CN107406935A - 方向性电磁钢板 - Google Patents

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Abstract

一种方向性电磁钢板，其具备具有形成了槽的钢板表面的钢板，所述槽在与轧制方向交叉的方向上延伸并且槽深度方向为板厚方向，其中，在包含有槽延伸方向和所述板厚方向的槽纵向断面上看所述槽的情况下，构成所述槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1μm～3μm，构成所述槽底区域的所述轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm。

Description

方向性电磁钢板
技术领域
本发明涉及方向性电磁钢板。
本申请基于2015年4月20日在日本申请的特愿2015-086299号而主张优选权，并将其内容援用于此。
背景技术
以往，作为变压器的铁芯(core)用的钢板，众所周知的是在特定的方向上发挥优良的磁特性的方向性电磁钢板。该方向性电磁钢板是通过冷轧处理和退火处理的组合来控制了晶体取向以使得晶粒的易磁化轴与轧制方向一致的钢板。方向性电磁钢板的铁损优选尽可能低。
铁损分为涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗进一步分为经典涡流损耗和异常涡流损耗。为了减少经典涡流损耗，通常已知的是在如上述那样控制了晶体取向的钢板(基体钢)的表面形成有绝缘覆盖膜的方向性电磁钢板。该绝缘覆盖膜不仅为电绝缘性，而且还起到赋予钢板张力和耐热性等的作用。此外，近年来，还已知一种在钢板与绝缘覆盖膜之间形成有玻璃覆盖膜的方向性电磁钢板。
另一方面，作为减少异常涡流损耗的方法，已知有磁畴控制法，该方法通过沿着轧制方向以规定间隔形成在与轧制方向交叉的方向上延伸的形变来使180°磁畴的宽度变窄(进行180°磁畴的细化)。该磁畴控制法被分类为通过非破坏性手段对方向性电磁钢板的钢板施以上述形变的非破坏性磁畴控制法和例如在钢板的表面形成槽等的破坏性磁畴控制法。
在使用方向性电磁钢板制造变圧器用的带绕铁芯时，为了除去因方向性电磁钢板被卷绕成卷状而发生的形变，需要实施应力消除退火处理。使用通过非破坏性磁畴控制法施以了形变的方向性电磁钢板来制造带绕铁芯时，由于应力消除退火处理的实施使得形变消失，所以磁畴细化效果(即异常涡流损耗的减少效果)也消失。
另一方面，使用通过破坏性磁畴控制法施以了槽的方向性电磁钢板来制造带绕铁芯时，由于应力消除退火处理的实施不会使槽消失，所以能够维持磁畴细化效果。因此，对带绕铁芯来说，作为减少异常涡流损耗的方法，一般采用破坏性磁畴控制法。此外，在制造变圧器用的层压铁芯时，不会发生带绕铁芯的形变那样的问题，所以能够有选择性地采用非破坏性磁畴控制法和破坏性磁畴控制法中的任一方。
作为破坏性磁畴控制法，通常已知：通过电解蚀刻在方向性电磁钢板的钢板表面形成槽的电解蚀刻法(参照下述专利文献1)、通过在方向性电磁钢板的钢板表面机械地压过齿轮从而将钢板表面形成槽的齿轮压制法(参照下述专利文献2)、通过激光照射而在方向性电磁钢板的钢板表面形成槽的激光照射法(参照下述专利文献3)。
在电解蚀刻法中，例如在通过激光或机械手段将钢板表面的绝缘覆盖膜(或玻璃覆盖膜)以线状除去后，对钢板的露出部分实施电解蚀刻，由此在钢板表面形成槽。在采用这样的电解蚀刻法的情况下，方向性电磁钢板的制造工序复杂，其结果是，有制造成本增高的问题。另外，在齿轮压制法中，方向性电磁钢板的钢板是含有大约3质量％的Si的非常硬的钢板，所以容易发生齿轮的磨损及损伤。在采用这样的齿轮压制法的情况下，如果齿轮磨损则槽的深度发生偏差，因此有不能充分获得异常涡流损耗的减少效果的问题。
另一方面，在采用激光照射法的情况下，能够比较容易并且稳定地在钢板表面形成槽，所以不会发生上述那样的电解蚀刻法的问题和齿轮压制法的问题。因此，近年来，作为方向性电磁钢板的磁畴控制法，广泛采用激光照射法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭62-54873号公报
专利文献2：日本特公昭62-53579号公报
专利文献3：日本特开平6-57335号公报
发明内容
发明要解决的课题
在作为方向性电磁钢板的磁畴控制法而采用激光照射法的情况下，可列举以下一种制造工艺：在钢板表面上形成绝缘覆盖膜后，通过从绝缘覆盖膜的上方向钢板表面照射激光，从而在钢板表面上形成槽。在这种情况下，由于激光照射刚刚完成后的槽是暴露于外部的，所以为了防止槽上生锈，需要在槽形成后再次在钢板上形成绝缘覆盖膜。
形成了槽的区域上的绝缘覆盖膜的厚度大于其它区域上的绝缘覆盖膜的厚度，所以形成了槽的区域上的钢板与绝缘覆盖膜的密合性(也称为粘附性)比其它区域差。其结果是，槽周边的绝缘覆盖膜容易产生裂纹或剥离。如果绝缘覆盖膜产生裂纹或剥离，则钢板上容易生锈。
这样，在作为方向性电磁钢板的磁畴控制法而采用激光照射法的情况下，有方向性电磁钢板的耐锈蚀性下降的问题。例如，如果生锈则其周边的覆盖膜就会剥离，在层间电流显著流动的情况下有铁损增大的可能性。还有，万一钢板因铁锈而腐蚀的话，非磁性部就会扩大，也有可能无法保持最佳的磁畴细化条件。
此外，即使在采用在钢板表面上形成绝缘覆盖膜之前、通过照射激光在钢板表面上形成槽、然后在钢板表面上形成绝缘覆盖膜的制造工艺的情况下，也会发生上述问题。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提高为了磁畴细化而在钢板表面形成了槽的方向性电磁钢板的耐锈蚀性。
用于解决课题的手段
本发明的要旨如下所述。
(1)本发明的一个方案的方向性电磁钢板具备具有形成了槽的钢板表面的钢板，所述槽在与轧制方向交叉的方向上延伸并且槽深度方向为板厚方向，其中，在包含有槽延伸方向和所述板厚方向的槽纵向断面上看所述槽的情况下，构成所述槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1μm～3μm，构成所述槽底区域的所述轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm。该方向性电磁钢板进一步具备绝缘覆盖膜，在与所述槽延伸方向正交的槽横向断面上看所述槽的情况下，在将以所述槽与所述钢板表面的边界为起点、在所述槽横向断面上与所述板厚方向正交且远离所述槽的方向上为10μm～500μm的区域定义为粒子存在区域时，所述粒子存在区域中的所述绝缘覆盖膜含有等效圆直径为0.1μm～2μm的含铁粒子，所述含铁粒子的面积相对于所述粒子存在区域的面积的比例为0.1％以上且低于30％，所述含铁粒子的化学成分含有80～100质量％的Fe、0～10质量％的Si和0～10质量％的Mg。
