JP5419459B2 - 被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造法 - Google Patents
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Description
(1) ゴス方位と呼ばれる{110}<001>方位への集積を高めること、(2) 電気抵抗を高めるSi等固溶元素の含有量を高めること、(3) 鋼板の板厚を薄くすること、(4) 鋼板に面張力を与えるセラミック被膜や絶縁被膜を付与すること、(5) 結晶粒の大きさを小さくすること、(6) 線状に歪や溝を導入することにより磁区を細分化すること、などである。
(1)質量%でSi:2〜7%を含有し、鋼板の表面にフォルステライトを主成分とする一次被膜を有する、AlNをインヒビターとして形成された一方向性電磁鋼板であって、該一次被膜中に、Ca、Sr又はBaの中から選ばれる1種以上の元素と、希土類金属元素と、硫黄とを含む硫化化合物を含有することを特徴とする被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
(2)前記希土類金属元素がLa又はCeの中から選ばれる1種又は2種であることを特徴とする(1)記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
(3)前記硫化化合物が一次被膜と鋼板との界面層に少なくとも存在してなることを特徴とする(1)又は(2)に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
(4)質量%で、C:0.10%以下、Si:2〜7%、Mn:0.02〜0.30%、S又はSeのうちから選んだ1種又は2種の合計:0.001〜0.040%、酸可溶性Al:0.010〜0.065%、N:0.0030〜0.0150%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を用いて熱延板にし、熱延板焼鈍を施し、1回あるいは2回以上または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、次いで脱炭焼鈍を施し、その後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布、乾燥し仕上げ焼鈍を行う一連の工程で一方向性電磁鋼板を製造するにあたり、MgOを主成分とした焼鈍分離剤の中に、希土類金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、ケイ化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硼素化物、塩化物、フッ化物の1種または2種以上を希土類金属換算で0.1〜10質量%、Ca、Sr又はBaの中から選ばれる1種以上のアルカリ土類金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、ケイ化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硼素化物、塩化物、フッ化物の1種または2種以上をアルカリ土類金属換算で0.1〜10質量%、硫黄化合物をS換算で0.01〜5質量%含有させることを特徴とする被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
(5)前記焼鈍分離剤の中に、Ti化合物をTi換算で0.5〜10質量%含有させることを特徴とする(4)記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
(6)前記鋼に、質量%でBi:0.0005〜0.05%を含有させることを特徴とする(4)又は(5)に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
前記被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の一次被膜に前記化合物を含有させるのは、MgOを主成分とする焼鈍分離剤中へ希土類金属元素の化合物、アルカリ土類金属元素の化合物、硫黄化合物を添加することによって達成できる。
硫黄化合物は、どのような化合物で添加してもよく、例えば、種々金属の硫化物、硫酸塩などで添加してもよいし、焼鈍分離剤スラリー中に硫酸を添加させる方法で添加することも可能である。また、同時に添加する希土類金属化合物やアルカリ土類金属化合物を硫化物や硫酸塩にして供給すれば、添加物の数が抑制され、あるいは複合硫化物の形成反応率を高めることからも有効である。同時に添加する希土類金属化合物やアルカリ土類金属化合物を硫化物や硫酸塩にして供給する場合、前記化合物に含まれる硫黄も含めて硫黄化合物の添加量をS換算で計算する。
さらに、必要に応じ、上記一方向性電磁鋼板に、レーザー照射、プラズマ照射、歯型ロールやエッチングによる溝加工等のいわゆる磁区細分化処理を施すことが望ましい。
C:0.06質量%、Si:3.3質量%、Mn:0.08質量%、S:0.02質量%、Al:0.027質量%、N:0.0082質量%を含有し、かつ副インヒビター成分としてBi:0.03質量%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物の組成になる珪素鋼スラブを、熱延後焼鈍して、冷延で0.23mm厚にし、脱炭焼鈍を行った板に対して、焼鈍分離剤としてMgOを用いて、表1に示した種々の希土類金属化合物と種々のアルカリ土類金属化合物を種々の割合で添加した焼鈍分離剤を、水スラリーとして鋼板の表面に塗布した後、乾燥した。前記水スラリー中の塩素イオン含有量は、50〜80mg/Lの範囲内とした。ここで、硫黄化合物は、希土類金属化合物又はアルカリ土類化合物として同時に添加した。その後、最終仕上焼鈍として乾水素中最高到達温度1180℃で20時間保持した。
このように、その他の実施例でも、希土類金属とCa、Sr又はBaの1種以上との硫化物が、スピネルに隣接した一次被膜の根に形成されることが確認され、この試料では、特に、強曲げ加工時の皮膜剥離面積率が低減していることが示された。
