JP6394837B1 - 方向性電磁鋼板および方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、鋼板と比べて低い熱膨張率を有する珪リン酸塩被膜を高温で形成し、それを室温まで低下させ、鋼板と珪リン酸塩被膜との熱膨張率の差によって、鋼板に引張応力を印加する。
この珪リン酸塩被膜は、方向性電磁鋼板に必須の絶縁被膜としても機能する。すなわち、絶縁によって、鋼板中の局部的な渦電流の発生が防止される。
しかし、鋼板と珪リン酸塩被膜との間にあるフォルステライト被膜は、アンカー効果により鋼板に密着する。そのため、必然的に鋼板表面の平滑度は劣化する。また、珪リン酸塩と金属との密着性は低く、表面を鏡面化した鋼板に直接珪リン酸塩被膜を成膜できない。このように、従来の方向性電磁鋼板の被膜構造(鋼板/フォルステライト被膜/珪リン酸塩被膜)においては、鋼板の表面を平滑化することはできない。
しかし、CVD法およびPVD法は、製造コストが高いために極力の薄膜化が望まれており、その場合、鋼板に印加される引張応力が低下する。
[1]鋼板と、上記鋼板上に配置された、酸化物の含有量が30質量%未満であるセラミックス被膜である被膜層Aと、上記被膜層A上に配置された、酸化物を含有する絶縁張力被膜である被膜層Bと、を有し、上記被膜層Bの31P−NMRスペクトルを0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングした場合において、−17〜−33ppmのピーク面積の全ピーク面積に対する割合が30%以上である、方向性電磁鋼板。
[2]上記被膜層Bが、5質量%以上の結晶相を含む、上記[1]に記載の方向性電磁鋼板。
[3]上記結晶相が、リン酸塩の結晶相である、上記[2]に記載の方向性電磁鋼板。
[4]上記被膜層Aの厚さが、0.01μm以上である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
[5]上記被膜層Aの厚さが、0.30μm以下である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
[6]上記被膜層Bの厚さが、1.0μm以上である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
[7]上記被膜層Bの厚さが、10.0μm以下である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
[8]上記被膜層Aが、窒化物または炭窒化物を含有する、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板を製造する、方向性電磁鋼板の製造方法であって、上記被膜層A上に、コーティング薬液を塗布し、窒素雰囲気中で焼付けを行なうことにより、上記被膜層Bを成膜する、方向性電磁鋼板の製造方法。
[10]上記コーティング薬液中のリン酸および/またはリン酸塩の含有量が、上記コーティング薬液中の全固形分量に対して、20mol%以上である、上記[9]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[11]上記焼付けの後、レーザーまたは光誘起を用いた結晶化を行ない、上記被膜層Bを得る、上記[9]または[10]に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[12]塗布型ロールを用いて、上記コーティング薬液を塗布する、上記[9]〜[11]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
[13]上記被膜層Aを、CVD法またはPVD法によって成膜する、上記[9]〜[12]のいずれかに記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
鋼板上に、厚さ1.00μm以下(例えば0.30μm)のセラミックス被膜を成膜し、その上に、珪リン酸塩からなる絶縁張力被膜を成膜して歪取焼鈍した場合、セラミックス被膜と鋼板とが剥離する(被膜密着性が劣化する)ことがあった。その原因について、本発明者らは、数多くの実験を重ねた結果、以下のように考える。
次いで、800℃で3時間の歪取焼鈍中に、この反応生成物が、絶縁張力被膜とセラミックス被膜との界面から、セラミックス被膜中を、鋼板の方向に拡散し、セラミックス被膜と鋼板との界面まで拡散した際に、鋼板のFeと反応して、析出物を形成する。
その結果、歪取焼鈍の冷却のとき、つまり熱膨張率差により鋼板とセラミックス被膜との界面にかかる応力が印加され始めるときに、析出物がその応力に耐え切れず鋼板から剥離する。このようにして、セラミックス被膜と鋼板とが剥離する。すなわち、被膜密着性が劣化する。
