TWI421352B - 附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板及其製造方法 - Google Patents

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Description

附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板及其製造方法
本發明是有關於一種變壓器等的鐵心材料中使用的方向性電磁鋼板(Directional magnetic steel sheet)及其製造方法。
方向性電磁鋼板，主要作為變壓器的鐵心(Iron core)使用，除了磁化特性優良之外，更要求低鐵損(Iron loss)。
為此，重要的是，使鋼板中的二次再結晶粒在(110)[001]方位(即，高斯(Goss)方位)高度聚集，以及降低製品鋼板中的雜質。但是，在控制結晶方位以及降低雜質的同時還需兼顧製造成本等，故有其界限。因此，開發出磁區精細劃分技術，該技術是在鋼板表面用物理性的手法導入不均勻性，將磁區(Magnetic domain)的寬度進行精細劃分(refinement)以降低鐵損的技術。
例如，在專利文獻1中，揭示了藉由對最終製品板進行雷射照射，將線狀的高排差密度區(High-dislocation density region)導入鋼板表層，縮小磁區寬度，以降低鋼板的鐵損的技術。使用雷射照射的磁區精細劃分技術，之後得到改良(參照專利文獻2，專利文獻3及專利文獻4等)並獲得鐵損特性良好的方向性電磁鋼板。
此外，其他作為改善鋼板的鐵損特性的方法，關於不使用抑制劑(Inhibitor)的成分系，在專利文獻5中，揭示了以雷射照射改善鐵損的實驗例。在專利文獻6中，更 揭示了對於無抑制劑原料，規定在退火分離劑中的Ti(鈦)化合物之添加以及最終退火時的退火環境以改善鐵損的實驗例。
如上所述，各種技術雖然得以改善，但是近年來，因為節約能源和環境保護意識的高漲，對於方向性電磁鋼板，更要求鐵損特性的進一步改善。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特公昭57-2252號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-117964號公報
專利文獻3：日本專利特開平10-204533號公報
專利文獻4：日本專利特開平11-279645號公報
專利文獻5：日本專利特開2000-119824號公報
專利文獻6：日本專利特開2007-138201號公報
然而，上述專利文獻1~4中所記載的方向性電磁鋼板，皆無法獲得滿足上述要求的鐵損值。
此外，發明者等人在達成本發明的調查中所判明的事項，亦即專利文獻5以及專利文獻6具有下述課題。
即，在專利文獻5中雖然有藉由限制Al(鋁)量來改善鐵損的相關記載，但完全未考慮鎂橄欖石(Forsterite)覆膜(以Mg2SiO4為主體的覆膜)中的化合物對雷射照射的影響，亦無法藉由雷射獲得充分的磁區精細劃分效果。再者，僅以專利文獻6中所記載的控制技術，無法藉由雷射獲得充分的磁區精細劃分效果。
因此，發明者等人為了解決上述課題，對以雷射進行磁區精細劃分時，對影響鐵損降低的因素進行了各種調查，其結果判明，鎂橄欖石覆膜中的氮化物(主要為Al、Ti系)的存在以及鎂橄欖石粒子的整粒度具有重大的影響。
即，結果判明，一定量以上的氮化物(主要為Al、Ti系)存在於鎂橄欖石覆膜中的情況下，覆膜的熱傳導率產生局部性變化，藉由雷射照射的熱應變賦予(Thermal strain-giving)效果不均勻，結果無法充分獲得鐵損降低效果。此外，還判明如果鎂橄欖石粒子直徑不均勻，各粒子的應變導入量無法變得如所期望的程度那樣均勻，無法充分獲得鐵損降低效果。
