CN110669916B - 方向性电磁钢板、方向性电磁钢板的制造方法及铁心 - Google Patents

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Abstract

一种方向性电磁钢板，在钢板上具有镁橄榄石覆膜，并且进行了磁畴细化处理，该方向性电磁钢板的特征在于，具有从表面看散布于镁橄榄石覆膜的、宽度为20μm以下的条状的缺损部和直径为5μm～50μm的点状的缺损部中的至少一种缺损部，相对于镁橄榄石层的表面积，该缺损部的总面积率为0.1％以上且不足1.5％。

Description

方向性电磁钢板、方向性电磁钢板的制造方法及铁心
本申请是申请日为2015年9月11日，申请号为201580052238.1，发明名称为“方向性电磁钢板、方向性电磁钢板的制造方法、方向性电磁钢板的评价方法及铁心”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及方向性电磁钢板(grain oriented electrical steel sheet)、方向性电磁钢板的制造方法、方向性电磁钢板的评价方法以及铁心。
背景技术
方向性电磁钢板主要作为变压器及电气设备的电动机等的铁心材料使用。因此从节能的观点出发，需要磁化特性优异的方向性电磁钢板，特别是铁损低的方向性电磁钢板。
这样的方向性电磁钢板通过对包括二次再结晶所需的抑制剂、例如用于形成MnS、MnSe、AlN等的元素(例如，如果是MnS的话为Mn及S)的钢坯进行热轧，根据需要进行热轧板退火然后进行一次或中间加入有中间退火的两次以上的冷轧而成为最终板厚之后，进行脱碳退火，接着在钢板的表面涂布MgO等退火分离剂，然后进行最终完工退火而制造。
在通过上述方法制造的方向性电磁钢板的表面，除了特殊情况之外，形成有被称为镁橄榄石(Mg2SiO4)(forsterite)的陶瓷类绝缘覆膜(也称作镁橄榄石覆膜。)。通常，在其上层涂覆有以提高绝缘性和对钢板赋予张力为目的张力涂层(tension coating)。
在层叠方向性电磁钢板而作为铁心使用的情况下，镁橄榄石覆膜和张力涂膜使钢板之间电绝缘，有助于减少涡流(eddy current)。层叠铁心包括对平板进行剪断、冲裁而堆叠多片而成的堆叠铁心(例如，参照专利文献1)和将平板卷为卷状而层叠的卷绕铁心(例如，参照专利文献2)。如果在堆叠铁心中的冲裁端部和卷绕铁心中的弯曲加工部镁橄榄石覆膜的密接性低，则镁橄榄石覆膜容易从钢板表面剥离。如果镁橄榄石覆膜剥离，由于铁心装配时的压紧，钢板之间的电绝缘性降低。如果电绝缘性降低，在将层叠铁心用于变压器或电机的情况下，由于会产生局部发热，因此电气设备的性能降低，进而存在引起绝缘破坏等事故的危险性。另外，如果钢板表面与镁橄榄石覆膜的密接性低，则不仅是钢板变形时，与异物的碰撞也会造成镁橄榄石覆膜的剥离。该剥离通常在钢板与镁橄榄石覆膜的界面发生。从制造后到铁心装配期间，存在由于镁橄榄石覆膜剥离而导致钢板腐蚀的可能。钢板的腐蚀也成为使方向性电磁钢板的商品价值下降的原因。
然而，在方向性电磁钢板中，为了使铁损进一步降低，提出了进行磁畴细化(magnetic domain refining)的方法并将其实际应用。该方法是在最终冷轧后对钢板表面赋予槽(groove)等缺陷、或在二次再结晶退火后通过电子束(电子束)照射或激光束照射而在钢板表面局部地导入应变，从而对磁畴进行细化的方法。这些磁畴细化技术中，对于局部地导入应变的技术，该应变的导入在镁橄榄石覆膜的形成后实施。然而，如果镁橄榄石覆膜的密接性(adhesion property)低，则取决于电子束照射或激光束照射的条件，镁橄榄石覆膜进而张力涂层会一起从钢板剥离。如果它们从钢板剥离，则方向性电磁钢板的绝缘性和耐腐蚀性显著下降。作为应对措施，如果以覆盖剥离部为目的再次进行镀敷，不仅方向性电磁钢板的制造成本变高，而且由于张力涂层的镀敷处理，局部应变得以缓和因此磁畴细化的效果大幅减弱。
提高钢板与镁橄榄石覆膜的密接性，将剥离抑制在最小限度是极为重要的。尤其是对于进行磁畴细化处理的高级别方向性电磁钢板，希望耐剥离性强、即镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性高。
另外，镁橄榄石覆膜也肩负着对钢板表面施加拉伸应力而使磁特性提高的作用。因此，希望形成覆膜密接性优异且对钢板表面施加拉伸应力的能力高的覆膜。需要说明的是，覆膜密接性表示镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2000-114064号公报
专利文献2：(日本)特开2003-318039号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，形成与钢板表面的密接性高的镁橄榄石覆膜并不容易。这是由于不能充分地把握左右镁橄榄石覆膜的密接性的因子。例如，以往通过弯曲剥离试验(adhesion test(or peeling test)来评价镁橄榄石覆膜的密接性，但是存在进行了电子束照射的镁橄榄石覆膜的密接性与通常进行的弯曲剥离试验的结果处于不同倾向的情况。此外，由于弯曲剥离试验是破坏性的检查，因此存在不能应用于生产线而对钢卷整体进行评价、管理的问题。
该发明的第一课题在于提供一种镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性优异的方向性电磁钢板、使用该方向性电磁钢板制造的铁心以及该方向性电磁钢板的制造方法。
该发明的第二课题在于镁橄榄石覆膜的评价，具体地说，第一目的在于提供能够对镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性进行评价的评价方法，第二目的在于提供一种能够在评价上述密接性的同时对镁橄榄石量进行评价的评价方法，第三目的在于提供一种具有利用上述评价方法进行评价的工序的方向性电磁钢板的制造方法，第四目的在于提供使用上述评价方法进行筛选而得到的方向性电磁钢板和使用该方向性电磁钢板制造的铁心。
用于解决技术问题的技术方案
本发明发明人发现了从镁橄榄石覆膜表面或在镁橄榄石覆膜上生成的张力涂层表面能够容易地对镁橄榄石覆膜的分布进行非破坏性评价的方法。
该方法是向方向性电磁钢板照射电子束，检测镁橄榄石覆膜所发出的电子束激发光(electron-beam-excitation light)、即电子致发光(cathodoluminescence。以下，简称为CL。)作为信号的方法。即，本发明发明人明确了，将光评价部(由光检测部等构成的光评价部)安装于电子扫描显微镜(以下，简称为SEM)，使电子束扫描并照射方向性电磁钢板的表面及剖面，对利用镁橄榄石覆膜所发出的电子束激发光的信号生成的CL像进行观察，能够导出方向性电磁钢板的镁橄榄石覆膜的分布。
