CN1054885C - 生产一种具有镜面和改进了铁损的晶粒取向电工钢板的方法 - Google Patents
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Abstract
所公开的是一种生产具有镜面的晶粒取向电工钢板的方法，所述钢板为带材形式，含有0.8-4.8%Si并已经受过一系列常规工序，此法包括有或没有退火的热轧，一次或至少二次的有中间退火的以得到最终厚度的冷轧，有或没有氮化处理的脱碳退火，涂覆一种主要含有非水合氧化物的退火隔离物，然后最终退火，其改进包括：
满足关系式
[A]＞0.2×[O]
其中[A]为退火隔离物中的碱金属杂质的总浓度(重量%)，
而[O]为就在最终退火前的钢板中所含的氧量(g/m2)。
Description
本发明涉及一种生产用作变压器或其他电器铁芯的晶粒取向电工钢板的方法。更确切地是，本发明涉及一种生产晶粒取向电工钢板的方法，以该方法，通过使钢板产生镜面并使其在表面区域没有析出物而减少铁损。
用于不同类型电工设备，主要是变压器的晶粒取向电工钢板材含有0.8-4.8％的Si并具有以{110}<001>取向择优排列的晶体结构。晶粒取向电工钢板所要求的特性为高磁通密度和低铁损，它们分别以B8和W17/50表示。一种显示低电能损耗的铁芯材料，即具有低铁损的晶粒取向电工钢板，从环境保护和能量节约的观点出发，是被强烈需求的。
铁损可细分成涡流损耗和滞后回线损失。前者与钢板磁畴宽度的减少成正比例降低，而后者可通过消除磁畴壁运动的障碍而被降低。所述障碍的主要原因是钢板的不均匀或粗糙表面以及钢板表面附近存在析出物。
在工业生产具有低铁损晶粒取向电工钢板中，已对磁畴改进技术的开发给予了优先权。例如，在日本未审的专利公开(公开)No.55-18566中公开了在用于叠层芯材料的情况下，通过激光束辐射将部分或直线微应变施加在终退火的钢板上。还有，如在日本未审定的专利公开(公开)No.61-117218中公开了在用于绕线芯材料的情况下，将消除应力退火施用在制造好的芯上而不产生磁畴改进的效果。按照上述方法，由于涡流损耗大量减少，总的铁损被降低。
另一方面，已推出以低成本生产具有低滞后回线损失的晶粒取向电工钢板的各种不同方法。这些方法针对着获得一种均匀和光滑，或镜面状的钢表面(后面文中称之为“镜面钢表面”)。然而，使用这些方法的工业生产尚未实现。
以下陈述为降低滞后回线损失的各种不同的常规方案并解释这些方案如何不能商业化。
在由现行生产工艺制得的晶粒取向电工钢板的表面上存在一主要由SiO2组成的内氧化物层一种主要由镁橄榄石(Mg2SiO2)组成的玻璃膜。所述的内氧化物层是通过脱碳退火在钢表面形成的。此外，上述玻璃膜是在终退火期间在上述内氧化物层上形成的，以避免线圈绕组彼此粘附，终退火使SiO2与MgO反应。
由于该玻璃膜是以上述内氧化物层为基础而形成的，所以在玻璃膜和钢板之间的界面是不光滑的，因为有析出物存在。结果，这些析出物成了磁畴运动的障碍物。根据各种不同的报道，例如由S.D.Washko，T.H.Shen及W.G.Morris在Journal of AppliedPhysics.，vol.53，pp8296-8298中所作的报导，这一现象是公知的。由此，已经建议了应付这一现象的各种不同方法。例如，这些方法中的一种是在最终退火期间防止玻璃膜的形成，而另一种是在除去玻璃膜后，通过化学和机械的抛光，得到均匀和光滑的表面。当使用为非水合氧化物的粗的和高纯氧化铝作为最终退火时的退火隔离物时，在所得到的产品的钢表面上不形成任何玻璃膜。在美国专利No.3785882中公开了这一方法。
然而，由于在最终退火后就在钢表面下方存在残留的沉积物以及残留的不均匀表面，所显示的铁损改进最多只有2％。
为了通过消除钢表面正下方存在的剩余沉积物而形成镜面，已知的是使用一种通过如日本未审定专利公开No.49-96920和60-39123中所公开的化学或电解抛光处理。上述这些方法适于在实验室中处理小试样，而尚未在工业规模生产中得到实际使用。这是因为控制化学浓缩的非常困难，并且需要废料处理装置。