接著，對鎂橄欖石覆膜中的氮化物的量與藉由雷射照射的鐵損改善效果之間的關係進行了詳細調查。結果判明，若將鎂橄欖石覆膜中的N量抑制在3.0質量%以下，則鐵損改善效果顯著提昇。再者，對鎂橄欖石粒子直徑的均勻性與藉由雷射照射的鐵損改善效果之間的關係進行了詳細調查。結果判明，將鎂橄欖石覆膜中大量含有的Al量、Ti量分別控制在4.0質量%以下、0.5質量%~4.0質量%，抑制各鎂橄欖石的組成變動，將鎂橄欖石粒子直徑的標準偏差限定於平均粒子直徑的1.0倍以下，可以提昇鐵損改善效果。
即，關於鎂橄欖石覆膜中的N量的要點，是以下(1)~(4)中所記載的4項，關於鎂橄欖石粒子的均勻性的要 點是以下(1)~(5)中所記載的5項。
(1)鋼熔製時的熔鋼中的Al量、N量分別設為Al：0.01質量%以下、N：0.005質量%以下。
(2)相對於MgO的100質量份，將退火分離劑中的Ti化合物(氮化物除外)量以TiO2換算，設為4質量份以下。
(3)在最終退火(Finish-annealing)步驟中，至少在升溫過程的750℃~850℃的溫度領域中，設為不包含N2的惰性氣體環境。
(4)最終退火時，在1100℃以上的環境中，設為N2分壓控制於25%以下的環境。
(5)在最終退火中，將卷板(Coil)內的最高到達溫差(The difference in the maximum arrival temperature)控制為20℃~50℃。
本發明是有鑒於上述課題而完成，其目的在於提供一種滿足低鐵損化要求的方向性電磁鋼板及其有利的製造方法。
即，本發明的要旨如下。
1.一種方向性電磁鋼板，在藉由雷射照射進行磁區精細劃分、磁通密度B8為1.91T以上的方向性電磁鋼板中，鎂橄欖石覆膜中的N含量抑制在3.0質量%以下。
2.如上述1所述之方向性電磁鋼板，其中上述鎂橄欖石覆膜中的Al量抑制在4.0質量%以下、Ti量抑制在0.5質量%~4.0質量%。
3.如上述1或2所述之方向性電磁鋼板，其中上述鎂橄欖石覆膜中的鎂橄欖石粒子直徑的標準偏差為鎂橄欖石平均粒子直徑的1.0倍以下。
4.一種方向性電磁鋼板的製造方法，包括：對鋼熔製時的Al量、N量分別為Al：0.01質量%以下、N：0.005質量%以下的鋼坯進行熱軋，接著進行冷軋以作為冷軋板之後，實施脫碳退火(Decarburizing annealing)，接著在鋼板表面塗佈相對於MgO：100質量份，Ti化合物量(但是，氮化物除外)以TiO2換算含有0.5質量份~4質量份的退火分離劑。將之後的最終退火步驟中的退火環境，至少在升溫過程的750℃~850℃的溫度領域中，設為不包含N2的惰性氣體環境，且在1100℃以上的溫度領域中，設為N2分壓為25%以下的氣體環境，更在最終退火後實施藉由雷射照射的磁區精細劃分處理。
5.如上述4所述之方向性電磁鋼板的製造方法，其中在最終退火中，將卷板內的最高到達溫差控制為20℃~50℃。
依據本發明，使用雷射進行磁區精細劃分以提昇鐵損降低效果，可以降低鋼板的鐵損。因此，將本發明的方向性電磁鋼板使用於鐵心，可以獲得節能效率優良的變壓器。
以下，對本發明進行詳細說明。
如上所述，為了達成近年來所要求的低鐵損水準，必 須使用使鋼板的二次粒子在高斯方位高度聚集的高磁通密度材料。因此，在本發明的方向性電磁鋼板中，將作為二次粒子方位聚集的標準所使用的B8(以800A/m磁化後的磁通密度)限定於1.91T以上。
此外，在本發明中，為了使藉由雷射照射的熱應變均勻地賦予至鋼板表層，重要的是減少作為原始氧化物的鎂橄欖石覆膜中不可避免的存在的氮化物(主要為Al、Ti系)。因此，在本發明的方向性電磁鋼板中，鎂橄欖石覆膜中的N量限定為3.0質量%以下，更佳為2.0質量%以下。另外，N在鎂橄欖石覆膜中即使完全不存在亦無問題，故並未特別設定其下限。
