JP2022022490A - Grain oriented electrical steel sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、方向性電磁鋼板に関する。 The present invention relates to grain-oriented electrical steel sheets.
方向性電磁鋼板は、鋼板成分として、一般的に、Ｓｉを２質量％～５質量％程度含有し、鋼板の結晶粒の方位をＧｏｓｓ方位と呼ばれる｛１１０｝＜００１＞方位に高度に集積させた鋼板である。方向性電磁鋼板は、磁気特性に優れ、例えば、変圧器等の静止誘導器の鉄心材料などとして利用される。 The grain-oriented electrical steel sheet generally contains about 2% by mass to 5% by mass of Si as a steel sheet component, and the orientation of the crystal grains of the steel sheet is highly integrated in the {110} <001> orientation called the Goss orientation. It is a steel plate. The grain-oriented electrical steel sheet has excellent magnetic characteristics and is used, for example, as an iron core material for a static induction device such as a transformer.
このような方向性電磁鋼板では、磁気特性を向上させるために、種々の技術開発がなされている。特に、近年の省エネルギー化の要請に伴って、方向性電磁鋼板では、さらなる低鉄損化が求められている。方向性電磁鋼板の低鉄損化には、鋼板の結晶粒の方位について、Ｇｏｓｓ方位への集積度を高めて磁束密度を向上させて、ヒステリシス損失を低減することが有効である。 In such grain-oriented electrical steel sheets, various technological developments have been made in order to improve the magnetic characteristics. In particular, with the recent demand for energy saving, further reduction of iron loss is required for grain-oriented electrical steel sheets. In order to reduce the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet, it is effective to increase the degree of integration in the Goss direction with respect to the orientation of the crystal grains of the steel sheet to improve the magnetic flux density and reduce the hysteresis loss.
巻トランスの母材として用いられる方向性電磁鋼板には、低鉄損化と同時に、更なる低騒音化が求められている。電磁鋼板では、低鉄損化の為に磁区細分化を行っているが、巻トランスでは製造工程で歪み取り焼鈍を行う為、磁区細分化を行う場合、耐熱型の磁区細分化技術が必要である。 The grain-oriented electrical steel sheet used as the base material of the winding transformer is required to have low iron loss and at the same time further low noise. In electrical steel sheets, magnetic domain subdivision is performed to reduce iron loss, but in winding transformers, strain removal and annealing is performed in the manufacturing process, so heat-resistant magnetic domain subdivision technology is required when performing magnetic domain subdivision. be.
耐熱型の磁区制細分化手法として鋼板に周期的な溝を形成する手法がある。例えば、特許文献１には、最終仕上げ焼鈍後形に成されるフォルステライト被膜中のＮ含有量を３．０質量％以下に抑制して、レーザー照射による磁区細分化処理を行うことで、得られた方向性電磁鋼板の鉄損が低減することが開示されている。また、フォルステライト被膜中のＡｌ量、Ｔｉ量を制御して各フォルステライトの組成変動を抑制し、フォルステライト粒子径の標準偏差を平均粒子径の１．０倍以下とすることで、鉄損改善効果がさらに向上することが開示されている。 As a heat-resistant magnetic domain control subdivision method, there is a method of forming periodic grooves in a steel sheet. For example, in Patent Document 1, the N content in the forsterite film formed after final finish annealing is suppressed to 3.0% by mass or less, and magnetic domain subdivision treatment by laser irradiation is performed. It is disclosed that the iron loss of the grain-oriented electrical steel sheet is reduced. In addition, by controlling the amount of Al and Ti in the forsterite film to suppress fluctuations in the composition of each forsterite, and making the standard deviation of the forsterite particle size 1.0 times or less the average particle size, iron loss It is disclosed that the improvement effect is further improved.
特許文献２には、脱炭焼鈍前又は後の鋼板表面に、間隔５ｍｍ以下、幅１ｍｍ以下、深さがＲａ値で０．３～５．０μｍ且つＲｍａｘ値で１０μｍ以下の線状傷疵を付与することで、極めて鉄損が優れ、被膜密着性の優れた方向性電磁鋼板が得られることが記載されている。
In
特許文献３には、圧延方向と交差する方向に延在し且つ溝深さ方向が板厚方向となる溝が形成された鋼板表面を有する方向性電磁鋼板が記載されている。形成されている溝は、溝幅方向において前記溝幅中心を基準として非対称形状である。このような断面形状を有する溝の平均深さ、溝の溝底領域の輪郭を成す粗さ曲線の算術平均高さＲａ、溝底領域の前記輪郭を成す粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを特定の範囲にすることにより、鉄損低減効果が得られることが開示されている。 Patent Document 3 describes a grain-oriented electrical steel sheet having a steel sheet surface extending in a direction intersecting the rolling direction and having a groove formed in which a groove depth direction is a plate thickness direction. The formed groove has an asymmetric shape with respect to the groove width center in the groove width direction. The average depth of the groove having such a cross-sectional shape, the arithmetic average height Ra of the roughness curve forming the contour of the groove bottom region, and the average length RSm of the roughness curve element forming the contour of the groove bottom region are calculated. It is disclosed that the iron loss reduction effect can be obtained by setting the specific range.
特許文献１～３には、磁区細分化を行う場合の鉄損低減効果を得るための磁区細分化技術に関しては、種々提案されているが、低騒音化に関してはなんら提案されていない。 Patent Documents 1 to 3 have proposed various magnetic domain subdivision techniques for obtaining the effect of reducing iron loss in the case of magnetic domain subdivision, but have not proposed any noise reduction.
巻トランスの母材として用いられる方向性電磁鋼板には、低鉄損化と併せて更なる低騒音化が求められている。耐熱型の磁区細分化は一般的には、線状溝を形成することによって行われているが、現状では十分な騒音低減効果は得られていない。
磁区細分化の為に形成されている線状溝の表面粗さが大きい場合、磁壁移動による磁壁面積の変化が発生し、溝が無い場合より大きなピン止め効果を受け、磁壁の移動が緩やかになる。この時、溝側面では、表面粗さが大きいことで磁束の漏れが低減され、鉄損低減効果が大きく減少してしまう。一方で、溝底面で表面粗さが大きい場合には、磁束の漏れの低減が少なく、鉄損低減効果に与える影響は少ない。
The grain-oriented electrical steel sheet used as the base material of the winding transformer is required to have lower noise as well as lower iron loss. The heat-resistant magnetic domain subdivision is generally performed by forming a linear groove, but at present, a sufficient noise reduction effect has not been obtained.
When the surface roughness of the linear groove formed for the subdivision of the magnetic domain is large, the domain wall area changes due to the domain wall movement, and the domain wall moves more slowly due to the greater pinning effect than when there is no groove. Become. At this time, on the side surface of the groove, the leakage of magnetic flux is reduced due to the large surface roughness, and the effect of reducing iron loss is greatly reduced. On the other hand, when the surface roughness is large on the bottom surface of the groove, the reduction of magnetic flux leakage is small, and the effect on the iron loss reduction effect is small.
本発明では、溝形成の前に特殊な酸洗溶液を用いて酸洗処理をすることで、鋼板表面の析出物の伝熱係数を、地鉄の比熱、伝熱係数と乖離させる。そして、レーザー照射による溝形成時の伝熱の違いによる、溝底面の凹凸化を促進して、鉄損低減効果を損なうことなく、騒音低減効果を得ることを課題とする。 In the present invention, the heat transfer coefficient of the precipitate on the surface of the steel plate is deviated from the specific heat and the heat transfer coefficient of the base iron by performing a pickling treatment using a special pickling solution before the groove formation. Then, it is an object to promote the unevenness of the groove bottom surface due to the difference in heat transfer at the time of groove formation by laser irradiation, and to obtain the noise reduction effect without impairing the iron loss reduction effect.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。磁区細分化の為に形成された線状溝の形状および溝底面および溝側面の表面粗さのＲａ値を一定の範囲内にコントロールすることで、得られる方向性電磁鋼板の鉄損を低減し、併せて更なる低騒音化を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. By controlling the Ra value of the shape of the linear groove formed for magnetic domain subdivision and the surface roughness of the groove bottom surface and the groove side surface within a certain range, the iron loss of the obtained grain-oriented electrical steel sheet is reduced. At the same time, the purpose is to realize further noise reduction.
本発明の要旨は、質量％で、少なくともＳｉ：２．５０～４．５０％、Ｍｎ：０．０１～０．１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であり、圧延直角方向と０～３０°の角度をなす方向に延在する線状溝が、１～２０ｍｍの間隔で形成された、鋼板表面を有する鋼板を備える方向性電磁鋼板であって、前記溝の深さＤが１０～５０μｍであり、溝幅Ｗが２０～２００μｍであり、前記溝底面の表面粗さのＲａ値が５．０μｍ超であり、溝底面のＭｎＳがＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上の硫化物への置換がされておらず、またはＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上によってコーティングされておらず、そして前記溝側面の表面粗さのＲａ値が０．１～５．０μｍである方向性電磁鋼板である。
以下、本明細書では、「Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上」を、単に「Ｃｕ等」といい、また「Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上の硫化物」を、単に「Ｃｕ等の硫化物」という。
The gist of the present invention is mass%, containing at least Si: 2.50 to 4.50%, Mn: 0.01 to 0.15%, the balance being Fe and impurities, and 0 to 0 to the direction perpendicular to the rolling direction. A directional electromagnetic steel plate having a steel plate surface having linear grooves extending in a direction forming an angle of 30 ° formed at intervals of 1 to 20 mm, wherein the groove depth D is 10 to 10 to. It is 50 μm, the groove width W is 20 to 200 μm, the Ra value of the surface roughness of the groove bottom surface is more than 5.0 μm, and the MnS of the groove bottom surface is Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn. And one selected from the group consisting of Ni without substitution with one or more sulfides selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni. Alternatively, it is a directional electromagnetic steel sheet that is not coated with two or more kinds and has a Ra value of the surface roughness of the groove side surface of 0.1 to 5.0 μm.
