帶進行脫碳退火之 前，將氣氛氧濃度設(shè)為50化pmW下，W加熱速度100°C/sW上快速加熱至800~950°C的溫 度，將脫碳退火工序的前部區(qū)域的溫度設(shè)為低于快速加熱中的到達溫度的775~840°C，接 下來，將后部區(qū)域的溫度設(shè)為高于前部區(qū)域的815~875°C的溫度而施行脫碳退火，從而得 到低鐵損的方向性電磁鋼板;此外，在專利文獻6中公開了如下技術(shù):在即將對社制至最終 板厚的鋼帶進行脫碳退火之前，在P也0/p也為0.2W下的非氧化性氣氛中W100 °C/sW上的 加熱速度快速加熱至700°CW上的溫度，從而得到低鐵損的方向性電磁鋼板。
[000引此外，專利文獻7中公開了如下技術(shù):通過將脫碳退火工序的升溫階段的至少600 °CW上的溫度區(qū)域W95°C/sW上的升溫速度加熱至800°CW上，且由W體積分率計含有10一6~10-?的氧的非活性氣體構(gòu)成該溫度區(qū)域的氣氛，將脫碳退火的均熱時的氣氛的構(gòu)成成分 設(shè)為此和出ο或此、此ο和非活性氣體，且將此ο分壓相對于此分壓的比P此0/p出設(shè)為0.05~ 0.75,此外，將每單位面積氣氛氣體的流量設(shè)為0.01~INm3/min · m2的范圍，從而將被膜與 鋼板的混雜區(qū)域中的從鋼板晶粒的結(jié)晶方位的Goss方位起的偏差角度為10度W內(nèi)的晶粒 的比例設(shè)為50% W下，得到皮膜特性和磁特性優(yōu)異的方向性電磁鋼板;此外，專利文獻8中 公開了如下技術(shù):通過將脫碳退火工序的升溫階段的至少650°CW上的溫度區(qū)域WlOOr/s W上的升溫速度加熱至80(TCW上，且將該溫度區(qū)域的氣氛設(shè)為W體積分率計含有10-6~ 10-2的氧的非活性氣體，另一方面，將脫碳退火的均熱時的氣氛的構(gòu)成成分設(shè)為此與此0或 出、出0與非活性氣體，且將此0分壓相對于出分壓的比抑20/ρ出設(shè)為0.15~0.65,從而得到皮 膜特性和磁特性優(yōu)異的方向性電磁鋼板。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻 [0010]專利文獻
[0011] 專利文獻1:日本特開平08-67913號公報
[0012] 專利文獻2:日本特公昭56-52117號公報（日本特開昭50-79442號公報）
[0013] 專利文獻3:日本特公昭53-28375號公報（日本特開昭48-39338號公報）
[0014] 專利文獻4:日本特開2002-60957號公報
[0015] 專利文獻5:日本特開平10-298653號公報
[0016] 專利文獻6:日本特開平07-62436號公報
[0017] 專利文獻7:日本特開2003-27194號公報
[0018] 專利文獻8:日本專利第3537339號公報（日本特開2000-204450號公報）

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 通過使上述的專利文獻中公開的技術(shù)、尤其是一次再結(jié)晶退火(脫碳退火）中的加 熱條件適當化，可W實現(xiàn)由二次再結(jié)晶晶粒的微細化所致的磁特性的改善和被膜特性的改 善。然而，無論如何組合上述技術(shù)，也處處可見被膜特性、尤其是被膜密合性差的事例。
[0020] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而作出的，其目的在于提供一種即使在 一次再結(jié)晶退火(脫碳退火）中進行快速加熱時磁特性和被膜密合性也穩(wěn)定地優(yōu)異的方向 性電磁鋼板。