再者，為了使藉由雷射照射的熱應變更均勻地賦予至鋼板表層，將鎂橄欖石覆膜中大量含有的Al量控制在4.0質量%以下，Ti量控制在4.0質量%以下，可有效使鎂橄欖石覆膜的組成盡可能均勻化。更佳為Ti、Al均為2.0質量%以下。但是，Ti具有強化鎂橄欖石覆膜、使其張力提高的效果，該效果在含有0.5質量%以上左右時呈現，所以較佳為設定其下限為0.5質量%。此外，Al在鎂橄欖石覆膜中即使完全不存在亦無問題，故並未特別設定其下限。鎂橄欖石覆膜中主要的氮化物是Al、Ti系，因此鎂橄欖石覆膜中的Al量控制為4.0質量%以下，Ti量控制為4.0質量%以下，不僅使鎂橄欖石系覆膜的組成均勻化，還有使氮化物降低的效果。
並且，為了使鎂橄欖石粒子的粒徑分佈更均勻，較佳 為其標準偏差設定為平均粒子直徑的1.0倍以下，更佳為0.75倍以下，再更佳為0.5倍以下。
接著，對依據本發明的方向性電磁鋼板的製造條件的相關要點進行具體說明。在本發明中，除了以下所述的要點之外，亦可分別採用先前公知的方向性電磁鋼板的製造條件以及使用雷射的磁區精細劃分處理的方法。
首先，第1點是關於熔鋼成分。
在本發明中，鋼熔製時，需將熔鋼中的Al、N量，分別抑制於Al：0.01質量%以下、N：0.005質量%以下。其原因是，若Al量過多，則在純化步驟中會阻礙N釋放(脫氮)至鋼板(基材-覆膜系)外，成為在鎂橄欖石覆膜中氮化物大量存在的原因。此外，在純化步驟中，由於大量的Al難以釋放至鋼板外，鎂橄欖石的粒子的組成變得更不均勻。因此，Al限定於0.01質量%以下。另一方面，N雖然可以在以後的步驟中去除，但若過多，則需要花費時間和成本，故N限定於0.005質量%以下。
再者，因為是以容許某種程度上在退火分離劑中含有Ti作為前提，所以若熔鋼中的Ti量為通常的雜質水準(0.005質量%以下)則沒有問題。
關於上述之外的熔鋼組成，以先前得知的各種方向性電磁鋼板的組成為基礎，適當決定可以獲得B8：1.91T以上的組成即可。
但是，如上所述，為了減少Al、N，同時得到B8為1.91T以上的高磁通密度，有利的是利用不使用抑制劑成 分系的方向性電磁鋼板的製造方法(即所謂的無抑制劑法)。該情況下，較佳為上述熔鋼成分中更含有以下的元素。
以下，對無抑制劑法的較佳的基本成分以及任意添加成分進行說明。
C：0.08質量%以下
為了改善熱軋板的組織而添加C，但若超過0.08質量%，則於製造步驟中將C減少至不引起磁老化(Magnetic aging)的50質量ppm以下的負擔增大。因此，較佳為將C限定為0.08質量%以下。另，關於下限，因不含C的原料亦可進行二次再結晶，故無須特別設定。
Si：2.0質量%~8.0質量%
Si是對於提高鋼的電阻、改善鐵損有效的元素，含量為2.0質量%以上時鐵損降低效果特別良好。另一方面，為8.0質量%以下的情況下，可以獲得優良的加工性及磁通密度。因此，較佳為將Si量限定於2.0質量%~8.0質量%的範圍。
Mn：0.005質量%~1.0質量%
Mn是為了使熱加工性變良好的有利元素，若含量未滿0.005質量%則其效果不彰。另一方面，若限定為1.0質量%以下則製品板的磁通密度變得特別優良。因此，較佳為將Mn量設定為0.005質量%~1.0質量%的範圍。
此處，如上所述，必須極力減少Al、N。另一方面，因為Al、N為抑制劑成分，在不利用該些成分的條件下， 為了得到磁通密度高的方向性電磁鋼板，較佳為進一步設定S：50質量ppm(0.005質量%)以下、Se：50質量ppm(0.005質量%)以下。當然，如果採用利用抑制劑的製造方法，即使含有上述量以上的S及Se亦不會有問題。
除了上述基本成分以外，作為磁特性改善成分，可適當含有下述成分。