Hereinafter, in the present specification, "one or more selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni" is simply referred to as "Cu and the like", and "Cu, etc." One or more sulfides selected from the group consisting of Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni "are simply referred to as" sulfides such as Cu ".
本発明によれば、レーザー照射によって形成される溝が溝底面を凹凸化することにより、鉄損低減効果を保ったまま、磁壁のピン止め効果が増加し、騒音が低減される。 According to the present invention, the groove formed by the laser irradiation makes the bottom surface of the groove uneven, so that the pinning effect of the domain wall is increased and the noise is reduced while maintaining the iron loss reducing effect.
以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、特に断らない限り、数値ＡおよびＢについて「Ａ～Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. Unless otherwise specified, the notation "A to B" for the numerical values A and B means "A or more and B or less". When a unit is attached only to the numerical value B in such a notation, the unit shall be applied to the numerical value A as well.
［鋼板の成分組成］
まず、発明に係る方向性電磁鋼板に用いられる鋼板の成分組成について説明する。
なお、以下では特に断りのない限り、「％」との表記は「質量％」を表わすものとする。また、以下で説明する元素以外の鋼板の残部は、Ｆｅおよび不純物である。
[Component composition of steel sheet]
First, the composition of the steel sheet used for the grain-oriented electrical steel sheet according to the invention will be described.
In the following, unless otherwise specified, the notation "%" means "mass%". Further, the balance of the steel sheet other than the elements described below is Fe and impurities.
発明に係る方向性電磁鋼板に用いられる鋼板の成分は、結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位に集積させたＧｏｓｓ集合組織に制御するために好ましい成分構成を有し、少なくとも、Ｓｉ：２．５０～４．５０％、Ｍｎ：０．０１～０．１５％を含有する。 The components of the steel sheet used in the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention have a preferable component composition for controlling the crystal orientation to a Goss texture integrated in the {110} <001> orientation, and at least Si: 2. It contains 50 to 4.50% and Mn: 0.01 to 0.15%.
（Ｓｉ：２．５０～４．５０％）
Ｓｉ（ケイ素）の含有量は、２．５０～４．５０％である。Ｓｉは、鋼板の電気抵抗を高めることで、鉄損の原因の一つである渦電流損失を低減する。Ｓｉの含有量が２．５０％未満である場合、最終的な方向性電磁鋼板の渦電流損失を十分に抑制することが困難になるため好ましくない。Ｓｉの含有量が４．５０％超である場合、方向性電磁鋼板の加工性が低下するため好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量は、２．５０～４．５０％であり、好ましくは、２．７０～４．００％である。
(Si: 2.50-4.50%)
The content of Si (silicon) is 2.50 to 4.50%. Si reduces the eddy current loss, which is one of the causes of iron loss, by increasing the electric resistance of the steel sheet. When the Si content is less than 2.50%, it becomes difficult to sufficiently suppress the eddy current loss of the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. When the Si content is more than 4.50%, the workability of the grain-oriented electrical steel sheet is deteriorated, which is not preferable. Therefore, the Si content is 2.50 to 4.50%, preferably 2.70 to 4.00%.
（Ｍｎ：０．０１～０．１５％）
Ｍｎ（マンガン）の含有量は、０．０１～０．１５％である。Ｍｎは、二次再結晶を左右するインヒビターであるＭｎＳおよびＭｎＳｅなどを形成する。Ｍｎの含有量が０．０１％未満である場合、二次再結晶を生じさせるＭｎＳおよびＭｎＳｅの絶対量が不足するため好ましくない。Ｍｎの含有量が０．１５％超である場合、スラブ加熱時にＭｎの固溶が困難になるため好ましくない。また、Ｍｎの含有量が０．１５％超である場合、インヒビターであるＭｎＳおよびＭｎＳｅの析出サイズが粗大化し易く、インヒビターとしての最適サイズ分布が損なわれるため好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量は、０．０１～０．１５％であり、好ましくは、０．０３～０．１３％である。
(Mn: 0.01-0.15%)
The content of Mn (manganese) is 0.01 to 0.15%. Mn forms MnS, MnSe and the like, which are inhibitors that influence secondary recrystallization. When the Mn content is less than 0.01%, the absolute amounts of MnS and MnSe that cause secondary recrystallization are insufficient, which is not preferable. When the Mn content is more than 0.15%, it is not preferable because it becomes difficult to dissolve Mn during slab heating. Further, when the Mn content is more than 0.15%, the precipitation sizes of the inhibitors MnS and MnSe tend to be coarse, and the optimum size distribution as an inhibitor is impaired, which is not preferable. Therefore, the Mn content is 0.01 to 0.15%, preferably 0.03 to 0.13%.
ＳｉおよびＭｎ以外の成分は、通常の方向性電磁鋼板に含まれている成分となることができる。
例えば、Ｓｉ，Ｍｎ以外の成分として、質量％で、Ｃ：～０．０８５％以下、酸可溶性Ａｌ：～０．０６５％以下、Ｎ：～０．０１２％以下、Ｃｒ：～０．３％以下、Ｃｕ：～０．４％以下、Ｐ：～０．５％以下、Ｓｎ：～０．３％以下、Ｓｂ：～０．３％以下、Ｎｉ：～１％以下、Ｓ：～０．０１５％以下、Ｓｅ：～０．０１５％以下、Ｂｉ：～０．０２％以下を含有することができる。
Components other than Si and Mn can be components contained in ordinary grain-oriented electrical steel sheets.
For example, as components other than Si and Mn, C: ~ 0.085% or less, acid-soluble Al: ~ 0.065% or less, N: ~ 0.012% or less, Cr: ~ 0.3% in mass%. Below, Cu: ~ 0.4% or less, P: ~ 0.5% or less, Sn: ~ 0.3% or less, Sb: ~ 0.3% or less, Ni: ~ 1% or less, S: ~ 0. It can contain 015% or less, Se: ~ 0.015% or less, and Bi: ~ 0.02% or less.
鋼板の上記成分以外の残部は、Ｆｅおよび不純物である。ここで、不純物元素とは、原材料に含まれる成分、または製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分を指す。 The rest of the steel sheet other than the above components is Fe and impurities. Here, the impurity element refers to a component contained in the raw material or a component mixed in the manufacturing process and not intentionally contained in the steel sheet.
磁区細分化のために鋼板表面には、圧延方向と交差する方向に延在し且つ溝深さ方向が板厚方向となる溝が形成されている。なお、溝は、圧延方向と交差するように設けられていればよく、必ずしも、溝延在方向と圧延方向とが直交している必要はないが、圧延直角方向と０～３０°の角度をなす方向に設けられている。また、溝は、板厚方向から視た場合（溝を平面視した場合）に、必ずしも直線形状を有していなくてもよく、弓状の形状を有してもよい。下記の溝形状の測定は最終製品から酸洗等により絶縁被膜を除去して行う。 Due to the subdivision of magnetic domains, grooves are formed on the surface of the steel sheet extending in a direction intersecting the rolling direction and having a groove depth direction in the plate thickness direction. The groove may be provided so as to intersect the rolling direction, and the groove extending direction and the rolling direction do not necessarily have to be orthogonal to each other, but form an angle of 0 to 30 ° with the rolling perpendicular direction. It is provided in the direction. Further, the groove does not necessarily have a linear shape when viewed from the plate thickness direction (when the groove is viewed in a plane), and may have an arcuate shape. The following groove shape is measured by removing the insulating film from the final product by pickling or the like.
上記溝は、鋼板表面に、１～２０ｍｍの間隔で形成される。溝間隔が１ｍｍ未満であると、磁区細分化効果が飽和し渦電流損の低減効果が殆ど得られなくなる一方で、歪によってヒステリシス損は増加するため、鉄損は増加してしまい、好ましくない。２０ｍｍを超えると磁区細分化効果が減少するため、鉄損改善効果が不足し、好ましくない。好ましい、溝間隔は、２～１０ｍｍである。 The grooves are formed on the surface of the steel sheet at intervals of 1 to 20 mm. If the groove spacing is less than 1 mm, the magnetic domain subdivision effect is saturated and the eddy current loss reduction effect can hardly be obtained, but the hysteresis loss increases due to the strain, so that the iron loss increases, which is not preferable. If it exceeds 20 mm, the effect of subdividing the magnetic domain decreases, so that the effect of improving iron loss is insufficient, which is not preferable. A preferred groove spacing is 2-10 mm.