(2)上述(1)所述的方向性电磁钢板可以在所述钢板与所述绝缘覆盖膜之间进一步具备玻璃覆盖膜。在这种情况下，在将与所述玻璃覆盖膜和所述绝缘覆盖膜中所含的以质量分率计的平均Mg含量进行比较、Mg含量平均满足1.3倍以上的所述玻璃覆盖膜和所述绝缘覆盖膜中的区域定义为Mg浓集区域时，在与所述槽延伸方向正交的槽横向断面上看所述槽的情况下，所述Mg浓集区域可以包含在以所述槽与所述钢板表面的边界为起点、在所述槽横向断面上与所述板厚方向正交且远离所述槽的方向上为0.1μm～10μm的区域之内。另外，在从所述板厚方向看所述槽的情况下，所述Mg浓集区域沿着所述槽延伸方向连续地存在或者多个所述Mg浓集区域沿着所述槽延伸方向隔开间隔地存在，沿着所述槽延伸方向彼此相邻的所述Mg浓集区域间的距离可以为超过0且100μm以下。
(3)根据上述(2)所述的方向性电磁钢板，其中，在所述槽上形成有平均厚度为0μm～5μm的所述玻璃覆盖膜和平均厚度为1μm～5μm的所述绝缘覆盖膜，在所述钢板上形成有平均厚度为0.5μm～5μm的所述玻璃覆盖膜和平均厚度为1μm～5μm的所述绝缘覆盖膜，在所述槽上形成的所述玻璃覆盖膜的所述平均厚度可以薄于在所述钢板上形成的所述玻璃覆盖膜的所述平均厚度。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项所述的方向性电磁钢板，其中，在所述钢板中，与所述槽接触的晶粒的粒径可以为5μm以上。
发明效果
根据本发明的上述方案，可以提高为了磁畴细化而在钢板的表面形成了槽的方向性电磁钢板的耐锈蚀性。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的方向性电磁钢板1的俯视图。
图2是沿图1的A-A线的向视剖视图(在包含槽延伸方向的断面上看槽5的图)。
图3是沿图1的B-B线的向视剖视图(在与槽延伸方向正交的断面上看槽5的图)。
图4是有关槽5的槽基准线BL的定义的第1说明图。
图5A是有关槽5的槽基准线BL的定义的第2说明图。
图5B是有关槽5的槽基准线BL的定义的第3说明图。
图6是有关槽5的槽基准线BL的定义的第4说明图。
图7是沿图6的C-C线的向视剖视图并且是有关槽5的槽底区域5a的定义的说明图。
图8是表示构成槽底区域5a的轮廓的粗糙度曲线RC的示意图。
图9是沿图6的E-E线的向视剖视图并且是有关槽区域5b、钢板区域2b、粒子存在区域W1以及Mg浓集区域W2的定义的说明图。
图10是表示从板厚方向Z看槽5时的Mg浓集区域W2的示意图。
图11是表示方向性电磁钢板1的制造工艺的流程图。
图12是有关方向性电磁钢板1的制造工艺中的激光照射工序S08的第1说明图。
图13A是有关方向性电磁钢板1的制造工艺中的激光照射工序S08的第2说明图。
图13B是有关方向性电磁钢板1的制造工艺中的激光照射工序S08的第3说明图。
图14是有关方向性电磁钢板1的制造工艺中的激光照射工序S08的第4说明图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选的实施方式进行详细说明。不过，本发明并不仅限于本实施方式中公开的构成，可以在不超出本发明的宗旨的范围内进行各种更改。另外，下述的数值限定范围中，下限值和上限值包含在其范围内。
不过，表述成“超过”下限值的数值限定范围不包含下限值，表述成“低于”上限值的数值限定范围不包含上限值。
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行详细说明。
图1是本实施方式的方向性电磁钢板1的俯视图。图2是沿图1的A-A线的向视剖视图。图3是沿图1的B-B线的向视剖视图。此外，在图1～图3中，将方向性电磁钢板1的轧制方向定义为X、将方向性电磁钢板1的板宽度方向(在同一平面内与轧制方向正交的方向)定义为Y、将方向性电磁钢板1的板厚方向(与XY平面正交的方向)定义为Z。
如图1～3所示，方向性电磁钢板1具备：钢板(基体钢)2，其通过冷轧处理和退火处理的组合来控制晶体取向使得晶粒的易磁化轴与轧制方向X一致；玻璃覆盖膜3，其形成在钢板2的表面(钢板表面2a)上；和绝缘覆盖膜4，其形成在玻璃覆盖膜3的表面上。
如图1所示，为了磁畴细化，在钢板表面2沿着轧制方向X按规定间隔形成有在与轧制方向X交叉的方向上延伸并且槽深度方向与板厚方向Z一致的多条槽5。即，图2是在包含有槽延伸方向和板厚方向Z的断面上看一条槽5的图。图3是在与槽延伸方向正交的断面上看一条槽5的图。此外，槽5以与轧制方向X交叉的方式进行设置即可，不一定需要与槽延伸方向和轧制方向X正交。但是，在本实施方式中为了便于说明，例示了与槽延伸方向和轧制方向X正交的情况。另外，槽5在从板厚方向Z看的情况下(俯视槽5的情况下)也可以具有弓状的形状。但是，在本实施方式中为了便于说明，例示了具有直线形状的槽5。
钢板2中，作为化学成分以质量分率计含有：Si：0.8％～7％、C：超过0％且小于等于0.085％、酸可溶性Al：0％～0.065％、N：0％～0.012％、Mn：0％～1％、Cr：0％～0.3％、Cu：0％～0.4％、P：0％～0.5％、Sn：0％～0.3％、Sb：0％～0.3％、Ni：0％～1％、S：0％～0.015％、Se：0％～0.015％，剩余部分包含Fe和杂质。
上述的钢板2的化学成分是为了控制成将晶体取向集聚成{110}<001>方向的高斯织构(Goss texture)而优选的化学成分。上述元素中，Si和C是基本元素，酸可溶性Al、N、Mn、Cr、Cu、P、Sn、Sb、Ni、S和Se是可选元素。上述的可选元素根据其目的来含有即可，所以不需要限制下限值，下限值也可以为0％。另外，上述的可选元素即使作为杂质含有，也不会损害本实施方式的效果。对于上述的钢板2而言，上述的基本元素和可选元素的剩余部分也可以包含Fe和杂质。此外，杂质是指工业上制造钢板2时，从作为原料的矿石、废料或者由制造环境等不可避免地混入的元素。
另外，电磁钢板在二次再结晶时一般要经过精炼退火。精炼退火时，会发生抑制剂形成元素朝体系外的排出。特别是对于N、S来说浓度的下降显著，变成50ppm以下。如果在通常的精炼退火条件下，浓度会达到9ppm以下、进一步为6ppm以下，如果充分进行精炼退火的话，则会达到一般的分析无法检测出来的程度(1ppm以下)。
上述钢板2的化学成分可以用钢的一般的分析方法来测定。例如，钢板2的化学成分可以使用ICP-AES(电感耦合等离子体原子发射光谱法；Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)来测定。具体而言，从覆盖膜除去后的钢板2的中央的位置采取35mm见方的试验片，在基于预先作成的校正曲线的条件下使用岛津制作所制ICPS-8100等(测定装置)进行测定，由此可以确定化学成分。此外，C和S可以使用燃烧-红外线吸收法来测定，N可以使用不活泼气体熔解-热导法来测定。
玻璃覆盖膜3例如由镁橄榄石(Mg2SiO4)、尖晶石(MgAl2O4)或者堇青石(Mg2Al4Si5O16)等复合氧化物形成。详情在后面叙述，玻璃覆盖膜3是在作为方向性电磁钢板1的制造工艺之一的最终退火工序中为了防止在钢板2上发生烧粘而形成的覆盖膜。因此，玻璃覆盖膜并不是作为方向性电磁钢板1的构成要素所必需的要素。