選自Ni：0.03質量%~1.50質量%、Sn：0.01質量%~1.50質量%、Sb：0.005質量%~1.50質量%、Cu：0.03質量%~3.0質量%、P：0.03質量%~0.50質量%、Mo：0.005質量%~0.10質量%及Cr：0.03質量%~1.50質量%中的至少一種。
Ni是對於進一步改善熱軋板組織、進一步提高磁特性有用的元素。然而，若含量未滿0.03質量%則磁特性的提高效果小。另一方面，若為1.50質量%以下特別是二次再結晶的穩定性增加，磁特性得以改善。因此，較佳為將Ni量設定為0.03質量%~1.50質量%的範圍。
此外，Sn、Sb、Cu、P、Mo及Cr分別是對於磁特性的進一步提高有用的元素，均為若不滿足上述各成分的下限，則磁特性的提高效果小。另一方面，若在上述各成分的上限量以下，則二次再結晶粒的發展最佳。因此，較佳的是分別為上述範圍而含有。
此外，上述成分以外的殘餘部分為製造步驟中混入的不可避免的雜質及Fe。
繼而，由具有該成分組成的熔鋼，可利用通常的造塊 (Ingot making)法、連續鑄造法來製造鋼坯(Slab)，亦可利用直接連續鑄造法來製造厚度為100mm以下的薄鑄片(亦視為鋼坯的一種)。藉此製造出的鋼坯，通常利用的方法是進行加熱後供於熱軋，但亦可於鑄造後不進行加熱而直接熱軋。薄鑄片的情況下可進行熱軋，亦可省略熱軋而直接進入後續步驟。
接著，更視需要實施熱軋板退火。熱軋板退火的主要目的是為了消除熱軋所產生的條帶織構(Band texture)，將一次再結晶組織實現整粒，從而使二次再結晶退火時高斯織構(Goss texture)更加發展，以改善磁特性。此時，為了使高斯織構於製品板中高度發展，理想的是熱軋板退火溫度在800℃~1100℃的範圍。若熱軋板退火溫度低於800℃，則熱軋中的條帶織構殘留，難以實現整粒的一次再結晶組織，無法獲得所期望的二次再結晶的改善。另一方面，若熱軋板退火溫度超過1100℃，則熱軋板退火後的粒徑變得過於粗大，因而難以實現整粒後的一次再結晶組織。
熱軋板退火後，視需要實施隔著製程退火的一次以上的冷軋之後，進行再結晶退火，塗佈退火分離劑。此處，使冷軋的溫度上升至100℃~250℃而進行、及於冷軋的中途進行一次或多次的100℃~250℃的範圍內的時效處理，對於使高斯織構發展有利。
第2點，是相對於MgO的100質量份，將脫碳退火後所塗佈退火分離劑中的Ti化合物量以TiO2換算，設為4質量份以下。就鎂橄欖石覆膜的張力提高及磁特性的提昇 的觀點而言，較佳為添加Ti化合物，藉由鎂橄欖石覆膜的張力提高使鐵損改善。另一方面，若添加量多則一部分的Ti與N結合形成Ti氮化物，鎂橄欖石粒子的組成變得更不均勻。因此，退火分離劑中的Ti化合物量用TiO2換算限定為4質量份以下，較佳為3質量份以下。另一方面，若未滿0.5質量份則失去鎂橄欖石覆膜及磁特性的改善效果，故限定其下限為0.5質量份。
此外，在本發明中的Ti化合物，是指不包含氮化物者，氧化物TiO2可作為適宜形態列舉。不過，其他的化合物亦無問題。
另外，退火分離劑以MgO作為主要成分。此處，主要成分指的是在不阻礙鎂橄欖石覆膜形成的範圍中(且在可以滿足上述鎂橄欖石覆膜形成的要件及/或適當條件的範圍中)，亦可含有MgO以外的公知的退火分離劑成分或特性改善成分。
第3點，是在塗佈退火分離劑之後，在最終退火步驟的升溫過程中，至少在750℃~850℃的溫度領域中，為不包含N2的惰性氣體環境。其理由是為了在鎂橄欖石覆膜形成之前，以脫氮去除鋼板中存在的N2。藉由去除該N2，不僅可以抑制主要成分的Al、Ti系氮化物，還可以抑制起因於不可避免的雜質V、Nb、B等的氮化物的形成。再者，藉由N量的減少可以促進鋼中Al向鋼板表層的移動，其中多數被吸收於未反應分離劑(退火後，藉由洗淨去除)中，有助於減少鎂橄欖石覆膜中含有的Al量。