図１は、本発明の電磁鋼板の溝部の断面図である。この図では溝部は、台形に近い形状となっているが溝形状は弓型になっていても構わない。本発明の電磁鋼板の一つの実施形態では、溝部の深さＤは、１０μｍ～５０μｍの範囲である。深さＤが１０μｍ未満である場合、溝側面からの磁極の発生量が少なくなり、十分な鉄損低減効果が得られない。深さＤが５０μｍを超える場合、磁区は細分化されるが溝形成による磁束密度の低下が大きくなり、十分な鉄損低減効果が得られない。好ましい深さは、１５μｍ～３０μｍである。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a groove portion of an electromagnetic steel sheet of the present invention. In this figure, the groove portion has a shape close to a trapezoid, but the groove shape may be a bow shape. In one embodiment of the electrical steel sheet of the present invention, the depth D of the groove is in the range of 10 μm to 50 μm. When the depth D is less than 10 μm, the amount of magnetic poles generated from the side surface of the groove is small, and a sufficient iron loss reduction effect cannot be obtained. When the depth D exceeds 50 μm, the magnetic domain is subdivided, but the decrease in magnetic flux density due to groove formation becomes large, and a sufficient iron loss reduction effect cannot be obtained. The preferred depth is 15 μm to 30 μm.
（溝の深さＤの測定）
本発明に係る「深さＤ」の測定方法は、以下のとおりである。
電磁鋼板の任意の一か所を選択し、図１の溝断面図に示す、任意の３ｍｍ離れた２点の溝部（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれの最大深さのうち、深い方を深さｄ、浅い方を深さｄ’として、レーザー顕微鏡（ピンホールによる共焦点光学系を用いた３Ｄレーザー顕微鏡）を用いて測定した。深さＤは、これらの値の平均値である。
(Measurement of groove depth D)
The method for measuring "depth D" according to the present invention is as follows.
Select any one location of the electromagnetic steel plate, and the deeper of the maximum depths of the two groove portions (A) and (B) separated by any 3 mm shown in the groove cross-sectional view of FIG. 1 is the deeper. The measurement was performed using a laser microscope (a 3D laser microscope using a confocal optical system with pinholes) with the shallow side as the depth d'. The depth D is the average value of these values.
本発明にいう「溝部の幅Ｗ」とは、図１においてｗ，ｗ’で示す部分である。溝部の幅Ｗは、２０μｍ～２００μｍの範囲である。幅Ｗが２０μｍ未満である場合、溝側面から漏れた磁束が反対側の溝側面に入り、磁極の発生量が少なくなり、十分な鉄損低減効果が得られない。幅Ｗが２００μｍを超える場合、鉄損低減効果は飽和し、溝を形成する為に必要なレーザパワーが大きくなり製造コストが嵩むだけとなる。好ましい幅Ｗは、３０～１００ｍｍである。 The "width W of the groove portion" referred to in the present invention is a portion indicated by w, w'in FIG. 1. The width W of the groove portion is in the range of 20 μm to 200 μm. When the width W is less than 20 μm, the magnetic flux leaking from the groove side surface enters the groove side surface on the opposite side, the amount of magnetic poles generated is reduced, and a sufficient iron loss reduction effect cannot be obtained. When the width W exceeds 200 μm, the iron loss reducing effect is saturated, the laser power required for forming the groove is increased, and the manufacturing cost is only increased. The preferred width W is 30 to 100 mm.
（溝部幅Ｗの測定）
本発明に係る「溝幅Ｗ」の測定方法は、以下のとおりである。
電磁鋼板の任意の一か所を選択し、図１の溝断面図に示す、任意の３ｍｍ離れた２点の溝部（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれの溝深さが半分になる幅のうち、広い方をｗ、狭い方をｗ’として、レーザー顕微鏡（ピンホールによる共焦点光学系を用いた３Ｄレーザー顕微鏡）を用いて測定した。溝部幅Ｗは、これらの値の平均値である。
(Measurement of groove width W)
The method for measuring the "groove width W" according to the present invention is as follows.
Of the width in which the groove depths of the two groove portions (A) and (B) separated by an arbitrary 3 mm are halved, as shown in the groove cross-sectional view of FIG. The measurement was performed using a laser microscope (3D laser microscope using a confocal optical system with pinholes) with the wide side as w and the narrow side as w'. The groove width W is an average value of these values.
本発明にいう「溝底面および溝側面の表面粗さＲａ値」とは、図１において（Ａ）、（Ｂ）２点間の溝底面および溝側面の粗さ曲線の算術平均高さＲａの値のことである。粗さ曲線の算術平均高さＲａの定義は、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）にしたがう。
「溝底面」とは、溝の底部深さが最も深い部分をいう。「溝側面」とは、溝断面で深さが最大溝深さの半分になる側面部分をいう。
The "surface roughness Ra value of the groove bottom surface and the groove side surface" as used in the present invention is the arithmetic mean height Ra of the roughness curve of the groove bottom surface and the groove side surface between the two points (A) and (B) in FIG. It is a value. The definition of the arithmetic mean height Ra of the roughness curve follows the Japanese Industrial Standards JIS B 0601 (2013).
The "groove bottom surface" means the portion where the bottom depth of the groove is the deepest. "Groove side surface" means a side surface portion where the depth is half of the maximum groove depth in the groove cross section.
本発明の方向性電磁鋼板では、溝底面のＲａは５．０μｍ超であり、好ましくは６．０μｍ以上である。上限は１０．０μｍ以下であり、好ましくは８．０μｍ以下である。Ｒａが５．０μｍ未満である場合、騒音低減効果が得られないためである。Ｒａが１０．０μｍを超える場合、ヒステリシス損の増加効果が大きくなり、低騒音かつ低鉄損な方向性電磁鋼板を得られない。また本発明の方向性電磁鋼板では、溝底面のＭｎＳがＣｕ等の硫化物への置換や、Ｃｕ等のコーティングがなされていない。ここで、「溝底面のＭｎＳがＣｕ等の硫化物への置換や、Ｃｕ等のコーティングがなされていない」とは、ＭｎＳがＣｕ等の硫化物へ置換されている置換率が０％、ＭｎＳがＣｕ等で被覆されている被覆率が０％のことを意味する。 In the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention, Ra on the bottom surface of the groove is more than 5.0 μm, preferably 6.0 μm or more. The upper limit is 10.0 μm or less, preferably 8.0 μm or less. This is because if Ra is less than 5.0 μm, the noise reduction effect cannot be obtained. When Ra exceeds 10.0 μm, the effect of increasing the hysteresis loss becomes large, and a grain-oriented electrical steel sheet having low noise and low iron loss cannot be obtained. Further, in the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention, MnS on the bottom surface of the groove is not replaced with a sulfide such as Cu, or is not coated with Cu or the like. Here, "MnS on the bottom surface of the groove is not replaced with sulfide such as Cu or coated with Cu" means that the substitution rate of MnS being replaced with sulfide such as Cu is 0% and MnS. Means that the coverage rate covered with Cu or the like is 0%.
本発明の方向性電磁鋼板では、溝側面のＲａは０．１～５．０μｍであり、好ましくは０．１～３．０μｍ、さらに好ましくは０．１～１．０μｍである。Ｒａが０．１μｍ未満である場合、磁気特性は問題ないが、製造技術的に実現が困難である。Ｒａが５．０μｍを超える場合、磁壁のピニング効果が大きくなり、ヒステリシス損が増加し、十分な鉄損低減効果が得られない。 In the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention, Ra on the side surface of the groove is 0.1 to 5.0 μm, preferably 0.1 to 3.0 μm, and more preferably 0.1 to 1.0 μm. When Ra is less than 0.1 μm, there is no problem with the magnetic characteristics, but it is difficult to realize in terms of manufacturing technology. When Ra exceeds 5.0 μm, the pinning effect of the domain wall becomes large, the hysteresis loss increases, and a sufficient iron loss reducing effect cannot be obtained.
本発明の方向性電磁鋼板では、溝底面のＭｎＳがＣｕ等の硫化物への置換や、Ｃｕ等のコーティングがなされておらず、溝底面のＲａは５．０μｍ超となり、そして溝側面の表面粗さＲａを０．１～５．０μｍの範囲内とすることで低鉄損、低騒音が両立する理由は、溝側面の表面粗さＲａを制御することにより鉄損低減効果が得られ、溝底面の表面粗さＲａを制御して騒音低減効果が得られているためであると思われる。 In the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention, MnS on the bottom surface of the groove is not replaced with sulfide such as Cu or coated with Cu or the like, Ra on the bottom surface of the groove is more than 5.0 μm, and the surface of the side surface of the groove is formed. The reason why both low iron loss and low noise are achieved by setting the roughness Ra to the range of 0.1 to 5.0 μm is that the iron loss reduction effect can be obtained by controlling the surface roughness Ra of the groove side surface. This is probably because the noise reduction effect is obtained by controlling the surface roughness Ra of the bottom surface of the groove.