另外，本发明发明人发现通过使用该方法来评价镁橄榄石覆膜的分布与覆膜密接性(钢板表面与镁橄榄石覆膜的密接性)的关系，将镁橄榄石覆膜的被覆率控制在某一范围，能够得到具有高覆膜密接性的方向性电磁钢板，完成了解决第一课题的发明。
另外，针对具有镁橄榄石覆膜的各种方向性电磁钢板，本发明发明人对CL光谱进行测定，对与镁橄榄石覆膜性状的关联详细地进行了研究。其结果是，确认了以波长410nm附近为中心的发光(将其作为发光峰值A)、存在于波长500nm附近的发光(将其作为发光峰值B)以及以波长640nm附近为中心的发光(发光峰值C)的存在。进一步与各种各样的方向性电磁钢板进行比较，发现它们的发光峰值的波长大幅不同，但各峰值的发光强度大幅变化。这与镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性、形成量(镁橄榄石量)等性状密切相关，通过使用峰值强度或峰值强度比，能够对镁橄榄石覆膜的性状定量地进行评价。另外，通过利用发光峰值强度比与镁橄榄石量的关系，能够指定镁橄榄石覆膜的性状的适当范围。本发明发明人基于这些见解完成了解决第二课题的发明。
本发明是通过基于上述见解的研究而做出的，其主旨如下所述。
[1]一种方向性电磁钢板，在钢板上具有镁橄榄石覆膜，并且进行了磁畴细化处理，该方向性电磁钢板的特征在于，具有从表面看散布于镁橄榄石覆膜的、宽度为20μm以下的条状的缺损部和直径为5μm～50μm的点状的缺损部中的至少一种缺损部，相对于镁橄榄石层的表面积，该缺损部的总面积率为0.1％以上且不足1.5％。
[2]如[1]所述的方向性电磁钢板，其特征在于，所述缺损部的至少一部分为条纹状。
[3]一种铁心，由[1]或[2]所述的方向性电磁钢板层叠而成。
[4]一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有判断是否进行磁畴细化的工序，在该判断是否进行磁畴细化的工序中，向该方向性电磁钢板照射电子束，基于从表面看散布于镁橄榄石覆膜的、宽度为20μm以下的条状和/或直径为5μm～50μm的点状的缺损部的总面积率是否处于0.1％以上且不足1.5％的范围内，来判断是否进行在钢板上从钢板表面具有张力涂膜、镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的磁畴细化。
[5]根据[4]所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，在所述判断是否进行磁畴细化的工序中还具有相对于被判断为是的方向性电磁钢板的表面实施磁畴细化处理的磁畴细化处理工序。
[6]一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有优劣筛选工序，在该优劣筛选工序中，基于从表面看散布于镁橄榄石覆膜的缺损部的总面积率是否处于规定的范围内，来筛选在钢板上具有镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的优劣。
[7]如[6]所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，还具有磁畴细化处理工序，在该磁畴细化处理工序中，相对于在所述优劣筛选工序中被筛选为优的方向性电磁钢板的表面，实施磁畴细化处理。
[8]一种方向性电磁钢板的评价方法，评价在钢板上具有镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的、镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性，该方向性电磁钢板的评价方法的特征在于，向所述方向性电磁钢板的表面照射电子束，对所产生的光的光谱进行分光，使用在波长380～600nm的范围出现的发光峰值A及/或发光峰值B的强度和以下强度比中的至少一方，对镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性进行评价，
(强度比)
Ia/Ic、Ib/Ic以及(Ia+Ib)/Ic中的任一的强度比，
其中，Ia表示发光峰值A的强度，Ib表示比发光峰值A位于高波长侧的发光峰值B的强度，Ic表示在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C的强度。
[9]一种方向性电磁钢板的评价方法，评价在钢板上具有镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的、镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性以及镁橄榄石量，该方向性电磁钢板的评价方法的特征在于，向所述方向性电磁钢板的表面照射电子束，对所产生的光的光谱进行分光，使用在波长380～600nm的范围出现的发光峰值A及/或发光峰值B的强度和以下强度比中的至少一方，对镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性进行评价，
使用在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C的强度，对镁橄榄石覆膜的镁橄榄石量进行评价，
(强度比)
Ia/Ic、Ib/Ic以及(Ia+Ib)/Ic中的任一强度比，
其中，Ia表示发光峰值A的强度，Ib表示比发光峰值A位于高波长侧的发光峰值B的强度，Ic表示发光峰值C的强度。
[10]根据[8]或[9]所述的方向性电磁钢板的评价方法，其特征在于，使用在380～450nm的范围出现的发光峰值A的强度及/或Ia/Ic进行评价。
[11]一种方向性电磁钢板的制造方法，该方向性电磁钢板在钢板上具有镁橄榄石覆膜，该方向性电磁钢板的制造方法的特征在于，
具有优劣筛选工序，在该优劣筛选工序中，在形成所述镁橄榄石覆膜后，向表面照射电子束，对所产生的光的光谱进行分光，使用在波长380～600nm的范围出现的发光峰值A及/或发光峰值B的强度和以下强度比中的至少一方，对镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性进行评价，从而筛选方向性电磁钢板的优劣，
(强度比)
Ia/Ic、Ib/Ic以及(Ia+Ib)/Ic中的任一强度比，
其中，Ia表示发光峰值A的强度，Ib表示比发光峰值A位于高波长侧的发光峰值B的强度，Ic表示在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C的强度。
[12]一种方向性电磁钢板的制造方法，该方向性电磁钢板在钢板上具有镁橄榄石覆膜，该电磁钢板的制造方法的特征在于，