就生产一种无析出物的具有镜面光结度钢表面的晶粒取向电工钢板而言，本发明人早先已提出了一种如日本未审定专利公开No.6-256848所述的，防止在钢表面正下方形成析出物的方法，该方法是通过酸洗消除在脱了碳的钢板上所形成的氧化物层后，借助于涂覆一种主要由氧化铝组成的退火隔离物。按照这一方法，与氧化物层未消除的情况下相比铁损可在W17/50时下降低0.1w/kg。尽管按照上述方法可以工业规模实施酸洗，但这一方法需要在酸洗装置中的额外投资从而增加生产成本。因而，对于开发一种通过简便的工艺并以低生产成本得到具有为降低铁损的镜面的晶粒取向电工钢板存在着强烈的需求。
本发明的主要目的是为了提供一种具有镜面并且降低了铁损的，在表面正下方无析出物的晶粒取向电工钢板。本发明的另一目的是提供一种简便的工艺方法，该方法通过取消酸洗步骤使生产成本降低。
本发明人进行了一系列旨在克服常规技术缺点并达到上述目的的试验，以开发一种为得到在晶粒取向电工钢板产品表面正下方无析出物的镜面钢表面的更有效的生产方法。
在这一研究中，本发明人发现了，在用作退火隔离物的氧化物中所含杂质的量，特别是碱金属的浓度，按照在脱碳退火时钢板中所含的氧量而得到控制，增加铁损的析出物形成可从一开始就得以防止，此外，镜面的形成可在最终退火步骤中得到促进。
按照本发明，为达到降低铁损借助使用一种主要由非水合氧化物组成的退火隔离物并控制在该退火隔离物中碱金属杂质的浓度以及就是在最终退火之前的钢板中的氧量而提供了一种具有低铁损镜面的晶粒取向电工钢板。更具体的是，按照本发明，通过满足以下关系式得到镜面：
[A]＞0.2×[O]，
其中[A]为退火隔离物中碱金属杂质的总浓度(重量％)，
而[O]为就在最终退火之前时，该钢板中的氧含量(g/m2)。
此外，本发明提供了一种主要由氧化铝组成的，含在退火隔离物中的非水合氧化物，以便得到镜钢表面和降低的铁损。
另外，上述碱金属杂质至少是由Li、Na和K中的一种组成。该退火隔离物另外还含有Li、Na或K的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物或乙酸盐中的至少一种。
从而，可通过一种简便的方法容易地获得在表面正下方无析出物的镜钢表面，以便降低铁损，特别是滞后回线损失。
图1示出了涂覆氧化铝作为退火隔离物，并随后进行最终退火的晶粒取向电工钢板的X射线衍射(CuKα)显微镜检查的结果。(a)示出了在使用高纯氧化铝情况下X射线衍射分析(CuKα)结果的一个实例。(b)示出了在使用含0.2(重量％)Na为杂质的氧化铝情况下X射线衍射分析(CuKα)结果的一个实例。
图2是说明在作为退火隔离的氧化铝中钠量与脱碳退火时钢板中氧含量以及就在钢表面下方析出物形成之间关系的曲线。“0”代表不存在析出物，而“·”代表存在析出物。
图3是显示涂覆了作为退火隔离物的氧化铝，然后作最终退火的晶粒取向电工钢板截面图的显微照片。(a)示出了在使用高纯氧化铝的情况下的一个实例。(b)示出了使用含0.2(重量％)Na为杂质的氧化铝情况下的一个实例。
本发明人使用了各种不同种类的氧化铝—通常是用作退火隔离物的氧化物，并发现，作为氧化铝中所含杂质的钠影响析出物的形成和钢表面的镜面状况。这是因为当存在大量Na时，即使存在氧化物膜，也能得到镜面。此外，当钢表面显示出镜面状况时，正在钢表面下方观察不到任何沉积物。本发明人还没有查明这一情况的原因。据认为，由于存在Na所以在最终退火步骤期间可能促使在脱碳退火时形成的SiO2减少。如果在最终退火步骤中易于发生SiO2的减少，则一度形成的正在钢表面下的析出物就减少并消失。要不然它们从一开始就不形成。结果，可容易地得到镜钢表面。
在生产晶粒取向电工钢板中，碳是一种为得到中间产物中所需晶体结构的基本元素，以便择优促进最终产品中{110}<001>晶体取向。尽管在早期生产阶段必须以所需的量包含碳，但残留在最终产品中的碳增加铁损。因此，要在湿的氢/氮混合气氛中进行一次重结晶退火以便脱碳。这种一次重结晶退火通常称为脱碳退火。在最终产品中剩余碳的浓度必须限至小于30ppm。