绝缘覆盖膜4例如含有胶体二氧化硅和磷酸盐，其不仅为电绝缘性，还起着赋予钢板2张力、耐蚀性和耐热性等的作用。
此外，方向性电磁钢板1的玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4例如可以使用下述的方法来除去。将具有玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4的方向性电磁钢板1在NaOH：10质量％+H2O：90质量％的氢氧化钠水溶液中于80℃下浸渍15分钟。接着在H2SO4：10质量％+H2O：90质量％的硫酸水溶液中于80℃下浸渍3分钟。然后，用HNO3：10质量％+H2O：90质量％的硝酸水溶液于常温下浸渍比1分钟稍短的时间来洗涤。最后，用暖风吹风机干燥比1分钟稍短的时间。此外，使用上述的方法从方向性电磁钢板1上除去玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4的情况下，确认到钢板2的槽5的形状、粗糙度与形成玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4之前的形状、粗糙度同等。
对于本实施方式的方向性电磁钢板1而言，作为提高耐锈蚀性的特征的构成，具有以下4个构成A、B、C以及D。
(A)表示槽5的槽底区域的表面粗糙度的表面粗糙度参数(Ra、RSm)的值在规定范围内。
(B)优选绝缘覆盖膜4含有含铁粒子。
(C)在玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4中，优选在邻近槽5的位置处Mg浓集区域沿着槽延伸方向存在。
(D)在钢板2中，与槽5接触的晶粒的粒径优选为5μm以上。
以下，分别对上述构成A、B、C及D进行详细说明。
〔关于构成A〕
本实施方式中，如图2所示，在从包含有槽延伸方向(本实施方式中与板宽度方向Y平行的方向)和板厚方向Z的断面(槽纵向断面)看槽5的情况下，构成槽5的槽底区域5a的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1μm～3μm，优选为1.2μm～2.5μm，更优选为1.3μm～2.3μm，构成上述槽底区域5a的轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm，优选为40μm～145μm，更优选为60μm～140μm。
通过表面粗糙度参数(Ra、RSm)满足上述的范围，使得槽底区域5a成为一定程度的粗糙面，所以通过锚定效应(anchor effect)使钢板2和玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4的密合性提高。因此，槽5的周边的玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4变得不易发生裂纹或剥离。其结果是，为了磁畴细化而在钢板2的表面形成了槽5的方向性电磁钢板1的耐锈蚀性得以提高。
但是，如图3所示，在槽5的宽度方向上，槽5的深度不总是一定的。因此，需要明确在槽纵向断面上看槽5的情况下的槽底区域5a。以下，对在槽纵向断面上看槽5的情况下的槽底区域5a的特定方法的一个例子进行说明。
如图4所示，在从板厚方向Z看槽5的情况下(俯视槽5的情况下)，将观察范围50设定为槽5的一部分，同时沿着槽延伸方向在观察范围50内假设多条(n条)假想线L1～Ln。观察范围50优选设定为槽5的延伸方向上的除去端部的区域(即槽底的形状稳定的区域)。例如，可以将观察范围50设定为槽延伸方向的长度为300μm左右的观察区域。接着，当使用激光式表面粗糙度测定仪等沿着假想线L1测定槽5的表面粗糙度时，就会如图5A所示，以沿着假想线L1的形状得到构成槽5的槽延伸方向的轮廓的测定断面曲线MCL1。
在将低通滤波器(截止值λs)应用于按上述那样针对假想线L1而得到的测定断面曲线MCL1来得到断面曲线后，如果将带通滤波器(截止值λf、λc)应用于该断面曲线并从断面曲线上除去长的波长成分和短的波长成分，就会如图5B所示，以沿着假想线L1的形状得到构成槽5的槽延伸方向的轮廓的波形曲线LWC1。波形曲线与后述的粗糙度曲线同为轮廓曲线的一种，但粗糙度曲线是特别适于高精度地示出轮廓的表面粗糙度的轮廓曲线，而波形曲线是适于将轮廓的形状本身简单化为平滑线的轮廓曲线。
如图5B所示，如果使用波形曲线LWC1，则可在沿着假想线L1的多个(m个)位置处，分别得到钢板表面2a与槽5的轮廓(即波形曲线LWC1)之间的板厚方向Z的距离(深度d1～dm：单位是μm)。进而，得到这些深度d1～dm的平均值(槽平均深度D1)。针对其它的各个假想线L2～Ln也使用同样的测定手法得到槽平均深度D2～Dn。
此外，为了测定钢板表面2a与槽5的轮廓(波形曲线LWC1)之间的距离，需要预先测定Z方向上的钢板表面2a的位置(高度)。例如，使用激光式表面粗糙度测定仪对观察范围50内的钢板表面2a的多个地方分别测定Z方向上的位置(高度)，这些测定结果的平均值可以用作钢板表面2a的高度。
本实施方式中，在上述的假想线L1～Ln中，将沿着槽延伸方向并且满足槽平均深度达到最大的条件的假想线选择作为槽基准线BL。将该槽基准线BL的槽平均深度定义为槽5的槽深度D(单位是μm)。例如，如图6所示，在对假想线L1～Ln分别得到的槽平均深度D1～Dn中槽平均深度D3为最大的情况下，将假想线L3定义为槽基准线BL，将假想线L3的槽平均深度D3定义为槽5的槽深度D。为了优选得到磁畴细化效果，本实施方式中的槽5的槽深度D优选为5μm～40μm。
此外，为了优选得到磁畴细化效果，本实施方式中的槽5的槽宽度W优选为10μm～250μm。该槽宽度W可以作为下述线段的长度来求出(参照图9)：在与槽延伸方向正交的槽横向断面上的槽5的波形曲线上，连结从钢板表面2a沿着板厚方向Z至槽5的表面的深度相对于槽5的槽深度D为0.05×D的两个点的线段的长度(槽开口部)。
图7是沿图6的C-C线的向视剖视图。即，图7是在包含有上述的槽基准线BL和板厚方向Z的槽纵向断面上看槽5的图。本实施方式中，如图7所示，在包含有槽基准线BL和板厚方向Z的槽纵向断面上看槽5的情况下，将观察范围50内所呈现的槽5的轮廓定义为槽底区域5a。
可用以上那样的方法来确定槽5的槽底区域5a。即，本实施方式中，如图8所示，对包含有槽基准线BL和板厚方向Z的槽纵向断面上所呈现的构成槽5的槽底区域5a的轮廓的测定断面曲线进行变换而得到的粗糙度曲线RC的算术平均高度Ra为1μm～3μm，优选为1.2μm～2.5μm，更优选为1.3μm～2.3μm，通过对构成上述槽底区域5a的轮廓的测定断面曲线进行变换而得到的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm，优选为40μm～145μm，更优选为60μm～140μm。粗糙度曲线RC可通过以下获得：将截止值为λs的低通滤波器应用于针对槽基准线BL所得到的测定断面曲线而得到断面曲线后，将高通滤波器(截止值λc)应用于该断面曲线而从断面曲线上除去长的波长成分。粗糙度曲线RC的算术平均高度Ra和粗糙度曲线要素的平均长度RSm的定义遵循日本工业标准JIS B0601(2013)。〔关于构成B〕