（溝底面、溝側面の表面粗さＲａの測定方法）
レーザー顕微鏡（ピンホールによる共焦点光学系を用いた３Ｄレーザー顕微鏡）を用いて、各Ｒａを測定した。電磁鋼板の任意の一か所を選択し、図１の溝断面図に示す、任意の３ｍｍ離れた２点の溝部（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれの最大深さの点ｄ、ｄ’をつないだ直線の溝底面の凹凸を本発明の溝底面の表面粗さＲａとする。また、両溝部のそれぞれの最大深さｄ、ｄ’の１／２の深さになる点（ｄ／２、ｄ’／２）のうち、最大深さを挟んで同じ側にある点をつないだ直線の溝側面の凹凸のＲａとＲａ’を導出し、これらの値の平均値を溝側面のＲａとする。
(Measuring method of surface roughness Ra of groove bottom surface and groove side surface)
Each Ra was measured using a laser microscope (3D laser microscope using a confocal optical system with pinholes). Select any one place of the electrical steel sheet, and set the points d and d'of the maximum depths of the two groove portions (A) and (B) separated by any 3 mm as shown in the groove cross-sectional view of FIG. The unevenness of the bottom surface of the groove of the connected straight line is defined as the surface roughness Ra of the bottom surface of the groove of the present invention. Further, among the points (d / 2, d'/ 2) that are half the depths of the maximum depths d and d'of both grooves, the points on the same side with the maximum depth in between are connected. Ra and Ra'of the unevenness of the groove side surface of a straight line are derived, and the average value of these values is defined as Ra on the groove side surface.
［方向性電磁鋼板の製造方法］
本発明の方向性電磁鋼板の製造工程を、冷延鋼板を得るまでの工程と、その後の磁区制御工程とに分けて説明する。
[Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet]
The manufacturing process of the directional electromagnetic steel sheet of the present invention will be described separately by dividing it into a process for obtaining a cold-rolled steel sheet and a subsequent magnetic domain control process.
〔スラブ～冷延鋼板を得るまでの工程］
質量％で、少なくともＳｉ：２．５０％～４．５０％、Ｍｎ：０．０１％～０．１５％を含有し、残部がＦｅおよび不純物であるスラブに熱間圧延を施すことで、熱延鋼板を得る。
次に、この熱延鋼板に酸洗を施すことで酸洗板を得るか、あるいはこの熱延鋼板に熱延板焼鈍をして熱延焼鈍板を得た後に、前記熱延焼鈍板に酸洗を施すことで酸洗板を得る。ここで使用する酸洗溶液は、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉのうちから１種または２種以上（「Ｃｕ等」ともいう）を含有し、各元素の濃度の合計が０．０００１～０．１０００％以下であり、ｐＨが－１以上５以下である。酸洗溶液の液温は１５℃～１００℃であり、鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間は５秒以上２００秒以下である。この酸洗工程により酸洗板を得て、そして、この酸洗板に冷間圧延を施して冷延鋼板を得る。
[Process from slab to obtaining cold-rolled steel sheet]
By mass%, hot rolling is performed on a slab containing at least Si: 2.50% to 4.50% and Mn: 0.01% to 0.15%, the balance of which is Fe and impurities. Obtain a rolled steel plate.
Next, the pickled steel plate is pickled to obtain a pickled plate, or the hot-rolled steel plate is annealed to obtain a hot-rolled annealed plate, and then the hot-rolled steel plate is acidified. A pickling plate is obtained by washing. The pickling solution used here contains one or more of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni (also referred to as "Cu etc.") and has a concentration of each element. The total is 0.0001 to 0.1000% or less, and the pH is -1 or more and 5 or less. The liquid temperature of the pickling solution is 15 ° C. to 100 ° C., and the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution is 5 seconds or more and 200 seconds or less. A pickling plate is obtained by this pickling step, and the pickling plate is cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet.
［スラブの成分組成］
発明に係る方向性電磁鋼板の製造用いられるスラブの成分は、少なくとも、Ｓｉ：２．５０～４．５０％、Ｍｎ：０．０１～０．１５％を含有する。
[Slab component composition]
The component of the slab used for manufacturing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention contains at least Si: 2.50 to 4.50% and Mn: 0.01 to 0.15%.
Ｓｉ（ケイ素）の含有量は、２．５～４．５％である。Ｓｉは、鋼板の電気抵抗を高めることで、鉄損の原因の一つである渦電流損失を低減する。Ｓｉの含有量が２．５％未満である場合、最終的な方向性電磁鋼板の渦電流損失を十分に抑制することが困難になるため好ましくない。Ｓｉの含有量が４．５％超である場合、方向性電磁鋼板の加工性が低下するため好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量は、２．５％～４．５％であり、好ましくは、２．７～４．０％である。 The content of Si (silicon) is 2.5 to 4.5%. Si reduces the eddy current loss, which is one of the causes of iron loss, by increasing the electric resistance of the steel sheet. When the Si content is less than 2.5%, it becomes difficult to sufficiently suppress the eddy current loss of the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. When the Si content is more than 4.5%, the workability of the grain-oriented electrical steel sheet is deteriorated, which is not preferable. Therefore, the Si content is 2.5% to 4.5%, preferably 2.7 to 4.0%.
Ｍｎ（マンガン）の含有量は、０．０１～０．１５％である。Ｍｎは、二次再結晶を左右するインヒビターであるＭｎＳおよびＭｎＳｅなどを形成する。Ｍｎの含有量が０．０１％未満である場合、二次再結晶を生じさせるＭｎＳおよびＭｎＳｅの絶対量が不足するため好ましくない。Ｍｎの含有量が０．１５％超である場合、スラブ加熱時にＭｎの固溶が困難になるため好ましくない。また、Ｍｎの含有量が０．１５％超である場合、インヒビターであるＭｎＳおよびＭｎＳｅの析出サイズが粗大化し易く、インヒビターとしての最適サイズ分布が損なわれるため好ましくない。したがって、Ｍｎの含有量は、０．０１～０．１５％であり、好ましくは、０．０３～０．１３％である。 The content of Mn (manganese) is 0.01 to 0.15%. Mn forms MnS, MnSe and the like, which are inhibitors that influence secondary recrystallization. When the Mn content is less than 0.01%, the absolute amounts of MnS and MnSe that cause secondary recrystallization are insufficient, which is not preferable. When the Mn content is more than 0.15%, it is not preferable because it becomes difficult to dissolve Mn during slab heating. Further, when the Mn content is more than 0.15%, the precipitation sizes of the inhibitors MnS and MnSe tend to be coarse, and the optimum size distribution as an inhibitor is impaired, which is not preferable. Therefore, the Mn content is 0.01 to 0.15%, preferably 0.03 to 0.13%.
ＳｉおよびＭｎ以外の成分は、以下の成分となることができる。
例えば、Ｓｉ，Ｍｎ以外の成分として、質量％で、Ｃ：０．０２０～０．１００％、ＳおよびＳｅのうち１種または２種の合計：０．００１～０．０５０％、酸可溶性Ａｌ：０．０１０～０．０５０％、Ｎ：０．００２～０．０１５％、Ｃｒ：～０．３００％以下、Ｃｕ：～０．４００％以下、Ｐ：～０．５００％以下、Ｓｎ：～０．３００％以下、Ｓｂ：～０．３００％以下、Ｎｉ：～１．０００％以下、Ｓ：～０．０１５％以下、Ｓｅ：～０．０１５％以下、Ｂｉ：～０．０２０％以下を含有することができる。
The components other than Si and Mn can be the following components.
For example, as components other than Si and Mn, C: 0.020 to 0.100%, total of one or two of S and Se: 0.001 to 0.050%, acid-soluble Al, in terms of mass%. : 0.010 to 0.050%, N: 0.002 to 0.015%, Cr: ~ 0.300% or less, Cu: ~ 0.400% or less, P: ~ 0.500% or less, Sn: ~ 0.300% or less, Sb: ~ 0.300% or less, Ni: ~ 1.000% or less, S: ~ 0.015% or less, Se: ~ 0.015% or less, Bi: ~ 0.020% It can contain:
Ｃ（炭素）の含有量は、０．０２～０．１０％である。Ｃには、種々の役割があるが、Ｃの含有量が０．０２％未満である場合、スラブの加熱時に結晶粒径が過度に大きくなることで、最終的な方向性電磁鋼板の鉄損値を増大させるため好ましくない。Ｃの含有量が０．１０％超である場合、冷間圧延後の脱炭時に、脱炭時間が長時間になり、製造コストが増加するため好ましくない。また、Ｃの含有量が０．１０％超である場合、脱炭が不完全になり易く、最終的な方向性電磁鋼板において磁気時効を起こす可能性があるため好ましくない。したがって、Ｃの含有量は、０．０２～０．１０％であり、好ましくは、０．０５～０．０９％である。 The content of C (carbon) is 0.02 to 0.10%. C has various roles, but when the C content is less than 0.02%, the crystal grain size becomes excessively large when the slab is heated, resulting in iron loss of the final grain-oriented electrical steel sheet. It is not preferable because it increases the value. When the C content is more than 0.10%, the decarburization time becomes long and the manufacturing cost increases during decarburization after cold rolling, which is not preferable. Further, when the C content is more than 0.10%, decarburization tends to be incomplete, which may cause magnetic aging in the final grain-oriented electrical steel sheet, which is not preferable. Therefore, the content of C is 0.02 to 0.10%, preferably 0.05 to 0.09%.