[0021] 本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述課題，著眼于方向性電磁鋼板的表面被膜由形成 于鋼板側(cè)的W氧化物為主體的被膜層和形成于表面?zhèn)鹊腤玻璃質(zhì)為主體的被膜層運2層的 被膜構(gòu)成的情況，對改善被膜密合性的對策反復進行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使形成 于鋼板側(cè)的W氧化物為主體的被膜層對鋼板給予的張力與形成于表面?zhèn)鹊腤玻璃質(zhì)為主 體的被膜層對鋼板給予的張力的比進行適當化，不僅磁特性優(yōu)異，而且可W顯著改善鋼板 側(cè)被膜層與鋼板的密合性，完成了本發(fā)明。
[0022] 目Ρ，本發(fā)明是一種方向性電磁鋼板，該方向性電磁鋼板在鋼板表面上具有由形成 于鋼板側(cè)的W氧化物為主體的被膜層A和形成于表面?zhèn)鹊腤玻璃質(zhì)為主體的被膜層Β運2層 構(gòu)成的張力賦予型絕緣被膜，其特征在于，表面?zhèn)缺荒覤對鋼板給予的張力OB相對于上述 鋼板偵販膜層A對鋼板給予的張力OA的比R(〇b/〇a)為1.20~4.0的范圍。
[0023] 本發(fā)明的上述方向性電磁鋼板的特征在于，鋼板側(cè)被膜層A的氧化物為儀橄攬石， 表面?zhèn)韶溎覤的玻璃質(zhì)是含有選自1邑、41、化、11、炯無、化、8、了曰、化和胞中的1種或巧中^ 上的金屬元素的娃憐酸鹽系玻璃。
[0024] 此外，本發(fā)明的上述方向性電磁鋼板的特征在于，鋼板側(cè)被膜層A對鋼板給予的張 力〇A為6MPaW下。
[0025] 此外，本發(fā)明的上述方向性電磁鋼板的特征在于，鋼板側(cè)被膜層A的每單位面積質(zhì) 量W氧換算為1.0~3.0g/m2(雙面）。
[0026] 此外，本發(fā)明的上述方向性電磁鋼板的特征在于，是對社制成最終板厚的冷社板 進行在100~700°C之間W升溫速度50°C/sW上來加熱的一次再結(jié)晶退火后，進行二次再結(jié) 晶退火而得到的。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，在一次再結(jié)晶退火或兼具脫碳退火的一次再結(jié)晶退火、二次再結(jié)晶 退火中，無需為了形成被膜而進行致密控制，而僅將W氧化物為主體的鋼板側(cè)被膜層和W 玻璃質(zhì)為主體的表面?zhèn)缺荒訉︿摪褰o予的張力比控制在適當范圍，就可W穩(wěn)定地制造磁 特性和被膜特性優(yōu)異的方向性電磁鋼板。進而，根據(jù)本發(fā)明，對于在一次再結(jié)晶退火或兼具 脫碳退火的一次再結(jié)晶退火中不進行快速加熱的鋼板，也能夠兼具被膜密合性和磁特性， 因此在產(chǎn)業(yè)上取得的效果極大。
【具體實施方式】
[0028] 如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過使一次再結(jié)晶退火或兼具脫碳退火的一次再結(jié)晶 退火下也簡稱為"一次再結(jié)晶退火"）中的加熱條件適當化，可實現(xiàn)兼具由二次再結(jié)晶晶 粒的微細化所致的磁特性的改善和被膜特性的改善，但對于被膜密合性，實際情況是未必 得到穩(wěn)定的效果。本發(fā)明的發(fā)明人等對其原因反復進行大量的實驗而進行研究，結(jié)果作如 下考慮。
[0029] 通過在一次再結(jié)晶退火中進行快速加熱而使二次再結(jié)晶晶粒微細化的技術(shù)是使 磁特性提高的非常優(yōu)異的技術(shù)，但對鋼板表面的初期氧化狀態(tài)產(chǎn)生巨大影響，尤其是使通 過脫碳退火而形成的內(nèi)部氧化層的致密度下降，對二次再結(jié)晶退火時形成的陶瓷質(zhì)被膜的 致密度，甚至與鋼板的密合性產(chǎn)生不良影響，因此引起被膜特性的劣化。
[0030] 因此，本發(fā)明的發(fā)明人等著眼于方向性電磁鋼板的表面被膜由形成于鋼板側(cè)的W 氧化物為主體的被膜層和形成于表面?zhèn)鹊腤玻璃質(zhì)為主體的被膜層運2層的被膜構(gòu)成，對 改善被膜密合性的對