このとき、本発明者らは、絶縁張力被膜の31P−NMRスペクトルを、0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングした。その結果、−17〜−33ppmのピーク面積が、全ピーク面積の30%以上を占める場合、セラミックス被膜の厚さが1.00μm以下であっても、歪取焼鈍後に優れた被膜密着性を維持できることを見出した。
まず、図2に示すように、従来の方向性電磁鋼板は、通常、鋼板1上に、フォルステライト被膜2があり、その上に、絶縁張力被膜3が成膜されている。図2において、フォルステライト被膜2の厚さT2は2μm程度であり、絶縁張力被膜3の厚さT3は2μm程度である。
これに対して、図1においては、従来のフォルステライト被膜2(図2参照)の部分が、セラミックス被膜4に置換されている。より詳細には、化学研磨または電解研磨などにより平滑化された鋼板1の表面上に、CVD法またはPVD法を用いて、セラミックス被膜4が成膜されている。図1において、セラミックス被膜4の厚さT4は、例えば、1.00μm以下であるため、絶縁張力被膜3の厚さT3を2.0μm以上に増厚しても、方向性電磁鋼板を変圧器として使用した際の実効鋼板体積(占積率)を減少させない。
本発明者らは、塗布型ロールの回転速度およびコーティング薬液の比重などを調整することによって、成膜される絶縁張力被膜を増厚することにより、鋼板に印加される張力が増大し、方向性電磁鋼板の磁気特性を良好にできることを見出した。
以下、改めて、本発明の方向性電磁鋼板を説明する。
本発明の方向性電磁鋼板は、鋼板と、上記鋼板上に配置された、酸化物の含有量が30質量%未満であるセラミックス被膜である被膜層Aと、上記被膜層A上に配置された、酸化物を含有する絶縁張力被膜である被膜層Bと、を有し、上記被膜層Bの31P−NMRスペクトルを0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングした場合において、−17〜−33ppmのピーク面積の全ピーク面積に対する割合が30%以上である、方向性電磁鋼板である。
以下、本発明の方向性電磁鋼板を、より詳細に説明する。以下の説明は、本発明の方向性電磁鋼板の製造方法の説明も兼ねる。
鋼板としては、特に限定されないが、例えば、以下に説明する鋼板が挙げられる。
まず、鋼板となる鋼塊としては、鋼中成分として、質量%で、C:0.002〜0.10%、Si:2.5〜4.0%、および、Mn:0.005〜0.50%を含有し、かつ、Al:0.010〜0.050%、および、N:0.003〜0.020%を含有し、または、Al:0.010〜0.050%、N:0.003〜0.020%、Se:0.003〜0.030%、および/または、S:0.002〜0.03%を含有し、残部は不可避の不純物とFeとからなる鋼塊を用いることが、磁気特性の観点から好ましい。もっとも、これに限定されない。
上記鋼中成分のうち、Cは脱炭焼鈍で除去され、Al、N、SeおよびSは仕上げ焼鈍で純化されることにより、仕上げ焼鈍後の鋼板においてはいずれも不可避的不純物程度の含有量となる。
このように、従来どおり、鋼板表面にフォルステライト被膜を形成させ、その後、酸洗によって、フォルステライト被膜を除去することが、製造上、好ましい。フォルステライト被膜の成膜は、鋼板の脱炭に有用であるが、他の脱炭手段を用いる場合は、フォルステライト被膜を成膜しなくてもよい。
鋼板の表面状態は、一般的に、粗いほどアンカー効果によって、被膜密着性がより良好になる。反対に、鋼板の表面状態が平滑であるほど、磁区が移動しやすくなり、引張応力を印加したときに磁気特性が良化する量が大きくなる。
本発明においては、最も鋼板表面を平滑にできる化学研磨後の鋼板を用いても、歪取焼鈍後に、被膜層A(セラミックス被膜)が剥離せず高い被膜密着性を維持できる。そのため、化学研磨または電解研磨によって、鋼板表面をなるべく平滑化し、算術平均粗さRaを0.4μm以下にすることが好ましい。
本発明の方向性電磁鋼板は、上述した鋼板の表面上に配置された、セラミックス被膜である被膜層Aを有する。
(酸化物)
被膜層A(セラミックス被膜)における酸化物の含有量は、セラミックス被膜の格子が鋼板の体心立方格子と整合した方が、被膜密着性がより良好になるという理由から、30質量%未満であり、15質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。
セラミックス被膜における酸化物の含有量は、既知の組成の標準板を用いて、蛍光X線を用いて測定できる。
酸化物における酸素(O)以外の元素としては、例えば、後述する非酸化物におけるCおよびN以外の元素として例示する元素が挙げられる。