如图3所示，本实施方式中，在与槽延伸方向正交的槽横向断面上看槽5的情况下，将以槽5与钢板表面2a的边界G作为起点、在槽横向断面上与板厚方向Z正交且远离槽5的方向上以10μm～500μm的长度延伸的区域定义为粒子存在区域W1。
如图3所示，本实施方式中，粒子存在区域W1中的绝缘覆盖膜4含有等效圆直径为0.1μm～2μm的含铁粒子6。含铁粒子6的面积相对于粒子存在区域W1的面积的比例为0.1％以上且低于30％。这里，含铁粒子6的面积是指在绝缘覆盖膜4的粒子存在区域W1中所存在的多个含铁粒子6的面积(粒子的表面积)的合计值(总面积)。在含铁粒子6的面积相对于粒子存在区域W1的面积的比例为0.1％以上的情况下，绝缘覆盖膜4的强度增加，由裂纹导致的绝缘覆盖膜4的破裂减少，其结果是，方向性电磁钢板1的耐锈蚀性提高。因此，含铁粒子6的面积相对于粒子存在区域W1的面积的比例优选为0.1％以上。另一方面，在含铁粒子6的面积相对于粒子存在区域W1的面积的比例超过30％的情况下，由铁导致的导电性增加，层间电阻降低，从而使短路电流流通，使方向性电磁钢板1的涡流损耗增大。因此，含铁粒子6的面积相对于粒子存在区域W1的面积的比例优选低于30％。含铁粒子6以质量分率计含有80％～100％的铁。含铁粒子6以质量分率计还可进一步含有0％～10％的Si和0％～10％的Mg。
通过粒子存在区域W1的宽度满足上述范围并且含铁粒子6的等效圆直径和面积满足上述范围，使得粒子存在区域W1内的绝缘覆盖膜4的强度提高，所以槽5的周边的绝缘覆盖膜4变得不易产生裂纹或剥离。其结果是，为了磁畴细化而在钢板2的表面形成了槽5的方向性电磁钢板1的耐锈蚀性进一步提高。
但是，在使用电子显微镜等观察槽5的槽横向断面的情况下，有时槽5与钢板表面2a的边界G不清楚。因此，需要明确槽5与钢板表面2a的边界G。以下，对在槽横向断面上看槽5的情况下的槽5与钢板表面2a的边界G的确定方法的一个例子进行说明。
图9是沿图6的E-E线的向视剖视图。即，图9是在与槽延伸方向正交的槽横向断面上看槽5的图。如图9所示，在槽横向断面上看槽5的情况下，将槽横向断面上所呈现的构成槽5的轮廓的测定断面曲线变换为波形曲线而成的曲线定义为槽横向波形曲线SWC。如图9所示，在XY平面内假想地设定与槽基准线BL正交的假想线Ls，当使用激光式表面粗糙度测定仪等沿着假想线Ls测定包含槽5的钢板2的表面粗糙度时，会以沿着假想线Ls的形状得到构成槽横向断面上的槽5的轮廓的测定断面曲线。
槽横向断面上所呈现的槽横向波形曲线SWC可如下获得：将低通滤波器(截止值λs)应用于按上述那样针对假想线Ls而得到的测定断面曲线来得到断面曲线后，将带通滤波器(截止值λf、λc)应用于该断面曲线而从断面曲线上除去长的波长成分和短的波长成分。
如图9所示，如果使用槽横向断面上所呈现的构成槽5的轮廓的槽横向波形曲线SWC，则可在沿着假想线Ls的多个(p个)位置处，分别得到钢板表面2a与槽5的轮廓(即槽横向波形曲线SWC)之间的板厚方向Z的距离(深度f1～fp：单位是μm)。本实施方式中，如图9所示，在槽横向波形曲线SWC中，将满足下述条件式(2)的区域定义为槽区域5b，将槽区域5b以外的区域定义为钢板区域2b。槽区域5b与钢板区域2b的边界被确定为槽5与钢板表面2a的边界G。此外，槽区域5b的宽度相当于槽宽度W。
fi≥0.05×D (2)
(其中，i是1～p的整数)
〔关于构成C〕
本实施方式中，在玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4中，将与玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4所含的以质量分率计的平均Mg含量进行比较、Mg含量平均满足1.3倍以上的区域定义为Mg浓集区域W2。如图3所示，本实施方式中，在与槽延伸方向正交的槽横向断面上看槽5的情况下，上述Mg浓集区域W2被包含在以槽5和钢板表面2a的边界G为起点、在槽横向断面上与板厚方向Z正交且远离槽5的方向上为0.1μm～10μm的区域之内。
也就是说，图3所示的Mg浓集区域W2内的玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4的以质量分率计的平均Mg含量与玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4所含的以质量分率计的平均Mg含量相比为1.3倍以上。此外，如上所述，槽区域5b与钢板区域2b的边界被确定为槽5与钢板表面2a的边界G(参照图9)。
另外，如图10所示，在从板厚方向Z看槽5的情况下(俯视槽5的情况下)，沿着槽延伸方向存在多个上述Mg浓集区域W2。在此种情况下，沿着槽延伸方向彼此相邻的Mg浓集区域W2之间的距离dw为超过0且100μm以下。或者，也可以沿着槽延伸方向连续地存在Mg浓集区域W2。此外，Mg含量可以采用EPMA(电子探针显微分析仪：Electron Probe MicroAnalyser)等进行测定。
通过使Mg浓集区域W2的宽度包含在上述范围内、使彼此相邻的Mg浓集区域W2之间的距离dw包含在上述范围内，由此绝缘覆盖膜4与钢板2的表面可被牢固地粘合，所以槽5周边的绝缘覆盖膜4处不易发生裂纹或者剥离。其结果是，为了磁畴细化而在钢板2的表面形成了槽5的方向性电磁钢板1的耐锈蚀性进一步提高。
〔关于构成D〕
本实施方式中，在钢板2中，与槽5接触的晶粒的平均粒径优选为5μm以上。当槽5的周边存在由槽5的形成导致的熔融凝固区域的情况下，与槽5接触的晶粒的粒径变得微细。在这种情况下，晶体取向最终从{110}<001>方位脱离的可能性变高，无法得到优选的磁特性的可能性变高。因此，优选在槽5的周边不存在熔融凝固区域。当槽5的周边不存在熔融凝固区域时，与槽5接触的晶粒(二次再结晶粒)的平均粒径为5μm以上。另外，与槽5接触的晶粒的粒径的上限没有特别限定，但也可以将该上限设定为100×103μm以下。此外，晶粒的粒径是指等效圆直径。晶粒的粒径例如可以使用ASTM E112等一般的晶体粒径测量法来求出，或者也可以使用EBSD(电子背散射衍射图案；Electron Back Scattering DiffractionPattern)法来求出。另外，与槽5接触的晶粒可以在上述的槽横向断面或者与板厚方向Z垂直的断面上进行观察。
不具有上述的熔融凝固区域的槽5可以使用例如后述的制造方法来获得。
如上所述，根据本实施方式，可大幅提高为了磁畴细化而在钢板表面2a形成了槽5的方向性电磁钢板1的耐锈蚀性。
