[发明专利]磁特性非常优异的方向性电磁钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要作为变压器等的铁芯使用的方向性电磁钢板的制造方法。 

背景技术

方向性电磁钢板的磁特性可分为铁损、磁通密度及磁致伸缩。如果磁通密度高，可利用磁畴控制技术进一步改善铁损，此外如果磁通密度高还能够减小磁致伸缩。在使用方向性电磁钢板最多的变压器(transformer)中，如果磁通密度高就能减小励磁电流，因此还能使变压器的尺寸小型化。这样，在方向性电磁钢板中，如何提高该磁通密度及如何形成良好的玻璃被膜成为重要的技术课题。 

作为代表性的高磁通密度方向性电磁钢板，有以AlN为二次再结晶的主要抑制剂的方向性电磁钢板，其制造方法根据热轧中的板坯加热和在用于增强抑制剂的后续工序中的氮化，可大致分为1)完全固溶非氮化型、2)析出氮化型、3)完全固溶氮化型、4)不完全固溶氮化型4种方式。在1)的完全固溶非氮化型中，在1350℃以上的超高温下长时间进行板坯加热，作为抑制剂的种类，有AlN、MnS、MnSe、Cu—S、Cu—Se等，但不能进行氮化处理(参照日本专利特公昭40-15644号公报、特开昭58-23414号公报、美国专利第2599340号公报及美国专利第5244511号公报)。在2)的析出氮化型中，在1250℃以下的低温下进行板坯加热，抑制剂的种类主要为AlN，且在后续工序中必须进行氮化处理(参照日本专利特开平5-112827号公报)。此外，在3)的完全固溶氮化型及4)的不完全固溶氮化型中，在1250℃～1350℃的中温下进行板坯加热，作为抑制剂的种类，有AlN、MnS、Cu—S、Cu—Se等，其也必须进行氮化处理(参照日本专利特开2001-152250号公报、特开2000-199015号公报)。 

也已知在通过上述3)的完全固溶氮化型的中温板坯加热而使抑制剂物 质完全固溶的情况下，通过规定熔炼时的N含量，并用氮化补偿作为二次抑制剂不足的AlN，也使AlN以外的MnS、MnSe、Cu—S、Cu—Se等抑制剂物质比上述1)的情况减少并固溶，可得到Goss方位的尖锐性良好的方向性电磁钢板。但是，在此种情况下，为了得到良好的玻璃被膜，与2)的析出氮化型的情况同样，需要增加脱碳退火后的钢板的含氧量，但如果增加含氧量，则有二次再结晶变得不稳定的问题。其理由还不清楚，但一般认为，如果存在过剩的氧，则必然在钢板表面引起Al的氧化，同时由于在氮化后的钢板表层上存在某种程度的过剩氮，而使可成为AlN的Al相对减少，因此二次再结晶退火时的AlN的分解减慢，从而发生二次再结晶不良。 

另一方面，如果单纯地降低脱碳退火后的钢板氧含量，虽然二次再结晶织构非常尖锐化，但对于玻璃形成反应具有重要作用的铁系氧化物减少，此外耐气密性变差，从而使镁橄榄石被膜的形成变得不充分。 

而且，从ISIJ，Vol.43(2003)，No.3，pp.400-409、Acta Mrtall.，42(1004)，2053、及Material Science Forum Vol.204-206，Part2:pp:631已知：在上述1)的完全固溶非氮化型中，在熔炼时的氮含量为0.008质量％左右的情况下，如果在从脱碳退火到二次再结晶开始之间进行氮化，则Goss方位集成度下降。同时还已知，如果熔炼时氮量少，则发生二次再结晶不良。 

这样，虽然确立了磁特性优异的方向性电磁钢板的制造，但在目前的生产中，因二次再结晶退火时的卷材位置的温度、气氛经历的不均匀，很难非常稳定地在卷材整体上生产磁特性和玻璃被膜都良好的方向性电磁钢板，特别是要求严密控制一次再结晶退火条件。也就是说，采用为了在一次再结晶退火的前半部主要进行脱碳，将气氛调整到适合脱碳的温度，在后半部为了氧化层的改性，使温度上升，并使气氛稍微干燥的方法，但在2)的析出氮化型中，如果提高后半部的温度，则有一次再结晶晶粒变动较大，及二次再结晶变得不完全的问题，因而有不能实用的问题。 

发明内容

因此，本发明人等基于以AlN作为主要抑制剂的3)的完全固溶氮化型在目前Goss方位集成度最高，对开发可克服上述问题的磁通密度非常高 的方向性电磁钢板进行了锐意研究，得到了以下的认识。