被膜層A(セラミックス被膜)が含有する成分(酸化物以外の成分)としては、例えば、炭化物、窒化物および炭窒化物からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
セラミックス被膜が、窒化物または炭窒化物を含有することにより、被膜密着性がより良好になる。
非酸化物としては、鋼板の体心立方格子に整合しやすいという理由から、岩塩型構造をとる窒化物または炭窒化物が好ましい。
本発明においては、セラミックス被膜の全質量から、酸化物の含有量を差し引いた値を、セラミックス被膜における非酸化物の含有量とみなすことができる。
被膜層A(セラミックス被膜)の厚さは、高コスト化を抑制する観点から、1.00μm以下が好ましく、0.30μm以下がより好ましい。
一方、セラミックス被膜の厚さは、被膜密着性がより優れるという理由から、0.01μm以上が好ましい。
セラミックス被膜の厚さは、FIB(集束イオンビーム)を用いて切り出した剥片(断面)を、TEM(透過型電子顕微鏡)を用いて観察し、任意の10点での測定値の平均値とする。
被膜層A(セラミックス被膜)の成膜法としては、CVD(Chemical Vapor Deposition)法またはPVD(Physical Vapor Deposition)法が好ましい。
本発明の方向性電磁鋼板は、被膜層A(セラミックス被膜)上に配置された、酸化物を含有する絶縁張力被膜である被膜層Bを有する。
被膜層B(絶縁張力被膜)の31P−NMRスペクトルを、0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングした場合において、−17〜−33ppmのピーク面積の全ピーク面積に対する割合(以下、便宜的に「ピーク面積比」と呼ぶ)が30%以上である。
これにより、本発明の方向性電磁鋼板は、被膜密着性が優れるとともに、磁気特性も良好となる。
各ピークについて、ガウシアンフィッティングを行ない、ピークを分離し、分離したピークについて、ピーク面積を求める。図4においては、上記3つのピークのピーク面積の合計が、「全ピーク面積」となる。
ピークトップが「−17〜−33ppm」の範囲に位置するピーク(図4においては、ピークトップが−22ppmおよび−25ppmに位置する2つのピーク)のピーク面積の合計が「−17〜−33ppmのピーク面積」となる。
そして、「全ピーク面積」に対する「−17〜−33ppmのピーク面積」の割合(ピーク面積比)を求める。
上記ピーク面積比の上限は特に限定されず、例えば、80%以下である。
後述するように、上記ピーク面積比を30%以上にするためには、絶縁張力被膜を結晶化させることが好ましく、このため、絶縁張力被膜は、結晶相を含むことが好ましい。
絶縁張力被膜における結晶相の含有量は、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、15質量%以上が更に好ましい。一方、上限は特に限定されないが、例えば、50質量%以下であり、40質量%以下が好ましい。
結晶相の定量方法としては、X線回折を用いるのが簡便であり、例えば、結晶成分と非晶質成分との積分強度比から定量する方法;前もって作製した標準サンプルの検量線を用いて定量する方法;標準物質との積分強度比から定量する方法;等が挙げられる。
ここで、リン酸塩(リン酸塩の組成)は、使用するコーティング薬液に含有される成分に応じて適宜決定され、例えば、Mg2P2O7、Ca2P2O7、Sr2P2O7、Ba2P2O7、Al2P2O8、Y2P2O8、Cr2P2O8、Ti3P4O16、Zr3P4O16、Mn3P4O16、NbPO5、VPO5、WP2O8などが挙げられるが、これらに限定されない。
結晶相は、例えば、X線回折を用いて同定される。
被膜層B(絶縁張力被膜)は、酸化物を含有する。
絶縁張力被膜におけるリンの酸化物(P2O5)の含有量は、25〜55質量%が好ましく、35〜45質量%がより好ましい。
絶縁張力被膜における珪素の酸化物(SiO2)の含有量は、42〜58質量%が好ましく、48〜58質量%がより好ましい。
更に、絶縁張力被膜における、PおよびSiを除く元素の酸化物(例えば、MgO、CaO、SrO、BaO、Al2O3、Y2O3、Cr2O3、TiO2、ZrO2、MnO2、Nb2O5、V2O5、WO3など)の含有量は、2〜18質量%が好ましく、2〜12質量%がより好ましい。
図3は、絶縁張力被膜の厚さと、その厚さの絶縁張力被膜が鋼板に印加する張力との関係を示すグラフである。図3に示すように、絶縁張力被膜の厚さが増すに従い、鋼板に印加される張力(引張応力)が増大し、これにより、方向性電磁鋼板の磁気特性が優れる(鉄損が低下する)と考えられる。
絶縁張力被膜の厚さは、方向性電磁鋼板の磁気特性がより優れるという理由から、1.0μm以上が好ましい。