具有优劣筛选工序，在该优劣筛选工序中，在形成所述镁橄榄石覆膜后，向表面照射电子束，对所产生的光的光谱进行分光，使用在波长380～600nm的范围出现的发光峰值A及/或发光峰值B的强度和以下强度比中的至少一方，对镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性进行评价，使用在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C的强度，对镁橄榄石覆膜的镁橄榄石量进行评价，从而对方向性电磁钢板的优劣进行筛选，
(强度比)
Ia/Ic、Ib/Ic及(Ia+Ib)/Ic中的任一强度比，
其中，Ia表示发光峰值A的强度，Ib表示比发光峰值A位于高波长侧的发光峰值B的强度，Ic表示发光峰值C的强度。
[13]如[11]或[12]所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，在所述优劣筛选工序中，使用在380～450nm的范围出现的发光峰值A的强度及/或Ia/Ic进行评价。
[14]一种方向性电磁钢板，在钢板上具有镁橄榄石覆膜，该方向性电磁钢板的特征在于，向表面照射电子束，对所产生的光的光谱进行分光，在波长380～450nm的范围出现的发光峰值A的峰值强度Ia与在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C的强度Ic的强度比Ia/Ic为0.4以上，镁橄榄石覆膜的氧附着量为2.6g/m2以上。
[15]如[14]所述的方向性电磁钢板，其特征在于，进行了磁畴细化处理。
[16]一种铁心，由[14]或[15]所述的方向性电磁钢板层叠而成。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种方向性电磁钢板，具有与钢板表面的密接性高的镁橄榄石覆膜。另外，根据本发明，也能够提供一种方向性电磁钢板，即使进行磁畴细化处理，也能够具有与钢板表面的密接性高的镁橄榄石覆膜。
另外，根据本发明，能够评价、制造并提供具有高性能镁橄榄石覆膜(与钢板表面的密接性高的镁橄榄石覆膜)的方向性电磁钢板。
附图说明
图1-1是对第一实施方式进行说明的图，是示意性表示镁橄榄石评价装置的一个例子的图。
图1-2是对第一实施方式进行说明的图，是示意性表示图1-1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。
图1-3(a)、(b)是对第一实施方式进行说明的图，是表示对镁橄榄石覆膜的分布进行调查的结果的一个例子的图。
图1-4(a)、(b)是对第一实施方式进行说明的图，是表示将图1-3所示的CL像以适当的阈值对缺损部(defective parts)和覆膜存在部进行分离而得到的二元图像的图。
图1-5是对第一实施方式进行说明的图，是表示利用电子束进行磁畴细化处理前的缺损部的面积率与利用电子束进行磁畴细化处理后的覆膜剥离面积率的关系的图。
图2-1是示意性地表示镁橄榄石评价装置的一个例子的图。
图2-2是示意性地表示图2-1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。
图2-3是钢板从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的CL光谱的一个例子。
图2-4是表示以与图2-3相同的条件测定由试剂合成的镁橄榄石粉末时的发光光谱的一个例子的图。
图2-5是表示将电子加速电压设定为5kV、15kV、25kV时得到的CL光谱的图。
图2-6是表示作为发光峰值的强度，使用峰值高度的例子的图。
图2-7是表示实施例中的发光峰值A相对于发光峰值C的高度强度比与氧附着量的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不限于以下实施方式。
＜第一实施方式＞
以下说明涉及第一实施方式的发明。在本发明中，作为方向性电磁钢板，在钢板上具有镁橄榄石覆膜，优选从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石覆膜、钢板。
上述钢板是以往公知的方向性电磁钢板，例如，无论是否使用抑制剂成分，都能够优选使用。需要说明的是，在本说明书中，为了便于说明，将在钢板上具有镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板、具有张力涂层及镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板称为方向性电磁钢板，将形成张力涂层、镁橄榄石覆膜之前的方向性电磁钢板称为钢板。
在这里，作为在钢板上形成镁橄榄石覆膜的方法，例如，能够例举出以下所述的方法。首先，精加工为最终板厚，相对于含有适量的Si的钢板，实施兼具再结晶退火的脱碳退火。接着，涂布退火分离剂(annealing separator)(优选以MgO为主要成分)，以二次再结晶及形成镁橄榄石覆膜为目的进行最终完工退火(final finishing annealing)。
在上述脱碳退火中在钢板表面预先生成以SiO2为主要成分的氧化膜(皮下氧化)，在最终完工退火中，通过使该氧化膜与退火分离剂中的MgO反应，而在钢板上形成镁橄榄石覆膜(Mg2SiO4)。
作为形成张力涂层的方法，公知的方法即可，但是能够列举例如通过在最终完工退火后实施基于无机类镀敷、物理蒸镀法，化学蒸镀法等的陶瓷镀敷而在镁橄榄石覆膜上形成张力涂层的方法。只要形成张力涂层，就能够降低铁损。
接着，对本发明的方向性电磁钢板优选的形态进行说明。从表面看镁橄榄石覆膜上缺损的区域(缺损部)的总面积率(存在简称为“面积率”的情况。)不足1.5％。以下，对指定缺损部的面积率的方法进行说明。
首先，对上述指定所需的镁橄榄石评价装置进行说明。
图1-1是示意性表示镁橄榄石评价装置的一个例子的图。图1-2是示意性表示图1-1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。如图1-1所示，镁橄榄石评价装置1具有试样台10、电子束照射部11、光评价部12、真空室13和波长截止滤光片14。如图1-1所示的那样，在真空室13内收纳有试样台10、电子束照射部11、光评价部12和波长截止滤光片14。在这里，通过真空室能够实现的真空是能够使SEM工作的真空度，通常为10-2Pa。但是，在具备差动泵浦(differential evacuation)的***中不限于此。例如，也可以是200Pa左右以下的真空度。
需要说明的是，图1-1所示的镁橄榄石评价装置1具备波长截止滤光片14。但是即使没有波长截止滤光片14，基于光的信息也能够确认以镁橄榄石是否存在等为目的的信息。因此，可以不具备波长截止滤光片14。
在镁橄榄石评价装置1中，能够从电子束照射部11(例如，电子束发生部和对电子束会聚而进行扫描的电子光学***)相对于在试样台10上保持的试样2(作为方向性电磁钢板的试样)照射电子束(电子束以虚线箭头在图1-1中表示)。在照射有电子束的试样2具有镁橄榄石的情况下，试样2由于电子束的激发而发光。通过利用光评价部12对该发光进行评价，能够基于正在发光的区域、没有发光的区域，对镁橄榄石是否存在、镁橄榄石存在的位置、镁橄榄石量、镁橄榄石量的分布进行确认。
