BR112020026927B1

BR112020026927B1 - Chapa de aço elétrica com grão orientado e método de produção da mesma

Info

Publication number: BR112020026927B1
Application number: BR112020026927-1A
Authority: BR
Inventors: Takashi Kataoka; Yoshiyuki Ushigami; Shuichi Nakamura; Hiroyasu Fujii; Yoichi Zaizen
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2023-10-24
Also published as: WO2020012665A1; CN112437817B; RU2763911C1; EP3822385A4; EP3822385A1; KR102476945B1; BR112020026927A2; CN112437817A; US20210272728A1; JP6958738B2; JPWO2020012665A1; KR20210018934A

Abstract

a presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrica com grão orientado que inclui: em %, em massa, 0,010% ou menos de c; 2,50 a 4,00% de si; 0,0010% a 0,0100% de al solúvel em ácido; 0,012% ou menos de n; 1,00% ou menos de mn; 0,02% ou menos de s; e um saldo consistindo em fe e impurezas, e tem um revestimento isolante de tensão na superfície de chapa de aço e uma camada de filme de óxido de sio2 intermediária com uma espessura média de 1,0 nm a 1,0 µm em uma interface entre o revestimento isolante de tensão e a superfície de chapa de aço. no aço elétrico com grão orientado, uma curva diferencial de tempo fm(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico m (al) na camada de filme de óxido de sio2 intermediária satisfaz uma condição predeterminada.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço elétrica com grão orientado que é usada como um material de núcleo de ferro para um transformador, e um método de produção da mesma. Em particular, a presente invenção refere-se à chapa de aço elétrica com grão orientado excelente na adesão de um revestimento isolante de tensão, e um método de produção da mesma.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] Uma chapa de aço elétrica com grão orientado inclui uma chapa de aço de silício que é composta de grãos orientados para {110}<001> (mais adiante neste documento, orientação Goss) e que inclui 7 % em massa ou menos de Si. A chapa de aço elétrica com grão orientado foi principalmente aplicada a materiais de núcleo de ferro de transformador. O alto alinhamento na orientação Goss na chapa de aço elétrica com grão orientado é controlado por um fenômeno de crescimento de grão denominado recristalização secundária.

[0003] É necessário que a chapa de aço elétrica com grão orienta do tenha alta densidade de fluxo magnético (representada pelo valor B8) e baixa perda de ferro (representada pelo valor W17/50) como características magnéticas. Recentemente, a partir do ponto de vista de economia de energia, é ainda necessário reduzir a perda de energia, especificamente reduzir a perda de ferro.

[0004] Na chapa de aço elétrica com grão orientado, os domínios magnéticos mudam com o movimento da parede de domínios sob um campo magnético alternante. Quando as paredes magnéticas se movem facilmente, é eficaz na redução da perda de ferro. Entretanto, no caso, há alguns domínios magnéticos que não se movem quando ob-serva-se o movimento dos domínios magnéticos.

[0005] Para reduzir ainda mais a perda de ferro da chapa de aço elétrica com grão orientado, é importante evitar um efeito de ancora- mento (pinning effect) derivado de irregularidade de uma interface de filme de forsterita (Mg2SiO4) (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "filme de vidro") na chapa de aço, que interfere no movimento dos domínios magnéticos. Para evitar o efeito de ancoramento, é eficaz não formar o filme de vidro sobre a chapa de aço, que interfere no movimento dos domínios magnéticos.

[0006] Como técnicas para evitar o efeito de ancoramento acima,por exemplo, os Documentos de Patente 1 a 5 descrevem que óxidos à base de Fe (Fe2SiO4, FeO, ou similares) são feitos para não se formarem em uma camada de óxido quando são descarbonetados pelo controle de um ponto de orvalho para recozimento de descarboneta- ção, e que uma superfície é feita para alisar após o recozimento final, utilizando um agente como alumina que não reage com a sílica como um separador de recozimento.

[0007] Em um caso em que a chapa de aço elétrica com grão orientado é usada como o material de núcleo de ferro para o transformador, visto que é necessário garantir o isolamento da chapa de aço, o revestimento isolante que aplica tensão é formado sobre a superfície da chapa de aço. Por exemplo, o Documento de Patente 6 descreve uma técnica de modo que o revestimento de isolamento seja formado pela aplicação de solução contendo principalmente sílica coloidal e fosfato sobre a superfície da chapa de aço e por cozimento da mesma, e a técnica é eficaz para reduzir a perda de ferro além de proteger o isolamento, pois a tensão é efetivamente aplicada à chapa de aço.

[0008] Conforme descrito acima, o revestimento isolante contend principalmente o fosfato é formado sobre o filme de vidro que é formado no recozimento final, que é um método convencional para produzir a chapa de aço elétrica com grão orientado.

[0009] Em um caso em que o revestimento isolante é formado so bre o filme de vidro, a adesão de revestimento é suficientemente obtida. Por outro lado, em um caso em que o filme de vidro é removido ou em que o filme de vidro não é conscientemente formado no recozimen- to final, a adesão do revestimento é insuficiente.

[0010] Em um caso em que o filme de vidro é removido, a adesão de revestimento predeterminada precisa ser garantida apenas pelo revestimento isolante de tensão formado pela aplicação da solução. No caso, é necessário espessar o revestimento isolante de tensão e, dessa forma, a adesão de revestimento adicional será necessária.

[0011] Conforme descrito acima, no método convencional para formar o revestimento, tem sido difícil garantir a tensão do revestimento o suficiente para obter um efeito derivado do alisamento da superfície, e também difícil garantir a adesão do filme. Dessa forma, no método convencional, tem sido difícil reduzir suficientemente a perda de ferro. Contra a situação acima, por exemplo, os Documentos de Patente 7 a 10 descrevem um método para formar um filme de óxido sobre a superfície da chapa de aço de silício com grão orientado após conduzir o recozimento final e antes de formar o revestimento isolante de tensão, como uma técnica para garantir a adesão de revestimento para o revestimento isolante de tensão.

[0012] Por exemplo, o Documento de Patente 8 descreve uma técnica de modo que a chapa de aço de silício com grão orientado em que a superfície é alisada ou é preparada para ficar quase lisa seja usada, a chapa de aço acima após o recozimento final é recozida em atmosfera predeterminada em cada temperatura, o filme de óxido é formado sobre a superfície da chapa de aço como uma camada externamente oxidada pelo recozimento acima, e a adesão de revestimento entre o revestimento isolante de tensão e a chapa de aço é garantida pelo filme de óxido acima.

[0013] O Documento de Patente 9 descreve uma técnica de modo que, em um caso em que o revestimento isolante de tensão é cristalino, a chapa de aço de silício com grão orientado sem um filme de material de mineral inorgânico é usado, um revestimento de base de óxido amorfo é formado sobre a superfície da chapa de aço após o reco- zimento final e, desse modo, a oxidação da chapa de aço é suprimida quando o revestimento isolante de tensão cristalino é formado.

[0014] O Documento de Patente 10 descreve uma técnica que é aprimorada com base naquela descrita no Documento de Patente 8. No Documento de Patente 10, uma estrutura de filme de um filme de óxido metálico incluindo Al, Mn, Ti, Cr ou Si é controlada entre o revestimento isolante de tensão e a chapa de aço e, desse modo, a adesão de revestimento do revestimento isolante é aprimorada. Entretanto, embora a sensibilidade a tensão afete notavelmente a adesão de uma interface entre o filme de óxido metálico e a chapa de aço, o Documento de Patente 10 não considera a situação acima. Dessa forma, a técnica descrita no Documento de Patente 10 é insuficiente para aprimorar a adesão de revestimento.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA RELACIONADA Documentos de Patente

[0015] [Documento de Patente 1] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H07-278670

[0016] [Documento de Patente 2] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H11-106827

[0017] [Documento de Patente 3] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H11-118750

[0018] [Documento de Patente 4] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H11-118750

[0019] [Documento de Patente 5] Pedido de Patente Não Examina- do, Primeira Publicação n° JP 2003-268450

[0020] [Documento de Patente 6] Pedido de Patente Não Examinado Japonês, Primeira Publicação n° S48-039338

[0021] [Documento de Patente 7] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° S60-131976

[0022] [Documento de Patente 8] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H06-184762

[0023] [Documento de Patente 9] Pedido de Patente Não-examinado Japonês, Primeira Publicação n° H07-278833

[0024] [Documento de Patente 10] Pedido de Patente Não-exami- nado Japonês, Primeira Publicação n° 2002-348643

[0025] Documento de Não Patente

[0026] [Documento de Não Patente 1] Tetsu-to-Hagane, Vol.99 (2013), 40.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO A SER RESOLVIDO

[0027] Na chapa de aço de silício com grão orientado em que o revestimento isolante de tensão é formado, em um caso em que o re-vestimento isolante de tensão é formado sobre o filme de vidro (filme de forsterita), a adesão de revestimento do revestimento isolante de tensão é suficiente. Por outro lado, em um caso em que a formação do revestimento isolante de tensão é formado após o filme de vidro é propositalmente suprimida, após o filme de vidro ser removido por esmeri- lagem, decapagem, ou similares, ou após a superfície da chapa de aço ser alisada para ser uma superfície similar a um espelho, a adesão de revestimento do revestimento isolante de tensão é insuficiente e, dessa forma, é difícil satisfazer simultaneamente tanto a adesão de revestimento como a estabilidade magnética.