一方、絶縁張力被膜を厚くしすぎると、方向性電磁鋼板を変圧器として使用した際の実効鋼板体積の減少に繋がり、引張応力による鉄損の低減効果も飽和してくるため、変圧器特性はむしろ劣化する場合も考えられる。このため、絶縁張力被膜の厚さは、10.0μm以下が好ましく、5.0μm以下がより好ましい。
絶縁張力被膜の厚さは、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いた断面観察によって測定し、任意の10点での測定値の平均値とする。
絶縁張力被膜の成膜法は、特に限定されないが、例えば、セラミックス被膜上に、コーティング薬液を塗布し、任意で乾燥させた後、窒素雰囲気中で焼付けを行なう方法が好適に挙げられる。以下、この方法を例に説明する。
コーティング薬液は、リン酸および/またはリン酸塩と、コロイダルシリカとを含有することが好ましい。リン酸塩の金属種としては、例えば、Mg、Ca、Sr、Ba、AlまたはMnなどが好適に挙げられる。
リン酸塩としては、結晶相が生成しやすいという理由から、リン酸マグネシウムまたはリン酸アルミニウムなどの熱膨張率の低いリン酸塩が好ましい。
リン酸塩としては、入手容易性の観点からは、第一リン酸塩(重リン酸塩)が好適に用いられる。
Cr化合物としては、例えば、クロム酸化合物が挙げられ、その具体例としては、無水クロム酸(CrO3)、クロム酸塩、重クロム酸塩などが挙げられる。
Ti化合物としては、例えば、TiO2、Ti2O3等が挙げられる。
Zr化合物としては、例えば、Zr(SO4)2・4H2O、ZrO2等が挙げられる。
Nb化合物としては、例えば、Nb2O5等が挙げられる。
V化合物としては、例えば、NH4VO3、V2O5等が挙げられる。
W化合物としては、例えば、K2WO4、WO3等が挙げられる。
リン酸塩をM化合物として扱ってもよく、例えば、Mg化合物としてMg3(PO4)2等が挙げられ、Ca化合物としてCa3(PO4)2等が挙げられ、Al化合物としてAlPO4等が挙げられる。
このようなコーティング薬液を、被膜層A(セラミックス被膜)上に塗布する方法としては、特に限定されないが、製造コストの都合上の観点から、塗布型ロールを用いて行なうことが好ましい。
焼付温度を900℃以下、および/または、焼付時間を30秒以下にすることによって、セラミックス被膜と絶縁張力被膜との被膜密着性の劣化につながる析出物が生成する反応がより抑制され、被膜密着性がより優れる。
絶縁張力被膜の形成の初段階として、コーティング薬液の乾燥がある。焼付温度を700℃以上、および/または、焼付時間を10秒以上にすることによって、コーティング薬液の乾燥を十分に進行させて、コーティング薬液に含まれる水分を十分に除くことができ、絶縁張力被膜が鋼板に印加する引張応力をより向上できる。加えて、歪取焼鈍中において、水分によるセラミックス被膜の酸化を抑制できる。
焼付雰囲気が大気雰囲気であると、大気に含まれる水分および酸素などによって、セラミックス被膜の酸化が起こやすくなる場合があるが、窒素雰囲気であれば、セラミックス被膜の酸化が抑制され、被膜密着性がより優れる。
被膜層B(絶縁張力被膜)について、上記ピーク面積比を30%以上にする方法としては、2つの方法が考えられる。
具体的には、コーティング薬液中のリン酸および/またはリン酸塩の含有量は、コーティング薬液中の全固形分量に対して、20mol%以上が好ましく、30mol%以上がより好ましい。
このため、コーティング薬液中のリン酸および/またはリン酸塩の含有量は、コーティング薬液中の全固形分量に対して、50mol%以下が好ましい。
ガラスは長周期構造を持たないため、結晶に比べ必然的に充填密度が下がる。このため、ガラスを結晶化させることにより、絶縁張力被膜のヤング率が向上する。その結果、絶縁張力被膜の張力が向上し、磁気特性が向上する。
方法Aの場合、焼付温度は、870℃以上が好ましい。
方法Bの場合、焼付けの後、レーザーまたは光誘起を用いて、絶縁張力被膜に局所的な熱および/または歪みを与えることにより、結晶化を行なう。レーザーの具体例としては、YAGレーザーが好適に挙げられる。
これに対して、方法Bの場合、このような弊害が抑えられ、自在に結晶化度を調整できるという利点もある。
本発明の方向性電磁鋼板は、例えば需要家などによって、歪取焼鈍が施される場合がある。歪取焼鈍の条件は、特に限定されないが、例えば、窒素雰囲気などの雰囲気中で、700〜900℃で、2〜4時間の焼鈍が行なわれる。
本発明の方向性電磁鋼板の磁気特性をより良好にするために、方向性電磁鋼板の圧延方向を横切るように鋼板表面付近に、溝を形成する、または、レーザー照射もしくは電子ビーム照射などによりひずみを導入することによって、方向性電磁鋼板の磁区を細分化する技術も利用できる。
溝形成による磁区細分化効果は焼鈍後においても残るが、レーザー照射または電子ビーム照射によるひずみは、需要家等が行なう歪取焼鈍によって緩和してしまい、例えば、巻鉄心としての用途に難がある場合がある。