如图1-2所示的那样，光评价部12具有光测定部120、定量分析部121和相关关系存储部122。光评价部12是在对光进行检测而测定光的信号强度和亮度的一般的光检测器(相当于光测定部120)中组合存储特定的相关关系的相关关系存储部122和将来自光检测器的信息代入上述相关关系而进行定量分析的定量分析部121的设备。光测定部120、定量分析部121、相关关系存储部122通过信号线缆等连接，但不需要一定为一体，例如能够使光测定部120独立，使定量分析部121和相关关系存储部122位于与装置分离的计算机内。因此，例如，通过将存储上述相关关系且具有通常的定量分析功能的计算机与一般的光检测器进行组合，成为在本发明中优选的光评价部12。
光测定部120只要能够对可见光进行检测就没有特别的限制，可以使用光电倍增管(photomultiplier tube：PMT)等对光进行检测。另外，光测定部120具有将检测到的光的信息转换为信号强度或亮度等信息的功能。因此，在从电子束照射部11相对于试样2照射电子束时，检测由于该电子束的激发而发出的光，将该光的信息转换为信号强度或亮度(brightness)等信息。
另外，光测定部120能够在将试样的表面分割为多个区域时的每个区域对由于电子束的激发而发出的光进行检测。因此，通过对来自光测定部120的光的检测进行确认，也能够确认发光区域的面积、不发光的区域的面积。上述区域的面积(成为一个单位的面积)没有特别的限制，只要根据所要求的确认精度等适当地进行调整即可。
确认光测定部120所检测的光的信息的方法没有特别的限制，通过将光评价部12与SEM组合使用能够进行确认。例如，将光测定部120安装于SEM，使其信号与电子束的扫描位置相对应而图像化，就能够进行确认。
如上所述，光测定部120能够对光的信号强度或亮度进行测定。该信号强度或亮度发送至定量分析部121，在定量分析部121中，基于该光的信息与相关关系存储部122中存储的相关关系(向具有镁橄榄石的试样照射电子束时，由于电子束的激发而发出的光的信号强度或亮度与镁橄榄石量之间的相关关系)，能够导出试样中的镁橄榄石量和镁橄榄石量的分布。更具体地说，根据信号强度或亮度、相关关系导出规定的区域中的镁橄榄石量，根据多个区域中的镁橄榄石量的信息来导出镁橄榄石量的分布。而且，在定量分析部121中，在规定的阈值以上的信号强度或亮度的情况下，认为存在镁橄榄石，在不足阈值的情况下认为不存在镁橄榄石，从二元化分布中导出缺损区域的面积率。需要说明的是，亮度是指基于电子束激发光的信号强度导出的CL像中的亮度，例如，能够使用辉度(luminance)表示。另外，阈值根据CL像中的亮度等适当地设定即可。
需要说明的是，导出相关关系存储部122中存储的相关关系的方法没有特别的限制。例如，判明试样中的镁橄榄石量，使用镁橄榄石量不同的多个试样，向各个试样照射电子束，通过对电子束激发光的信号强度或亮度进行测定能够导出。
对于覆膜密接性(钢板表面与镁橄榄石层的密接性)优异的方向性电磁钢板和覆膜密接性差的方向性电磁钢板，本发明发明人使用上述镁橄榄石评价装置，以明确镁橄榄石覆膜的生成状况的差异为目的，从张力涂层之上非破坏地对镁橄榄石覆膜的生成状况进行观察。对镁橄榄石覆膜的分布进行调查的结果的一个例子如图1-3所示。图1-3所示的CL像的倍率相对于宝丽来(注册商标)照片的倍率为50倍，对大约1.7mm×2.1mm的区域进行观察。在图1-3所示的CL像中，在不存在镁橄榄石覆膜的区域基本上不能得到激发光的信号，因此成为暗对比。这样的区域在图1-3的CL像中为以箭头例示的暗对比所示的部分。后文将该区域表现为镁橄榄石覆膜缺损部(或简称为缺损部)。
图1-3(a)为覆膜密接性优异的方向性电磁钢板的CL像，图1-3(b)为覆膜密接性差的方向性电磁钢板的CL像。对两者进行比较可知，覆膜密接性优异的方向性电磁钢板的CL像在镁橄榄石覆膜的表面的缺损部所占的面积较小。该缺损部的宽度约为20μm以下，在大多数情况下，在一个方向上延伸50μm以上的长度而呈条纹状地分布，但也存在一部分成为点状相连的形状的部位。
如上所述，缺损部由点构成，点的直径为5μm～50μm。如图1-3所示，点分散分布。需要说明的是，在缺损部中不包括肉眼能够确认的尺寸、例如，相当于圆直径超过200μm的圆形、椭圆形或与其接近的不定形的、以低频度(例如，在10mm×10mm的视野中以比是否存在一个还要低的频度(在上述视野中存在一个的概率不足50％))存在的覆膜缺陷。因此，将这些缺陷从本申请发明的覆膜缺损评价对象中排除。
在图1-4中表示的是将图1-3所示的CL像以适当的阈值对缺损部和覆膜存在部进行分离而得到的二元图像。图1-4(a)的二元图像与图1-3(a)的CL像对应，图1-4(b)的二元图像与图1-3(b)的CL像对应。如图1-4所示，通过计算暗的部分相对于亮的部分(覆膜存在部)与暗的部分(缺损部)的面积之和的面积率，能够使覆膜缺损部的面积率数值化。需要说明的是，缺损部大致均匀地分布在镁橄榄石覆膜表面，因此只要在一部分区域计算出上述面积率，就能够将该结果评价为是镁橄榄石覆膜表面的缺损部的面积率。
对于覆膜密接性不同的方向性电磁钢板，本发明发明人对磁畴细化处理后的、镁橄榄石覆膜的缺损部的面积率与覆膜密接性的关系进行了调查。具体地说，故意使在磁畴细化处理中使用的电子束成为一定的强照射条件(16mA)，从张力涂层之上进行照射而使镁橄榄石覆膜强制剥离，以此时的缺损部的面积率对覆膜密接性进行评价。如果覆膜剥离面积率不足10％，则判定为具有良好的覆膜密接性，如果是10～15％则判定为处于容许范围。需要说明的是，镁橄榄石覆膜缺损部的面积率、覆膜剥离面积率根据CL像的二元图像求出。
图1-5表示的是利用电子束进行磁畴细化处理前的缺损部的面积率(横轴的覆膜缺损部面积率)与利用电子束进行磁畴细化处理后的覆膜剥离面积率(纵轴的电子束照射剥离面积率)的关系。由此可知，上述处理前的缺损部的面积率为1.5％以上时，处理后的覆膜剥离面积率超过15％，密接性变差。另外，根据图1-5可知，在镁橄榄石覆膜缺损部的面积率不足0.1％的情况下，密接性也会在某种程度上变差。
由此，只有在该缺损部的面积率不足1.5％时，进行了上述电子束处理后的覆膜密接性高，因此可以说覆膜密接性极高。另外，如上所述，优选缺损部的面积率为0.1％以上。
缺损部散布于镁橄榄石覆膜的表面，其至少一部分的缺损部形成为条纹状。该条纹状的缺损部除了纵长的情况之外，也包括缺损部以点状相连而整体成为条纹状的情况。这些缺损部从CL像内能够确认。另外，本发明发明人通过对磁畴细化用光束照射前后镁橄榄石覆膜的分布形态进行调查，可知存在条纹状缺损部(也包括以点状相连而整体成为条纹状的情况)成为覆膜剥离的起点的情况。因此，如后所述，优选条纹状等的缺损部以一定量以上存在，但通过使缺损部的面积率不足1.5％，在实际应用中能够充分确保密接性。