質量%で、C:0.08%、Si:3.2%、Mn:0.075%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.024%、N:0.008%、Sn:0.1%、Cu:0.1%、Bi:0.005%、残部Feよりなる鋼スラブを、1350℃で加熱後、2.3mm厚まで熱間圧延した熱延板を1120℃で1分間焼鈍した。この後、冷間圧延により最終板厚0.23mmに圧延し、得られたストリップを850℃まで300℃/sの通電加熱法により昇温したのち、湿水素中で830℃で2分間の脱炭焼鈍を施した。その後、5質量%TiO2を含むMgOの焼鈍分離剤に、表3の添加剤を加えて作製した水スラリーを塗布して、最高到達温度1200℃で20時間、水素ガス雰囲気中で高温焼鈍を施した。前記水スラリー中の塩素イオン含有量は、10〜30mg/Lの範囲内とした。これを水洗した後、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを主成分とした絶縁膜を塗布、焼付した後に歯車を用いて一定ピッチで溝を形成した後に、歪取焼鈍を施した。
得られた製品板の特性と剥離面積率を表4に示す。本発明条件を満たすコイルは、被膜密着性、特に強加工時被膜剥離面積率および磁気特性に優れた一方向性電磁鋼板となっている。
質量%で、C:0.08%、Si:3.2%、Mn:0.075%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.023%、N:0.008%、Sn:0.1%、残部Feよりなる鋼スラブを、1340℃で加熱後、2.3mm厚まで熱間圧延した熱延板を1110℃で1分間焼鈍した。この後、冷間圧延により最終板厚0.23mmに圧延し、得られたストリップを850℃まで300℃/sの通電加熱法により昇温したのち、湿水素中で830℃で2分間の脱炭焼鈍を施した。これに、表5の添加剤を加えた焼鈍分離剤を水スラリーで塗布して、最高到達温度1180℃で15時間、水素ガス雰囲気中で高温焼鈍を施した。前記水スラリー中の塩素イオン含有量は、40〜60mg/Lの範囲内とした。これを水洗した後、リン酸マグネシウムとコロイダルシリカを主成分とした絶縁膜を塗布、焼付した後に、レーザー照射して磁区細分化処理を施した。得られた製品板の特性を表6に示す。
質量%で、C:0.044%、Si:3.2%、Mn:0.083%、S:0.027%、残部Feよりなる鋼スラブを、1300℃に加熱後、2.2mm厚まで熱間圧延した熱延板を0.83mmまで冷間で圧延し、900℃で1分間の中間焼鈍を施した後、0.29mm厚まで冷間圧延した。この冷延板を湿水素中で840℃で2分間の脱炭焼鈍を施した。これに表7の添加剤を加えたMgOの焼鈍分離剤を水スラリーで塗布して、最高到達温度1200℃で20時間、水素ガス雰囲気中高温焼鈍を施した。前記水スラリー中の塩素イオン含有量は、30〜50mg/Lの範囲内とした。これを水洗した後、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを主成分とした絶縁膜を塗布、焼付した後に、得られた製品板の特性を表8に示す。
実施例1−8及び実施例2−6と同じ焼鈍分離剤を使用して、塩素イオン含有量の異なる水スラリーを調製し、実施例1と実施例2で使用して鋼板に塗布して、それらの塗布性を評価した。塩素イオン含有量の調整には、NaClを使用した。また、表9に示した塩素イオン含有量が、0mg/Lとは、分析限界以下であることを意味する。試験鋼板(10cm×30cm)に、表8に示したスラリーをバーコーターで塗布し、乾燥後の塗布状況を目視で観察した。試験鋼板の全表面に対する、剥離や斑が生じた面積率で塗布性を判断した。0%以上10%未満:◎、10%以上50%未満:○、50%以上90%未満:△、90%以上:×として、表9に結果を示す。表9に示すように、スラリー中の塩素含有量が、500mg/L以下でより優れた塗布性を示した。優れた塗布性であるほど、焼鈍分離剤がより効果的に作用する。
Claims (6)
- 質量%でSi:2〜7%を含有し、鋼板の表面にフォルステライトを主成分とする一次被膜を有する、AlNをインヒビターとして形成された一方向性電磁鋼板であって、該一次被膜中に、Ca、Sr又はBaの中から選ばれる1種以上の元素と、希土類金属元素と、硫黄とを含む硫化化合物を含有することを特徴とする被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
- 前記希土類金属元素がLa又はCeの中から選ばれる1種又は2種であることを特徴とする請求項1に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
- 前記硫化化合物が一次被膜と鋼板との界面層に少なくとも存在してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板。
- 質量%で、C:0.10%以下、Si:2〜7%、Mn:0.02〜0.30%、S又はSeのうちから選んだ1種又は2種の合計:0.001〜0.040%、酸可溶性Al:0.010〜0.065%、N:0.0030〜0.0150%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を用いて熱延板にし、熱延板焼鈍を施し、1回あるいは2回以上または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、次いで脱炭焼鈍を施し、その後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布、乾燥し仕上げ焼鈍を行う一連の工程で一方向性電磁鋼板を製造するにあたり、MgOを主成分とした焼鈍分離剤の中に、希土類金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、ケイ化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硼素化物、塩化物、フッ化物の1種または2種以上を希土類金属換算で0.1〜10質量%、Ca、Sr又はBaの中から選ばれる1種以上のアルカリ土類金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、ケイ化物、リン酸塩、水酸化物、炭酸塩、硼素化物、塩化物、フッ化物の1種または2種以上をアルカリ土類金属換算で0.1〜10質量%、硫黄化合物をS換算で0.01〜5質量%含有させることを特徴とする被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記焼鈍分離剤の中に、Ti化合物をTi換算で0.5〜10質量%含有させることを特徴とする請求項4に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記鋼に、質量%でBi:0.0005〜0.05%を含有させることを特徴とする請求項4又は5に記載の被膜密着性に優れた一方向性電磁鋼板の製造方法。
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