しかし、本発明の方向性電磁鋼板は、歪取焼鈍を行なわない場合(例えば、積鉄心専用の場合)であっても、被膜密着性および磁気特性に優れる。したがって、本発明においては、歪取焼鈍を行なわない場合には、ひずみ導入による磁区細分化の技術を用いて、磁気特性をより良好にできる。
〈方向性電磁鋼板の製造〉
以下のようにして、鋼板上に、被膜層A(セラミックス被膜)および被膜層B(絶縁張力被膜)をこの順に形成して、方向性電磁鋼板を得た。
鋼中成分として、質量%で、C:0.05%、Si:3.2%、Mn:0.05%、Al:0.03%、N:0.005%、および、Se:0.01%を含有し、残部は不可避の不純物とFeとからなる鋼塊を用いた。
この鋼塊を熱間圧延し、熱延板焼鈍を施し、中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延により厚さ0.23mmの最終冷延板とした後、脱炭焼鈍および仕上げ焼鈍によりGoss方位二次再結晶粒を発達させた。こうして、フォルステライト被膜付き鋼板を得た。
その後、得られたフォルステライト被膜付き鋼板について、表面のフォルステライト被膜を酸洗により除去した後、フッ酸を用いた化学研磨により、表面を平滑化した。こうして、鋼板を得た。化学研磨後における鋼板の板厚は、0.22mmであった。
次に、CVD法によって、鋼板上に、TiNのセラミックス被膜を、厚さ0.20μmで成膜した。セラミックス被膜における酸化物の含有量は、いずれも、2質量%以下であった。CVD法は、熱CVD法を用いて、1050℃および1000Paの条件で成膜を行なった。
次に、鋼板上に成膜されたセラミックス被膜上に、コーティング薬液を、塗布型ロールを用いて塗布し、乾燥させた後、窒素雰囲気中、下記表1に示す焼付温度(800〜900℃の範囲)で15秒間の焼付けを行なった。こうして、厚さ2.0μmの絶縁張力被膜を成膜した。
コーティング薬液は、リン酸、コロイダルシリカ(ADEKA社製AT−30、平均粒子径:10nm)およびM化合物から1種以上の成分を選択し、成膜される絶縁張力被膜の組成が下記表1に示すA〜Cの組成となるように配合することにより、調製した。
M化合物としては、以下の化合物を使用した。
・Mg:Mg3(PO4)2
・Ca:Ca3(PO4)2
・Al:AlPO4
下記表1に示すA〜Cの組成は、以下のとおりである。
A:40P2O5−55SiO2−5MgO
B:40P2O5−55SiO2−5CaO
C:40P2O5−55SiO2−5Al2O3
例えば、Aの組成は、P2O5の含有量が「40質量%」、SiO2の含有量が「55質量%」、MgOの含有量が「5質量%」であることを示す(以下、同様)。
絶縁張力被膜の結晶相(リン酸塩の結晶相)を、X線回折を用いて同定した。結果を下記表1に示す。同定しなかった場合には、下記表1に「−」を記載した。
発明例の結晶相を定量したところ、いずれも、5〜10質量%の範囲内であった。結晶相の定量方法としては、X線回折を用いて、結晶成分と非晶質成分との積分強度比から定量する方法を採用した。
絶縁張力被膜の31P−NMRスペクトルを測定した。測定条件は、装置名:Agilent社製VNS600、測定温度:室温、回転数:7kHz、標準サンプル:リン酸二水素アンモニウム、とした。測定した31P−NMRスペクトルの一例を図4に示す。
測定した31P−NMRスペクトルを、0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングし、−17〜−33ppmのピーク面積の全ピーク面積に対する割合(ピーク面積比)を求めた。求めたピーク面積比を、下記表1に示す。
得られた方向性電磁鋼板に対して、窒素雰囲気中800℃で3時間の歪取焼鈍を行なった。その後、以下の評価を行なった。
歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板を、5mm、10mm…のように5mm間隔で径が異なる丸棒(ただし、3mmφの丸棒を含む)に巻き付けていき、セラミックス被膜が剥離しない最小径(単位:mmφ)を求めた。結果を下記表1に示す。被膜が剥離しない最小径(非剥離径)が小さいほど、歪取焼鈍後の被膜密着性に優れると評価でき、非剥離径が30mmφ未満であることが好ましい。
歪取焼鈍後の方向性電磁鋼板について、鉄損W17/50を測定した。結果を下記表1に示す。鉄損W17/50を測定しなかった場合は、下記表1に「−」を記載した。鉄損W17/50の値(単位:W/kg)が0.80未満であれば、歪取焼鈍後の磁気特性に優れると評価できる。
〈方向性電磁鋼板の製造〉
以下のようにして、鋼板上に、被膜層A(セラミックス被膜)および被膜層B(絶縁張力被膜)をこの順に形成して、方向性電磁鋼板を得た。