如上所述，从相对于磁畴细化用电子束照射的覆膜密接性这一点出发，与完全不存在条纹状等的缺损部的覆膜相比，优选条纹状等的缺损部的面积率为0.1％以上且不足1.5％的范围内的覆膜。推定这是由于条纹状等的缺损部具有阻止覆膜的剥离传播的效果，并且适当的覆膜缺损部的分布赋予了覆膜相对于外力的柔软性。另外，使适当的缺损部存在在工业上是有益的。即，不需要使镁橄榄石完全覆盖钢板表面、例如不需要使氧化物大量形成。
上述缺损部的形成方法例如能够采用实施例所述的方法。另外，在形成条纹状的缺损部时，选择沿着方向性电磁钢板的轧制方向延伸的缺损部，但由于条纹状的缺损部的形成容易因此优选。
如上所述，镁橄榄石覆膜的缺损部的面积率能够通过获得CL像而以非破坏、不剥离张力涂层的方式进行评价。在所制造的产品中，能够通过缺损部的面积率是否落入上述范围内而预先对覆膜密接性进行评价。
实施以上所示的镁橄榄石覆膜的评价方法使用上述镁橄榄石评价装置即可。如上所述，能够使用例如在SEM上安装能够检测光的检测器(相当于光测定部120)，使其信号与电子束的扫描位置对应而画像化的装置。优选图像以电子信号取出。作为上述检测器，只要能够检测可见光就没有特别的限制，可以使用光电倍增管(PMT)等而对光进行检测。
为了评价存在于张力涂层的下层的镁橄榄石覆膜，需要对激发电子束的照射条件即加速电压进行调整。所需的加速电压根据张力涂层的种类、厚度而不同，对CL像与通常的二次电子像进行比较，选择尽量不受表面形状的影响而能够对镁橄榄石覆膜的分布进行观察的加速电压即可。这是由于通过使加速电压变化而对CL像、二次电子像进行观察能够避免过度的反复试验而决定。举出一例进行说明，在磷酸盐类张力涂层(phosphate basedtension coating)的厚度为1～2μm的情况下，加速电压为20～40kV的范围为良好的条件范围。另外，像的倍率能够任意确定，为了在宽广的视野对覆膜分布进行观察，优选低倍率。例如，在图1-3的例子中，以相对于宝丽来(注册商标)照片的倍率为50倍的像、约1.7mm×2.1mm的区域进行观察。对于镁橄榄石覆膜的缺损部的面积率的评价，获得三个视野以上的该倍率的CL像，对其进行二元化后取平均值即可。二元化的阈值依存于获得CL像时的亮度或对比度，但如图1-4所示，可以一边观察图像一边提取条纹状等的覆膜缺损部，并且以尽可能地减少点状的暗对比的条件进行选择即可。
接着，对制造本发明的方向性电磁钢板的方法进行说明。
方向性电磁钢板在对加热了的板坯热轧后，通过一次或中间加入有退火的两次冷轧而成为最终板厚，然后进行脱碳退火。接着在钢板的表面涂布MgO等退火分离剂，然后进行最终完工退火，从而如上所述地形成镁橄榄石覆膜。在表面形成条纹状的镁橄榄石覆膜缺损部能够通过对冷轧条件进行调整、在脱碳退火前的钢板表面主要沿轧制方向设置凸部而进行。在涂布退火分离剂时，在这样的钢板凸部，难以涂布退火分离剂，在最终完工退火中形成条纹状的镁橄榄石覆膜缺损部。或者，在涂布退火分离剂时可以用刷子等形成条纹状的退火分离剂缺损部。另外，轧制氧化皮缺损部形成过多，为了减少其数量，改变脱碳退火条件即可。具体地说，例如在由于皮下氧化不足而形成大量缺陷的情况下，提高脱碳退火时的氛围气体氧化性(P(H2O)/P(H2))，形成厚的皮下氧化。在该情况下，退火分离剂缺损部在最终完工退火时成为条纹状的镁橄榄石覆膜缺损部。如上所述，镁橄榄石覆膜的条纹状缺损部沿着钢卷的长度方向(轧制方向)形成，由于能够连续处理、制造上的便利性和效率良好，因此优选。镁橄榄石覆膜的形成量没有特别的限制，但在使用覆膜中的含氧量对镁橄榄石量进行评价时，优选含氧量为2.4g/m2以上。这是由于如果覆膜形成量(镁橄榄石量)比这少，则存在即使在本发明范围内对镁橄榄石覆膜缺损部进行调整也不能得到充分的覆膜密接性的情况。
对本发明的方向性电磁钢板实施磁畴细化处理时的具体的方法没有特别的限制，但通过电子束照射(与获得CL像的电子束不同)进行磁畴细化的钢板几乎不会发生镁橄榄石覆膜的剥离，因此不需要为了确保耐腐蚀性而对剥离部进行再镀敷(再涂敷)。因此，能够以低的成本得到具有低铁损和耐腐蚀性的方向性电磁钢板。在这里，作为用于磁畴细化的优选的电子束照射条件范围，优选加速电压E(kV)、电子束电流I(mA)及电子束的扫描速度V(m/s)以以下条件进行。
40≤E≤150
6≤I≤12
V≤40
需要说明的是，优选电子束的径为0.4mm以下。另外，照射可以进行一次或多次。在该范围内选择不产生覆膜剥离的条件即可，但本发明的方向性电磁钢板在以电流更高的条件照射时难以引起覆膜剥离。“电流更高的条件”是8mA以上。上限没有特别的限制，在镁橄榄石覆膜不剥离的范围内适当地设定即可。
如上所述，从表面看，本发明的方向性电磁钢板散布于镁橄榄石覆膜的缺损部的总面积率相对于镁橄榄石层的表面积不足1.5％，因此镁橄榄石覆膜的覆膜密接性高。
另外，在本发明的方向性电磁钢板中，特征之一在于，在进行了电子束处理时能够提高覆膜密接性。
通过将本发明适用于生产线，将所得到的结果反馈而用于制造条件的调整，能够制造在整个长度范围保证覆膜性状的方向性电磁钢板钢卷。
如上所述，由于本发明是覆膜密接性优异的方向性电磁钢板，如果使用其制造铁心，能够得到优异的铁心。需要说明的是，在本发明中设想的铁心是电机用的铁心，能够例示出卷绕铁心和堆叠铁心等。
另外，通过采用具有基于从表面看散布于镁橄榄石覆膜的缺损部的总面积率，而筛选方向性电磁钢板的优劣的优劣筛选工序的制造方法，并且，具有相对于被筛选为优的钢板实施磁畴细化处理的磁畴细化处理工序的制造方法，能够高效地制造优异的方向性电磁钢板。此外，对于筛选为否的钢板，能够用于所要求的特性等级不高的用途。
＜第二实施方式＞
以下说明涉及第二实施方式的发明。
首先，对从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石覆膜、钢板的方向性电磁钢板进行说明。上述钢板为现有公知的方向性电磁钢板即可，例如，无论是否使用抑制剂成分，都能够优选地使用。需要说明的是，在本说明书中，为了便于说明，将具有镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板、具有张力涂层及镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板称为方向性电磁钢板，将形成张力涂层和镁橄榄石覆膜之前的方向性电磁钢板称为钢板。
镁橄榄石覆膜形成方法、张力涂层的形成方法没有特别的限制，例如，能够举出以下方法。
在这里，作为在钢板上形成镁橄榄石覆膜的方法，例如，能够举出以下所述的方法。首先，精加工为最终板厚，相对于含有适量的Si的钢板，实施兼具再结晶退火的脱碳退火。接着，涂布退火分离剂(优选以MgO为主要成分)，以二次再结晶及形成镁橄榄石覆膜为目的进行最终完工退火。
在上述脱碳退火中在钢板表面生成以SiO2为主要成分的氧化膜(皮下氧化)，在最终完工退火中，通过使该氧化膜与退火分离剂中的MgO反应，从而在钢板上形成镁橄榄石覆膜(Mg2SiO4)。
