取向性電磁鋼板的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及取向性電磁鋼板的制造方法，具體而言，涉及鐵損低、且鐵損的不均小 的取向性電磁鋼板的制造方法。
【背景技術】
[0002] 電磁鋼板是作為變壓器、電動機的鐵芯材料被廣泛使用的軟磁性材料，其中，取向 性電磁鋼板的晶體取向高度集中于被稱為高斯（Goss)取向的{110} < 001 >位向，磁特性 優異，因此主要用于大型變壓器的鐵芯等。為了降低變壓器的無負載損耗（能量損耗），要 求鐵損較低。
[0003] 作為取向性電磁鋼板的鐵損降低方法，已知增加Si含量、降低板厚、提高晶體位 向的取向性、對鋼板表面賦予張力、使鋼板表面平滑、使二次再結晶組織細粒化等是有效 的。
[0004] 在這些方法中，作為使二次再結晶晶粒變細的技術，提出了通過在脫碳退火時快 速加熱、或者在即將進行脫碳退火之前實施快速加熱的熱處理，從而改善一次再結晶集合 組織的方法。例如，在專利文獻1中公開了如下的技術：在對軋制到最終板厚的冷軋板進 行脫碳退火時，在P H2()/PH2S〇.2以下的非氧化性氣體氛圍中以100°C /秒以上快速加熱 到700°C以上的溫度，由此得到低鐵損的取向性電磁鋼板。另外，在專利文獻2中公開了如 下的技術：使氣體氛圍中的氧濃度為500ppm以下，并且以加熱速度100°C /秒以上快速加 熱到800~950°C，接著保持在比快速加熱后的溫度更低的775~840°C的溫度，再保持在 815~875°C的溫度，由此獲得低鐵損的取向性電磁鋼板。另外，在專利文獻3中公開了如 下的技術：將600°C以上的溫度范圍以95°C /秒以上的升溫速度加熱到800°C以上，并且適 當地控制該溫度范圍的氣體氛圍，由此得到被膜特性和磁特性優異的電磁鋼板。此外，在專 利文獻4中公開了如下的技術：將熱軋板中以A1N形態存在的N量限制在25ppm以下，并且 在脫碳退火時以加熱速度80°C /秒以上加熱至700°C以上，由此得到低鐵損的取向性電磁 鋼板。
[0005] 對于通過快速加熱來改善一次再結晶集合組織的這些技術而言，將快速加熱的溫 度范圍設為從室溫到700°C以上，且重要的是規定了升溫速度。這種技術思想是希望通過 用短時間升溫至再結晶溫度附近，從而抑制通常的加熱速度下優先形成的Y纖維（{111} < uvw >組織）的生長，促進成為二次再結晶的核的{110} < 001 >組織的產生，由此改善 一次再結晶集合組織。而且，通過應用該技術，能使二次再結晶后的晶粒（Goss取向晶粒） 細化，鐵損特性得到改善。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開平07-062436號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開平10-298653號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開號公報
[0011] 專利文獻4 :日本特開平10-130729號公報

【發明內容】

[0012] 發明要解決的課題
[0013] 然而，根據發明人等的見解，在提高升溫速度的情況下，會引起鐵損特性的不均增 大這樣的問題，這被認為是由在升溫時鋼板內部的溫度不均和內部氧化層不良所導致的。 由于對制品出廠時的鐵損評價通常使用對鋼板整個寬度的鐵損進行平均而得到的值，因此 如果不均大，則鋼板整體的鐵損的評價較低，無法獲得期待的急速加熱的效果。
[0014] 本發明是鑒于現有技術具有的上述問題而進行的，其目的在于，提出了一種與現 有技術相比鐵損低且鐵損值的不均小的取向性電磁鋼板的制造方法。
[0015] 解決課題的方法
[0016] 發明人等為了解決上述課題而進行了深入研宄，其結果發現，在一次再結晶退火 的加熱過程中進行快速加熱時，通過在發生恢復的溫度范圍內保持給定的時間，能夠使鋼 板內部的溫度均勻，可以使鋼板的整個寬度上都能夠享受到快速加熱的效果，同時< 111 > //ND位向優先恢復，再結晶的優先度降低，一次再結晶后的< 111 > //ND取向晶粒減 少，取而代之，Goss核增加，使二次再結晶后的再結晶細粒化，結果能夠得到鐵損低且鐵損 值的不均小的取向性電磁鋼板。進而，通過將發生脫碳反應的均熱過程的氣體氛圍的P H2()/ PH2設為比以往更低的值，或者通過將均熱過程分成多段并對各段的溫度、時間、氣體氛圍的 P H2(/PH2?行優化，能夠使鐵損值進一步降低，由此完成了本發明。
[0017] 即，本發明提出了一種取向性電磁鋼板的制造方法，其包括以下的一系列工序：將 鋼材料進行熱軋而制成熱軋板，根據需要實施熱軋板退火，然后通過1次冷軋或者其間夾 有中間退火的2次以上的冷軋制成最終板厚的冷軋板，實施兼作脫碳退火的一次再結晶退 火，在鋼板表面涂布退火分離劑，實施最終退火，所述鋼材料含有C 002~0. 10質量％、 Si :2. 0~8. 0質量％、Mn :0. 005~1. 0質量％，余量由Fe及不可避免的雜質構成，其特征 在于，