鋼中成分として、質量%で、C:0.05%、Si:3.2%、Mn:0.05%、Al:0.03%、N:0.005%、および、Se:0.01%を含有し、残部は不可避の不純物とFeとからなる鋼塊を用いた。
この鋼塊を熱間圧延し、熱延板焼鈍を施し、中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延により厚さ0.23mmの最終冷延板とした後、脱炭焼鈍および仕上げ焼鈍によりGoss方位二次再結晶粒を発達させた。こうして、フォルステライト被膜付き鋼板を得た。
その後、得られたフォルステライト被膜付き鋼板について、表面のフォルステライト被膜を酸洗により除去した後、フッ酸を用いた化学研磨により、表面を平滑化した。こうして、鋼板を得た。化学研磨後における鋼板の板厚は、0.22mmであった。
次に、CVD法によって、鋼板上に、TiNのセラミックス被膜を、厚さ0.20μmで成膜した。セラミックス被膜における酸化物の含有量は、いずれも、2質量%以下であった。CVD法は、熱CVD法を用いて、1050℃および1000Paの条件で成膜を行なった。
次に、鋼板上に成膜されたセラミックス被膜上に、コーティング薬液を、塗布型ロールを用いて塗布し、乾燥させた後、窒素雰囲気中840℃で15秒間の焼付けを行なった。こうして、厚さ2.0μmの絶縁張力被膜を成膜した。
更に、レーザー照射により、絶縁張力被膜を結晶化させた。レーザーとしては、YAGレーザーを用いた。
コーティング薬液は、リン酸、コロイダルシリカ(ADEKA社製AT−30、平均粒子径:10nm)およびM化合物から1種以上の成分を選択し、成膜される絶縁張力被膜の組成が下記表2に示す組成となるように配合することにより、調製した。
M化合物としては、以下の化合物を使用した。
・Mg:Mg3(PO4)2
・Ca:Ca3(PO4)2
・Sr:SrHPO4
・Ba:Ba3(PO4)2
・Al:AlPO4
・Y:Y2O3
・Cr:CrO3
・Ti:TiO2
・Zr:ZrO2
・Mn:Mn(NO3)2
・Nb:Nb2O5
・V:NH4VO3
・W:WO3
試験例1と同様にして、絶縁張力被膜の結晶相(リン酸塩の結晶相)の同定および定量を行なった。同定結果を下記表2に示す。結晶相を定量したところ、いずれも、5〜10質量%の範囲内であった。
試験例1と同様にして、絶縁張力被膜の31P−NMRスペクトルを測定し、ピーク面積比を求めた。結果を下記表2に示す。
得られた方向性電磁鋼板に対して、窒素雰囲気中800℃で3時間の歪取焼鈍を行ない、その後、試験例1と同様にして、歪取焼鈍後の被膜密着性および磁気特性の評価を行なった。結果を下記表2に示す。
〈方向性電磁鋼板の製造〉
以下のようにして、鋼板上に、被膜層A(セラミックス被膜)および被膜層B(絶縁張力被膜)をこの順に形成して、方向性電磁鋼板を得た。
鋼中成分として、質量%で、C:0.05%、Si:3.2%、Mn:0.05%、Al:0.03%、N:0.005%、および、Se:0.01%を含有し、残部は不可避の不純物とFeとからなる鋼塊を用いた。
この鋼塊を熱間圧延し、熱延板焼鈍を施し、中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延により厚さ0.23mmの最終冷延板とした後、脱炭焼鈍および仕上げ焼鈍によりGoss方位二次再結晶粒を発達させた。こうして、フォルステライト被膜付き鋼板を得た。
その後、得られたフォルステライト被膜付き鋼板について、表面のフォルステライト被膜を酸洗により除去した後、フッ酸を用いた化学研磨により、表面を平滑化した。こうして、鋼板を得た。化学研磨後における鋼板の板厚は、0.22mmであった。
次に、CVD法またはPVD法によって、鋼板上に、下記表3に示す組成のセラミックス被膜を、下記表3に示す厚さで成膜した。セラミックス被膜における酸化物の含有量は、いずれも、2質量%以下であった。
CVD法は、熱CVD法を用いて、1050℃および1000Paの条件で成膜を行なった。PVD法は、イオンプレーティング法を用いて、450℃、3Paおよびバイアス電圧−20Vで成膜を行なった。
次に、鋼板上に成膜されたセラミックス被膜上に、コーティング薬液を、塗布型ロールを用いて塗布し、乾燥させた後、窒素雰囲気中840℃で15秒間の焼付けを行なった。こうして、厚さ2.0μmの絶縁張力被膜を成膜した。
更に、レーザー照射により、絶縁張力被膜を結晶化させた。レーザーとしては、YAGレーザーを用いた。
コーティング薬液としては、試験例2のNo.1と同じコーティング薬液を用いた。成膜された絶縁張力被膜(組成:40P2O5−55SiO2−5MgO)の結晶相およびピーク面積比も、試験例2のNo.1と同様であった。
得られた方向性電磁鋼板に対して、窒素雰囲気中800℃で3時間の歪取焼鈍を行ない、その後、試験例1と同様にして、歪取焼鈍後の被膜密着性および磁気特性の評価を行なった。結果を下記表3に示す。