其次，在750℃~850℃的溫度領域中，具體的溫度及環境氣體的條件如下所示。
(1)在未滿750℃的情況下，因溫度低而難以發生脫氮反應。
(2)在超過850℃的情況下，因鎂橄欖石覆膜開始形成而難以發生脫氮反應。
(3)若在環境中導入H2，則鎂橄欖石覆膜容易形成。即使在750℃~850℃亦形成覆膜而難以發生脫氮反應，因此不導入H2。此外，若含有N2，則會發生氮化反應，所以在本發明的最終退火步驟的升溫過程中，至少在750℃~850℃的溫度領域中，步驟中的環境限定為不包含N2的惰性氣體。
再者，本發明中的惰性氣體，若為不包含N2的公知的惰性氣體則無特別限制，可以列舉Ar、He等。當然，H2氣體以及產生H2氣體的氣體是活性氣體。
第4點，是設定實施最終退火時的環境。其目的是為了二次再結晶以及鎂橄欖石覆膜的形成。
即，將1100℃以上的環境設為N2的分壓在25%以下的環境，較佳為H2為100%的還原環境。在最終退火時，如鎂橄欖石覆膜已經形成的情況下，則鋼板的氮化不易發生。儘管如此，在1100℃以上的高溫中，還是會發生鋼板的氮化反應。亦即，藉由氮化反應而入侵至鋼板中的N，不僅成為主成分的Al及Ti系的氮化物的形成原因，還成為不可避免的雜質V、Nb、B等氮化物的形成原因。若進 而抑制該溫度域中的氮化反應，則會促進Al向鋼板表層移動，大量的Al進入未反應的退火分離劑，有助於鎂橄欖石覆膜中Al量的減少。因此，在1100℃以上的退火環境中的N2的比率限定為25%以下。較佳的是H2為100%的還原環境。
第5點，是較佳為將最終退火時將卷板內的最高到達溫差控制為20℃~50℃。其理由是為了使鎂橄欖石粒子的整粒度良好。超過50℃的情況下，在溫度高的部分，鎂橄欖石粒子的成長得以促進，而在溫度低的部分，有粒子直徑及性質皆不同的粒子生成，故溫差的上限設定為50℃。
另一方面，雖然有溫差愈小對鎂橄欖石粒子的均勻性愈有利的看法，但是為了縮小溫差，必須採取延遲升溫速度等對應方法，結果退火時間變得非常長。因此，即使溫差過小，由於退火時間的影響反而使鎂橄欖石粒子的成長程度變化，故溫差的下限設定為20℃。控制到達溫差的方法雖無特別限定，最容易的是使升溫速度緩熱化(Slow thermalization)。
有效的是在最終退火後進行平坦化退火以矯正形狀。另外，在將鋼板積層使用的情況下，為了改善鐵損，平坦化退火之前或之後，在鋼板表面實施絕緣塗層為有效。為了降低鐵損，理想的是該絕緣塗層是有助於鋼板張力的塗層。作為有助於鋼板張力的塗層，可以列舉含有二氧化矽(Silica)的無機系塗層以及藉由物理蒸鍍法、化學蒸鍍法等來形成的陶瓷塗層。
在本發明中，在最終退火後的任意時間點，在鋼板表面，藉由雷射照射進行磁區精細劃分。此時，如上所述，(1)將鎂橄欖石覆膜中的N量設定為3.0質量%以下。較佳為進一步(2)將鎂橄欖石覆膜中的Al、Ti分別設定為4.0質量%以下、0.5質量%~4.0質量%。(3)將鎂橄欖石覆膜粒子直徑的標準偏差設定為平均粒子的1.0倍以下。藉此，將雷射所引起的熱應變，均勻導入鋼板表層，呈現充分的磁區精細劃分效果。
在本發明中，照射雷射的光源可以是連續波雷射、脈衝雷射(Pulsed Laser)中的任一種，而不選擇YAG雷射或CO2雷射等種類。此外，照射痕為線狀或點狀皆可。但是，相對於鋼板的軋延方向，該些照射痕的方向，較佳為呈90°至45°的方向。
另外，最近開始使用的綠光雷射標線器(Green Laser Marker)，在照***度方面尤佳。
在本發明中所使用的綠光雷射標線器的雷射輸出功率，每單位長度的熱量，較佳為5J/m~100J/m左右的範圍。此外，較佳為雷射束的光點直徑設定為0.1mm~0.5mm左右的範圍，軋延方向的重複間隔設定為1mm~20mm左右的範圍。