通常，脱碳反应的速度取决于脱碳气氛中氧的反应潜势。当氧的反应潜势变低时，脱碳反应减慢。另一方面反应的氧潜势可被增加，在电工钢板表面形成主要由SiO2组成的内氧化物层。目前，还没有找到，在脱碳期间中能够同时完成脱碳和形成内氧化物层，此外还不降低生产率的条件。
因此，在正常条件下处理的脱碳退火钢板必然地包括一层主要由SiO2组成的内氧化物层。如上所述，如果将粗的和高纯度氧化铝涂层覆在具有内氧化物层的脱碳钢板上，然后进行最终退火，则能得到在表面上没有氧化物膜的晶粒取向电工钢板。然而，这样得到的钢板不仅显示出镜钢表面，而且还正在钢表面下存在析出物。在示于图3(a)的钢板表面显微截面图中清楚地观察到这些析出物。
这些正形成于钢表面之下的析出物的化学结构取决于是不是在最终退火之前在钢板中含酸溶Al。当在最终退火之前钢板中含有酸溶铝时，通过X射线衍射(CuKα)显微镜检查观察到，所形成的析出物主要由莫来石(3Al2O3·2SiO2)组成。另一方面，当在最终退火之前钢板中不含有酸溶Al时，通过红外光谱观察残余物表明，所形成的析出物主要由SiO2组成。
由于正在钢表面之下所形成析出物的量随脱碳退火时露点的升高而增加，这些析出物之中所含SiO2的起源被认为是在脱碳退火时形成的含有SiO2的内氧化物层。另一方面，在析出物中所含的Al2O3起源被推定钢板中所含的为控制二次重结晶的酸溶Al，以及是用作退火隔离物的氧化铝。这是因为这些析出物不是暴露在钢表面。由上述事实出发，将会理解到，在脱碳退火期间形成的SiO2内氧化物层就留在钢表面的之下，因此这一SiO2不能被最终退火时的还原气氛所还原。特别是，当钢板中含有酸溶Al时，这酸溶Al能与SiO2反应并就在钢表面之下形成莫来石。由于这些析出物存在于钢板之内，它们在最终退火的后一半高温下的还原气氛条件下不能被还原。如果这些析出物不是在钢表面存在，则原子扩散被强力地促进，因此加速镜面光洁度的形成。另一方面，如果这些析出物就存在于钢表面之下，则原子扩散的促进作用被阻止，因此在最终退火时镜面光洁度的形成也被阻止。
考虑到有关在最终退火时正在钢表面之下形成析出物的上述机理，在下述条件下生产晶粒取向电工钢板中总是会产生问题：(1)当钢含吸Si时，(2)当必需进行脱碳退火时，以及(3)当在最终退火期间形成镜面而不形成含有镁橄榄石的玻璃膜时。从而，根据上述条件(1)-(3)基本上可将本发明应用于生产所有种类的晶粒取向电工钢板。
本发明人使用了各种不同种类的氧化铝，该氧化物是通常用作退火隔离物的，所述氧化铝含有不同量的杂质，如Na、K或Li和/或其他合物，并且发现，当氧化铝中含有Na为杂质时，即使存在氧化物膜，它也会影响析出物的形成和镜面亮度的状况。此外，这一现象取决于Na量。因此，当使用含大量Na的氧化铝作为退火隔离物时，正在钢表面之下发现不到任何析出物并得到镜状表面。在图3(a)和图1(b)的显微镜图中清楚地观察到这一现象。本发明人迄今尚不清楚这一现象的原因。人们假设，因为存在Na，所以在脱碳退火时形成的SiO2的减少可在最终退火步骤中被加速。如果在最终退火步骤中容易发生SiO2的减少，在正钢表面之下形成的析出物则减少并消失，或本来就不形成。结果，如果使用含有大量Na的氧化铝作为退火隔离物。则可容易地得到镜面。
根据对为阻止正在钢表面之下形成析出物所需的氧化铝中的Na浓度的进一步研究发现，析出物的存在取决于脱碳退火中的氧含量。图2示出了氧化铝中的Na浓度和正在钢表面之下的析出物的析出状态。当经脱碳钢板中氧含量少时，所需的Na量也少。这导出了如下关系式：
[A]＞0.2×[O]其中[A]为用作退火隔离物的氧化铝中的Na浓度(重量％)，而[O]为脱碳钢板的每个表面的氧含量(g/m2)。因此，当脱碳钢板和退火隔离物满足上述关系式时，最终得到的产品别无析出物并具有镜面。
为了满足上述用作退火隔离物的氧化铝中所含Na的关系，较佳的是降低脱碳退火气氛的露点，或在脱碳退火后通过轻度酸洗消除氧化物膜。此外，为了满足上述在脱碳钢板的氧含量下的关系，较佳的是选择含合适量Na为杂质的氧化铝，或将所需量任意不同的钠化合物，如钠的氧化物、氢氧化物、氯化物、硫酸盐或硝酸盐等加入氧化铝中。在上述每种情况下，均可得到镜面。至于含在氧化铝中的除Na以外的杂质，碱金属，如Li和K等，显示出与Na相同的作用。因此，可将锂化合物或钾化合物加入氧化铝中。