[0028] Portanto, um objetivo da presente invenção é formar o revestimento isolante de tensão com excelente adesão de revestimento e sem deteriorar as características magnéticas e sua estabilidade sobre a superfície da chapa de aço elétrica com grão orientado após o recozimento final em que a formação do filme de vidro é propositalmente suprimida, o filme de vidro é removido por esmerilagem, deca- pagem, ou similares, ou a superfície da chapa de aço é alisada para ser uma superfície similar a um espelho. Ou seja, o objetivo da presente invenção é fornecer a chapa de aço elétrica com grão orientado que seja capaz de resolver o problema técnico acima, e fornecer um método de produção da mesma.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0029] Para resolver o problema técnico acima, os presentes in ventores fizeram uma investigação completa para aprimorar a adesão de revestimento para o revestimento isolante de tensão. Como resultado, é constatado que, ao controlar o histórico térmico e o grão de oxidação em um processo de formação de um filme de óxido (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "camada de filme de óxido intermediária" ou "camada de filme de óxido intermediária de SiO2") sobre a superfície da chapa de aço elétrica com grão orientado após o recozimento final antes de formar o revestimento isolante de tensão, é possível aprimorar notavelmente a adesão de revestimento do revestimento isolante de tensão.

[0030] Além disso, os presentes inventores fizeram uma investigação completa em relação às composições da camada de filme de óxido intermediária, que parece influenciar consideravelmente a adesão de revestimento. Como resultado, constatou-se que óxido da camada de filme de óxido intermediária é óxido de Si (SiO2) e que pelo menos um selecionado do grupo que consiste em Al, Cu, Cr e Ca está concentrado em uma interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[0031] É considerado que Al, Cu, Cr ou Ca está concentrado na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço, ocorre a interação intereletrônica atrativa na interface e, assim, a adesão entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço é aprimorada.

[0032] A presente invenção é realizada com base nas constata ções descritas acima. Um aspecto da presente invenção utiliza os seguintes.

[0033] (1) Uma chapa de aço elétrica com grão orientado de acor do com um aspecto da presente invenção inclui: uma chapa de aço de base; uma camada de filme de óxido intermediária que está disposta na chapa de aço de base inclui SiO2, e tem uma espessura média de 1,0 nm a 1,0 μm; e um revestimento isolante de tensão que está disposto na camada de filme de óxido intermediária, em que a chapa de aço de base inclui: como uma composição química, em %, em massa, 0,01% ou menos de C; 2,50 a 4,00% de Si; 0,0010% a 0,0100% de Al solúvel em ácido; 0,012% ou menos de N; 1,00% ou menos de Mn; 0,02% ou menos de S; e um equilíbrio que consiste em Fe e impurezas, e em que uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Al) na camada de filme de óxido de SiO2 intermediária satisfaz a seguinte fórmula (1). Fórmula 1 Tp : um tempo t (segundo) correspondente a um valor mínimo local de uma curva diferencial de tempo de segunda ordem de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si. Tf : um tempo t (segundo) correspondente a 2Tp - Ts quando Ts é um ponto de partida de análise de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si.

[0034] (2) Na chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com (1), a chapa de aço de base pode incluir ainda: como a composição química, em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,50% de Cr; 0,01 a 0,50% de Cu; e 0,001 a 0,05% de Ca, e uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Cr, Cu, Ca) na camada de filme de óxido intermediária incluindo SiO2 pode satisfazer pelo menos um selecionado dentre as seguintes fórmulas (2) a (4). Fórmula 2

[0035] (3) Na chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com (1) ou (2), a chapa de aço de base pode incluir ainda: como a composição química, em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,20% de Sn; e 0,001 a 0,010% de B. (4) Um método de produção de uma chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com um aspecto da presente invenção serve para produzir a chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com qualquer um dentre (1) a (3), e o método pode incluir: um processo de formação de camada de filme de óxido de formar uma camada de filme de óxido intermediária sobre uma chapa de aço, em que, no processo de formação de camada de filme de óxido, um recozimento é conduzido sob condições de modo que uma temperatura de recozimento T1 seja 600 a 1200°C, um tempo de recozimento seja 5 a 1200 segundos, um grau de oxidação PH2O/PH2 seja 0,15 ou menos e uma taxa média de aquecimento HR2 em uma faixa de temperatura de 600°C a T1°C seja 5 a 50 °C/segundo, e

[0036] após o recozimento, uma taxa média de resfriamento CR1 em uma faixa de temperatura de T2°C a T1°C é 50 °C/segundo ou menos, e uma taxa média de resfriamento CR2 em uma faixa de temperatura de 100°C ou mais e menor que T2°C é mais lenta que CR1, quando T2 é uma temperatura expressa em T1°C - 100°C.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[0037] De acordo com os aspectos acima da presente invenção, é possível formar o revestimento isolante de tensão com excelente adesão de revestimento e sem deteriorar as características magnéticas e sua estabilidade sobre a superfície da chapa de aço elétrica com grão orientado após o recozimento final em que a formação do filme de vidro é propositalmente suprimida, o filme de vidro é removido por es- merilagem, decapagem, ou similares, ou a superfície da chapa de aço é alisada para ser a superfície similar a espelho.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0038] A Figura 1 é uma ilustração que mostra uma curva diferen cial de tempo de um espectro de emissão óptica de descarga lumines- cente (GDS) em relação a Si.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0039] Uma chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com uma modalidade (mais adiante neste documento, pode ser cha- mada de "a presente chapa de aço elétrico") inclui: uma chapa de aço de base; uma camada de filme de óxido intermediária que está disposta na chapa de aço de base, inclui SiO2, e tem uma espessura média de 1,0 nm a 1,0 μm; e um revestimento isolante de tensão que está disposto na camada de filme de óxido intermediária.

[0040] A chapa de aço de base inclui: como uma composição quí mica, em %, em massa 0,010% ou menos de C; 2,50 a 4,00% de Si; 0,0010 a 0,0100% de Al solúvel em ácido; 0,012% ou menos de N; 1,00% ou menos de Mn; 0,02% ou menos de S; e um saldo consistindo em Fe e impurezas, e uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Al) na camada de filme de óxido de intermediária satisfaz a seguinte fórmula (1). Fórmula 3 Tp : um tempo t (segundo) correspondente a um valor mínimo local de uma curva diferencial de tempo de segunda ordem de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si. Tf : um tempo t (segundo) correspondente a 2Tp - Ts quando Ts é um ponto de partida de análise de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si.

[0041] Além disso, na presente chapa de aço elétrica, a chapa de aço pode incluir ainda: em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,50% de Cr; 0,01 a 0,50% de Cu; e 0,001 a 0,05% de Ca, e uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Cr, Cu, Ca) na camada de filme de óxido intermediária incluindo SiO2 pode satisfazer pelo menos um selecionado dentre as seguintes fórmulas (2) a (4). Fórmula 4

[0042] Além disso, na presente chapa de aço elétrico, a chapa de aço pode incluir ainda: em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,20% de Sn; e 0,001 a 0,010% de B.