上記表3において、セラミックス被膜の厚さが0.10μmである発明例どうしを対比すると、セラミックス被膜の組成がTiCrNまたはAlCrNである発明例は、被膜密着性および磁気特性がより良好であった。
〈方向性電磁鋼板の製造〉
以下のようにして、鋼板上に、被膜層A(セラミックス被膜)および被膜層B(絶縁張力被膜)をこの順に形成して、方向性電磁鋼板を得た。
鋼中成分として、質量%で、C:0.05%、Si:3.2%、Mn:0.05%、Al:0.03%、N:0.005%、および、Se:0.01%を含有し、残部は不可避の不純物とFeとからなる鋼塊を用いた。
この鋼塊を熱間圧延し、熱延板焼鈍を施し、中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延により厚さ0.23mmの最終冷延板とした後、脱炭焼鈍および仕上げ焼鈍によりGoss方位二次再結晶粒を発達させた。こうして、フォルステライト被膜付き鋼板を得た。
その後、得られたフォルステライト被膜付き鋼板について、表面のフォルステライト被膜を酸洗により除去した後、フッ酸を用いた化学研磨により、表面を平滑化した。こうして、鋼板を得た。化学研磨後における鋼板の板厚は、0.20mmであった。
次に、PVD法によって、鋼板上に、AlCrNのセラミックス被膜を、厚さ0.10μmで成膜した。セラミックス被膜における酸化物の含有量は、いずれも、2質量%以下であった。PVD法は、イオンプレーティング法を用いて、450℃、3Paおよびバイアス電圧−20Vで成膜を行なった。
次に、鋼板上に成膜されたセラミックス被膜上に、コーティング薬液を、塗布型ロールを用いて塗布し、乾燥させた後、窒素雰囲気中840℃で15秒間の焼付けを行なった。こうして、下記表4に示す厚さの絶縁張力被膜を成膜した。
更に、レーザー照射により、絶縁張力被膜を結晶化させた。レーザーとしては、YAGレーザーを用いた。
コーティング薬液としては、試験例2のNo.1と同じコーティング薬液を用いた。成膜された絶縁張力被膜(組成:40P2O5−55SiO2−5MgO)の結晶相およびピーク面積比も、試験例2のNo.1と同様であった。
得られた方向性電磁鋼板に対して、窒素雰囲気中800℃で3時間の歪取焼鈍を行ない、その後、試験例1と同様にして、歪取焼鈍後の被膜密着性および磁気特性の評価を行なった。結果を下記表4に示す。
上記表4において、本発明例どうしを対比すると、絶縁張力被膜を増厚するに従い、磁気特性がより良好になる傾向が見られた。
2:フォルステライト被膜
3:絶縁張力被膜
4:セラミックス被膜
T2:フォルステライト被膜の厚さ
T3:絶縁張力被膜の厚さ
T4:セラミックス被膜の厚さ
Claims (10)
- フォルステライト被膜を有さない鋼板と、
前記鋼板上に配置された、酸化物の含有量が30質量%未満であるセラミックス被膜である被膜層Aと、
前記被膜層A上に配置された、酸化物を含有する絶縁張力被膜である被膜層Bと、
を有し、
前記被膜層Bの31P−NMRスペクトルを0〜−60ppmの範囲でガウシアンフィッティングした場合において、−17〜−33ppmのピーク面積の全ピーク面積に対する割合が30%以上70%以下であり、
前記被膜層Aが、窒化物または炭窒化物を含有し、
前記被膜層Bは酸化物を含有し、前記被膜層Bにおけるリンの酸化物(P 2 O 5 )の含有量は25〜55質量%であり、前記被膜層Bにおける珪素の酸化物(SiO 2 )の含有量は42〜58質量%であり、前記被膜層BにおけるPおよびSiを除く元素の酸化物の含有量は2〜18質量%である、方向性電磁鋼板。 - 前記被膜層Bが、5質量%以上の結晶相を含む、請求項1に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記結晶相が、リン酸塩の結晶相である、請求項2に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記被膜層Aの厚さが、0.01μm以上である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記被膜層Aの厚さが、0.30μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記被膜層Bの厚さが、1.0μm以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板。
- 前記被膜層Bの厚さが、10.0μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板を製造する、方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記被膜層A上に、コーティング薬液を塗布し、窒素雰囲気中で焼付けを行なうことにより、前記被膜層Bを成膜し、