在可应用本发明实际生产晶粒取向电工钢板时，可使用典型的常规工艺方法。这些方法包括在美国专利No.1,965,559中所公开的使用MnS作为主要抑制剂的N.P.Goss等人的方法、在美国专利No3,287,183中所公开的使用AlN和MnS作为主要抑制剂的Taguchi，Sakakura等人的方法以及在日本专利公告No.昭60-45285(公告)中所公开的使用(Al，Si)N作为主要抑制剂的Komatsu等人的方法。以下说明本发明的钢的组分和所使用的量。
碳是一种为形成γ相所需并为在最终退火之前控制一次重结晶结构以保证合适的二次重结晶所必需的元素。因此，在冷轧钢板中所含的碳必须在0.02-0.1％范围内。如果碳含量大于0.1％，则一次重结晶结构恶化并为脱碳需要长的时期。
硅是提高电阻和降低铁损的重要元素。如果硅含量小于0.8％，则在最终退火时发生α向γ的转变并损害晶体结构和取向，而如果硅含量大于4.8％，则因为裂纹，使冷轧变得困难。较佳的硅含量为0.8％-4.8％。
锰和硫形成抑制一次晶粒产生的抑制剂。为了保证稳定的二次重结晶，锰和硫的含量必须各被限制在0.02-0.3％和0.005-0.40％的范围内。
酸溶铝是一种基本元素，它与氮结合形成AlN或(Al，Si)N作为抑制剂以得到高磁通密度。较佳的酸溶铝的含量为0.012-0.05％。
氮也是一种基本元素，它与酸溶性铝结合形成一种抑制剂。如果氮含量大于0.01％，则在最终产品中不合要求地形成结疤。较佳的氮含量为不大于0.01％。
除酸溶铝外，其他元素，如B、Bi、Pb、S、Se、Sn或Ti也可被用于形成抑制剂。
用已知方法调到上述成分范围内的热轧带钢直接地冷轧或短时热轧带材退火。所述热轧带材退火对改进最终产品的磁性能量是有效的，并在750℃和1200℃之间的温度下进行30秒至30分钟。根据所需的产品质量或成本决定退火条件。
在使用AlN或(Al，Si)N作为抑制剂的情况下，用在日本专利公告(公告)No.昭40-15644中所公开的已知冷轧方法，在与最终厚度的压缩比大于8％的条件下进行冷轧。当然，冷轧条件可根据所用的抑制剂是可变的。
然后在湿气氛中，于750℃和900℃之间的温度下对冷轧钢带进行脱碳退火，以进行一次重结晶并从冷轧钢带中除去碳。在使用(Al，Si)N作为主要抑制剂的情况下，在脱碳退火后进行氮化处理。所述的氮化处理在含具有氮化能力的NH3气氛气体中进行。氮化量为钢板中所含氮总量的0.005％以上，较佳的是大于钢板的铝当量。
随后，将一种退火隔离物涂覆在脱碳或氮化的钢带上以便在最终退火时形成玻璃膜并防止粘结。在本发明中可使用的退火隔离物是一种难于水合的氧化物。如果使用一种易于水合的氧化物，如像MgO，则在最终退火时在钢表面发生过氧化反应或由于与由脱碳形成的氧化物膜反应在钢表面形成一层氧化物层，从而得不到镜面。
如果退火隔离物是一种具有非水合特性的稳定氧化物，则并不限于特定的氧化物。可以使用像ZrO2或Y2O3那样的氧化物。
氧化铝由于其非水合特性和低成本，所以是一种本发明的合适氧化物。合适的是使用价格不贵的氧化铝，因为它含有大量钠。用常规方法或通过静电涂覆以浆状施用这一退火隔离物。当此退火隔离物被悬浮在水中时，合乎要求的是向该悬浮液添加抗蚀剂以防止涂覆时钢表面生锈。在使用较粗的悬浮在水中的氧化物颗粒情况下，添加粘结剂，如甲基纤维素以改进涂覆能力和粘合能力。
为得到本发明镜面的规定的要求是在脱碳退火和涂覆退火隔离物时必须满足如下所规定的条件。所述的条件是关系式：[A]＞0.2×[O]，其中[O]为就在最终退火前时钢板中的氧量(g/m2)，而[A]为退火隔离物中碱金属杂质的总浓度(重量％)。
上述条件可通过如下手段达到。当使用含有低浓度碱金属杂质的氧化物作为退火隔离物时，可在脱碳退火后通过轻度酸洗处理降低钢板中的氧含量。但是，从生产成本观点出现，这一方法是不可推荐的，因为这需要额外的步骤。在脱碳退火工序中，可根据当脱碳差不多完成时在钢板中所含的产生的氧量，使用含有碱金属杂质的非水合氧化物作为退火隔离物，并选择可避免钢板氧化的一种合适的气氛和退火周期。