[0043] Um método de produção da chapa de aço elétrica com grão orientado de acordo com a modalidade (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "o presente método de produção") inclui um processo de formação de camada de filme de óxido de formar uma camada de filme de óxido intermediária sobre uma chapa de aço, em que, no processo de formação de camada de filme de óxido, um recozimento é conduzido sob condições de modo que uma temperatura de recozimento T1 seja 600 a 1200oC, um tempo de recozimento seja 5 a 1200 segundos, um grau de oxidação PH2O/PH2 seja 0,15 ou menos e uma taxa média de aquecimento HR2 em uma faixa de temperatura de 600oC a T1oC seja 5 a 50 oC/segundo, e após o recozimento, uma taxa média de resfriamento CR1 em uma faixa de temperatura de T2°C a T1°C é 50 °C/segundo ou menos, e uma taxa média de resfriamento CR2 em uma faixa de temperatura de 100°C ou mais e menor que T2°C é mais lenta que CR1, quando T2 é uma temperatura expressa em T1°C - 100°C.

[0044] A presente chapa de aço elétrica e o presente método de produção são descritos.

(Chapa de aço de base) Composição química

[0045] As razões de limitação da composição química da chapa de aço de base são explicadas. Mais adiante neste documento, "%" da composição química representa “% em massa". 0,010% ou menos de C

[0046] Quando o teor de C é mais de 0,010%, C suprime a forma ção de uma camada concentrada de Al ou outros elementos na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[0047] Dessa forma, o teor de C é 0,010% ou menos. O teor de C é, de preferência, 0,008% ou menos para aprimorar as características de perda de ferro.

[0048] Embora um limite inferior do mesmo inclua 0%, um limite de detecção do teor de C é aproximadamente 0,0001%. Dessa forma, o limite inferior é substancialmente 0,0001% como a chapa de aço prática.2,50 a 4,00% de Si

[0049] Quando o teor de Si é menor que 2,50%, a recristalização secundária não prossegue suficientemente, e densidade de fluxo magnético e perda de ferro excelentes não são obtidas. Dessa forma, o teor de Si é 2,50% ou mais. O teor de Si é, de preferência, 2,75% ou mais e, com mais preferência, 3,00% ou mais.

[0050] Por outro lado, quando o teor de Si é mais de 4,0%, a chapa de aço se torna frágil e, dessa forma, a ductilidade durante a produção se deteriora significativamente. Dessa forma, o teor de Si é 4,00% ou menos. O teor de Si é, de preferência, 3,75% ou menos e, com mais preferência, 3,50% ou menos.0,0010 a 0,0100% de Al solúvel em ácido

[0051] Na presente chapa de aço elétrico, o Al solúvel em ácido é um elemento essencial para aprimorar a adesão de revestimento. O Al solúvel em ácido é o elemento que forma a camada concentrada como sendo concentrada na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, dessa forma, que aprimora consideravelmente a adesão de revestimento.

[0052] Quando o teor de Al solúvel em ácido é menor que 0,0010%, a camada concentrada não é formada. Dessa forma, o teor de Al solúvel em ácido é 0,0010% ou mais. O teor de Al solúvel em ácido é, de preferência, 0,0030% ou mais.

[0053] Por outro lado, como uma composição de placa, 0,07% ou menos do Al solúvel em ácido está incluído na placa para a ductilidade durante a laminação a frio. No caso, um limite superior do teor de Al solúvel em ácido é 0,07%. Na prática, Al é eliminado da chapa de aço durante o recozimento de recristalização secundária. Como resultado, o Al solúvel em ácido incluído na chapa de aço de base pode ser 0,0100% ou menos. Embora a ductilidade não importe quando o teor de Al solúvel em ácido é 0,07% ou menos, o teor de Al solúvel em ácido na chapa de aço de base é, de preferência, o menor possível para as características de perda de ferro, e é, de preferência, 0,006% ou menos. 0,012% ou menos de N

[0054] Quando o teor de N é mais de 0,012%, bolhas (vazios) po dem ser formadas na chapa de aço durante a laminação a frio, a resis- tência da chapa de aço pode aumentar, e a ductilidade durante a produção pode se deteriorar. Dessa forma, o teor de N pode ser 0,012% ou menos. O teor de N é, de preferência, de 0,010% ou menos, e, com mais preferência, de 0,009% ou menos.

[0055] Embora um limite inferior do mesmo inclua 0%, um limite de detecção do teor de N é aproximadamente 0,0001%. Dessa forma, o limite inferior é substancialmente 0,0001% como a chapa de aço prática. 1,00% ou menos de Mn

[0056] Quando o teor de Mn é mais de 1,00%, a transformação de fase ocorre no aço durante o recozimento de recristalização secundária, a recristalização secundária não prossegue suficientemente, e densidade de fluxo magnético e excelente perda de ferro excelentes não são obtidas. Dessa forma, o teor de Mn é 1,00% ou menos. O teor de Mn é, de preferência, de 0,50% ou menos, e, com mais preferência, de 0,20% ou menos.

[0057] MnS pode ser usado como um inibidor durante a recristali- zação secundária. Entretanto, em um caso em que AlN é usado como o inibidor, MnS não é necessário. Dessa forma, um limite inferior do teor de Mn inclui 0%. Quando MnS é usado como o inibidor, o teor de Mn pode ser 0,02% ou mais. O teor de Mn é, de preferência, 0,05% ou mais e, com mais preferência, 0,07% ou mais. 0,02% ou menos de S

[0058] Quando o teor de S é mais de 0,02%, em comum com C, S suprime a formação da camada concentrada de Al ou outros elementos na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço. Dessa forma, o teor de S é 0,02% ou menos. O teor de S é, de preferência, 0,01% ou menos.

[0059] Embora um limite inferior do mesmo inclua 0%, um limite de detecção do teor de S é aproximadamente 0,0001%. Dessa forma, o limite inferior é substancialmente 0,0001% como a chapa de aço prática.

[0060] Além disso, Se ou Sb pode ser substituído por uma parte de S. No caso, um valor convertido por Seq = S + 0,406Se ou Seq = S + 0,406Sb pode ser usado.

[0061] Na presente chapa de aço elétrico, além dos elementos acima, pelo menos um selecionado dentre o grupo que consiste nos seguintes elementos pode estar incluído para aprimorar as características da presente chapa de aço elétrico. 0,01 a 0,50% de Cr

[0062] Cr é um elemento que forma a camada concentrada como sendo concentrada na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, dessa forma, que contribui para o aprimoramento da adesão de revestimento. Quando o teor de Cr é menor que 0,01%, o efeito de aprimoramento da adesão de revestimento não é suficientemente obtido. Dessa forma, o teor de Cr é 0,01% ou mais. O teor de Cr é, de preferência, 0,03% ou mais e é, com mais preferência, 0,05% ou mais.

[0063] Por outro lado, quando o teor de Cr é mais de 0,50%, Cr pode se ligar a Si e O e, dessa forma, a formação da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária pode ser suprimida. Dessa forma, o teor de Cr é 0,50% ou menos. O teor de Cr é, de preferência, de 0,30% ou menos, e, com mais preferência, de 0,20% ou menos. 0,01 a 0,50% de Cu

[0064] Em comum com Al e Cr, Cu é um elemento que forma a camada concentrada como sendo concentrada na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, dessa forma, isto contribui para o aprimoramento da adesão de revestimento. Quando o teor de Cu é menor que 0,01%, o efeito de aprimoramento da adesão de revestimento não é suficientemente obtido. Dessa forma, o teor de Cu é 0,01% ou mais. O teor de Cu é, de preferência, 0,03% ou mais e é, com mais preferência, 0,05% ou mais.

[0065] Por outro lado, quando o teor de Cu é mais de 0,50%, a chapa de aço se torna frágil durante a laminação a quente. Dessa forma, o teor de Cu é 0,50% ou menos. O teor de Cu é, de preferência, de 0,20% ou menos, e, com mais preferência, de 0,10% ou menos. 0,001 a 0,05% de Ca

[0066] Em comum com Al, Cr e Cu, Ca é um elemento que forma a camada concentrada como sendo concentrada na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, dessa forma, que contribui para o aprimoramento da adesão de revestimento. Quando o teor de Ca é menor que 0,001%, o efeito de aprimoramento da adesão de revestimento não é suficientemente obtido. Dessa forma, o teor de Ca é 0,001% ou mais. O teor de Ca é, de preferência, 0,005% ou mais e é, com mais preferência, 0,010% ou mais.

