RU2778541C1 - Sheet of anisotropic electrical steel and method for its manufacture - Google Patents
Sheet of anisotropic electrical steel and method for its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778541C1 RU2778541C1 RU2021123332A RU2021123332A RU2778541C1 RU 2778541 C1 RU2778541 C1 RU 2778541C1 RU 2021123332 A RU2021123332 A RU 2021123332A RU 2021123332 A RU2021123332 A RU 2021123332A RU 2778541 C1 RU2778541 C1 RU 2778541C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel sheet
- intermediate layer
- annealing
- less
- anisotropic electrical
- Prior art date
Links
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 262
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 103
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 437
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 437
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 345
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 345
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 83
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 256
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 claims description 64
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 62
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 62
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 61
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 36
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 33
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 claims description 26
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 25
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 244
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 56
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 375
- 239000002585 base Substances 0.000 description 192
- 238000000034 method Methods 0.000 description 190
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 80
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 64
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 46
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 39
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 37
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 35
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 34
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 32
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 25
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 25
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 24
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 23
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 20
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 20
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 19
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 17
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 13
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 13
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 12
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 12
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 11
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 11
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 11
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 230000001976 improved Effects 0.000 description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 6
- 238000000368 spark atomic emission spectrometry Methods 0.000 description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 5
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 5
- 229910020230 SIOx Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 4
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K Aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ABXXWVKOBZHNNF-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O ABXXWVKOBZHNNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000180 Alkyd Polymers 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N Boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920001225 Polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 Thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 230000001680 brushing Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 2
- 229910021432 inorganic complex Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000011528 polyamide (building material) Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000001350 scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 2
- 238000003887 surface segregation Methods 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 2
- ZAHSAWDAWUFSER-UHFFFAOYSA-H trimagnesium;aluminum;diphosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O ZAHSAWDAWUFSER-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 238000009849 vacuum degassing Methods 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000001464 adherent Effects 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[0001] Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, который обладает низкими магнитными потерями и превосходной адгезией изоляционного покрытия, и способу изготовления такого листа. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-5199, поданной 16 января 2019 г., и заявке на патент Японии № 2019-4873, поданной 16 января 2019 г., содержание которых включено в данный документ по ссылке.[0001] The present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet that has low magnetic loss and excellent insulation coating adhesion, and a method for manufacturing such a sheet. Priority is claimed from Japanese Patent Application No. 2019-5199, filed January 16, 2019, and Japanese Patent Application No. 2019-4873, filed January 16, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
Предпосылки изобретенияBackground of the invention
[0002] Листы анизотропной электротехнической стали применяются в качестве материалов железных сердечников трансформаторов и т.п. и должны обладать магнитными свойствами, представленными высокой магнитной индукцией и низкими магнитными потерями.[0002] Anisotropic electrical steel sheets are used as materials for iron cores of transformers and the like. and should have magnetic properties, represented by high magnetic induction and low magnetic losses.
[0003] Для обеспечения магнитных свойств в листах анизотропной электротехнической стали, кристаллографические ориентации в основных стальных листах доводят, например, до такой ориентации (ориентировки Госса), в которой плоскость {110} выставлена параллельно поверхность листа, а ось <100> выставлена по направлению прокатки. Для повышения степени накопления ориентировки Госса широко применяются процессы вторичной рекристаллизации, в которых AlN, MnS или им подобные применяются в качестве ингибитора.[0003] In order to ensure magnetic properties in the anisotropic electrical steel sheets, the crystallographic orientations in the base steel sheets are adjusted, for example, to an orientation (Goss orientation) in which the {110} plane is aligned parallel to the sheet surface and the <100> axis is aligned in the direction rolling. In order to increase the degree of Goss orientation accumulation, secondary recrystallization processes are widely used in which AlN, MnS or the like are used as an inhibitor.