可采用以下手段以保证作为退火隔离物的非水合氧化物中碱金属杂质的必要浓度。通常使用的价格低廉的市售氧化铝，由于其生产方法，天然地含有杂质Na约0.2％的量。因此，这一低价的市售氧化铝对达到本发明的目的作为退火隔离物非常有用。当氧化铝中所含Na杂质的量不足以与钢板的氧化量匹配时，或使用没有碱金属杂质的非水合氧化物作为退火隔离物时，将一种碱金属氯化物(或盐)加入此氧化物粉末或将一种碱金属氯化物(或盐)以必要量溶于制备退火隔离物的浆料中。对于此碱金属氯化物(或盐)而言，可行的是使用一种水溶性盐，该盐选自由Na、K或Li等的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物或乙酸盐等构成的物组。
最后，在涂覆退火隔离物后，为二次重结晶和净化，进行最终退火。如日本未审定专利公开(公开)No.2-258929所公开的，在加热步骤中保持恒定温度以促进二次重结晶的规定加热周期对提高磁通密度是有效的。
在最终退火中完成二次重结晶后，将加热后的钢带在温度大于100℃时，在100％的氢气氛中保温以进行净化氮化物和对钢表面作镜面调整。
将一绝缘涂层敷加在钢带上以产生拉紧效果并降低铁损。此外，可应用通过激光辐射的磁畴改善处理以进一步降低铁损。
现在将参照如下实施例详细地说明本发明，但这并不意味着限定本发明的范围。本发明将可应用于迄今已公开的，单独或结合一起满足以下条件的其他钢组成或其他生产工艺方法：(1)钢含有Si，(2)必需脱碳退火，以及(3)在生产晶粒取向电工钢板中最终退火时形成镜面而没有含镁橄榄石的玻璃膜。实施例1
将一种含0.05％(重量)C、3.3％(重量)Si、0.1％(重量)Mn、0.007％(重量)S、0.03％(重量)酸溶Al、0.008％(重量)N、以及0.05％(重量)Sn，其余量包括Fe和不可避免杂质的晶粒取向电工钢材进行处理，所用的方法为普通生产步骤，即热轧至2.3mm厚度，在温度1100℃下热轧带材退火2分钟，而后冷轧至0.23mm最终厚度同时酸洗。而后，将这样得到的冷轧带材在不同的气氛中经不同的退火时间通过脱碳退火进行处理。钢板中的氧含量示于表1。然后，在NH3气氛气体中进行氮化处理，使钢板中氮含量达到0.025％以强化抑制剂。随后，将一种退火隔离物涂覆在氮化的钢板上。将常规的MgO涂敷在一些钢板上，将含有不同种类碱金属为杂质的和浆状的不同浓度的氧化铝涂敷在所留的钢板上。然后，进行最终退火，所用方法是在100％氮气中以10℃/时的恒定加热速率将钢板加热至1200℃，并将其在100％氢气中于温度1200℃下保持20小时。在1200℃时将气氛气体由氮转换成氢。最后，将绝缘涂层和由激光辐射进行的磁畴改进处理强加在最终退火的钢板。得到的产品具有示于表1中的磁性能。
表1
实施例2
| 氧量/单位表面(g/m2) | 退火隔离物的种类 | 退火隔离物中杂质Na浓度(重量％) | 加入退火隔离物的碱金属量(重量％) | 碱金属加入的方法 | 钢表面的状况 | 正在表面之下有无析出物 | 磁性能 | ||
| B8(T) | W17/50(w/kg) | ||||||||
| 比较例1 | 0.7 | MgO | - | - | - | 玻璃膜 | - | 1.91 | 0.80 |
| 比较例2 | 0.7 | Al2O3 | 0.12 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.92 | 0.81 |
| 本发明1 | 0.7 | Al2O3 | 0.20 | - | - | 镜面 | 无 | 1.94 | 0.63 |
| 本发明2 | 0.5 | Al2O3 | 0.05 | 0.10 | 加入NaOH | 镜面 | 无 | 1.94 | 0.63 |
| 比较例3 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.95 | 0.79 |
| 本发明3 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | - | - | 镜面 | 无 | 1.95 | 0.62 |