作为形成张力涂层的方法，公知的方法即可，但是能够列举例如通过在最终完工退火后实施基于无机类镀敷、物理蒸镀法，化学蒸镀法等的陶瓷镀敷而在镁橄榄石覆膜上形成张力涂层的方法。只要形成张力涂层，就能够降低铁损。
接着，对评价镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性的方法进行说明。
图2-1是示意性表示镁橄榄石评价装置的一个例子的图。图2-2是示意性表示图2-1所示的镁橄榄石评价装置所具备的光评价部的图。如图2-1所示，镁橄榄石评价装置1具有试样台10、电子束照射部11、光评价部12、真空室13和波长截止滤光片14。如图2-1所示，在真空室13内收纳有试样台10、电子束照射部11、光评价部12和波长截止滤光片14。在这里，通过真空室能够实现的真空是能够使SEM工作的真空度，通常为10-2Pa。但是，在具备差动泵浦(differential evacuation)的***中不限于此。例如，也可以是200Pa左右以下的真空度。
需要说明的是，图2-1所示的镁橄榄石评价装置1具备波长截止滤光片14。但是即使没有波长截止滤光片14，基于光的信息也能够确认镁橄榄石覆膜的性状。因此，可以不具备波长截止滤光片14。
在镁橄榄石评价装置1中，能够从电子束照射部11(例如，电子束发生部和对电子束会聚而进行扫描的电子光学***)相对于在试样台10上保持的试样2(作为方向性电磁钢板的试样)照射电子束(电子束以虚线箭头所示)。在照射有电子束的试样2具有镁橄榄石的情况下，试样2由于电子束的激发而发光。通过利用光评价部12对该发光进行评价，能够对覆膜密接性、镁橄榄石量、磁特性、应变、杂质等镁橄榄石覆膜的性状进行确认。需要说明的是，覆膜密接性能够使用在波长380～600nm的范围出现的发光峰值A及/或发光峰值B(图2-3参照)的强度与以下强度比中的至少一方进行确认。另外，镁橄榄石量能够使用在波长600～665nm的范围出现的发光峰值C(图2-3参照)的强度确认。磁特性能够使用发光峰值A及/或发光峰值B的强度确认。杂质能够使用发光峰值A～D(图2-3参照)的强度确认。
如图2-2所示，光评价部12具有光测定部120、定量分析部121和相关关系存储部122。光评价部12是具有能够对CL光谱进行测定的功能(对于如何测定CL光谱将在后文进行说明。)，是在对光进行检测而测定CL光谱中的特定波长的光的信号强度和亮度的一般的光检测器(相当于光测定部120)中组合存储特定的相关关系的相关关系存储部122和将来自光检测器的信息代入上述相关关系而进行定量分析的定量分析部121的设备。因此，例如，通过将存储上述相关关系且具有通常的定量分析功能的计算机与一般的光检测器进行组合，成为在本发明中优选的光评价部12。
光测定部120只要能够对可见光进行检测则没有特别的限制，可以使用光电倍增管(PMT)等对光进行检测。另外，光测定部120具有将检测到的光的信息转换为信号强度或亮度等信息的功能。因此，在从电子束照射部11相对于试样2照射电子束时，检测由于该电子束的激发所发出的光，将CL光谱中的特定波长的光的信息转换为信号强度或亮度等信息。
另外，光测定部120除了在将试样的表面捕捉为一个区域对由于电子束的激发而发出的光进行检测之外，还能够在将试样的表面分割为多个区域时的每个区域对由于电子束的激发而发出的光进行检测。在分割为多个区域时，能够对每个区域的镁橄榄石覆膜的性状进行评价。上述区域的面积没有特别的限制，可以根据所要求的确认精度等适当地进行调整。
确认光测定部120所检测的光的信息的方法没有特别的限制，通过将光评价部12与SEM组合使用能够进行确认。例如，将光测定部120安装于SEM，使其信号与电子束的扫描位置相对应而图像化，就能够进行确认。
如上所述，光测定部120能够对CL光谱中的特定波长的光的信号强度或亮度进行测定。该信号强度或亮度发送至定量分析部121，在定量分析部121中，基于该光的信息与相关关系存储部122中存储的相关关系(特定的发光峰值的强度或强度比与覆膜密接性的相关关系、特定的发光峰值的强度或强度比与镁橄榄石量的相关关系、特定的发光峰值的强度或强度比与磁特性的相关关系等)，能够导出覆膜密接性和镁橄榄石量。需要说明的是，亮度是指基于电子束激发光的信号强度导出的CL像中的亮度，例如，能够使用辉度表示。
需要说明的是，导出相关关系存储部122中存储的相关关系的方法没有特别的限制。例如，判明试样中的镁橄榄石量或覆膜密接性，使用镁橄榄石量或覆膜密接性不同的多个试样，向各个试样照射电子束，通过对特定的发光峰值的信号强度或亮度进行测定能够导出。
本发明的特征在于利用特定的发光峰值与镁橄榄石覆膜的性状的相关关系。“特定的发光峰值与镁橄榄石覆膜的性状的相关关系”是指例如特定的发光峰值与覆膜密接性的相关关系、特定的发光峰值与镁橄榄石量的相关关系、特定的发光峰值与磁特性的相关关系等。于是，以下对该相关关系具体地进行说明。
图2-3是从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石覆膜、钢板的方向性电磁钢板的CL光谱的一个例子。在CL光谱中存在波长以410nm附近为中心的380～450nm的发光群(设为发光峰值A)、同样存在于500nm附近的450～600nm的发光群(设为发光峰值B)以及同样以640nm附近为中心的600～665nm的发光群(发光峰值C)。另外，也能够看到波长为680nm附近的发光群(设为发光峰值D)。
以与图2-3相同的条件测定由试剂合成的镁橄榄石粉末时的发光光谱如
图2-4所示(记为合成镁橄榄石)。峰值波长为约615nm的发光群(与发光群进行比较，视为发光峰值C)成为强的结果。需要说明的是，来自合成镁橄榄石的发光峰值C与图2-3所示的来自镁橄榄石覆膜的发光峰值C存在偏差，其理由将在后文说明。另外，在图2-4中，表示的是通过溶解从表面侧依次具有张力涂层、镁橄榄石覆膜、钢板的方向性电磁钢板的张力涂层和钢板而提取出的镁橄榄石覆膜粉末而得到的CL光谱(记为镁橄榄石覆膜提取物)，同样，只有发光峰值C显现为较强。
放大合成镁橄榄石的CL光谱的强度轴，在与方向性电磁钢板的CL光谱相同的位置存在非常弱的发光峰值A。对于在合成镁橄榄石时添加了Al2O3、CaO等各种氧化物的方向性电磁钢板测定CL光谱。取决于所添加的氧化物，峰值A的强度稍稍增加，但峰值C均为主体，如图2-3所示的方向性电磁钢板的CL光谱那样，发光峰值A、B都没有显现出强的特征。考虑到在得到图2-3的结果时的样本中发光的只有镁橄榄石，可以说发光峰值A和B(发光峰值(A+B))是由在方向性电磁钢板上形成的镁橄榄石覆膜的特征性发光引起。