再者，鋼板的塑性應變的深度，較佳為設定於10μm~40μm左右。若塑性應變深度設定為10μm以上，則更有效地發揮磁區精細劃分效果。另一方面，若塑性應變深度設定為40μm以下，則磁應變特性可以獲得特別改善。
實例1
將具有表1所示之組成成分、殘部為Fe及不可避免的雜質所組成的鋼坯，以連續鑄造來製造，加熱至1400℃後，藉由熱軋而加工成板厚為2.0mm的熱軋板之後，於1000℃下實施180秒的熱軋板退火。繼而，藉由冷軋而製成中間板厚：0.75mm，以氧化度PH2O/PH2=0.30、溫度830℃、時間300秒的條件實施製程退火。其後，藉由鹽酸酸洗將表面的內部氧化物(Subscale)去除，再次實施冷軋，製成板厚為0.23mm的冷軋板。
接著，在氧化度PH2O/PH2=0.45、均熱溫度840℃中持續200秒的條件下實施脫碳退火之後，塗佈以MgO作為主要成分的退火分離劑。此時，如表2所示，在退火分離劑中以各種比例添加了TiO2。即，相對於MgO：100質量份，使TiO2在0質量份~6質量份的範圍中進行變化。之後，在1230℃、5h的條件下實施以二次再結晶及純化為目的之最終退火。
在該最終退火中，升溫過程750℃~850℃的環境及1100℃以上的環境，以表2中所表示的條件實施。此外的過程中，在N2：H2=50：50的混合環境中實施。關於卷板內的到達溫差，在卷板外卷、中卷及內卷部的寬度方向兩端以及中央部設置熱電偶，測量各處的溫度，採用最大的溫差。在本實驗中，藉由使升溫速度變化，使卷板內的到達溫差在10℃~100℃的範圍進行變化。然後，塗佈由50%的膠體二氧化矽與磷酸鎂所形成的絕緣塗層。最後，在與軋延方向成直角方向照射寬度為150μm，照射間隔為7.5mm的條件下，利用脈衝雷射以線狀照射實施磁區精細劃分處理後作為製品。
製造條件、磁特性以及覆膜中的N量等分析結果一併記載於表2。
再者，覆膜中的N、Al及Ti量，只從製品的鎂橄欖石覆膜中採用濕式分析求出。關於鎂橄欖石粒子的平均粒徑及其標準偏差，以鹼溶液(Alkaline Solution)去除絕緣表面塗層之後，對鋼板表面進行電子顯微鏡觀察，根據圖 像分析軟體，求出鎂橄欖石粒子的圓相當徑，而導出0.5mm×0.5mm領域的各鎂橄欖石粒徑。關於磁特性則是依據JIS C2550，進行了測定及評價。
如表2所示，組成及製造條件滿足本發明範圍的情況下，覆膜中的N量得以抑制於本發明的範圍內，可以獲得極為優異的鐵損特性。
此外，以下內容一併得到確認。
若鋼坯的Al含量(No.26)及N含量(No.27)在本發明範圍之外，則即使最終退火的環境適宜、即使鎂橄欖石覆膜中的N含量超過3.0質量%、B8為1.91T以上，亦無法充分降低鐵損。
在無抑制劑法的範疇中不適宜的組成(No.28：過剩含有Se)的鋼中，B8變為未滿1.91T(即高斯方位聚集不充分)，鐵損的降低仍然不充分。
在最終退火步驟中，將升溫過程中的750℃~850℃的溫度領域，設定為包含N2的環境下(No.6、7、13、15、22)及包含活性氣體的環境下(No.11、21)，以及將同升溫過程中的1100℃以上的溫度領域，設定為N2的分壓超過25%的環境下(No.17~19)，均為即使鎂橄欖石覆膜中的N量超過3.0質量%、B8為1.91T以上，亦無法充分降低鐵損。即，可以明瞭，鎂橄欖石覆膜中的N量設定為3.0質量%以下，鐵損可以獲得顯著改善。
即使最終退火的環境適宜，相對於MgO：100質量份，若退火分離劑中的TiO2換算Ti量設定為超過4質量份，則鎂橄欖石覆膜中的N含量變為3.0質量%以上而成為鐵損降低不充分的原因(No.12、25)。