[0067] Por outro lado, quando o teor de Ca é mais de 0,05%, CaS fino é formado no aço e, dessa forma, as características magnéticas se deterioram. Dessa forma, o teor de Ca é 0,05% ou menos. O teor de Ca é, de preferência, de 0,04% ou menos, e, com mais preferência, de 0,03% ou menos. 0,01 a 0,20% de Sn

[0068] Si é um elemento que não está concentrado na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço, porém contribui para o aprimoramento da adesão de revestimento. Um mecanismo para aprimorar a adesão de revestimento por Sn não é claro. Entretanto, como resultado de investigação da lisura de superfície da chapa de aço após a recristalização secundária, é constatado que a superfície da chapa de aço é alisada. Dessa forma, parece que Sn torna a superfície da chapa de aço lisa reduzindo a irregularidade e que contribui para formar a interface com poucos defeitos de irregularidade entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[0069] Quando o teor de Sn é menor que 0,01%, o efeito de alisa mento da superfície da chapa de aço não é suficientemente obtido. Dessa forma, o teor de Sn é 0,01% ou mais. O teor de Sn é, de preferência, 0,02% ou mais e é, com mais preferência, 0,03% ou mais.

[0070] Por outro lado, quando o teor de Sn é mais de 0,20%, a re- cristalização secundária se torna instável e, dessa forma, as características magnéticas se deterioram. Dessa forma, o teor de Sn é 0,20% ou menos. O teor de Sn é, de preferência, 0,15% ou menos e é, com mais preferência, 0,10% ou menos. 0,001 a 0,010% de B

[0071] Em comum com Al, Cr, Cu e Ca, B é um elemento que for ma a camada concentrada sendo concentrada na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço (os inventores se conformaram a camada concentrada usando GDS) e, dessa forma, isto contribui para o aprimoramento da adesão de revestimento. Quando o teor de B é menor que 0,001%, o efeito de aprimoramento da adesão de revestimento não é suficientemente obtido. Dessa forma, o teor de B é 0,001% ou mais. O teor de B é, de preferência, 0,002% ou mais e, com mais preferência, 0,003% ou mais.

[0072] Por outro lado, quando o teor de B é mais de 0,010%, a re sistência da chapa de aço aumenta, e a ductilidade durante a lamina- ção a frio se deteriora. Dessa forma, o teor de B é 0,010% ou menos. O teor de B é, de preferência, de 0,008% ou menos, e, com mais preferência, de 0,006% ou menos.

[0073] Na chapa de aço de base, o saldo da composição química é Fe e impurezas (impurezas inevitáveis). Para aprimorar as características de magnetização, as características necessárias para materiais estruturais como resistência, resistência à corrosão e característi- cas de fadiga, a capacidade de lingotamento, a ductilidade e a produtividade quando se usa refugos/sucatas e similares, a chapa de aço de base pode incluir pelo menos um selecionada do grupo que consiste em Mo, W, In, Sn, Bi, Sb, Ag, Te, Ce, V, Co, Ni, Se, Re, Os, Nb, Zr, Hf, Ta, Pb, Y, La, e similares. A quantidade total dos mesmos pode ser 5,00% ou menos. A quantidade total dos mesmos é, de preferência, 3,00% ou menos e, com mais preferência, 1,00% ou menos. (Camada de filme de óxido intermediária)

[0074] A seguir, é explicada a camada de filme de óxido interme diária (mais adiante neste documento, a mesma pode ser chamada de “camada de filme de óxido intermediária de SiO2") que funciona es-sencialmente para aprimorar a adesão de revestimento. A presente chapa de aço elétrica é produzida de modo que a formação do filme de vidro seja propositalmente suprimida ou que o filme de vidro seja removido por esmerilagem, decapagem, ou similares. A camada de filme de óxido de SiO2 intermediária com espessura predeterminada está disposta entre o revestimento isolante de tensão e a chapa de aço para garantir suficientemente a adesão de revestimento do revestimento isolante de tensão.

[0075] Espessura média de camada de filme de óxido de SiO2 in termediária : 1,0 nm ou mais e 1,0 μm ou menos

[0076] Quando a espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é menor que 1,0 nm, a adesão de revestimento não é suficientemente garantida. Dessa forma, a espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é 1,0 nm ou mais. A espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é, de preferência, 5,0 nm ou mais e, com mais preferência, 9,0 nm ou mais.

[0077] Por outro lado, quando a espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é mais de 1,0 μm, trincas que se tornam a origem da fratura ocorrem dentro da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e, dessa forma, a adesão de revestimento se deteriora. Dessa forma, a espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é 1,0 μm ou menos. A espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é, de preferência, 0,7 μm (= 700 nm) ou menos e, com mais preferência, 0,4 μm (= 400 nm) ou menos.

[0078] A espessura da camada de filme de óxido de SiO2 interme diária é medida em um corte transversal de amostra por um microscópio eletrônico de transmissão (MET) ou um microscópio eletrônico de varredura (MEV).

[0079] É possível confirmar se o óxido que constitui a camada de filme de óxido intermediária inclui ou não "SiO2” por análise elementar usando espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS) acoplada a MET ou MEV. No presente documento, visto que a razão de ligação química de Si e O nem sempre é 2, as características da presente chapa de aço elétrica não são comprometidas mesmo quando um resultado de análise da razão de ligação química é SiOX (X : valor arbitrário).

[0080] Especificamente, é possível confirmar a existência de "SiO2" por detecção de um raio Si Kα em uma posição de energia de 1,8 ± 0,3 kev e simultaneamente detecção de um raio O Kα em uma posição de energia de 0,5 ± 0,3 kev em um eixo horizontal no espectro de EDS na camada de filme de óxido de SiO2 intermediária. Além do raio Kα, a identificação elementar pode ser conduzida usando um raio Lα, um raio KY, ou similares.

[0081] No presente documento, o espectro de EDS de Si pode in cluir um espectro originado de Si incluído na chapa de aço. Dessa forma, para ser exato, analisando-se o corte transversal da chapa de aço usando um microanálise de sonda eletrônica (EPMA), determina- se se o Si é originado da chapa de aço ou da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária.

[0082] Além disso, para identificar o composto que constitui a ca mada de filme de óxido de SiO2 intermediária, é preferencial confirmar a existência do pico originado de SiO2 em um número de onda de 1250 cm-1 analisando a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária usando espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR).

[0083] No presente documento, FT-IR é um método para analisar seletivamente o composto na superfície mais externa da amostra. Dessa forma, a análise é conduzida para uma amostra (a) sem o revestimento isolante de tensão. Para uma amostra (b) com o revestimento isolante de tensão sobre a mesma, a análise é conduzida após remover completamente o revestimento isolante de tensão por limpeza alcalina.

[0084] No presente documento, a espectroscopia por infraverme lho (IV) inclui um método de reflexão e um método de absorção. No método de absorção, as informações derivadas da superfície mais externa da amostra e as informações derivadas de dentro da chapa de aço são sobrepostas. Dessa forma, para identificar o composto que constitui a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, o método de reflexão é preferencial.

[0085] Ademais, no método de absorção, o número de onda rela cionado à camada de filme de óxido de SiO2 intermediária não é 1250 cm-1, e o pico do mesmo muda dependendo das condições de formação de SiO2. No presente documento, apenas o controle da espessura média da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária para ser 1,0 nm a 1,0 μm, é insuficiente para garantir a adesão de revestimento.

[0086] Por exemplo, controlando-se a espessura da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, a adesão (adesão de revestimen- to) entre o revestimento isolante de tensão e a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é garantida. Entretanto, a interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço é uma interface de metal e óxido, especificamente a interface entre hete- roátomos. Em outras palavras, a interface é uma interface com interação interatômica fraca. Dessa forma, a delaminação pode ocorrer a partir da interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[0087] Em contrapartida, em um caso em que Al se concentra na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço, a interação intereletrônica pode atuar como uma força de atração entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, assim, a adesão de revestimento pode ser aprimorada. Por exemplo, é conhecido que a interação entre C e Fe é atrativa e, dessa forma, a resistência de contorno de grão é aprimorada quando C se segrega no contorno de grão. Com base nos argumentos acima, na presente chapa de aço elétrico, parece que Al induz a interação intereletrônica atrativa entre SiO2 e Fe.

[0088] É difícil confirmar diretamente o grau de interação interele- trônica por experimentos. Entretanto, é possível confirmar o estado de concentração de Al na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço pelo espectro de emissão óptica de descarga luminescente (GDS) sobre a superfície da chapa de aço à qual a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária está exposta.

[0089] Na presente chapa de aço elétrico, a camada concentrada é formada concentrando-se Al na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço. Dessa forma, a relação entre uma posição de profundidade da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e uma posição de profundidade da camada concentrada de Al é importante. A posição existente da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária pode ser analisada por espectro de GDS originado de Si (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "FSi(t)").