[0004] Для снижения магнитных потерь листов анизотропной электротехнической стали, на поверхности основного стального листа формируют покрытие. Данное покрытие формируют для приложения натяжения к основному стальному листу, чтобы снизить магнитные потери стального листа в виде одиночного листа, а также обеспечивать свойство электрической изоляции между листами анизотропной электротехнической стали во время применения пакета листов анизотропной электротехнической стали, и тем самым снизить магнитные потери в виде железных сердечников.[0004] In order to reduce the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheets, a coating is formed on the surface of the base steel sheet. This coating is formed to apply tension to the base steel sheet so as to reduce the magnetic loss of the steel sheet in the form of a single sheet, and also to ensure the electrical insulation property between the anisotropic electrical steel sheets during application of the anisotropic electrical steel sheet stack, and thereby reduce the magnetic loss in the form iron cores.
[0005] В качестве листа анизотропной электротехнической стали со сформированным на поверхности основного стального листа покрытием, например, существует лист анизотропной электротехнической стали, в котором на поверхности основного стального листа сформирована окончательно отожженная пленка, главным образом содержащая форстерит (Mg2SiO4), а на поверхности окончательно отожженной пленки сформировано изоляционное покрытие. Эти покрытия (окончательно отожженная пленка и изоляционное покрытие) выполняют, каждое, функцию придания свойства электроизоляции и функцию приложения натяжения к основному стальному листу.[0005] As an anisotropic electrical steel sheet with a coating formed on the surface of the base steel sheet, for example, there is an anisotropic electrical steel sheet in which a final annealed film mainly containing forsterite (Mg 2 SiO 4 ) is formed on the surface of the base steel sheet, and an insulating coating is formed on the surface of the finally annealed film. These coatings (finally annealed film and insulating coating) each have the function of imparting electrical insulation properties and the function of applying tension to the base steel sheet.
[0006] Окончательно отожженную пленку формируют, например, по реакции между сепаратором отжига, главным образом содержащим оксид магния (MgO), и основным стальным листом, происходящей во время термообработки, в ходе которой сепаратор отжига и основной стальной лист выдерживают в температурном диапазоне от 600°C до 1200°C в течение 30 часов или дольше при окончательном отжиге для протекания вторичной рекристаллизации в основном стальном листе. Кроме того, изоляционное покрытие формируют, например, нанесением покрывающего раствора, содержащего фосфорную кислоту или фосфат, коллоидный диоксид кремния (кремнезем) и хромовый ангидрид или хромат, на окончательно отожженный основной стальной лист и сушки и прокаливания покрывающего раствора в температурном диапазоне от 300°C до 950°C в течение 10 секунд или дольше.[0006] The final annealed film is formed, for example, by a reaction between an annealing separator mainly containing magnesium oxide (MgO) and a base steel sheet occurring during heat treatment, in which the annealing separator and the base steel sheet are kept in a temperature range of 600 °C to 1200°C for 30 hours or longer in the final annealing for secondary recrystallization to proceed in the base steel sheet. In addition, the insulating coating is formed by, for example, applying a coating solution containing phosphoric acid or phosphate, colloidal silicon dioxide (silica) and chromic anhydride or chromate to the final annealed base steel sheet and drying and calcining the coating solution in a temperature range of 300°C. up to 950°C for 10 seconds or longer.
[0007] Чтобы покрытия проявляли требуемое натяжение и требуемое свойство электроизоляции, такие покрытия должны удерживаться сцепленными с основным стальным листом и иметь сильную адгезию к основному стальному листу.[0007] In order for the coatings to exhibit the required tension and the required electrical insulation property, such coatings must be held adherent to the base steel sheet and have strong adhesion to the base steel sheet.
[0008] Адгезия между покрытиями и стальными листами обеспечивается, в основном, якорным эффектом, обусловленным неровностью границы раздела между основным стальным листом и окончательно отожженной пленкой. Однако, такая неровность границы раздела служит также препятствием для перемещения доменной стенки, происходящего во время намагничивания листов анизотропной электротехнической стали, а значит, служит также причиной затруднения действия по снижению магнитных потерь. Поэтому, для снижения магнитных потерь листов анизотропной электротехнической стали в отсутствие окончательно отожженной пленки, были созданы нижеописанные методы, которые предназначены обеспечивать адгезию изоляционных покрытий в состоянии, когда вышеописанная граница раздела сглажена.[0008] The adhesion between coatings and steel sheets is provided mainly by the anchor effect due to the unevenness of the interface between the base steel sheet and the final annealed film. However, such an interface unevenness also serves as an obstacle to the movement of the domain wall that occurs during the magnetization of the anisotropic electrical steel sheets, and thus also causes the magnetic loss reduction action to be difficult. Therefore, in order to reduce the magnetic loss of anisotropic electrical steel sheets in the absence of a final annealed film, the methods described below have been developed, which are designed to ensure adhesion of insulating coatings in a state where the above-described interface is smoothed.