Ｓ（硫黄）およびＳｅ（セレン）の含有量は、合計で０．００１～０．０５０％である。ＳおよびＳｅは、上述したＭｎと共にインヒビターを形成する。ＳおよびＳｅは、２種ともスラブに含有されていてもよいが、少なくともいずれか１種がスラブに含有されていればよい。ＳおよびＳｅの含有量の合計が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため好ましくない。したがって、ＳおよびＳｅの含有量は、合計で０．００１～０．０５０％であり、好ましくは、０．００１～０．０４０％である。 The total content of S (sulfur) and Se (selenium) is 0.001 to 0.050%. S and Se form an inhibitor together with Mn described above. Both S and Se may be contained in the slab, but at least one of them may be contained in the slab. If the total content of S and Se is out of the above range, a sufficient inhibitory effect cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the total content of S and Se is 0.001 to 0.050%, preferably 0.001 to 0.040%.
酸可溶性Ａｌ（酸可溶性アルミニウム）の含有量は、０．０１～０．０５％である。酸可溶性Ａｌは、高磁束密度の方向性電磁鋼板を製造するために必要なインヒビターを構成する。酸可溶性Ａｌの含有量が０．０１％未満である場合、酸可溶性Ａｌが量的に不足し、インヒビター強度が不足するため好ましくない。酸可溶性Ａｌの含有量が０．０５％超である場合、インヒビターとして析出するＡｌＮが粗大化し、インヒビター強度を低下させるため好ましくない。したがって、酸可溶性Ａｌの含有量は、０．０１～０．０５％であり、好ましくは、０．０１～０．０４％である。 The content of acid-soluble Al (acid-soluble aluminum) is 0.01 to 0.05%. The acid-soluble Al constitutes an inhibitor necessary for producing a grain-oriented electrical steel sheet having a high magnetic flux density. When the content of the acid-soluble Al is less than 0.01%, the acid-soluble Al is insufficient in quantity and the inhibitor strength is insufficient, which is not preferable. When the content of the acid-soluble Al is more than 0.05%, AlN precipitated as an inhibitor becomes coarse and the inhibitor strength is lowered, which is not preferable. Therefore, the content of acid-soluble Al is 0.01 to 0.05%, preferably 0.01 to 0.04%.
Ｎ（窒素）の含有量は、０．００２～０．０１５％である。Ｎは、上述した酸可溶性Ａｌと共にインヒビターであるＡｌＮを形成する。Ｎの含有量が上記範囲を外れる場合、十分なインヒビター効果が得られないため好ましくない。したがって、Ｎの含有量は、０．００２～０．０１５％であり、好ましくは、０．００２～０．０１２％である。 The content of N (nitrogen) is 0.002 to 0.015%. N forms the inhibitor AlN together with the acid-soluble Al described above. If the content of N is out of the above range, a sufficient inhibitory effect cannot be obtained, which is not preferable. Therefore, the content of N is 0.002 to 0.015%, preferably 0.002 to 0.012%.
また、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造に用いられるスラブは、上述した元素の他に、磁気特性向上のために、残部Ｆｅの一部に代えて、質量％で、Ｃｕ：０．４％以下、Ｐ：０．５％以下、Ｓｎ：０．３％以下、Ｓｂ：０．３％以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｓｅ：０．０１５％以下、Ｂｉ：０．０２％以下からなる群から選択される１種又は２種以上を含有してもよい。一態様に係るスラブにおいては、質量％で、Ｃｒの含有量が０．０２％以上であってよく、Ｂｉの含有量が０．０００５％以上であってよく、Ｓｂの含有量が０．００５％以上であってよく、Ｓｅの含有量が０．００１％以上であってよく、Ｍｏの含有量が０．００５％以上であってよい。 Further, in addition to the above-mentioned elements, the slab used for producing the directional electromagnetic steel plate according to the present embodiment has Cu: 0. 4% or less, P: 0.5% or less, Sn: 0.3% or less, Sb: 0.3% or less, Ni: 1.0% or less, S: 0.015% or less, Se: 0.015% Hereinafter, one or more selected from the group consisting of Bi: 0.02% or less may be contained. In the slab according to one embodiment, the Cr content may be 0.02% or more, the Bi content may be 0.0005% or more, and the Sb content may be 0.005 in mass%. % Or more, Se content may be 0.001% or more, and Mo content may be 0.005% or more.
上記で説明した成分組成に調整された溶鋼を鋳造することで、スラブが形成される。なお、スラブの鋳造方法は、特に限定されない。また、研究開発において、真空溶解炉などで鋼塊が形成されても、上記成分について、スラブが形成された場合と同様の効果が確認できる。 A slab is formed by casting molten steel adjusted to the composition of the components described above. The method of casting the slab is not particularly limited. Further, in research and development, even if a steel ingot is formed in a vacuum melting furnace or the like, the same effect as that in the case where a slab is formed can be confirmed for the above components.
［熱延鋼板とする工程］
鋳造されたスラブを所定の温度で加熱し、加熱されたスラブは、熱間圧延されて熱延鋼板に加工される。加工後の熱延鋼板の板厚は、例えば、１．８ｍｍ～３．５ｍｍであってもよい。熱延鋼板の板厚が１．８ｍｍ未満である場合、熱間圧延後の鋼板温度が低温化し、鋼板中のＡｌＮの析出量が増加することで二次再結晶が不安定となって、最終的な板厚が０．２３ｍｍ以下の方向性電磁鋼板において磁気特性が低下するため好ましくない。熱延鋼板の板厚が３．５ｍｍ超である場合、冷間圧延の工程での圧延負荷が大きくなるため好ましくない。
[Process for making hot-rolled steel sheet]
The cast slab is heated at a predetermined temperature, and the heated slab is hot-rolled and processed into a hot-rolled steel sheet. The thickness of the hot-rolled steel sheet after processing may be, for example, 1.8 mm to 3.5 mm. When the thickness of the hot-rolled steel sheet is less than 1.8 mm, the temperature of the steel sheet after hot rolling becomes low and the amount of AlN deposited in the steel sheet increases, resulting in unstable secondary recrystallization, resulting in instability. It is not preferable for a grain-oriented electrical steel sheet having a target thickness of 0.23 mm or less because the magnetic properties are deteriorated. When the thickness of the hot-rolled steel sheet exceeds 3.5 mm, the rolling load in the cold rolling process becomes large, which is not preferable.
［焼鈍工程］
通常の熱延板焼鈍を行って、熱延焼鈍板を得た後に、この熱延焼鈍板に冷延工程を施す。
[Annealing process]
A normal hot-rolled sheet is annealed to obtain a hot-rolled annealed plate, and then the hot-rolled and annealed plate is subjected to a cold-rolling step.
［冷延鋼板とする工程］
熱延鋼板に酸洗を施した後、１回の冷間圧延、または中間焼鈍を挟んだ複数回の冷間圧延にて圧延することで、冷延鋼板に加工する。
また、冷間圧延のパス間、圧延ロールスタンド間、または圧延中に、鋼板を、３００℃程度以下で加熱処理してもよい。このような場合、最終的な方向性電磁鋼板の磁気特性を向上させることができる。なお、熱延鋼板を、３回以上の冷間圧延によって圧延してもよいが、多数回の冷間圧延は、製造コストを増大させるため、熱延鋼板を、１回または２回の冷間圧延によって圧延することが好ましい。冷間圧延をゼンジミアミルなどのリバース圧延で行う場合、それぞれの冷間圧延におけるパス回数は、特に限定されないが、製造コストの観点から、９回以下が好ましい。
以上、スラブ～冷延鋼板を得るまでの工程を説明した。
[Process for making cold-rolled steel sheet]
After pickling the hot-rolled steel sheet, it is processed into a cold-rolled steel sheet by rolling it by one cold rolling or multiple cold rolling with intermediate annealing sandwiched between them.
Further, the steel sheet may be heat-treated at about 300 ° C. or lower between the cold rolling passes, between the rolling roll stands, or during rolling. In such a case, the magnetic properties of the final grain-oriented electrical steel sheet can be improved. The hot-rolled steel sheet may be rolled by cold rolling three or more times, but in order to increase the manufacturing cost, the hot-rolled steel sheet is cold-rolled once or twice. It is preferable to roll by rolling. When the cold rolling is performed by reverse rolling such as Zendimia mill, the number of passes in each cold rolling is not particularly limited, but from the viewpoint of manufacturing cost, 9 times or less is preferable.
The process from slab to obtaining cold-rolled steel sheet has been described above.
続いて、脱炭焼鈍を行う。冷延鋼板に対して、所定の温度条件（例えば７００～９００℃で１～３分間加熱する条件）の下で熱処理（すなわち、脱炭焼鈍処理）が実施する。脱炭焼鈍処理を実施すると、冷延鋼板において、炭素が所定量以下に低減され、一次再結晶組織が形成される。また、脱炭焼鈍では、冷延鋼板の表面に、シリカ（ＳｉＯ2）を主成分として含有する酸化物層が形成される。 Subsequently, decarburization annealing is performed. The cold-rolled steel sheet is heat-treated (that is, decarburized and annealed) under predetermined temperature conditions (for example, heating at 700 to 900 ° C. for 1 to 3 minutes). When the decarburization annealing treatment is carried out, carbon is reduced to a predetermined amount or less in the cold-rolled steel sheet, and a primary recrystallization structure is formed. Further, in decarburization annealing, an oxide layer containing silica (SiO 2 ) as a main component is formed on the surface of the cold-rolled steel sheet.