另外，如图3所示，上述实施方式中例示了槽5(槽区域5b)上不存在玻璃覆盖膜3的状态(即玻璃覆盖膜3的平均厚度为0μm的状态)，但也可以在槽5上配置平均厚度为超过0μm且5μm以下的玻璃覆盖膜3和平均厚度为1μm～5μm的绝缘覆盖膜4。另外，也可以在钢板表面2a(钢板区域2b)上配置平均厚度为0.5μm～5μm的玻璃覆盖膜3和平均厚度为1μm～5μm的绝缘覆盖膜4。另外，槽5上的玻璃覆盖膜3的平均厚度可以低于钢板表面2a上的玻璃覆盖膜3的平均厚度。
如上所述，通过对玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4的厚度进行设定，使得槽5的周边的绝缘覆盖膜4更不容易发生裂纹或剥离，因此方向性电磁钢板1的耐锈蚀性进一步提高。另外，通过采用槽5上不存在玻璃覆盖膜3的构成(即槽5上的玻璃覆盖膜3的平均厚度为0μm的构成)，可使彼此相对向的槽的壁间的距离(槽宽度)进一步变窄，所以能够进一步提高由槽5所产生的磁畴细化效果(即异常涡流损耗的降低效果)。
另外，上述实施方式中例示了具备玻璃覆盖膜3的方向性电磁钢板1，但如上所述玻璃覆盖膜3不是必需的构成要素，所以对于只由钢板2和绝缘覆盖膜4构成的方向性电磁钢板而言，通过应用本发明也可得到提高耐锈蚀性的效果。在只由钢板2和绝缘覆盖膜4构成的方向性电磁钢板中，也可以在槽5(槽区域5b)上配置平均厚度为1μm～5μm的绝缘覆盖膜4、在钢板表面2a(钢板区域2b)上配置平均厚度为1μm～5μm的绝缘覆盖膜4。
下面，对本实施方式的方向性电磁钢板1的制造方法进行说明。
图11是表示方向性电磁钢板1的制造工艺的流程图。如图11所示，在最初的铸造工序S01中，钢水被供给至连续铸造机，板坯被连续地制造出来，所述钢水具有下述的化学成分：以质量分率计含有：Si：0.8％～7％、C：超过0％且小于等于0.085％、酸可溶性Al：0％～0.065％、N：0％～0.012％、Mn：0％～1％、Cr：0％～0.3％、Cu：0％～0.4％、P：0％～0.5％、Sn：0％～0.3％、Sb：0％～0.3％、Ni：0％～1％、S：0％～0.015％、Se：0％～0.015％，剩余部分包含Fe和杂质。
然后，在热轧工序S02中，在规定的温度(例如1150～1400℃)下加热由铸造工序S01得到的板坯之后，对该板坯实施热轧。由此，可以得到例如具有1.8～3.5mm的厚度的热轧钢板。
然后，在退火工序S03中，在规定的温度条件(例如在750～1200℃下加热30秒～10分钟的条件)下对由热轧工序S02得到的热轧钢板实施退火处理。然后，在冷轧工序S04中，对在退火工序S03中实施了退火处理的热轧钢板的表面实施酸洗处理，然后对热轧钢板实施冷轧。由此，可以得到例如具有0.15～0.35mm的厚度的冷轧钢板。
然后，在脱碳退火工序S05中，在规定的温度条件(例如在700～900℃下加热1～3分钟的条件)下对由冷轧工序S04得到的冷轧钢板实施热处理(即脱碳退火处理)。如果实施上述的脱碳退火处理，则冷轧钢板中的碳降低到规定量以下，形成一次再结晶组织。另外，在脱碳退火工序S05中，在冷轧钢板的表面形成含有二氧化硅(SiO2)作为主成分的氧化物层。
然后，在退火分离剂涂布工序S06中，含有以氧化镁(MgO)为主成分的退火分离剂被涂布于冷轧钢板的表面(氧化物层的表面)。然后，在最终退火工序S07中，在规定的温度条件(例如在1100～1300℃下加热20～24小时的条件)下对涂布了退火分离剂的冷轧钢板实施热处理(即，最终退火处理)。如果实施上述的最终退火处理，则在冷轧钢板上产生二次再结晶，并且冷轧钢板被精炼。其结果是，可以得到下述冷轧钢板(即形成方向性电磁钢板1的槽5之前的状态的钢板2)：具有上述的钢板2的化学组成并控制了晶体取向以使得晶粒的易磁化轴与轧制方向X一致。
另外，如果实施上述的最终退火处理，则含有以二氧化硅为主成分的氧化物层与含有以氧化镁为主成分的退火分离剂反应，从而在钢板2的表面形成含有镁橄榄石(Mg2SiO4)等复合氧化物的玻璃覆盖膜3。在最终退火工序S07中，在钢板2被卷绕成卷状的状态下实施最终退火处理。通过在最终退火处理中在钢板2的表面形成玻璃覆盖膜，可以防止在被卷绕成卷状的钢板2上发生烧粘。
然后，在激光照射工序S08中，通过对形成有玻璃覆盖膜3的钢板2的表面(仅单面)照射激光，从而在钢板2的表面沿着轧制方向X以规定间隔形成在与轧制方向X交叉的方向上延伸的多条槽5。以下，参照图12～图14对激光照射工序S08进行详细说明。
如图12所示，在激光照射工序S08中，从激光源(省略图示)射出的激光YL通过光纤9被传送到激光照射装置10。激光照射装置10内置了多角镜及其旋转驱动装置(均省略图示)。激光照射装置10通过旋转驱动多角镜来向钢板2的表面照射激光YL，并且与钢板2的板宽度方向Y大致平行地扫描激光YL。
在照射激光YL的同时，将空气或不活泼气体等辅助气体25喷射至照射激光YL的钢板2的部位。不活泼气体例如为氮气或氩气等。辅助气体25起到除去因激光照射而从钢板2飞散或蒸发的成分的作用。通过辅助气体25的喷射，使得激光YL在不被上述的飞散或蒸发的成分阻碍的情况下到达钢板2，因此可稳定地形成槽5。另外，辅助气体25的喷射可以抑制上述成分附着于钢板2。作为上述结果，槽5可沿着激光YL的扫描线形成。
在激光照射工序S08中，一边沿着与轧制方向X一致的走板方向输送钢板2，一边对钢板2的表面照射激光YL。这里，将多角镜的旋转速度与钢板2的搬送速度进行同步控制，以使得槽5沿着轧制方向X以规定的间隔PL被形成，其结果是，如图12所示，与轧制方向X交叉的多条槽5在钢板2的表面沿着轧制方向X以规定间隔PL被形成。
作为激光源，可以使用例如光纤激光。也可以使用YAG激光、半导体激光或者CO2激光等一般工业上使用的高输出功率激光作为激光源。另外，只要能够稳定地形成槽5，则也可以使用脉冲激光或连续波激光作为激光源。作为激光YL，优选使用聚光性高、适于形成槽的单模激光。
作为激光YL的照射条件，例如优选如下设定：将激光输出功率设定为200W～2000W、将激光YL在轧制方向X上的聚焦光斑直径(即包含激光输出功率的86％的直径，以下略记为86％直径)设定为10μm～1000μm、将激光YL在板宽度方向Y上的聚焦光斑直径(86％直径)设定为10μm～1000μm、将激光扫描速度设定为5m/s～100m/s、将激光扫描间距(间隔PL)设定为2mm～10mm。为了得到所希望的槽深度D，可以适宜调整这些激光照射条件。例如，在获得深的槽深度D的情况下，可以设定缓慢的激光扫描速度、设定高输出功率。
如图13A所示，在本实施方式的激光照射工序S08中，对沿着与轧制方向X平行的走板方向TD输送的钢板2进行俯视时，从相对于激光YL的激光扫描方向SD(与板宽度方向Y平行的方向)具有第1角度θ1的斜度的方向以追随激光YL的方式喷射辅助气体25。另外，如图13B所示，从板宽度方向Y(激光扫描方向SD)看沿着走板方向TD输送的钢板2时，从相对于钢板表面2a具有第2角度θ2的斜度的方向以追随激光YL的方式喷射辅助气体25。第1角度θ1优选设定为90°～180°的范围，第2角度θ2优选设定为1°～85°的范围。另外，辅助气体25的流量优选设定为每分钟10～1000升的范围。