由于对具有厚度为2μm的张力涂层的方向性电磁钢板的CL光谱的深度方向的变化进行了调查，将入射的电子加速电压设定为5kV、15kV、25kV而分别测定CL光谱。其结果如图2-5所示。需要说明的是，CL光谱的强度以入射电子的电流标定。伴随着入射电子的加速电压的增加，CL光谱的强度增加。认为这是由于加速电压的上升造成成为发光源的成对的电子-空穴的激发数增加。值得注意的是，伴随着加速电压的上升，发光峰值A和发光峰值B相对于发光峰值C相对增加。这表示发光峰值A和发光峰值B是来自在比试样表面相对深的位置、即钢板附近的信号。
基于上述结果，对各发光峰值的归属进行研究。
发光峰值A和发光峰值B来源于镁橄榄石结晶的晶格缺陷，强度由于Al、Ti等固溶元素的共存而增加若干，通过将镁橄榄石覆膜强力地束缚于钢板、即令钢板表面与镁橄榄石覆膜的密接性变强，强度尤为增加。例如，认为由于在镁橄榄石覆膜的与钢板表面的界面结合发生的应力而使发光强度增加。
另一方面，在方向性电磁钢板、从该方向性电磁钢板提取的镁橄榄石覆膜以及合成的镁橄榄石中都能够观察到强的发光峰值C，因此认为其来源于镁橄榄石固有的发光。该发光峰值的强度由于Mn的存在而增加，但几乎不受其他元素的影响。方向性电磁钢板的该发光峰值的波长比提取出的镁橄榄石覆膜及合成的镁橄榄石的发光峰值的波长稍稍位于长波长侧。推定这是由于发光峰值C的峰值位置由于与钢板的接触而发生。虽然发光峰值C的波长发生偏移，但发光峰值强度没有确认到明确的变化。另外认为发光峰值D是由于Al或Cr的存在而出现的峰值。
对以上所述的研究进行总结，认为发光峰值A、B的强度反映镁橄榄石覆膜由于与钢板表面的结合而受到的影响的大小，因此能够作为镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性的指标。另一方面，由于发光峰值C的强度几乎不会由于镁橄榄石的存在形态而发生变化，因此能够作为镁橄榄石量的指标。基于这样的见解，考虑通过CL光谱的发光峰值的强度及强度比来评价方向性电磁钢板的镁橄榄石覆膜的性状的方法。
接着，对评价方法具体地进行说明。如上所述，考虑存在以下相关关系。
(1)发光峰值A的强度Ia及/或峰值B的强度Ib成为镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性的指标。
(2)发光峰值C的强度Ic成为镁橄榄石量的指标。
以与平时相同的测定条件来测定CL光谱，或者预先求出用于整理测定条件的换算式，通过利用不同的条件进行测定，能够对镁橄榄石覆膜与钢板的密接性以及镁橄榄石量进行评价。对于镁橄榄石量，如果在线发光峰值C的强度Ic和与镁橄榄石量成比例的值、例如氧附着量之间生成检测线，则能够根据发光峰值C的强度Ic对镁橄榄石量进行定量。由于上述密接性和镁橄榄石量对磁特性造成影响，因此使用发光峰值A、B及C的强度和上述强度比，能够确认磁特性的倾向。
需要说明的是，发光峰值的强度可以使用峰值面积或峰值高度。后者的一个例子如图2-6所示。由图2-3及图2-6可知，发光峰值B与发光峰值A及发光峰值C部分重叠，因此作为镁橄榄石覆膜与钢板表面的密接性的指标，优选仅使用难以受到其他峰值的影响的发光峰值A。
另外，作为(1)的钢板表面与镁橄榄石覆膜的密接性的指标，能够使用发光峰值A相对于发光峰值C的强度比Ia/Ic、或发光峰值B相对于发光峰值C的强度比Ib/Ic、或发光峰值A及B相对于发光峰值C的强度比(Ia+Ib)/Ic。这样使用多个发光峰值的方法的第一优点在于，通过使用峰值强度比而能够缓和测定条件的波动等外来干扰。第二优点在于作为覆膜密接性的指标，变化更为明显。通常，如果镁橄榄石覆膜的形成量过多，公知容易在局部产生镁橄榄石覆膜剥离的点状缺陷。在使用强度比的情况下，使用难以受到其他峰值的影响的发光峰值A的Ia/Ic更为优选。
接着对CL光谱的测定条件进行说明。能够使用基本上具有电子束照射装置、能够对可见光进行分光的分光计、对它们进行保持的真空保持或减压、或能够置换轻量气体的腔室的装置(例如，图2-1所示的装置)。例如，能够举出将分光计安装于SEM的装置。入射电子的加速电压能够采用5kV～150kV。在使用SEM的情况下优选10～40kV的范围、进一步优选为20～30kV的范围。如果加速电压比这低则难以得到靠近钢板的区域的信号。另外，如果在SEM中使用在此之上的加速电压，不仅装置会成为特殊的规格、效果也会变差。其他条件只要得到能够评价前述发光峰值强度的CL光谱则没有特别的限制。
本发明的镁橄榄石覆膜的评价方法通过在钢带的输送路径上设置具有电子源、分光计以及能够使钢板分批***或使钢带连续通过的、实现真空或减压或轻质气体置换的腔室的装置而在制造现场展开。在设置在最终完工退火工序之后使钢带连续地通过的腔室的情况下，能够在生产线上对覆膜性状进行评价。需要说明的是，能够在宽度方向上设置多个使电子束在宽度方向上扫描、具有分光计的测定装置。这样，能够进行钢带的整个长度宽度的评价。生产线上的测定可以设置专用的测定***，但也可以如后所述地在具有磁畴细化工序的生产线中，利用电子束照射。
通过将本发明适用于生产线，将所得到的结果反馈而用于制造条件的调整，能够制造在整个长度范围保证覆膜性状的方向性电磁钢板钢卷。
基于以上的评价方法，对利用张力涂层、镁橄榄石覆膜、钢板构成的各种方向性电磁钢板，使用加速电压25kV的入射电子束对CL光谱进行测定，对覆膜的密接性进行比较。其结果是，使发光峰值A的强度(高度)Ia相对于发光峰值C的强度(高度)Ic的强度比Ia/Ic为0.4以上且镁橄榄石覆膜的氧附着量为2.6g/m2以上，能够得到覆膜密接性良好的方向性电磁钢板。
然而，公知对方向性电磁钢板实施磁畴细化处理能够改善铁损而将其实际应用。向本发明中的覆膜密接性高的方向性电磁钢板照射例如电子束，能够不引起覆膜剥离等损伤地实现磁畴细化。其结果是，不进行再镀敷就能够得到磁特性且耐腐蚀性高的磁畴细化方向性电磁钢板。
如上所述，在通过电子束照射来进行磁畴细化处理的情况下，通过测定伴随着电子束照射的发光光谱，能够在生产线上非破坏地实施对镁橄榄石覆膜的性状的评价。
如上所述，根据本发明，能够得到覆膜密接性等优异的方向性电磁钢板，因此如果使用其制造铁心，则能够得到优异的铁心。需要说明的是，在本发明中设想的铁心是在电机和变压器等中使用的铁心，能够例示出卷绕铁心和堆叠铁心等。
另外，通过采用具有基于上述发光峰值来对方向性电磁钢板的优劣进行筛选的优劣筛选工序的制造方法，进而采用具有磁畴细化处理工序的制造方法，能够高效地制造优异的方向性电磁钢板。此外，对于被筛选为否的钢板，能够用于所要求的特性等级不高的用途。
实施例1
实施例1是与第一实施方式对应的实施例。
相对于精加工为板厚0.27mm、含有3质量％Si的冷轧钢板，实施兼具再结晶退火的脱碳退火。接着，利用涂布机在表面涂布以MgO为主要成分的退火分离剂，然后卷成钢卷而进行最终完工退火，形成镁橄榄石覆膜。接着以厚度成为约2μm的方式涂布磷酸类张力涂层而实施退火。由于对条纹状的覆膜缺损部进行控制而使其形成，因此完工后的冷轧后的形状平坦，在涂布退火分离剂的涂布机辊上部分地卷绕直径50μm的纤维。通过改变纤维的条数，来改变条纹状缺损部的数量，使缺损部的面积率变化。