続いて、焼鈍分離剤塗布行う。この工程では、マグネシア（ＭｇＯ）を主成分として含有する焼鈍分離剤を、冷延鋼板の表面（酸化物層の表面）に塗布する。
続いて、仕上焼鈍を行う、焼鈍分離剤が塗布された冷延鋼板に対して、所定の温度条件（例えば１１００～１３００℃で２０～２４時間加熱する条件）の下で熱処理（すなわち、仕上げ焼鈍処理）を実施する。仕上焼鈍処理を実施すると、二次再結晶が冷延鋼板に生じるとともに、冷延鋼板が純化される。その結果、上述の鋼板の化学組成を有し、結晶粒の磁化容易軸と圧延方向Ｘとが一致するように結晶方位が制御された冷延鋼板が得られる。
Subsequently, an annealing separator is applied. In this step, an annealing separator containing magnesia (MgO) as a main component is applied to the surface of the cold-rolled steel sheet (the surface of the oxide layer).
Subsequently, the cold-rolled steel sheet coated with the annealing separator, which is subjected to finish annealing, is heat-treated (that is, finish annealing) under predetermined temperature conditions (for example, conditions of heating at 1100-1300 ° C. for 20 to 24 hours). Processing) is carried out. When the finish annealing treatment is carried out, secondary recrystallization occurs in the cold-rolled steel sheet and the cold-rolled steel sheet is purified. As a result, a cold-rolled steel sheet having the above-mentioned chemical composition of the steel sheet and whose crystal orientation is controlled so that the axis of easy magnetization of the crystal grains and the rolling direction X coincide with each other can be obtained.
また、上記のような仕上焼鈍処理が実施されると、シリカを主成分として含有する酸化物層が、マグネシアを主成分として含有する焼鈍分離剤と反応して、鋼板の表面にフォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）等の複合酸化物を含むグラス皮膜が形成される。仕上焼鈍工程では、鋼板がコイル状に巻かれた状態で仕上げ焼鈍処理が実施される。仕上げ焼鈍処理中に鋼板の表面にグラス皮膜が形成されることにより、コイル状に巻かれた鋼板に焼き付きが発生することを防止することができる。 Further, when the finish annealing treatment as described above is carried out, the oxide layer containing silica as a main component reacts with the annealing separator containing magnesia as a main component, and forsterite (Mg) is formed on the surface of the steel sheet. 2 A glass film containing a composite oxide such as SiO 4 ) is formed. In the finish annealing process, the finish annealing treatment is performed with the steel sheet wound in a coil shape. By forming a glass film on the surface of the steel sheet during the finish annealing treatment, it is possible to prevent seizure from occurring on the coiled steel sheet.
［酸洗工程］
続いて、仕上焼鈍板に酸洗を施す。
[Pickling process]
Subsequently, the finished annealed plate is pickled.
酸洗溶液は、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉのうちから１種または２種以上を含有し、各元素の濃度の合計が０．０００１～０．１０００％であり、ｐＨが－１以上５以下である。酸洗溶液の液温は１５℃以上１００℃以下であり、鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間は５秒以上２００秒以下である。 The pickling solution contains one or more of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni, and the total concentration of each element is 0.0001 to 0.1000%. , The pH is -1 or more and 5 or less. The liquid temperature of the pickling solution is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, and the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution is 5 seconds or longer and 200 seconds or shorter.
酸洗溶液のＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉのうち１種または２種以上の濃度の合計が０．０００１％未満である場合、板厚方向のインヒビター制御の効果が不十分となり好ましくない。酸洗溶液のＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉのうち１種または２種以上の濃度の合計が０．１０００％超である場合、磁性向上の効果が飽和することに加えて、酸洗溶液のコストが増大するので好ましくない。したがって、酸洗溶液のＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉのうち１種または２種以上の濃度の合計は、０．０００１～０．１０００％である。 When the total concentration of one or more of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni in the pickling solution is less than 0.0001%, the effect of inhibitor control in the plate thickness direction is effective. It is not preferable because it is insufficient. When the total concentration of one or more of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni in the pickling solution is more than 0.1000%, the effect of improving magnetism is saturated. In addition, it is not preferable because the cost of the pickling solution increases. Therefore, the total concentration of one or more of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni in the pickling solution is 0.0001 to 0.1000%.
酸洗溶液のｐＨが－１未満である場合、酸性が強くなり過ぎて酸洗溶液の取扱いが困難となるので好ましくない。酸洗溶液のｐＨが５超である場合、酸洗処理による板厚方向のインヒビター制御の効果が不十分となり好ましくない。したがって、酸洗溶液のｐＨは、－１以上５以下である。 If the pH of the pickling solution is less than -1, the acidity becomes too strong and it becomes difficult to handle the pickling solution, which is not preferable. When the pH of the pickling solution is more than 5, the effect of the inhibitor control in the plate thickness direction by the pickling treatment becomes insufficient, which is not preferable. Therefore, the pH of the pickling solution is -1 or more and 5 or less.
酸洗溶液の液温が１５℃未満である場合、酸洗処理による板厚方向のインヒビター制御の効果が不十分となり好ましくない。酸洗溶液の液温が１００℃超である場合、酸洗溶液の取扱いが困難となるので好ましくない。したがって、酸洗溶液の液温は１５℃以上１００℃以下である。 When the liquid temperature of the pickling solution is less than 15 ° C., the effect of inhibitor control in the plate thickness direction by the pickling treatment becomes insufficient, which is not preferable. If the temperature of the pickling solution exceeds 100 ° C., it becomes difficult to handle the pickling solution, which is not preferable. Therefore, the liquid temperature of the pickling solution is 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
酸洗処理において鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が５秒未満である場合、酸洗処理による板厚方向のインヒビター制御の効果が不十分となり好ましくない。酸洗処理において鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間が２００秒超である場合、設備が長大となるので好ましくない。したがって、酸洗処理において鋼板が酸洗溶液に浸漬される時間は５秒以上２００秒以下である。 When the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution in the pickling treatment is less than 5 seconds, the effect of the pickling treatment on the inhibitor control in the plate thickness direction is insufficient, which is not preferable. If the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution in the pickling treatment is more than 200 seconds, the equipment becomes long, which is not preferable. Therefore, in the pickling treatment, the time for the steel sheet to be immersed in the pickling solution is 5 seconds or more and 200 seconds or less.
上述した条件で仕上焼鈍板に対して酸洗を行った場合、鋼中の析出物であるＭｎＳが、鋼板表層でＣｕ等の硫化物で置換されるか、もしくはＣｕ等によってコーティングされることで、析出物を含む鋼板表層の伝熱係数が一定になる。ここで、「置換」とは、もともと形成されていたＭｎＳのＭｎ部分が、酸洗液由来のＣｕ等で置換され、ＭｎＳがＣｕ等の硫化物と置き換わることをいい、また、「コーティングされる」とは、もともと形成されていたＭｎＳの周囲に、酸洗液由来のＣｕ等が新たに析出することをいう。本発明におけるこのような現象は、Ｃｕ等の析出方法に影響を受けない為、Ｃｕ等の硫化物への置換、Ｃｕ等のコーティングのどちらの現象が、酸洗処理時に起こっていても良い。これにより、レーザー照射等の熱の伝播効果を鋼板表層で一定にできる。上述した条件では、酸洗を行うことで表層の伝熱係数のみが均一化されるので、表層から近い溝側面のＲａが低減される。これに対し、表層から離れた溝底面付近の析出物であるＭｎＳのＭｎ部分は、酸洗中の金属と置換されず、またコーティングもされない。したがって、伝熱係数は均一化されず、溝底面のＲａは溝側面と比較して低減されない。そのため、酸洗で、ＭｎＳが十分にＣｕ等の硫化物に置換されない、もしくはＣｕ等でコーティングされないと、鋼板表層の伝熱係数のばらつきが大きく、溝底面と溝側面両方のＲａが大きくなる。一方で、酸洗時間や酸洗液濃度を一定以上にしても伝熱係数一定化の効果は飽和し、深さ方向での伝熱係数一定化の効果は得られず、溝側面Ｒａの更なる低減は無く、溝底面のＲａも変化しない。また、ここでの酸洗条件は形成しようとする溝の深さによって変わり、形成しようとする溝が深いほど酸洗時間を長く、酸洗液の濃度を濃く、またはｐＨを低くする方が良い鉄損特性が得られる。 When the finished annealed sheet is pickled under the above-mentioned conditions, MnS, which is a precipitate in the steel, is replaced with a sulfide such as Cu on the surface layer of the steel sheet, or is coated with Cu or the like. , The heat transfer coefficient of the surface layer of the steel sheet containing the precipitate becomes constant. Here, "substitution" means that the Mn portion of MnS originally formed is replaced with Cu or the like derived from a pickling solution, and MnS is replaced with a sulfide such as Cu, and is "coated". "" Means that Cu or the like derived from the pickling solution is newly deposited around the originally formed MnS. Since such a phenomenon in the present invention is not affected by the method of depositing Cu or the like, either the phenomenon of substitution of Cu or the like with a sulfide or the phenomenon of coating of Cu or the like may occur during the pickling treatment. As a result, the heat transfer effect such as laser irradiation can be made constant on the surface layer of the steel sheet. Under the above-mentioned conditions, pickling only homogenizes the heat transfer coefficient of the surface layer, so that Ra on the side surface of the groove near the surface layer is reduced. On the other hand, the Mn portion of MnS, which is a precipitate near the bottom surface of the groove away from the surface layer, is not replaced with the metal being pickled and is not coated. Therefore, the heat transfer coefficient is not made uniform, and Ra on the bottom surface of the groove is not reduced as compared with the side surface of the groove. Therefore, if MnS is not sufficiently replaced with a sulfide such as Cu by pickling, or if it is not coated with Cu or the like, the heat transfer coefficient of the surface layer of the steel sheet varies widely, and Ra on both the bottom surface and the side surface of the groove becomes large. On the other hand, even if the pickling time and the pickling liquid concentration are set to a certain level or higher, the effect of stabilizing the heat transfer coefficient is saturated, and the effect of stabilizing the heat transfer coefficient in the depth direction cannot be obtained. There is no reduction, and Ra at the bottom of the groove does not change. Further, the pickling conditions here vary depending on the depth of the groove to be formed, and it is better that the deeper the groove to be formed, the longer the pickling time, the higher the concentration of the pickling solution, or the lower the pH. Iron loss characteristics can be obtained.