此外，优选的是，以存在于钢板2的走板气氛中的具有0.5μm以上的直径的粒子的数量为每1CF(立方英尺)为10个以上且小于10000个的方式进行气氛控制。
特别是，通过将相对于激光扫描方向的辅助气体喷射角即第1角度θ1设定为上述范围，从而能够高精度地控制槽底区域5a的表面粗糙度(Ra、RSm)。除此以外，通过将走板气氛中存在的具有0.5μm以上的直径的粒子的数量设定为上述范围，从而能够更高精度地控制槽底区域5a的表面粗糙度(特别是RSm)。另外，特别是，通过将辅助气体25的流量设定为上述范围，从而能够高精度地控制Mg浓集区域W2的范围以及间隔dw。另外，特别是，通过将相对于钢板表面2a的辅助气体喷射角即第2角度θ2设定为上述范围，从而能够高精度地控制粒子存在区域W1的范围、含铁粒子6的等效圆直径以及面积。
以往，在通过照射激光来形成槽的情况下，从与钢板表面垂直的方向(板厚方向)以追随激光的方式向钢板表面喷射辅助气体。对此，本申请发明者们经过深入的研究，结果发现：通过如图13A及图13B所示那样三维地规定辅助气体25的喷射方向、另外对辅助气体25的流量和走板气氛中的粒子量也进行规定，从而不仅能够高精度地控制槽底区域5a的表面粗糙度(Ra、RSm)，而且还能够高精度地控制Mg浓集区域W2的范围及间隔dw、粒子存在区域W1的范围、含铁粒子6的等效圆直径及面积。
然后，本申请发明者们发现：如果通过上述那样的新制造方法来制造具有上述构成A、B、C以及D的方向性电磁钢板，则该方向性电磁钢板的耐锈蚀性会提高，由此完成了本发明。因此，本实施方式的方向性电磁钢板的制造方法(特别是激光照射工序)是本领域技术人员无法预想到的新制造方法，由此得到的方向性电磁钢板1也是具有本领域技术人员无法预想到的新构成A、B、C以及D的方向性电磁钢板。
在通过1台激光照射装置10难以在钢板2的整个板宽度方向Y上形成槽5的情况下，如图14所示，也可以使用多台激光照射装置10在钢板2的整个板宽度方向Y上形成槽5。在此种情况下，如图14所示，多台激光照射装置10沿着轧制方向X以规定间隔进行配置。另外，从轧制方向X看时，各激光照射装置10在板宽度方向Y上的位置按照各激光照射装置10的激光扫描线不会相互重叠的方式进行设定。通过采用这样的图14所示的激光照射方法，能够在钢板表面2a形成图1所示那样的多条槽5。
再返回到图11进行说明，在最后的绝缘覆盖膜成形工序S09中，对于通过上述激光照射工序S08形成了槽5的钢板表面2a而言，例如从玻璃覆盖膜3的上面涂布含有胶体二氧化硅及磷酸盐的绝缘涂布液。然后，在规定的温度条件(例如840～920℃)下实施热处理，从而最终得到图1～3所示那样的具备形成有槽5的钢板2、玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4并且具有构成A、B、C以及D的方向性电磁钢板1。
按上述步骤制造的方向性电磁钢板1的钢板2的化学成分以质量分率计含有Si：0.8％～7％、C：超过0％且小于等于0.085％、酸可溶性Al：0％～0.065％、N：0％～0.012％、Mn：0％～1％、Cr：0％～0.3％、Cu：0％～0.4％、P：0％～0.5％、Sn：0％～0.3％、Sb：0％～0.3％、Ni：0％～1％、S：0％～0.015％、Se：0％～0.015％，剩余部分包含Fe和杂质。
此外，上述实施方式中，例示了采用下述制造工艺的情况：在钢板表面2a上形成绝缘覆盖膜4之前，通过照射激光在钢板表面2a形成槽5，然后在钢板表面2a形成绝缘覆盖膜4。本实施方式并不局限于此，也可以采用在钢板表面2a上形成了绝缘覆盖膜4后，通过从绝缘覆盖膜4上方朝钢板表面2a照射激光YL从而在钢板表面2a形成槽5。在此种情况下，由于激光照射刚刚完成后的槽5是暴露于外部的，所以在形成槽5后需要再次在钢板2上形成绝缘覆盖膜4。或者，在本实施方式中，也可以在钢板2上形成了槽5后，形成玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4。
因此，本实施方式的方向性电磁钢板包括用于二次再结晶的高温退火已完成并且玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4的涂布已完成的方向性电磁钢板1，同样也包括玻璃覆盖膜3和绝缘覆盖膜4涂布完成之前并且形成了槽5之后的方向性电磁钢板。即，也可以通过使用本实施方式的方向性电磁钢板，作为后工序形成玻璃覆盖膜3或绝缘覆盖膜4，由此获得最终产品。此外，如上所述，在通过上述的覆盖膜除去方法从形成了玻璃覆盖膜3或者绝缘覆盖膜4的方向性电磁钢板1上除去了玻璃覆盖膜3或者绝缘覆盖膜4的情况下，确认到槽5的形状、粗糙度与形成玻璃覆盖膜3或者绝缘覆盖膜4之前的等同。
此外，上述实施方式中，例示了在最终退火工序S07之后实施激光照射工序S08的情况，但在冷轧工序S04和脱碳退火工序S05之间也可以实施激光照射工序。即，也可以通过对由冷轧工序S04得到的冷轧钢板进行激光照射和辅助气体喷射，从而在冷轧钢板的钢板表面2a形成槽5，然后再对该冷轧钢板实施脱碳退火。
实施例
以下，通过实施例来更具体地说明本发明的一个方案的效果，但实施例中的条件是为了确认本发明的可实施性和效果而采用的一个条件例，本发明不限于这一个条件例。只要能够在不超出本发明的要旨的情况下实现本发明的目的，便可采用各种条件。
〔耐锈蚀性的验证1〕
首先，对满足下述条件1和条件2的方向性电磁钢板的耐锈蚀性进行了验证。
(条件1)
在槽纵向断面上看槽的情况下，构成槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1μm～3μm。
(条件2)
在槽纵向断面上看槽的情况下，构成槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm。
本验证1中使用的方向性电磁钢板按以下步骤进行制造。
通过对具有下述化学成分的板坯实施热轧，得到厚度为2.3mm的热轧钢板，所述板坯以质量分率计含有：Si：3.0％、C：0.08％、酸可溶性Al：0.05％、N：0.01％、Mn：0.12％、Cr：0.05％、Cu：0.04％、P：0.01％、Sn：0.02％、Sb：0.01％、Ni：0.005％、S：0.007％、Se：0.001％，剩余部分包含Fe和杂质。
接着，对上述热轧钢板在1000℃加热1分钟的温度条件下实施了退火处理。在对实施了退火处理的热轧钢板的表面实施了酸洗处理后，对热轧钢板实施冷轧，得到了厚度为0.23mm的冷延钢板。然后，对上述冷延钢板在800℃加热2分钟的温度条件下实施了脱碳退火处理后，将含有氧化镁(MgO)作为主成分的退火分离剂涂布在冷延钢板的表面上。
然后，对涂布了退火分离剂的冷延钢板在1200℃加热20小时的温度条件下实施了最终退火处理。其结果是：得到了具有上述化学组成并且以晶粒的易磁化轴与轧制方向一致的方式控制了晶体取向的冷延钢板(表面形成有玻璃覆盖膜的钢板)。