[0090] Durante a análise, o espectro obtido pode ser suavizado usando software para analisar um pico ou similares. Ademais, para aprimorar a precisão de análise de pico, um intervalo de tempo Δt de medição é, de preferência, o menor possível e, de preferência, 0,05 segundo ou menos.

[0091] Mais adiante neste documento, t expressa um tempo (se gundo) correspondente a uma posição de profundidade de amostra, e é uma variável quando o espectro de GDS é uma função de tempo.

[0092] Em um caso em que a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária existe sobre uma superfície de uma amostra retirada da chapa de aço, é possível discriminar (A) uma posição de elevação de pico de fundo, (B) uma posição de vértice de pico, e

[0093] (C) uma posição de terminação de pico até o fundo, em uma região correspondente à superfície da amostra no espectro de GDS originado de Si.

[0094] Mais adiante neste documento, Ts expressa t correspon dente à posição de elevação de pico, Tp expressa t correspondente à posição de vértice de pico, e Tf expressa t correspondente à posição de terminação de pico. A camada de filme de óxido de SiO2 intermediária pode ser a superfície mais externa da amostra medida. Dessa forma, t correspondente a um ponto de partida de análise do espectro de GDS pode ser a posição de elevação de pico, e o ponto de partida de análise do espectro de GDS pode ser definido como Ts. Ademais, o pico pode ser simétrico seguindo a distribuição normal, e pode ser definido como Tf = 2Tp - Ts.

[0095] Uma vez que o intervalo de tempo Δt para medir o espectro de GDS pode ser de 0,05 segundo ou menos, Ts pode ser aproximado para ~0, e, dessa forma, pode ser aproximado para Tf = 2 x Tp. Em qualquer caso, é necessário determinar Tp para determinar Tf. O método para determinar Tp é explicado abaixo.

[0096] A Figura 1 é uma ilustração que mostra a curva diferencial de tempo do espectro de emissão óptica de descarga luminescente (GDS) originado de Si.

[0097] Tp corresponde à posição de vértice de pico no espectro de GDS originado de Si. Para determinar a posição de vértice de pico, FSi(t) pode ser diferenciado em segunda ordem em relação ao tempo, t correspondente a um valor mínimo local de uma curva diferencial de segunda ordem pode ser encontrado (consultar "d2F(t) / dT2" na Figura 1). No presente documento, o valor mínimo local precisa ser encontrado em uma faixa de t = 0 segundo ou mais e Δt x 100 segundos ou menos. O motivo acima é que a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária existe apenas na superfície da amostra, e não existe dentro da chapa de aço, de modo que se torne um valor relativamente pequeno.

[0098] Ademais, quando fSi(t) é constantemente 0 ou mais em uma faixa de modo que seja Ts a Tp em uma curva fSi(t) (= dFSi(t) / dt) (consultar "dF(t) / dt" na Figura 1) em que FSi(t) é diferenciado em primeira ordem em relação ao tempo, é mais decisivo que Tp corresponda à posição de vértice de pico.

[0099] No presente documento, a curva diferencial pode ser obtida calculando-se um derivado ou sendo aproximado usando f(tn) = [F(tn) - F(tn-1)] / [tn - tn-1] como cálculo de diferença. O tn acima expressa o n- ésimo ponto de medição (tempo), e F(tn) expressa a intensidade espectral no mesmo.

[00100] Quando o pico originado de Si não for claro, a análise pode ser realizada usando espectro de GDS originado de Fe (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "FFe(t)"). No caso, quando t correspondente a um valor máximo local for considerado como o Tf acima, o Tp acima é indicado como Tp = 0,5 x (Tf + Ts) em uma curva diferencial de primeira ordem de FFe(t) (mais adiante neste documento, pode ser chamado de "fFe(t)"). No caso, Ts pode ser aproximado para ~0 e, dessa forma, pode ser aproximado para Tp = 0,5 x Tf. A razão acima é que o valor máximo local de fFe(t) corresponde à interface entre SiO2 e a chapa de aço de base.

[00101] No presente documento, o valor máximo local precisa ser encontrado em uma faixa de t = 0 segundo ou mais e Δt x 100 segundos ou menos. O motivo acima é que a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária existe apenas na superfície da amostra, e não existe dentro da chapa de aço, de modo que se torne um valor relativamente pequeno.

[00102] Na presente chapa de aço elétrico, para aprimorar a adesão de revestimento, Al precisa se concentrar em uma posição de t = Tf que é a interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço. Entretanto, visto que é difícil concentrar Al apenas na posição de t = Tf, Al é praticamente distribuído em uma faixa de modo que t seja Tp a Tf, em que um ponto de partida é Tf. Mais adiante neste documento, a faixa é chamada de "camada concentrada da interface".

[00103] Além de Al, é constatado que Cr, Cu e Ca contribuem para o aprimoramento da adesão de revestimento formando a camada concentrada da interface. Em outras palavras, na presente chapa de aço elétrica, um elétrico metálico M (M: Al, Cr, Cu, Ca) forma a camada concentrada da interface na faixa de modo que t seja Tp a Tf, que corresponde à interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[00104] É possível confirmar a existência da camada concentrada da interface usando o espectro de GDS originado do elemento metálico M (mais adiante neste documento, o mesmo pode ser chamado de "FM(t)"). Especificamente, quando a curva diferencial de tempo fM(t) de FM(t) é integrada (faixa integral : t = Tp a Tf), e quando o valor integra- do é 0 ou mais, é possível considerar que o elemento metálico M exista como a camada concentrada da interface.

[00105] No presente documento, visto que o elemento metálico M é uniformemente distribuído na chapa de aço, o valor integrado de fM(t) na chapa de aço se torna 0 ou quase igual a 0.

[00106] Ademais, na medição de GDS, não é contínuo, e fM(t) é um conjunto de pontos descontínuos na faixa de modo que t seja Tp a Tf. Dessa forma, cada ponto de fM(t) é conectado por uma linha reta e é aproximado como uma função contínua e, então, é integrado. O mesmo pode ser um valor integrado usando ∑.

[00107] Com base nos argumentos acima, para que o Al seja concentrado na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e exista como a camada concentrada, é necessário satisfazer a seguinte fórmula (1). Fórmula 5

[00108] Ademais, quando pelo menos um selecionado do grupo que consiste nas seguintes fórmulas (2) a (4) é satisfeito, a adesão de revestimento é ainda aprimorada.Fórmula 6

[00109] Na presente chapa de aço elétrico, o elemento metálico M (Al, Cr, Cu, Ca) pode ser confirmado por análise química. Por exemplo, uma amostra que é a chapa de aço antes de formar o revestimen- to isolante de tensão ou após remover o revestimento isolante de tensão é dissolvida por um procedimento de iodo-álcool, e a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é extraída. A camada de filme de óxido de SiO2 intermediária extraída é quimicamente analisada usando ICP ou similares. Com isso, é possível confirmar o elemento metálico M incluído na camada de filme de óxido de SiO2 intermediária.

[00110] O elemento metálico M (Al, Cr, Cu, Ca) pode estar incluído na camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, e uma quantidade total do mesmo pode ser 0,05 a 2,00% em % em massa. Quando a quantidade total é menor que 0,05%, a adesão de revestimento pode não ser aprimorada. A quantidade total do elemento metálico M é, de preferência, 0,05% ou mais e é, com mais preferência, 0,10% ou mais.

[00111] Por outro lado, quando a quantidade total é mais de 2,00%, uma rede de cristal de SiO2 é alterada devido à influência de segregação, defeitos de rede são formados na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço e, dessa forma, a adesão de revestimento pode se deteriorar. A quantidade total do elemento metálico M é, de preferência, 2,00% ou menos e é, com mais preferência, 1,50% ou menos.

[00112] Para confirmar o efeito de aprimorar a adesão de revestimento por GDS, análise química, ou similares, é óptico usar uma amostra que é a chapa de aço após formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária sobre a superfície da chapa de aço e antes de formar o revestimento isolante de tensão. Em um caso em que uma amostra é a chapa de aço após formar o revestimento isolante de tensão, a análise pode ser conduzida após remover completamente apenas o revestimento isolante de tensão por limpeza alcalina, decapa- gem, limpeza ultrassônica com álcool ou água, ou similares.