[0009] Например, для повышения адгезии изоляционного покрытия к сглаженной поверхности основного стального листа предложено формировать промежуточный слой (грунтовое покрытие) между основным стальным листом и изоляционным покрытием. Патентный документ 1 раскрывает способ формирования промежуточного слоя посредством нанесения водного раствора фосфата или силиката щелочного металла. Патентные документы 2-4 раскрывают способы формирования пленки оксида кремния типа внешнего окисления в качестве промежуточного слоя путем выполнения термообработки основного стального листа при соответственно контролируемой температуре в соответственно контролируемой атмосфере в течение от нескольких десятков секунд до нескольких минут.[0009] For example, in order to increase the adhesion of the insulating coating to the smooth surface of the base steel sheet, it has been proposed to form an intermediate layer (ground coat) between the base steel sheet and the insulating coating.
[0010] Такие пленки оксида кремния типа внешнего окисления проявляют некоторый эффект улучшения адгезии изоляционных покрытий и снижения магнитных потерь за счет сглаживания неровности границы раздела между основным стальным листом и покрытием. Однако этот эффект был недостаточен для практического применения в отношении, в частности, адгезии изоляционных покрытий, и поэтому были выполнены дополнительные технические разработки.[0010] Such external oxidation type silicon oxide films exhibit some effect of improving the adhesion of insulating coatings and reducing magnetic loss by smoothing out the unevenness of the interface between the base steel sheet and the coating. However, this effect was not sufficient for practical application with regard to, in particular, the adhesion of insulating coatings, and therefore further technical developments were carried out.
[0011] Например, патентный документ 5 раскрывает лист анизотропной кремнистой стали, в котором основной стальной лист изготавливают путем преднамеренного предотвращения образования неорганического минерального покрытия из форстерита и затем формирования прикладывающего натяжение изоляционного покрытия. В данном листе анизотропной кремнистой стали, на границе раздела между прикладывающим натяжение изоляционным покрытием и стальным листом обеспечивается пленковидный, внешне окисленный слой, главным образом содержащий кремнезем, имеющий среднюю толщину пленки 2 нм или более и 500 нм или менее. Кроме того, патентный документ 5 раскрывает лист анизотропной кремнистой стали, который обладает превосходной адгезией прикладывающего натяжение изоляционного покрытия и имеет внешне окисленный зернистый оксид, главным образом содержащий кремнезем, который образуется в виде с прониканием в толщу пленки пленковидного, внешне окисленного слоя, присутствует в форме, внедряющейся в прикладывающее натяжение изоляционное покрытие, и имеет долю площади в сечении 2% или более от пленковидного, внешне окисленного слоя.[0011] For example,
Список цитируемой литературыList of cited literature
Патентные документыPatent Documents
[0012] Патентный документ 1: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H05-279747[0012] Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H05-279747
Патентный документ 2: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H06-184762Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H06-184762
Патентный документ 3: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H09-078252Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H09-078252
Патентный документ 4: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H07-278833Patent Document 4: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H07-278833
Патентный документ 5: Японский патент № 3930696Patent Document 5: Japanese Patent No. 3930696
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Проблемы, решаемые изобретениемProblems solved by the invention
[0013] В случае непосредственного формирования изоляционного покрытия на металлическом Fe, которое является главным компонентом основного стального листа, редко можно получить адгезию изоляционного покрытия. Поэтому структуры покрытий листов анизотропной электротехнической стали, которые широко применяются на практике в данное время, включают трехслойную структуру «основной стальной лист 1/окончательно отожженная пленка 2A/изоляционное покрытие 3», показанную на фиг. 2 в качестве базовой структуры. Изоляционное покрытие 3 обычно составляют из множества соединений, содержащих один или более из P, O и S.[0013] In the case of directly forming an insulating coating on the Fe metal, which is the main component of the base steel sheet, it is rarely possible to obtain adhesion of the insulating coating. Therefore, the coating structures of anisotropic electrical steel sheets that are widely used in practice at present include the three-layer structure "