前記コーティング薬液中のリン酸および/またはリン酸塩の含有量が、前記コーティング薬液中の全固形分量に対して、20mol%以上であり、
前記焼付けの温度を870℃以上にするか、または、前記焼付けの後、レーザーを用いた結晶化を行ない、前記被膜層Bを得る、方向性電磁鋼板の製造方法。 - 塗布型ロールを用いて、前記コーティング薬液を塗布する、請求項8に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記被膜層Aを、CVD法またはPVD法によって成膜する、請求項8または9に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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EP3910080A4 (en) * | 2019-01-08 | 2022-09-28 | Nippon Steel Corporation | ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET AND METHOD FOR MAKING THE SAME, STEEL SHEET FOR FINISH ANNEALING AND METHOD FOR MAKING THE SAME, AND ANNEALING RELEASE AGENT |
BR112021012939A2 (pt) * | 2019-01-08 | 2021-09-14 | Nippon Steel Corporation | Chapa de aço elétrico com grão orientado, método para fabricar chapa de aço elétrico com grão orientado, e, separador de recozimento |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01147074A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Kawasaki Steel Corp | 歪取り焼鈍による特性劣化がない方向性けい素鋼板 |
JP2005240157A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | クロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板およびクロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜の被成方法。 |
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US4909864A (en) * | 1986-09-16 | 1990-03-20 | Kawasaki Steel Corp. | Method of producing extra-low iron loss grain oriented silicon steel sheets |
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RU2298592C2 (ru) * | 2002-03-28 | 2007-05-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Листовая электротехническая сталь с ориентированными зернами, обладающая исключительно высокой адгезией пленки, и способ ее производства |
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JPH01147074A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-08 | Kawasaki Steel Corp | 歪取り焼鈍による特性劣化がない方向性けい素鋼板 |
JP2005240157A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Jfe Steel Kk | クロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板およびクロムを含まず耐吸湿性に優れたリン酸塩系絶縁被膜の被成方法。 |
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