[00113] Ademais, para limpar ainda mais a superfície da amostra após a decapagem, a limpeza ultrassônica com álcool ou água, ou si- milares, o recozimento pode ser conduzido sob condições como uma atmosfera de 100% de H2, 800 a 1100°C e 1 a 5 horas e, então, a análise pode ser conduzida. Visto que SiO2 é um composto estável, mesmo quando o recozimento é conduzido, SiO2 não é reduzido, e a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária não desaparece.

[00114] Em comum com um método para produzir uma chapa de aço elétrica típica, a presente chapa de aço elétrica é produzida da seguinte forma. Uma peça de aço é lingotada continuamente após a fabricação de aço em um conversor. A laminação a quente, recozi- mento do laminado a quente, laminação a frio, recozimento por recris- talização primária e recozimento por recristalização secundária são conduzidos. O recozimento é conduzido para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária. O recozimento é conduzido para formar o revestimento isolante de tensão.

[00115] A laminação a quente pode ser uma laminação a quente direta ou uma laminação a quente contínua e a temperatura de aquecimento da peça de aço não é individualmente limitada. A laminação a frio pode ser conduzida duas vezes ou mais, a laminação a frio pode ser uma laminação a morno e a redução de laminação não é particularmente limitada. O recozimento por recristalização secundária pode ser um recozimento em batelada em um forno em caixa ou um recozi- mento contínuo em um forno contínuo e um método de recozimento não é particularmente limitado.

[00116] Um separador de recozimento pode incluir óxido como alumina, magnésia ou sílica, e o tipo dos mesmos não é particularmente limitado.

[00117] Para formar a camada de filme de óxido intermediária de SiO2 quando se produz a chapa de aço elétrica com grão orientado, é importante adotar condições de recozimento de modo que a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária seja formada e que o elemento metálico M (Al, Cr, Cu, Ca) se concentre na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço. Especificamente, é importante garantir um tempo de concentração de modo que Al, Cr, Cu ou Ca se concentre na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço.

[00118] Na presente chapa de aço elétrico, a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária é formada por recozimento da chapa de aço após a recristalização secundária sob condições de modo que uma temperatura de recozimento T1 seja 600 a 1200°C e um tempo de recozimento seja 5 a 1200 segundos.

[00119] Quando a temperatura de recozimento é menor que 600°C, SiO2 não é formado, e a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária não é formada. Dessa forma, a temperatura de recozimento é 600°C ou mais. Por outro lado, quando a temperatura de recozimento for mais de 1200°C, a reação para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária se torna instável, a interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço de base se torna irregular e, dessa forma, a adesão de revestimento pode se deteriorar. Dessa forma, a temperatura de recozimento é 1200°C ou menos. A temperatura de recozimento é, de preferência, 700 a 1100°C que é uma faixa de temperatura em que SiO2 se precipita.

[00120] Para crescer a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e garantir a espessura necessária para obter excelente adesão de revestimento, o tempo de recozimento é de 5 segundos ou mais. O tempo de recozimento é, de preferência, de 20 segundos ou mais. A partir do ponto de vista de obter excelente adesão de revestimento, o tempo de recozimento pode ser longo. Entretanto, a partir do ponto de vista de produtividade, um limite superior do mesmo pode ser de 200 segundos. O tempo de recozimento é, de preferência, de 100 segundos ou menos.

[00121] A atmosfera de recozimento deve formar sílica externamente oxidada (a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária) e suprimir a formação de subóxido como faialita, wustita ou magnetita. Dessa forma, um grau de oxidação PH2O/PH2 que é a razão de pressão parcial de vapor d'água para pressão parcial de hidrogênio na atmosfera de recozimento é controlado para estar dentro da seguinte fórmula (5). O grau de oxidação é, de preferência, 0,05 ou menos.

[00122]

[00123] Com uma redução no grau de oxidação PH2O/PH2, a sílica externamente oxidada (a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária) é facilmente formada e, dessa forma, o efeito da presente invenção é facilmente obtido. Entretanto, é difícil controlar o grau de oxidação PH2O/PH2 para ser menor que 5,0 * 10-4 e, dessa forma, um limite inferior prático do mesmo pode ser aproximadamente 5,0 * 10-4, como um valor industrialmente controlável.

[00124] Para que o elemento metálico M (Al, Cr, Cu, Ca) se concentre efetivamente na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço, é necessário garantir a temperatura de segregação do elemento metálico M. Dessa forma, quando resfria-se a chapa de aço após o recozimento para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, uma taxa média de resfriamento em uma faixa de temperatura de T2 (°C) a T1 (°C) que é a faixa de temperatura para a segregação é 50 °C/segundo ou menos. T2 é definida como a seguinte fórmula (6). Mais adiante neste documento, a taxa média de resfriamento pode ser chamada de "CR1 (°C/segundo)".

[00125] Mesmo quando resfria-se a chapa de aço pela taxa média de resfriamento CR1, as características da presente chapa de aço elétrica não são comprometidas. A partir do ponto de vista de produtividade, CR1 é, de preferência, 0,1 °C/segundo ou mais. Quando uma taxa de resfriamento aumenta após o resfriamento até T2 (°C), a de formação térmica é induzida e, dessa forma, a adesão de revestimento e as características magnéticas se deterioram. Dessa forma, uma taxa média de resfriamento CR2 em uma faixa de temperatura de 100°C a T2 (°C) deve satisfazer a seguinte fórmula (7).

[00126] Quando se forma a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, uma taxa de aquecimento quando a chapa de aço é aquecida para recozimento é importante. Óxido em vez de SiO2 não só reduz a adesão do revestimento isolante de tensão, como também deteriora a lisura de superfície da chapa de aço, resultando em uma redução nas características de perda de ferro. Dessa forma, é necessário adotar a taxa de aquecimento de modo que o óxido diferente de SiO2 seja dificilmente formado.

[00127] Uma faixa de temperatura em que SiO2 é formado é 600°C a T1°C. Dessa forma, para formar suficientemente SiO2, uma taxa média de aquecimento HR2 na faixa de temperatura é 50 °C/segundo ou menos. Entretanto, quando a taxa de aquecimento é lenta, Fe2SiO4 que é termicamente estável em comparação com SiO2 é formado. Dessa forma, a taxa média de aquecimento HR2 é 5°C/segundo ou mais. HR2 é, de preferência, 10 a 40 °C/segundo e é, com mais preferência, 15 a 30 °C/segundo.

EXEMPLOS

[00128] Mais adiante neste documento, as características técnicas do aspecto da presente invenção serão descritas em detalhe com referência aos seguintes exemplos. A condição nos exemplos a seguir é um exemplo de condição utilizada para confirmar a operabilidade e os efeitos da presente invenção, de modo que a presente invenção não seja limitada ao exemplo da condição. A presente invenção pode utilizar vários tipos de condições desde que as condições não se afastem do escopo da presente invenção e possa atingir o objetivo da presente invenção.

Exemplo 1

[00129] Um aço de silício que tem uma composição mostrada na Tabela 1-1 foi recozido a 1100°C por 60 minutos. O aço foi laminado a quente para obter uma chapa de aço laminada a quente de 2,6 mm. A chapa de aço laminada a quente foi recozida a 1100°C e foi decapada. A chapa de aço foi laminada a frio uma vez ou laminada a frio várias vezes com um recozimento intermediário para obter uma chapa de aço laminada a frio que tem espessura final de 0,23 mm. Tabela 1-1Tabela 1-1 -continuação-

[00130] A chapa de aço laminada a frio que tem a espessura final de 0,23 mm foi submetida a recozimento por descarbonetação e reco- zimento por nitretação. O separador de recozimento que era uma pasta fluida aquosa contendo alumina como um componente principal foi aplicado à chapa de aço e, então, o recozimento final foi conduzido a 1200°C por 20 horas. A chapa recozida final foi recozida sob condições de modo que o grau de oxidação PH2O/PH2 fosse 0,06, a temperatura de recozimento T1 fosse 1000°C, o tempo de recozimento fosse 30 segundos, a taxa média de aquecimento HR2 na faixa de temperatura de 600°C a T1°C fosse 30 °C/segundo e, dessa forma, a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária foi formada sobre a superfície da chapa de aço.

[00131] No presente documento, a taxa média de resfriamento CR1 na faixa de temperatura de T2°C (900°C) a T1°C (1000°C) era 40 °C/segundo, e a taxa média de resfriamento CR2 na faixa de temperatura de 100°C ou mais e menos de T2°C (900°C) era 5 °C/segundo.