[0018] 在所述一次再結晶退火的加熱過程中，在200~700°C的區間以50°C /秒以上進 行快速加熱，并且在上述區間內的250~600°C之間的任意溫度下保持1~10秒鐘，同時將 所述一次再結晶退火的均熱過程中的溫度控制在750~900°C的范圍、將時間控制在90~ 180秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~0. 40的范圍。
[0019] 本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結晶退火的均 熱過程分為N個階段（N :2以上的整數），將第1階段~第（N-1)階段的溫度控制在750~ 900°C的范圍、將時間控制在80~170秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~ 0. 40的范圍，并將最終第N階段的溫度控制在750~900°C的范圍、將時間控制為10~60 秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2()/PH2控制在0. 20以下的范圍。
[0020] 另外，本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結晶退 火分為N個階段（N :2以上的整數），將第1階段的溫度設為820~900°C、將時間設為10~ 60秒鐘、將氣體氛圍的P_/PH2設為0. 25~0. 40,并將第2階段以后的溫度控制在750~ 900°C的范圍、將時間控制在80~170秒鐘的范圍、將氣體氛圍的PH2Q/P H2控制在0. 25~ 0. 40的范圍，并且，使第1階段的溫度為第2階段以后的溫度以上。
[0021] 另外，本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結晶退 火分為N個階段（N :3以上的整數），將第1階段的溫度控制在820~900°C的范圍、將時間 控制在10~60秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~0. 40的范圍，將第2階 段~第（N-1)階段的溫度設為750~900°C、將時間設70~160秒鐘、將氣體氛圍的PH2Q/ P H2設為0. 25~0. 40,并將最終第N階段的溫度控制在750~900°C的范圍、將時間控制在 10~60秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P_/P H2控制在0. 20以下的范圍，并且使第1階段的溫 度為第2階段至第N-1階段的溫度以上。
[0022] 另外，本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，除了上述成分組成以 外，上述鋼材料還含有A1 :0. 010~0. 050質量％和N :0. 003~0. 020質量％，或者含有 A1 :0? 010 ~0? 050 質量％、N :0? 003 ~0? 020 質量％、Se :0? 003 ~0? 030 質量％和 / 或 S: 0? 002 ~0? 03 質量％。
[0023] 另外，本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，在上述一次再結晶退 火的過程中，或者在上述一次再結晶退火后，實施氮化處理，使鋼板中的氮量增加50~ 1000 質量 ppm。
[0024] 另外，本發明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，除了上述成分組成以 外，上述鋼材料還含有選自Ni :0. 010~1. 50質量％、Cr :0. 01~0. 50質量％、Cu :0. 01~ 〇? 50 質量 ％、P :0? 005 ~0? 50 質量 ％、Sb :0? 005 ~0? 50 質量 ％、Sn :0? 005 ~0? 50 質 量％、Bi :0? 005 ~0? 50 質量％、Mo :0? 005 ~0? 10 質量％、B :0? 0002 ~0? 0025 質量％、 Te :0? 0005 ~0? 010 質量％、Nb :0? 0010 ~0? 010 質量％、V :0? 001 ~0? 010 質量％及 Ta : 0.001~0.010質量％中的1種或2種以上。
[0025] 發明的效果
[0026] 根據本發明，在一次再結晶退火的加熱過程中進行快速加熱時，在發生恢復的溫 度范圍保持給定時間，同時對發生脫碳反應的一次再結晶退火的均熱過程中的條件進行優 化，由此能夠穩定地提供鐵損低且鐵損值的不均小的取向性電磁鋼板。
【附圖說明】
[0027] 圖1是用于說明本發明的一次再結晶退火的加熱過程中的升溫模型的圖。
[0028] 圖2是示出一次再結晶退火的加熱過程中保持時間和均熱過程的氣體氛圍的 PH2Q/PH2對鐵損W17/50的影響的圖。
[0029] 圖3是示出一次再結晶退火的加熱過程中保持溫度和均熱過程的處理條件對鐵 損W 17/5(l的影響的圖。
【具體實施方式】
[0030] 首先，對作為開發本發明的起因的實驗進行說明。
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