［鋼板表面に線状溝を形成する工程］
その後に続く、レーザー照射工程で、グラス皮膜が形成された鋼板の表面（片面のみ）に対してレーザーを照射して、鋼板の表面に、圧延方向と交差する方向に延びる複数の溝を、圧延方向に沿って１～２０ｍｍの間隔で形成する。
[Step of forming a linear groove on the surface of a steel sheet]
In the subsequent laser irradiation step, the surface of the steel sheet on which the glass film is formed (only one side) is irradiated with a laser to roll a plurality of grooves extending in a direction intersecting the rolling direction on the surface of the steel sheet. It is formed at intervals of 1 to 20 mm along the direction.
レーザー照射工程では、レーザー照射装置が、ポリゴンミラーの回転駆動によって、レーザー光を鋼板の表面に向けて照射すると共に、レーザー光を圧延直角方向と０～３０°の角度をなす方向に走査する。 In the laser irradiation step, the laser irradiation device irradiates the surface of the steel plate with laser light by rotationally driving the polygon mirror, and scans the laser light in a direction forming an angle of 0 to 30 ° with the rolling perpendicular direction.
レーザー光の照射と同時に、空気又は不活性ガス等のアシストガスが、レーザー光が照射される鋼板の部位に吹き付けられる。不活性ガスとは、例えば、窒素又はアルゴン等である。アシストガスは、レーザー照射によって鋼板から溶融又は蒸発した成分を除去する役割を担っている。アシストガスの吹き付けにより、レーザー光が上記溶融又は蒸発した成分によって阻害されずに鋼板に到達するため、溝が安定的に形成される。 Simultaneously with the irradiation of the laser beam, an assist gas such as air or an inert gas is sprayed onto the portion of the steel sheet irradiated with the laser beam. The inert gas is, for example, nitrogen, argon or the like. The assist gas plays a role of removing molten or evaporated components from the steel sheet by laser irradiation. By spraying the assist gas, the laser beam reaches the steel sheet without being hindered by the melted or evaporated components, so that the grooves are stably formed.
レーザー光源としては、例えばファイバレーザー、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、またはＣＯ2レーザー等の一般的に工業用に用いられる高出力レーザーを使用することができる。また、溝を安定的に形成することができさえすれば、パルスレーザー、または連続波レーザーをレーザー光源として使用してもよい。レーザー光としては、集光性が高く、溝の形成に適したシングルモードレーザーを用いることが好ましい。 As the laser light source, a high-power laser generally used for industrial purposes such as a fiber laser, a YAG laser, a semiconductor laser, or a CO 2 laser can be used. Further, a pulse laser or a continuous wave laser may be used as a laser light source as long as the groove can be stably formed. As the laser light, it is preferable to use a single-mode laser having high light-collecting property and suitable for forming grooves.
レーザー光の照射条件として、例えば、レーザー出力を２００Ｗ～３０００Ｗに、レーザー光の圧延方向における集光スポット径（すなわちレーザー出力の８６％を含む直径、以下８６％径と省略記載）を１０μｍ～２００μｍに設定し、レーザー光の板幅方向における集光スポット径（８６％径）を１０μｍ～１０００μｍに、レーザー走査速度を５ｍ／ｓ～５０ｍ／ｓに設定することが好ましい。１０～５０μｍの溝深さＤが得られるように、これらのレーザー照射条件を適宜調整する。 As the irradiation conditions of the laser light, for example, the laser output is 200 W to 3000 W, and the focused spot diameter in the rolling direction of the laser light (that is, the diameter including 86% of the laser output, hereinafter abbreviated as 86% diameter) is 10 μm to 200 μm. It is preferable to set the focused spot diameter (86% diameter) in the plate width direction of the laser beam to 10 μm to 1000 μm and the laser scanning speed to 5 m / s to 50 m / s. These laser irradiation conditions are appropriately adjusted so that a groove depth D of 10 to 50 μm can be obtained.
最後の絶縁皮膜成形工程では、上記のレーザー照射によって溝が形成された鋼板表面に対して、例えばコロイダルシリカおよびリン酸塩を含有する絶縁コーティング液が、グラス皮膜の上から塗布される。その後、所定の温度条件（例えば８４０～９２０℃）の下で熱処理が実施されることにより、最終的に、本発明に係る溝が形成された鋼板、グラス皮膜および絶縁皮膜を備える方向性電磁鋼板が得られる。 In the final insulating film forming step, an insulating coating liquid containing, for example, colloidal silica and phosphate is applied over the glass film onto the surface of the steel sheet in which the grooves are formed by the above laser irradiation. Then, the heat treatment is carried out under a predetermined temperature condition (for example, 840 to 920 ° C.), and finally, the grain-formed steel sheet, the glass film and the insulating steel sheet according to the present invention are provided. Is obtained.
得られた方向性電磁鋼板に形成された溝形状について、上述した測定方法を用いて、溝深さＤ、溝幅Ｗおよび溝底面および溝側面の表面粗さＲａを測定した。 With respect to the groove shape formed on the obtained grain-oriented electrical steel sheet, the groove depth D, the groove width W, and the surface roughness Ra of the groove bottom surface and the groove side surface were measured by using the above-mentioned measuring methods.
以下に、実施例を示しながら、本発明の方向性電磁鋼板について、より具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板のあくまでも一例に過ぎず、本実施形態に係る方向性電磁鋼板は、以下に示す実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention will be described more specifically with reference to examples. It should be noted that the examples shown below are merely examples of the grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment, and the grain-oriented electrical steel sheets according to the present embodiment are not limited to the examples shown below.
質量分率で、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％、を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学成分を有するスラブに対して熱間圧延が実施され、厚さ２．３ｍｍの熱延鋼板が得た。 By mass fraction, Si: 3.0%, C: 0.08%, acid-soluble 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%. Then, hot rolling was carried out on the slab having a chemical component whose balance was Fe and impurities, and a hot-rolled steel plate having a thickness of 2.3 mm was obtained.
続いて、上記の熱延鋼板に対して、１０００℃で１分間加熱するという温度条件の下で焼鈍処理を実施した。
焼鈍処理の後、冷間圧延を実施して、厚さ０．２３ｍｍの冷延鋼板を得た。続いて、この冷延鋼板に対して、８００℃で２分間加熱するという温度条件の下で脱炭焼鈍処理を実施した後、マグネシア（ＭｇＯ）を主成分として含有する焼鈍分離剤を、冷延鋼板の表面に塗布した。
Subsequently, the hot-rolled steel sheet was annealed under the temperature condition of heating at 1000 ° C. for 1 minute.
After the annealing treatment, cold rolling was carried out to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm. Subsequently, the cold-rolled steel sheet was subjected to decarburization-annealing treatment under a temperature condition of heating at 800 ° C. for 2 minutes, and then an annealed separator containing magnesia (MgO) as a main component was cold-rolled. It was applied to the surface of the steel plate.
続いて、焼鈍分離剤が塗布された冷延鋼板に対して、１２００℃で２０時間加熱するという温度条件の下で仕上げ焼鈍処理を実施した。その結果、上述の化学組成を有し、結晶粒の磁化容易軸と圧延方向とが一致するように結晶方位が制御された、グラス皮膜が表面に形成された鋼板が得られた。 Subsequently, the cold-rolled steel sheet coated with the annealing separator was subjected to finish annealing under the temperature condition of heating at 1200 ° C. for 20 hours. As a result, a steel sheet having the above-mentioned chemical composition and having a crystal orientation controlled so that the axis of easy magnetization of the crystal grains and the rolling direction coincide with each other was obtained, and a steel sheet having a glass film formed on the surface was obtained.
仕上焼鈍板の表面に表１に示す酸洗液および酸洗条件で、酸洗処理を実施した後、冷間圧延を実施して、厚さ０．２３ｍｍの冷延鋼板を得た。続いて、この冷延鋼板に対して、８００℃で２分間加熱するという温度条件の下で脱炭焼鈍処理を実施した後、マグネシア（ＭｇＯ）を主成分として含有する焼鈍分離剤を、冷延鋼板の表面に塗布した。 The surface of the finished annealed sheet was pickled under the pickling solution and pickling conditions shown in Table 1, and then cold-rolled to obtain a cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.23 mm. Subsequently, the cold-rolled steel sheet was subjected to decarburization-annealing treatment under a temperature condition of heating at 800 ° C. for 2 minutes, and then an annealed separator containing magnesia (MgO) as a main component was cold-rolled. It was applied to the surface of the steel plate.