[00132] A solução de formação de revestimento isolante foi aplicada sobre a superfície da chapa de aço, o cozimento foi conduzido e, dessa forma, o revestimento isolante de tensão foi formado. A composição química da chapa de aço de base na chapa de aço elétrica com grão orientado produzida é mostrada na Tabela 1-2. Ademais, a adesão de revestimento do revestimento isolante foi avaliada, e as características magnéticas (ensidade de fluxo magnético) foram avaliadas. Tabela 1-2Tabela 1-2 -continuação-

[00133] A adesão de revestimento do revestimento isolante de tensão foi avaliada laminando-se uma peça de teste em torno do cilindro com 20 mm de diâmetro e medindo-se uma fração de área de revestimento restante após flexão a 180°. Em relação à fração de área de revestimento restante sem delaminação da chapa de aço, a fração de área de 95% ou mais foi considerada como "VG (muito boa)", a fração de área de 90% a menos de 95% foi considerada como "G (boa)", a fração de área de 80% a menos de 90% foi considerada como "F (justa)", e a fração de área menor que 80% foi considerada como "B (ruim)".

[00134] As características magnéticas foram avaliadas com base em JIS C 2550. A densidade de fluxo magnético B8 foi medida. B8 é a densidade de fluxo magnético sob o campo magnético de 800A/m, e se torna os critérios de julgamento se a recristalização secundária ocorrer adequadamente. Quando B8 era 1,89T ou mais, a recristaliza- ção secundária foi julgada como ocorrendo adequadamente.Para algumas chapas de aço, o revestimento isolante de tensão não foi formado após formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e, então, a chapa de aço foi submetida à avaliação da espessura da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a análise do elemento concentrado da interface. A espessura da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária foi medida por observação MET com base em um método revelado no Documento de Patente 10. O elemento concentrado da interface foi analisado por GDS. Na medição de GDS, o tempo de medição era 100 segundos, e o intervalo de tempo era 0,05 segundo. Os resultados de avaliação são mostrados na Tabela 2. A chapa de aço que satisfez a fórmula (1) foi considerada como "OK", e a chapa de aço que não satisfez a fórmula (1) foi considerada como "NG". Tabela 2Tabela 2 -continuação-

[00135] B1 a B14 eram exemplos inventivos e mostraram excelente adesão de revestimento. Entre esses, o teor de S em B1 estava fora da faixa preferencial, o teor de N em B2 estava fora da faixa preferencial e o teor de Mn em B3 e B14 estava fora da faixa preferencial. O teor de Si em B10 e B11 estava fora da faixa preferencial, e o teor de Al solúvel em ácido em B12 e B13 estava fora da faixa preferencial.

[00136] Por outro lado, embora elementos opcionais não estejam incluídos, os elementos em B4 foram controlados para estarem dentro da faixa preferencial ou a faixa mais preferencial e, dessa forma, B4 mostrou excelente adesão de revestimento de "G" em comparação com "F" em B1 a B3 e B10 a B14. B5 a B7 incluíram pelo menos um dentre Cr, Cu, Ca, Sn ou B que eram os elementos opcionais e, dessa forma, as avaliações dos mesmos foram "G". B8 e B9 incluíram cinco elementos de Cr, Cu, Ca, Sn e B que eram os elementos opcionais e, dessa forma, uma adesão de revestimento mais excelente de "VG" foi obtida.

[00137] Por outro lado, b1 a b8 eram exemplos comparativos. O teor de Si em b3 como tipo de aço a3 era excessivo, o teor de Al solúvel em ácido em b5 como tipo de aço a5 era excessivo, e o teor de N em b6 como tipo de aço a6 era excessivo. Dessa forma, as chapas de aço se tornaram frágeis à temperatura ambiente e a laminação a frio não poderia ser conduzida. A adesão de revestimento não poderia ser avaliada em b3, b5 e b6.

[00138] O teor de Si em b2 estava fora da faixa da presente invenção, e o teor de Mn em b7 estava fora da faixa da presente invenção. Dessa forma, a recristalização secundária não ocorreu em b2 e b7. Na chapa de aço em que a recristalização secundária não ocorreu, a adesão de revestimento da mesma foi insuficiente. Parecia que, quando a recristalização secundária não ocorreu, o tamanho de grão da chapa de aço era fino, a superfície era irregular e a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária não foi adequadamente formada. O teor de C em b1 era excessivo. Dessa forma, a recristalização secundária em si não ocorreu, C suprimiu a formação da camada concentrada da interface de Al que era vantajosa para a adesão de revestimento, e a avaliação foi "B". O teor de Al solúvel em ácido em b4 estava fora da faixa da presente invenção. Dessa forma, a camada concentrada da interface não foi formada, e a avaliação foi "B". O teor de S em b8 era excessivo. Dessa forma, S suprimiu a formação da camada concentrada da interface de Al que era vantajosa para a adesão de revestimento, e a avaliação foi "B".

Exemplo 2

[00139] O aço de silício que tem a composição mostrada na Tabela 1-1 foi recozido a 1100°C por 60 minutos. O aço foi laminado a quente para obter a chapa de aço laminada a quente de 2,6 mm. A chapa de aço laminada a quente foi recozida a 1100°C e foi decapada. A chapa de aço foi laminada a frio uma vez ou laminada a frio várias vezes com o recozimento intermediário para obter a chapa de aço laminada a frio que tem espessura final de 0,23 mm.

[00140] A chapa de aço laminada a frio que tem a espessura final de 0,23 mm foi submetida a recozimento por descarbonetação e reco- zimento por nitretação. O separador de recozimento que era uma pasta fluida aquosa contendo alumina como o componente principal foi aplicado à chapa de aço e, então, o recozimento final foi conduzido a 1200°C por 20 horas. A chapa recozida final foi recozida sob condições de modo que o grau de oxidação PH2O/PH2 fosse 0,005, a temperatura de recozimento fosse 800°C, o tempo de recozimento fosse 60 segundos, a taxa média de aquecimento HR2 na faixa de temperatura de 600°C a T1°C fosse 20 °C/segundo e, dessa forma, a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária foi formada sobre a superfície da chapa de aço.

[00141] No presente documento, a taxa média de resfriamento CR1 na faixa de temperatura de T2°C (900°C) a 1100°C era 20 °C/segundo, e a taxa média de resfriamento CR2 na faixa de temperatura de 100°C ou mais e menos de T2°C (900°C) era 10 °C/segundo.

[00142] A solução de formação de revestimento isolante foi aplicada sobre a superfície da chapa de aço, o cozimento foi conduzido e, dessa forma, o revestimento isolante de tensão foi formado. A adesão de revestimento do revestimento isolante foi avaliada, e as características magnéticas (densidade de fluxo magnético) foram avaliadas.

[00143] A espessura da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, o estado de concentração do elemento concentrado da interface por análise de GDS, e os resultados de avaliação da adesão de revestimento são mostrados na Tabela 3. A medição e a avaliação foram conduzidas com base naquelas do Exemplo 1. Em uma coluna de "elemento concentrado na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço" na Tabela 3, o elemento confirmado como concentrado por espectro de GDS é mostrado. A chapa de aço que satisfez as fórmulas (1) a (4) foi considerada como "OK", e a chapa de aço que não satisfez as fórmulas (1) a (4) foi considerada como "NG".

[00144] A composição química da chapa de aço de base na chapa de aço elétrica com grão orientado produzida é mostrada na Tabela 1-2. Tabela 3

[00145] C1 a C7 eram exemplos inventivos. Entre esses, C1 a C5 incluíram pelo menos um dentre Cr, Cu, Ca ou Sn que eram os ele-mentos opcionais. Dessa forma, em C1 a C5, a concentração (segre-gação) de pelo menos um dentre Cr, Cu, Ca ou Sn foi confirmada, e uma excelente adesão de revestimento de "G" foi obtida. C6 e C7 incluíram Cr, Cu, Ca, Sn e B que eram os elementos opcionais, a concentração de Cr, Cu e Ca foi confirmada e uma adesão de revestimento mais excelente de "VG" foi obtida em comparação com C1 a C5. Exemplo 3

[00146] O aço de silício que tem a composição mostrada na Tabela 1-1 foi recozido a 1100°C por 60 minutos. O aço foi laminado a quente para obter a chapa de aço laminada a quente de 2,6 mm. A chapa de aço laminada a quente foi recozida a 1100°C e foi decapada. A chapa de aço foi laminada a frio uma vez ou laminada a frio várias vezes com o recozimento intermediário para obter a chapa de aço laminada a frio que tem espessura final de 0,23 mm.