然后，如上所述，通过对形成有玻璃覆盖膜的钢板表面照射激光，使得在钢板表面上沿着轧制方向以规定间隔形成了在与轧制方向正交的方向上延伸的多条槽。作为激光的照射条件，将激光输出功率设定为200～2000W，将激光在轧制方向上的聚焦光斑直径(86％直径)设定为10～1000μm，将激光在板宽度方向上的聚焦光斑直径(86％直径)设定为10～4000μm，将激光扫描速度设定为1～100m/s，将激光扫描间距设定为4～10mm。
在照射激光的同时，对照射激光的钢板的部位喷射辅助气体。为了满足上述条件1和2，调整了辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)以及辅助气体的流量。具体而言，将第1角度θ1调整为90°～180°的范围，将第2角度θ2调整为1°～85°的范围，将辅助气体的流量调整为每分钟10～1000升的范围。此外，以激光照射时存在于走板气氛中的具有0.5μm以上的直径的粒子的数量为每1CF(立方英尺)为10个以上且小于10000个的方式进行了气氛控制。
如上所述，将含有胶体二氧化硅和磷酸盐的绝缘涂布液从玻璃覆盖膜的上面涂布于形成有槽的钢板，然后，在850℃加热1分钟的温度条件下实施热处理，最终得到了具备形成有槽的钢板、玻璃覆盖膜和绝缘覆盖膜的方向性电磁钢板。
最终得到的上述方向性电磁钢板中的钢板(形成有槽的钢板)主要含有Si：3.0％。
如表1中所示，通过以上那样的工艺准备了满足上述条件1和条件2的方向性电磁钢板作为实施例1～8。另外，准备了没有满足上述条件1和条件2中的至少一方的方向性电磁钢板作为比较例1～4。如上所述，在上述实施方式中说明过的范围内对辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)、辅助气体的流量以及走板气氛中的粒子量进行了调整的钢板为实施例，超出该范围的钢板为比较例。
此外，通过上述实施方式中说明的确定方法，对实施例1～8和比较例1～4所对应的各方向性电磁钢板分别确定了槽的槽底区域。对于表示槽底区域的表面粗糙度的表面粗糙度参数(Ra、RSm)的测定，使用了激光式表面粗糙度测定仪(Keyence公司制造的VK-9700)。另外，本验证1中，在形成绝缘覆盖膜之前，将因槽的形成而在钢板表面产生的含铁粒子通过刷洗除去。
对实施例1～8和比较例1～4所对应的各方向性电磁钢板分别进行了耐锈蚀性的验证。具体而言，从各方向性电磁钢板上采取30mm见方的试验片，在温度为50℃和湿度为91％的气氛中将该试验片放置1周，并根据其前后的试验片的重量变化进行了评价。如果生锈则试验片的重量增加，所以重量增加量越少的试验片，则判断为耐锈蚀性越好。具体而言，将重量增加量为1.0mg/m2以下的试验片的耐锈蚀性评价为“优良”，将重量增加量为5.0mg/m2以下的试验片的耐锈蚀性评价为“良”，将重量增加量超过10.0mg/m2的试验片的耐锈蚀性评价为“不良”。如表1中所示，对实施例1～8所对应的方向性电磁钢板的耐锈蚀性进行了验证，结果确认到：通过满足上述的条件1和条件2(即通过采用构成A)，从而使方向性电磁钢板的耐锈蚀性提高。
表1
为参考起见，在耐锈蚀性试验后对磁特性(铁损W17/50)进行了测定，其结果是：耐锈蚀性为“良”的实施例1～8的铁损为0.702～0.822W/kg。耐锈蚀性为“不良”的比较例1的铁损为0.951W/kg。同样是耐锈蚀性为“不良”的比较例4的铁损为0.794W/kg。另外，实施例1～8中，钢板中的与槽接触的晶粒的粒径为5μm以上。此外，在实施例1～8和比较例1～4中皆是槽深度D为5μm～40μm且槽宽度W为10μm～250μm。
〔耐锈蚀性的验证2〕
接着，如表2中所示，使用公知的制造方法，准备了满足上述条件1和条件2且不具备玻璃覆盖膜的方向性电磁钢板作为实施例9。另外，准备了不满足上述条件1和条件2中的至少一方且不具备玻璃覆盖膜的方向性电磁钢板作为比较例5～7。钢板的化学组成与上述验证1相同。与上述验证1同样地，为了满足上述条件1和条件2，在上述实施方式中说明了的范围内调整了辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)、辅助气体25的流量和走板气氛中的粒子量。
对实施例9和比较例5～7所对应的各方向性电磁钢板分别采用与上述验证1同样的验证方法进行了耐锈蚀性的验证。结果确认到：如表2中所示，即使是不具备玻璃覆盖膜的方向性电磁钢板，但通过采用满足上述条件1和条件2的构成A，也可使耐锈蚀性提高。
为参考起见，在耐锈蚀性试验后对磁特性(铁损W17/50)进行了测定，其结果是：耐锈蚀性为“良”的实施例9的铁损为0.832W/kg。耐锈蚀性为“不良”的比较例5的铁损为0.925W/kg。同样是耐锈蚀性为“不良”的比较例6的铁损为0.736W/kg。此外，在实施例9和比较例5～7中皆是槽深度D为5μm～40μm且槽宽度W为10μm～250μm。
表2
〔耐锈蚀性的验证3〕
接着，对满足上述条件1和2并且满足以下的条件3和条件4的方向性电磁钢板的耐锈蚀性进行了验证。
(条件3)
在将与玻璃覆盖膜和绝缘覆盖膜中所含的以质量分率计的平均Mg含量相比、Mg含量平均满足1.3倍以上的玻璃覆盖膜和绝缘覆盖膜中的区域定义为Mg浓集区域时，在槽横向断面上看槽的情况下，上述Mg浓集区域被包含在以槽与钢板表面的边界为起点、在槽横向断面上与板厚方向正交且远离槽的方向上为0.1μm～10μm的区域内。
(条件4)
从板厚方向看槽的情况下(俯视槽的情况下)，沿着槽延伸方向彼此相邻的Mg浓集区域间的距离dw为超过0且100μm以下。
如表3中所示，通过与上述验证1同样的工艺，准备了满足上述条件1和2并且满足上述条件3和4的方向性电磁钢板作为实施例10～18。另外，准备了满足上述条件1和2但没有未满足上述条件3和4中的至少一方的方向性电磁钢板作为实施例19～21。与上述验证1同样地，为了满足上述条件1～4，在上述实施方式中说明了的范围内调整了辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)、辅助气体的流量和走板气氛中的粒子量。
此外，就实施例10～21所对应的方向性电磁钢板而言，构成槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为2.1μm，构成槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为45μm。另外，本验证3中，在形成绝缘覆盖膜之前，将因槽的形成而在钢板表面产生的含铁粒子通过刷洗除去。另外，使用EPMA对Mg含量进行了分析。
对实施例10～21所对应的各方向性电磁钢板分别采用与上述验证1同样的验证方法进行了耐锈蚀性的验证。结果确认到：如表3中所示，通过满足上述条件1和2以外还满足上述条件3和4(即通过采用构成A和C)，从而使方向性电磁钢板的耐锈蚀性进一步提高。