使用した酸洗液の成分、濃度、ｐＨ値、浸漬時間を表１に示す。
続いて、鋼板の表面に対してレーザーを照射して、鋼板の表面に、圧延方向に交差する方向に延びる複数の溝を、圧延方向に沿って所定間隔で形成した。 Subsequently, the surface of the steel sheet was irradiated with a laser to form a plurality of grooves extending in a direction intersecting the rolling direction on the surface of the steel sheet at predetermined intervals along the rolling direction.
レーザー光の照射条件は、所望の溝深さＤが得られるように、レーザー出力が２００Ｗ～３０００Ｗの範囲で、レーザー光の圧延方向における集光スポット径（８６％径）を１０μｍ～５００μｍの範囲で、レーザー光の板幅方向における集光スポット径（８６％径）を１０μｍ～１０００μｍの範囲で、レーザー走査速度を５ｍ／ｓ～５０ｍ／ｓの範囲で、レーザー走査ピッチ（間隔ＰＬ）を１ｍｍ～２０ｍｍの範囲に調整した。 The laser light irradiation conditions are such that the laser output is in the range of 200 W to 3000 W and the focused spot diameter (86% diameter) in the rolling direction of the laser light is in the range of 10 μm to 500 μm so that the desired groove depth D can be obtained. The focused spot diameter (86% diameter) in the plate width direction of the laser beam is in the range of 10 μm to 1000 μm, the laser scanning speed is in the range of 5 m / s to 50 m / s, and the laser scanning pitch (interval PL) is 1 mm. Adjusted to a range of ~ 20 mm.
上記のように、溝が形成された鋼板に対して、コロイダルシリカおよびリン酸塩を含有する絶縁コーティング液をグラス皮膜の上から塗布した後、８５０℃で１分間加熱するという温度条件の下で熱処理を実施し、最終的に、溝が形成された鋼板、グラス皮膜および絶縁皮膜を備える方向性電磁鋼板が得られた。 As described above, the grooved steel sheet is coated with an insulating coating liquid containing colloidal silica and phosphate from above the glass film, and then heated at 850 ° C. for 1 minute under the temperature condition. The heat treatment was carried out, and finally, a directional electromagnetic steel sheet having a grooved steel sheet, a glass film and an insulating film was obtained.
比較例として、酸洗溶液として、本発明の範囲外の酸洗液を用いて酸洗を行った結果を示す。 As a comparative example, the result of pickling using a pickling solution outside the scope of the present invention as a pickling solution is shown.
形成された溝形状について、上述した測定方法を用いて、溝深さＤ、溝幅Ｗ、溝底面および溝側面の表面粗さＲａを測定した。
騒音測定は、各方向性電磁鋼板から幅１００ｍｍ×長さ５００ｍｍのサンプルを採取する。サンプルの長さ方向は圧延方向ＲＤに対応し、幅方向は板幅方向ＴＤに対応させる。
サンプルに対し、磁歪測定装置を用いて、交流磁歪測定法により磁歪を測定する。磁歪測定装置は、レーザードップラ振動計と、励磁コイルと、励磁電源と、磁束検出コイルと、増幅器と、オシロスコープとを備える装置とする。
具体的には、圧延方向に最大磁束密度が１．７Ｔ、周波数を５０Ｈｚとなるように、サンプルに交流磁界を印加する。磁区の伸縮によるサンプルの長さの変化を、レーザードップラ振動計で測定し、磁歪信号を得る。得られた磁歪信号をフーリエ解析して、磁歪信号の各周波数成分ｆｎ（ｎは１以上の自然数）の振幅Ｃｎを求める。各周波数成分ｆｎのＡ補正係数αｎを用いて、次式で示される騒音特性（ｄＢ）が求められる。
騒音特性＝２０×Ｌｏｇ（√（Σ（ρｃ×２π×ｆｎ×αｎ×Ｃｎ／√２）２）／Ｐｅ０）
ここで、ρｃは固有音響抵抗であり、ρｃ＝４００とした。Ｐｅ０は最小可聴音圧であり、Ｐｅ０＝２×１０－５（Ｐａ）を用いる。Ａ補正係数αｎは、ＪＩＳ Ｃ １５０９－１（２００５）の表２に記載の値を用いる。Σは周波数成分１００～１０００Ｈｚまで１００Ｈｚ刻みの１０点である。
酸洗条件を、鉄損Ｗ１７／５０および騒音（ｄＢ）と併せて、測定結果を表２に示す。
With respect to the formed groove shape, the groove depth D, the groove width W, and the surface roughness Ra of the groove bottom surface and the groove side surface were measured by using the above-mentioned measuring method.
For noise measurement, a sample having a width of 100 mm and a length of 500 mm is taken from each grain-oriented electrical steel sheet. The length direction of the sample corresponds to the rolling direction RD, and the width direction corresponds to the plate width direction TD.
The magnetostriction of the sample is measured by the AC magnetostriction measuring method using a magnetostriction measuring device. The magnetostriction measuring device is a device including a laser Doppler vibration meter, an exciting coil, an exciting power supply, a magnetic flux detection coil, an amplifier, and an oscilloscope.
Specifically, an AC magnetic field is applied to the sample so that the maximum magnetic flux density is 1.7 T and the frequency is 50 Hz in the rolling direction. The change in sample length due to expansion and contraction of the magnetic domain is measured with a laser Doppler vibrometer to obtain a magnetostrictive signal. The obtained magnetostrictive signal is Fourier analyzed to obtain the amplitude Cn of each frequency component fn (n is a natural number of 1 or more) of the magnetostrictive signal. The noise characteristic (dB) represented by the following equation is obtained by using the A correction coefficient αn of each frequency component fn.
Noise characteristics = 20 x Log (√ (Σ (ρc x 2π x fn x αn x Cn / √2) 2) / Pe0)
Here, ρc is an intrinsic acoustic resistance, and ρc = 400. Pe0 is the minimum audible sound pressure, and Pe0 = 2 × 10-5 (Pa) is used. As the A correction coefficient αn, the values shown in Table 2 of JIS C 1509-1 (2005) are used. Σ is 10 points in 100 Hz increments from the frequency component 100 to 1000 Hz.
Table 2 shows the measurement results together with the pickling conditions, iron loss W17 / 50 and noise (dB).
また溝断面でＳＥＭ－ＥＤＳ測定を行い元素マッピングし、ＭｎとＳのマッピングが重なっていない場合は、ＭｎＳとして存在せず、ＣｕＳ等の硫化物に置換されているか、もしくはＣｕ等でコーティングされていると考え、溝側面、溝底部での伝熱性一定化効果の有無を評価した。表中○印は、伝熱性一定化効果が有り、×印は、伝熱性一定化効果が無かったことを表す。 In addition, SEM-EDS measurement is performed on the groove cross section and element mapping is performed. If the mapping of Mn and S does not overlap, it does not exist as MnS and is replaced with sulfide such as CuS or coated with Cu or the like. We evaluated the presence or absence of the heat transfer constant effect on the side surface of the groove and the bottom of the groove. In the table, ○ indicates that there was a heat transfer stabilizing effect, and × indicates that there was no heat transfer stabilizing effect.
この結果から、実施例（発明例）の酸洗処理を行ったことにより、溝底面および溝側面の表面粗さのＲａ値が一定の範囲内にコントロールされ、鉄損および騒音が比較例よりも更に低減されていることが分かる。 From this result, by performing the pickling treatment of the example (invention example), the Ra value of the surface roughness of the groove bottom surface and the groove side surface is controlled within a certain range, and the iron loss and noise are higher than those of the comparative example. It can be seen that it is further reduced.
Claims (1)
前記溝の深さＤが１０～５０μｍであり、
溝幅Ｗが２０～２００μｍであり、
前記溝底面の表面粗さのＲａ値が５．０μｍ超であり、溝底面のＭｎＳがＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上の硫化物への置換がされておらず、またはＣｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｃｏ、ＺｎおよびＮｉから成る群より選ばれる１種または２種以上によってコーティングされておらず、そして
前記溝側面の表面粗さのＲａ値が０．１～５．０μｍである方向性電磁鋼板。 By mass%, it contains at least Si: 2.50 to 4.50% and Mn: 0.01 to 0.15%, and the balance is Fe and impurities, forming an angle of 0 to 30 ° with the direction perpendicular to rolling. A directional electromagnetic steel plate comprising a steel plate having a steel plate surface in which linear grooves extending in the direction are formed at intervals of 1 to 20 mm.
The groove depth D is 10 to 50 μm.
The groove width W is 20 to 200 μm, and the groove width W is 20 to 200 μm.
The Ra value of the surface roughness of the groove bottom surface is more than 5.0 μm, and the MnS of the groove bottom surface is one or more selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni. Is not substituted with sulfide, or is not coated with one or more selected from the group consisting of Cu, Hg, Ag, Pb, Cd, Co, Zn and Ni, and said groove. A directional electromagnetic steel plate having a Ra value of the surface roughness of the side surface of 0.1 to 5.0 μm.
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