[00147] A chapa de aço laminada a frio que tem a espessura final de 0,23 mm foi submetida a recozimento por descarbonetação e reco- zimento por nitretação. O separador de recozimento que era uma pasta fluida aquosa contendo alumina como o componente principal foi aplicado à chapa de aço e, então, o recozimento final foi conduzido a 1200°C por 20 horas. A chapa recozida final foi recozida sob condições mostradas na Tabela 4-1 e Tabela 4-2 e, dessa forma, a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária foi formada sobre a superfície da chapa de aço. A solução de formação de revestimento isolante foi aplicada sobre a superfície da chapa de aço, o cozimento foi conduzido e, dessa forma, o revestimento isolante de tensão foi formado. A adesão de revestimento do revestimento isolante foi avaliada, e as características magnéticas (densidade de fluxo magnético) foram avaliadas.

[00148] A composição química da chapa de aço de base na chapa de aço elétrica com grão orientado produzida é mostrada na Tabela 1-2.

[00149] A espessura da camada de filme de óxido de SiO2 intermediária, o estado de concentração do elemento concentrado da interface por espectro de GDS, e os resultados de avaliação da adesão de re-vestimento são mostrados na Tabela 4-1 e Tabela 4-2. A medição e a avaliação foram conduzidas com base naquelas do Exemplo 1. A chapa de aço que satisfez a fórmula (1) foi considerada como "OK", e a chapa de aço que não satisfez a fórmula (1) foi considerada como "NG". Tabela 4-1 Tabela 4-1 -continuação-Tabela 4-2Tabela 4-2 -continuação-

[00150] D1 a D33 eram exemplos inventivos. Em D1 a D4 entre os mesmos, o tempo de recozimento para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a taxa média de aquecimento HR2 na faixa de temperatura de 600°C a T1°C estavam foram da faixa preferencial e, dessa forma, o resultado de avaliação da adesão de revestimento se tornou "F". Por outro lado, em D5 a D11, embora os elementos opcionais não estivessem incluídos, o tempo de recozimento para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a taxa média de aquecimento HR2 foram controlados para estarem dentro da faixa preferencial e, dessa forma, uma excelente adesão de revestimento de "G" foi obtida.

[00151] D12 a D22 são explicados abaixo. Em D16 a D18, a temperatura de recozimento, o tempo de recozimento e o grau de oxidação para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária foram controlados para estarem dentro da faixa preferencial, e também, a taxa de aquecimento foi controlada para estar dentro da faixa mais preferencial. Dessa forma, uma adesão de revestimento mais excelente de "VG" foi obtida. Em D12 a D15, embora a taxa de aquecimento fosse controlada para estar dentro da faixa preferencial, a temperatura de recozimento estava fora da faixa preferencial e, dessa forma, as avaliações das mesmas foram "G". Em D19 a D22, a temperatura de recozimento e o tempo de recozimento foram controlados para estarem dentro da faixa preferencial, e a taxa de aquecimento foi controlada para estar dentro da faixa mais preferencial. Entretanto, o grau de oxidação estava fora da faixa preferencial e, dessa forma, as avaliações do mesmo foram "G".

[00152] D23 a D33 incluíram Cr, Cu, Ca, Sn e B que eram os elementos opcionais e, dessa forma, uma excelente adesão de revestimento foi obtida em comparação com D1 a D22 que eram outros exemplos inventivos. Por exemplo, em D23 a D26, embora a tempera- tura de recozimento estivesse fora da faixa preferencial, uma excelente adesão de revestimento de "VG" foi obtida. Em D30 a D33, embora o grau de oxidação estivesse fora da faixa preferencial, uma excelente adesão de revestimento de "VG" foi obtida.

[00153] Por outro lado, d1 a d9 eram exemplos comparativos. Em d1 a d3 e d5, pelo menos um dentre a temperatura de recozimento, o tempo de recozimento e o grau de oxidação para formar a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária estava fora da faixa da presente invenção. Dessa forma, a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária não foi formada, e a adesão de revestimento foi insuficiente. Em d1 a d3, visto que o pico em relação a SiO2 não foi observado por GDS, Tp e Tf não poderiam ser definidos. Dessa forma, é mostrado como "-" na coluna "fórmula (1) - Al" de "análise de superfície de GDS" na Tabela 4.

[00154] Em d4, d8 e d9, embora a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária fosse formada, a taxa de resfriamento era muito rápida, o tempo para concentrar Al na interface entre a camada de filme de óxido de SiO2 intermediária e a chapa de aço não foi garantido e, dessa forma, o resultado de avaliação da adesão de revestimento se tornou "B (ruim)".

[00155] Visto que HR2 em d6 era maior que o limite superior e HR2 em d7 era menor que o limite inferior, óxidos diferentes de SiO2 foram excessivamente formados e, dessa forma, o resultado de avaliação da adesão de revestimento se tornou "B".

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00156] Conforme descrito acima, de acordo com os aspectos acima da presente invenção, é possível formar o revestimento isolante de tensão com excelente adesão de revestimento e sem deteriorar as ca-racterísticas magnéticas e sua estabilidade sobre a superfície da chapa de aço elétrica com grão orientado após o recozimento final em que a formação do filme de vidro é propositalmente suprimida, o filme de vidro é removido por esmerilagem, decapagem, ou similares, ou a su-perfície da chapa de aço é alisada para ser a superfície similar a espelho. Consequentemente, a presente invenção tem aplicabilidade Industrial significativa para utilizar e produzir a chapa de aço elétrica com grão orientado.

Claims

1. Chapa de aço elétrica com grão orientado, caracterizada pelo fato de que compreende: uma chapa de aço de base; uma camada de filme de óxido intermediária que está dis-posta na chapa de aço de base inclui SiO2, e tem uma espessura média de 1,0 nm a 1,0 μm; e um revestimento isolante de tensão que está disposto na in-terface entre a camada de filme de óxido intermediária e a chapa de aço, em que a chapa de aço de base inclui: como uma composi-ção química, em %, em massa 0,010% ou menos de C; 2,50 a 4,00% de Si; 0,0010 a 0,0100% de Al solúvel em ácido; 0,012% ou menos de N; 1,00% ou menos de Mn; 0,02% ou menos de S; em que Se ou Sb podem ser substituídos por uma parte de S, em que o valor convertido por Seq = S + 0,406Se ou Seq = S + 0,406Sb é usado; um saldo consistindo em Fe e impurezas, e em que uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Al) na camada de filme de óxido de intermediária satisfaz a seguinte fórmula (1), Fórmula 1 Tp : um tempo t (segundo) correspondente a um valor mínimo local de uma curva diferencial de tempo de segunda ordem de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si, Tf : um tempo t (segundo) correspondente a 2Tp - Ts quando Ts é um ponto de partida de análise de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de Si.

2. Chapa de aço elétrica com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço de base inclui ainda, como a composição química, em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,50% de Cr; 0,01 a 0,50% de Cu; e 0,001 a 0,05% de Ca, e em que uma curva diferencial de tempo fM(t) de um espectro de emissão óptica de descarga luminescente de um elemento metálico M (M: Cr, Cu, Ca) na camada de filme de óxido intermediária incluindo SiO2 satisfaz pelo menos um selecionado dentre as seguintes fórmulas (2) a (4), Fórmula 2

3. Chapa de aço elétrica com grão orientado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço de base in- clui ainda, como a composição química, em %, em massa, pelo menos um selecionado dentre 0,01 a 0,20% de Sn; e 0,001 a 0,010% de B.

4. Método de produção da chapa de aço elétrica com grão orientado, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o método compreende um processo de formação de camada de filme de óxido de formar uma camada de filme de óxido intermediária sobre uma chapa de aço, em que, no processo de formação de camada de filme de óxido, um recozimento é conduzido sob condições de modo que uma temperatura de recozimento T1 seja 600 a 1200°C, um tempo de recozimento seja 5 a 1200 segundos, um grau de oxidação PH2O/PH2 seja 0,15 ou menos e uma taxa média de aquecimento HR2 em uma faixa de temperatura de 600°C a T1°C seja 5 a 50 °C/segundo, e após o recozimento, uma taxa média de resfriamento CR1 em uma faixa de temperatura de T2°C a T1°C é 50 °C/segundo ou menos, e uma taxa média de resfriamento CR2 em uma faixa de temperatura de 100°C ou mais e menor que T2°C é mais lenta que CR1, quando T2 é uma temperatura expressa em T1°C - 100°C.