为参考起见，在耐锈蚀性试验后对磁特性(铁损W17/50)进行了测定，其结果是：耐锈蚀性为“优良”的实施例10的铁损为0.836W/kg。另外，耐锈蚀性为“良”的实施例19的铁损为0.701W/kg。此外，在实施例10～21中，槽深度D为5μm～40μm，槽宽度W为10μm～250μm。
表3
〔耐锈蚀性的验证4〕
接着，对满足上述条件1和2并且满足以下的条件5和条件6的方向性电磁钢板的耐锈蚀性进行了验证。
(条件5)
在槽横向断面上看槽的情况下，在将以槽与钢板表面的边界为起点、在槽横向断面上与板厚方向正交且远离槽的方向上以10μm～500μm的长度来延伸的区域定义为粒子存在区域时，粒子存在区域内的绝缘覆盖膜含有含铁粒子。
(条件6)
粒子存在区域中的绝缘覆盖膜所含的含铁粒子的等效圆直径为0.1μm～2μm，含铁粒子的面积相对于粒子存在区域的面积的比例为0.1％以上且低于30％。
如表4中所示，通过与上述验证1同样的工艺，准备了满足上述条件1和2并且满足上述条件5和6的方向性电磁钢板作为实施例22～30。另外，准备了满足上述条件1和2但没有满足上述条件5和6中的至少一方的方向性电磁钢板作为实施例31～34。与上述验证1同样地，为了满足上述条件1、2、5和6，在上述实施方式中说明了的范围内调整了辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)、辅助气体的流量和走板气氛中的粒子量。
此外，就实施例22～34所对应的方向性电磁钢板而言，构成槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1.9μm，构成槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为42μm。
对实施例22～34所对应的各方向性电磁钢板分别采用与上述验证1同样的验证方法进行了耐锈蚀性的验证。结果确认到：如表4中所示，通过满足上述条件1和2以外还满足上述条件5和6(即通过采用构成A和B)，从而使方向性电磁钢板的耐锈蚀性进一步提高。
为参考起见，在耐锈蚀性试验后对磁特性(铁损W17/50)进行了测定，其结果是：耐锈蚀性为“优良”的实施例22的铁损为0.823W/kg。另外，耐锈蚀性为“良”的实施例31的铁损为0.718W/kg。此外，在实施例22～34中，槽深度D为5μm～40μm，槽宽度W为10μm～250μm。
表4
〔耐锈蚀性的验证5〕
接着，对满足上述条件1、2、3和4并且满足条件5和条件6的方向性电磁钢板的耐锈蚀性进行了验证。
如表5中所示，通过与上述验证1同样的工艺，准备了满足上述条件1、2、3和4并且满足上述条件5和6的方向性电磁钢板作为实施例35～37。另外，准备了满足上述条件3、4、5和6但没有满足上述条件1和2中的至少一方的方向性电磁钢板作为实施例38～40。另外，准备了满足上述条件1、2、5和6但没有满足上述条件3和4中的至少一方的方向性电磁钢板作为实施例41～43。再有，准备了满足上述条件1、2、3和4但没有满足上述条件5和6中的至少一方的方向性电磁钢板作为实施例44～46。与上述验证1同样地，为了满足上述条件1、2、3和4，在上述实施方式中说明了的范围内调整了辅助气体相对于激光扫描方向的喷射角(第1角度θ1)、辅助气体相对于钢板表面的喷射角(第2角度θ2)、辅助气体的流量和走板气氛中的粒子量。
对实施例35～46所对应的各方向性电磁钢板分别采用与上述验证1同样的验证方法进行了耐锈蚀性的验证。结果确认到：如表5中所示，通过满足上述条件1、2、3和4还满足条件5和6(即通过采用全部构成A、B和C)，从而使方向性电磁钢板的耐锈蚀性进一步提高。此外，在实施例35～46中，槽深度D为5μm～40μm，槽宽度W为10μm～250μm。
表5
产业上的可利用性
根据本发明的上述方案，能够提高为了磁畴细化而在钢板的表面形成有槽的方向性电磁钢板的耐锈蚀性，所以充分具有产业上的可利用性。
符号说明
1 方向性电磁钢板
2 钢板
2a 钢板表面
2b 钢板区域
3 玻璃覆盖膜
4 绝缘覆盖膜
5 槽
5a 槽底区域
5b 槽区域
6 含铁粒子
BL 槽基准线
LWC 槽纵向波形曲线
SWC 槽横向波形曲线
RC 粗糙度曲线
W1 粒子存在区域
W2 Mg浓集区域
W 槽宽度
X 轧制方向
Y 板宽度方向
Z 板厚方向

Claims (4)

1.一种方向性电磁钢板，其具备具有形成了槽的钢板表面的钢板，所述槽在与轧制方向交叉的方向上延伸并且槽深度方向为板厚方向，其特征在于，
在包含有槽延伸方向和所述板厚方向的槽纵向断面上看所述槽的情况下，构成所述槽的槽底区域的轮廓的粗糙度曲线的算术平均高度Ra为1μm～3μm，构成所述槽底区域的所述轮廓的粗糙度曲线要素的平均长度RSm为10μm～150μm，
所述方向性电磁钢板进一步具备绝缘覆盖膜，
在与所述槽延伸方向正交的槽横向断面上看所述槽的情况下，在将以所述槽与所述钢板表面的边界为起点、在所述槽横向断面上与所述板厚方向正交且远离所述槽的方向上为10μm～500μm的区域定义为粒子存在区域时，所述粒子存在区域中的所述绝缘覆盖膜含有等效圆直径为0.1μm～2μm的含铁粒子，所述含铁粒子的面积相对于所述粒子存在区域的面积的比例为0.1％以上且低于30％，所述含铁粒子的化学成分含有80～100质量％的Fe、0～10质量％的Si和0～10质量％的Mg。
2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，
所述方向性电磁钢板在所述钢板与所述绝缘覆盖膜之间进一步具备玻璃覆盖膜，
在将与所述玻璃覆盖膜和所述绝缘覆盖膜中所含的以质量分率计的平均Mg含量进行比较、Mg含量平均满足1.3倍以上的所述玻璃覆盖膜和所述绝缘覆盖膜中的区域定义为Mg浓集区域时，
在与所述槽延伸方向正交的槽横向断面上看所述槽的情况下，所述Mg浓集区域被包含在以所述槽与所述钢板表面的边界为起点、在所述槽横向断面上与所述板厚方向正交且远离所述槽的方向上为0.1μm～10μm的区域之内，并且，
在从所述板厚方向看所述槽的情况下，
所述Mg浓集区域沿着所述槽延伸方向连续地存在、或者多个所述Mg浓集区域沿着所述槽延伸方向隔开间隔地存在，沿着所述槽延伸方向彼此相邻的所述Mg浓集区域间的距离为超过0且100μm以下。
3.根据权利要求2所述的方向性电磁钢板，其特征在于，
在所述槽上形成有平均厚度为0μm～5μm的所述玻璃覆盖膜和平均厚度为1μm～5μm的所述绝缘覆盖膜，
在所述钢板上形成有平均厚度为0.5μm～5μm的所述玻璃覆盖膜和平均厚度为1μm～5μm的所述绝缘覆盖膜，
在所述槽上形成的所述玻璃覆盖膜的所述平均厚度薄于在所述钢板上形成的所述玻璃覆盖膜的所述平均厚度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方向性电磁钢板，其特征在于，在所述钢板中，与所述槽接触的晶粒的粒径为5μm以上。
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