| 本发明4 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入KOH | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.61 |
| 本发明5 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入LiOH | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.62 |
| 比较例4 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.94 | 0.80 |
| 本发明6 | 0.2 | Al2O3 | 0.08 | - | - | 镜面 | 无 | 1.97 | 0.58 |
| 本发明7 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaCl | 境面 | 无 | 1.96 | 0.61 |
| 本发明8 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaNH3 | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.60 |
| 本发明9 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入乙酸钾 | 境面 | 无 | 1.95 | 0.62 |
将含有0.07％(重量)C、3.3％(重量)Si、0.07％(重量)Mn、0.025％(重量)S、0.026％(重量)酸溶Al、0.008％(重量)N、和0.1％(重量)Sn，余量包括Fe和不可避免杂质的晶粒取向电工钢板材进行处理，所用的方法是普通生产步骤，即热轧至2.3mm厚度，热轧过的带材在1100℃温度不退火2分钟，然后冷轧至最终厚度0.23mm，同时酸洗。而后，通过在不同的气氛中经不同的退火时间经脱碳退火，处理这样得到的冷轧带材。钢板中的氧含量示于表2。
随后，将一种退火隔离物涂敷在脱碳后的钢带上。将常规的MgO涂敷在一些钢板上，而将含有不同种类的，作为杂质的碱金属的氧化铝和不同浓度的浆料涂敷在其余的钢板上。然后，进行最终退火，所用的方法是在含有15％氮和85％氢气的混合气氛中，以15℃/时的恒定加热速率将钢板加热至1200℃，然后进一步在1200℃温度下将此钢在100％氢气中保持20小时。最终在1200℃将气氛的气体由氮转换至氢。最后，将绝缘涂层和通过激光幅射进行的磁畴改进处理施用在最终退火的带材上。得到的产品具有如表2所示的磁性能。
表2
实施例3
| 氧量/单位表面(g/m2) | 退火隔离物的种类 | 退火隔离物中杂质Na浓度(重量％) | 加入退火隔离物的碱金属量(重量％) | 碱金属加入的方法 | 钢表面的状况 | 正在表面之下有无析出物 | 磁性能 | ||
| B3(T) | W17/50(w/kg) | ||||||||
| 比较例1 | 0.7 | MgO | - | - | - | 玻璃膜 | - | 1.90 | 0.81 |
| 比较例2 | 0.7 | Al2O3 | 0.12 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.92 | 0.80 |
| 本发明1 | 0.7 | Al2O3 | 0.20 | - | - | 镜面 | 无 | 1.93 | 0.65 |
| 本发明2 | 0.5 | Al2O3 | 0.05 | 0.10 | 加入NaOH | 镜面 | 无 | 1.93 | 0.66 |
| 比较例3 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | - | - | 非镜面 | 无 | 1.94 | 0.78 |