对于所得到的方向性电磁钢板以CL像进行观察，对条纹状缺损部的面积率进行调查(在这里，将所有缺损部视为条纹状。)。对于这些方向性电磁钢板的2.3mm×1.7mm的三个视野，以加速电压30kV对激发电子束进行扫描照射，使用由导光体和PMT构成的光检测器以同一条件获得CL像。在覆膜上形成有沿着涂布机(钢板)的行进方向的覆膜缺损部。使用现有的图像处理软件(PhotoshopCS6)对所得到的CL像以256色阶对平均辉度进行评价。以提取出条纹状的缺损部的方式使画像二元化，求出缺损部的总面积率。对于各试样对三个视野的数据进行平均。
通过磁畴细化用电子束照射来评价各试样的密接性指标。排列切断的方向性电磁钢板(宽度15mm)，对于进行了一次磁畴细化用电子束照射后的方向性电磁钢板表面求出剥离面积率。在这里，剥离作用电子束的束直径设为约0.3mm且电流设为16mA。在求出剥离面积率时也使用以50倍拍摄的CL像。对于照射有电子束的区域对于电子束径为0.3mm的宽度(长度约2.3mm)的区域使CL像二元化。根据二元化的CL像计算暗的部分、即覆膜剥离的部分的面积率即覆膜剥离率。剥离面积率为14％以下视为合格。对于各试样进行三个视野的测定而进行平均。以上结果如表1所示。
如表1所示，可知镁橄榄石覆膜上的条纹状等的缺损部的面积率落入本发明的范围的发明例的覆膜剥离面积率成为14％以下而具有高的覆膜密接性。另外，可知在缺损部的面积率为0.1％以上的情况下覆膜剥离面积率达到10％以下，具有更为优异的覆膜密接性。如以上所述，根据本发明的覆膜评价方法，能够非破坏性且简易地对覆膜密接性的差异进行评价。
[表1]
Figure BDA0002255245740000221
实施例2
实施例2是与第二实施方式对应的实施例。
相对于精加工为板厚0.27mm、含有3质量％Si的冷轧钢板实施兼具再结晶退火的脱碳退火。接着，利用喷涂法在表面涂布以MgO为主要成分的退火分离剂，然后卷绕成钢卷而进行最终完工退火，形成镁橄榄石覆膜。接着以厚度成为约2μm的方式涂布磷酸类张力涂层而实施退火。在这里，通过改变脱碳退火的条件，能够使皮下氧化的状态发生变化，从而制造具有镁橄榄石量和镁橄榄石覆膜密接性不同的覆膜的多个样本。
对于所得到的方向性电磁钢板，实施CL光谱测定。所使用的装置及测定条件如下所述。
装置：SEM(日立S-4300SE)
分光器相关(爱宕物产公司制)
分光器：HR-320光栅(可见100gr/mm)
(条件)
加速电压(照射电流)：25kV(41nA)
测定面积：100μm□
测定温度：室温
测定波长范围：200～1000nm
测定时间：200ms/point
在对五个视野的结果进行平均的方法中，对于所得到的CL光谱，求出发光峰值A相对于发光峰值C的高度强度比Ia/Ic。
另外，将试样浸渍于碱溶液来除去张力涂层，通过在红外线燃烧法中测定氧浓度的氧分析法将镁橄榄石覆膜形成量作为氧附着量求出。另外，覆膜密接性通过利用弯剥离曲试验法和电子束照射(相当于磁畴细化处理时的电子束照射)求出覆膜剥离面积率的方法来评价。
在这里，弯曲剥离试验法如下所述。进行弯曲剥离试验(通过在各种直径不同的圆筒状棒上卷绕电磁钢板时，求出不产生覆膜的剥离的最小弯曲径(直径)来评价覆膜的密接性的试验。)，根据剥离时的曲率直径R的值以三个等级进行评价，将其作为密接性指标。需要说明的是，密接性指标的数值越大密接性越差。R在30mm以下为“○”，R比30mm大且在40mm以下为“△”，R超过40mm为“×”。
通过电子束照射求出覆膜剥离面积率的方法如下所述。求出照射磁畴细化用电子束后的方向性电磁钢板的镁橄榄石层的剥离面积率。对于以加速电压60Kv的电子束(电子径：300μm，电流值：16mA)进行扫描照射且照射电子束之后的方向性电磁钢板，在SEM内以加速电压30kV获得镁橄榄石层的CL像，通过二元化而求出剥离面积率。剥离面积率针对在电子束扫描方向上为2.3mm、与其垂直的方向上为300μm的面积求出。在镁橄榄石覆膜的剥离面积率不足10％时为“○”，在10％以上20％以下为“△”，超过20％为“×”。在一部分试样中，存在在弯曲试验中能够确保某种程度的密接性但相对于电子束照射密接性差的试样。在该情况下，在后述图2-7中标注(×EB)。发光峰值A相对于发光峰值C的高度强度比与氧附着量的关系如图2-7所示。另外在各数据点的一旁表示密接性评价结果。
根据图2-7可知，通过使用发光峰值A相对于发光峰值C的高度比Ia/Ic为0.4以上且氧附着量为2.6g/m2以上的指标来指定覆膜密接性良好、尤其是相对于电子束照射覆膜密接性良好的方向性电磁钢板，能够将其与密接性差的钢板进行区别。
落入上述指标范围内的本发明例示的方向性电磁钢板具有高的覆膜密接性。尤其是即使进行了使用电子束的磁畴细化处理也具有高的覆膜密接性，因此不需要进行伴随着照射损伤的再镀敷，能够低成本地得到铁损大幅改善的磁畴细化方向性电磁钢板。
附图标记说明
1 镁橄榄石评价装置；
10 试样台；
11 电子束照射部；
12 光评价部；
120 光测定部；
121 定量分析部；
122 相关关系存储部；
13 真空室；
14 波长截止滤光片；
2 试样。

Claims (5)

1.一种方向性电磁钢板，在钢板上具有镁橄榄石覆膜，并且进行了磁畴细化处理，该方向性电磁钢板的特征在于，
具有从表面看散布于镁橄榄石覆膜的、宽度为20μm以下的条状的缺损部和直径为5μm～50μm的点状的缺损部中的至少一种缺损部，相对于镁橄榄石层的表面积，该缺损部的总面积率为0.1％以上且不足1.5％，在所述缺损部中不包含等效圆直径超过200μm的圆形、椭圆形或与其接近的不定形的、在10mm×10mm的视野中存在一个的概率不足50％的覆膜缺陷。
2.根据权利要求1所述的方向性电磁钢板，其特征在于，
所述缺损部的至少一部分为条纹状。
3.一种铁心，由权利要求1或2所述的方向性电磁钢板层叠而成。
4.一种方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
具有判断是否进行磁畴细化的工序，在该判断是否进行磁畴细化的工序中，向该方向性电磁钢板照射电子束，基于从表面看散布于镁橄榄石覆膜的、宽度为20μm以下的条状和/或直径为5μm～50μm的点状的缺损部的总面积率是否处于0.1％以上且不足1.5％的范围内，来判断是否进行在钢板上从钢板表面具有张力涂膜、镁橄榄石覆膜的方向性电磁钢板的磁畴细化，在所述缺损部中不包含等效圆直径超过200μm的圆形、椭圆形或与其接近的不定形的、在10mm×10mm的视野中存在一个的概率不足50％的覆膜缺陷。
5.根据权利要求4所述的方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
在所述判断是否进行磁畴细化的工序中还具有相对于被判断为是的方向性电磁钢板的表面实施磁畴细化处理的磁畴细化处理工序。
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