此處，從發明鋼的No.4與No.5的比較、或從No.8 及No.9中可以明瞭，相對於鎂橄欖石粒徑的標準偏差設定為平均粒徑的的1.0倍以上的情況，在1.0倍以下(較佳為0.75倍以下或0.5倍以下)的情況下，鐵損的改善更為顯著。再者，藉由控制最終退火時卷板內最高到達溫度(例如控制於20℃~50℃的範圍)，可以降低鎂橄欖石粒徑的標準偏差。
從發明鋼的No.20與No.23的比較可以明瞭，相對於鎂橄欖石覆膜中的Ti含量未滿0.5質量%的情況，在0.5質量%以上的情況下，鐵損可以獲得顯著改善。再者，藉由相對於MgO：100質量份，將退火分離劑中的TiO2換算Ti量設定為0.5質量份以上，可以達成鎂橄欖石覆膜中的Ti含量為0.5質量%以上。
從發明鋼的No.14與No.16的比較可以明瞭，若鎂橄欖石覆膜中的N含量設定為2.0質量%以下，則鐵損更可以獲得顯著改善。
從發明鋼的No.4、9、14與No.23的比較可以明瞭，在最終退火步驟中，藉由將升溫過程的1100℃以上的溫度領域中設定為含有H2氣體的環境(100%H2氣體)，鐵損更可以獲得改善。
另外，鐵損差△W17/50=0.05W/kg，相當於方向性電磁鋼板的等級提高一等的鐵損差。
產業上之可利用性
依據本發明，藉由使用雷射進行磁區精細劃分以提昇鐵損降低效果，可以進一步降低鋼板的鐵損。因此，將本 發明的方向性電磁鋼板使用於鐵心，可以獲得節能優異的變壓器。

Claims (6)

  1. 一種附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板，包括：方向性電磁鋼板，其中Al：0.01質量%以下、N：0.005質量%以下；鎂橄欖石覆膜，位於上述方向性電磁鋼板的表面，在藉由雷射照射進行磁區精細劃分、磁通密度B8為1.91T以上的附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板中，上述鎂橄欖石覆膜中的N含量抑制在3.0質量%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板，其中上述鎂橄欖石覆膜中的Al量抑制在4.0質量%以下、Ti量抑制在0.5質量%~4.0質量%。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板，其中上述方向性電磁鋼板包括C：0.08質量%以下，Si：2.0~8.0質量%，Mn：0.005~1.0質量%。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板，其中上述鎂橄欖石覆膜中的鎂橄欖石粒子直徑的標準偏差為鎂橄欖石平均粒子直徑的1.0倍以下。
  5. 一種附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板的製造方法，包括：對鋼熔製時的Al量、N量分別限定於Al：0.01質量%以下、N：0.005質量%以下的鋼坯進行熱軋，接著進行冷軋以作為冷軋板之後，實施脫碳退火，接著在鋼板表面 塗佈相對於MgO：100質量份，Ti化合物量(但是，氮化物除外)以TiO2換算含有0.5質量份~4質量份的退火分離劑。將之後的最終退火步驟中的退火環境，至少在升溫過程的750℃~850℃的溫度領域中，設為不包含N2的惰性氣體環境，且在1100℃以上的溫度領域中，設為N2分壓為25%以下的氣體環境，更在最終退火後實施藉由雷射照射的磁區精細劃分處理。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之附有鎂橄欖石覆膜的方向性電磁鋼板的製造方法，其中在最終退火中，將上述鋼板作為卷板進行退火，並將該卷板內的最高到達溫差控制為20℃~50℃。
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