| 本发明3 | 0.3 | Al2O3 | 0.08 | - | - | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.60 |
| 本发明4 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入KOH | 镜面 | 无 | 1.95 | 0.61 |
| 本发明5 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入LiOH | 镜面 | 无 | 1.95 | 0.62 |
| 比较例4 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.94 | 0.80 |
| 本发明6 | 0.2 | Al2O3 | 0.08 | - | - | 镜面 | 无 | 1.95 | 0.60 |
| 本发明7 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaCI | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.60 |
| 本发明8 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaNH3 | 镜面 | 无 | 1.95 | 0.61 |
| 本发明9 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入乙酸钾 | 镜面 | 无 | 1.96 | 0.62 |
将含有0.05％(重量)C、3.3％(重量)Si、0.07％(重量)Mn、和0.025％(重量)S，余量包括Fe和不可避免杂质的晶粒取向电工钢材进行处理，所用的方法是普通生产步骤，即热轧至2.5mm厚度，同时酸洗，而后冷轧至最终厚度0.30mm，同时在900℃温度下进行中间退火经2分钟。然后，将这样得到的冷轧带材以不同的气氛和不同的退火时间进行的脱碳退火处理。此钢板中的氧量示于表3。随后，将一种退火隔离物涂敷在此脱碳后的钢带上。
将常用的MgO涂敷在一些钢板上，而将含有不同种类作为杂质的碱金属的氧化铝并以不同浓度浆料涂敷在其余钢板上。然后，进行最终退火，所用的方法是在含有15％氮和85％氢的混合气氛中，以15℃/时的恒定加热速率将该钠板加热至1200℃并在1200℃温度下将这些钢板保持在100％氢气氛中经20小时。在1200℃下将气氛的气体由氮转换为氢。最后，将绝缘涂层和通过激光幅射进行的磁畴改进处理施加给最终退火的钢板。得到的产品具有示于表3的磁性能。
表3
| 氧量/单位表面(g/m2) | 退火隔离物的种类 | 退火隔离物中杂质Na浓度(重量％) | 加入退火隔离物的碱金属量(重量％) | 碱金属加入的方法 | 钢表面的状况 | 正在表面之下有无析出物 | 磁性能 | ||
| B3(T) | W17/50(w/kg) | ||||||||
| 比较例1 | 0.7 | MgO | - | - | - | 玻璃膜 | - | 1.85 | 1.21 |
| 比较例2 | 0.7 | Al2O3 | 0.12 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.87 | 1.17 |
| 本发明1 | 0.7 | Al2O3 | 0.20 | - | - | 镜面 | 无 | 1.87 | 1.07 |
| 本发明2 | 0.5 | Al2O3 | 0.05 | 0.10 | 加入NaOH | 境面 | 无 | 1.86 | 1.06 |
| 比较例3 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.87 | 1.17 |
| 本发明3 | 0.3 | Al2O3 | 0.08 | - | - | 境面 | 无 | 1.87 | 1.07 |
| 本发明4 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入KOH | 镜面 | 无 | 1.86 | 1.07 |
| 本发明5 | 0.3 | Al2O3 | 0.03 | 0.05 | 加入LiOH | 镜面 | 无 | 1.86 | 1.07 |
| 比较例4 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | - | - | 非镜面 | 有 | 1.86 | 1.18 |
| 本发明6 | 0.2 | Al2O3 | 0.08 | - | - | 镜面 | 无 | 1.87 | 1.06 |
| 本发明7 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaCI | 镜面 | 无 | 1.87 | 1.07 |
| 本发明8 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入NaNH3 | 镜面 | 无 | 1.86 | 1.07 |
| 本发明9 | 0.2 | Al2O3 | 0.015 | 0.05 | 加入乙酸钾 | 镜面 | 无 | 1.86 | 1.07 |
Claims (7)
1.一种生产具有镜面的晶粒取向电工钢板的方法，所述钢板为带材形式，含有0.02-0.1％C和0.8-4.8％Si并已经受过一系列常规工序，此法包括有或没有退火的热轧，一次或至少二次的有中间退火的以得到最终厚度的冷轧，有或没有氮化处理的脱碳退火，涂覆主要含有非水合氧化物的一种退火隔离物，然后最终退火，其改进包括：
满足关系式
[A]＞0.2×[O]
其中[A]为退火隔离物中的碱金属杂质的总浓度(重量％)，而[O]为正好在最终退火前的钢板中所含的氧量(g/m2)。
2.一种生产具有镜面的晶粒取向电工钢板的方法，所述钢板为带材形式，含有0.02-0.1％C、0.8-4.8％ Si、0.012-0.05％酸溶Al、小于0.01％的N和0.02-0.3％Mn并已经受过一系列常规工序，包括有或没有退火的热轧，一次或至少二次有中间退火的以得到最终厚度的冷轧，有氮化处理的脱碳退火，涂覆一种主要含有非水合氧化物的退火隔离物及最终退火，其改进包括：
满足关系式
[A]＞0.2×[O]
其中[A]为退火隔离物中的碱金属杂质的总浓度(重量％)，而[O]为正好在最终退火前的钢板中所含的氧量(g/m2)。
3.一种生产具有镜面的晶粒取向电工钢板的方法，所述钢板为带材形式，含有0.02-0.1％C、0.8-4.8％Si、0.012-0.05％酸溶Al、小于0.01％的N、0.02-0.3％Mn、以及0.005-0.040％S并已经受过一系列常规工序，该法包括有或没有退火的热轧，一次或至少二次的有中间退火的以得到最终厚度的冷轧，脱碳退火，涂覆一种主要含有非水合氧化物的退火隔离物然后最终退火，其改进包括：
满足关系式
[A]＞0.2×[O]
其中[A]为退火隔离物中的碱金属杂质的总浓度(重量％)，而[O]为正好在最终退火前的钢板中所含的氧量(g/m2)。
4.一种生产具有镜面的晶粒取向电工钢板的方法，所述钢板为带材形式，含有0.02-0.1％C、0.8-4.8％Si、小于0.01％的N、0.02-0.3％Mn、以及0.005-0.040％S并已经受过一系列常规工序，此法包括有或没有退火的热轧，一次或至少二次的有中间退火的以得到最终厚度的冷轧，脱碳退火，涂覆一种主要含有非水合氧化物的退火隔离物，然后最终退火，其改进包括：
满足关系式
[A]＞0.2×[O]
其中[A]为退火隔离物中的碱金属杂质的总浓度(重量％)，而[O]为正好在最终退火前的钢板中所含的氧量(g/m2)。
5.权利要求1的方法，其中非水合氧化物主要由氧化铝组成。
6.权利要求1的方法，其中退火隔离物中的碱金属杂质主要是选自由Li、Na或K组成的物组中的一种或多种金属组成。
7.权利要求1的方法，其中此退火隔离物含有选自由Li、Na或K的氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物或乙酸盐所构成的物组中的一种或多种化合物。
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