[0014] Напротив, структуры покрытий листов анизотропной электротехнической стали, в который форма границы раздела между основным стальным листом и изоляционным покрытием сглажена с помощью промежуточного слоя, включают трехслойную структуру «основной стальной лист 1/промежуточный слой 2B/изоляционное покрытие 3», показанную на фиг. 1 в качестве базовой структуры.[0014] On the contrary, the coating structures of anisotropic electrical steel sheets, in which the shape of the interface between the base steel sheet and the insulation coating is smoothed by the intermediate layer, includes the three-layer structure "
[0015] В вышеописанных листах анизотропной электротехнической стали, имеющих промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния (например, диоксид кремния (SiO2) или тому подобное), описанный в патентных документах 1-5, магнитные потери снижались (то есть поверхности основных стальных листов были сглаженными), но нельзя было сказать, что адгезия изоляционных покрытий была достаточной по сравнению с листами анизотропной электротехнической стали, имеющими окончательно отожженную пленку.[0015] In the above-described anisotropic electrical steel sheets having an intermediate layer mainly containing silicon oxide (for example, silicon dioxide (SiO 2 ) or the like) described in
[0016] Настоящее изобретение было создано, принимая во внимание вышеописанные обстоятельства. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить лист анизотропной электротехнической стали, который обладает низкими магнитными потерями и превосходной адгезией изоляционного покрытия, и способ изготовления такого листа.[0016] The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to provide an anisotropic electrical steel sheet that has low magnetic loss and excellent insulation coating adhesion, and a method for manufacturing such a sheet.
Средства для решения проблемыSolutions to the Problem
[0017] Сущность настоящего изобретения изложена ниже.[0017] The essence of the present invention is set forth below.
(1) Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с аспектом настоящего изобретения является листом анизотропной электротехнической стали, имеющим основной стальной лист, на поверхности которого по существу отсутствует окончательно отожженная пленка,(1) The anisotropic electrical steel sheet according to an aspect of the present invention is an anisotropic electrical steel sheet having a base steel sheet on the surface of which there is substantially no final annealed film,
промежуточный слой, который расположен на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния, иan intermediate layer which is located on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide, and
изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя,insulating coating located on the surface of the intermediate layer,
при этом в промежуточном слое значение, полученное делением среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя на среднее значение T толщины промежуточного слоя, составляет 0,500 или менее.while in the intermediate layer, the value obtained by dividing the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer by the average value T of the thickness of the intermediate layer is 0.500 or less.
(2) Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения является способом изготовления листа анизотропной электротехнической стали по пункту (1), включающим в себя:(2) A method for manufacturing an anisotropic electrical steel sheet according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing an anisotropic electrical steel sheet according to (1), including:
процесс горячей прокатки с нагревом сляба, содержащего Si, и затем выполнением горячей прокатки для получения горячекатаного стального листа,a hot rolling process of heating a slab containing Si and then performing hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet,
процесс отжига в состоянии горячей полосы с выполнением отжига горячекатаного стального листа в состоянии горячей полосы для получения отожженного стального листа,a hot strip state annealing process of performing hot strip state annealing of the hot rolled steel sheet to obtain an annealed steel sheet,
процесс холодной прокатки с выполнением холодной прокатки отожженного стального листа один или два или более раз с выполняемым между ними промежуточным отжигом для получения холоднокатаного стального листа,a cold rolling process of performing cold rolling of the annealed steel sheet one or two or more times with intermediate annealing performed therebetween to obtain a cold rolled steel sheet,
процесс обезуглероживающего отжига с выполнением обезуглероживающего отжига холоднокатаного стального листа для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа,a decarburization annealing process of performing decarburization annealing of the cold rolled steel sheet to obtain a decarburization annealed steel sheet,
процесс окончательного отжига с нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим содержание MgO от 10 мас.% до 50 мас.%, нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, и затем удалением сепаратора отжига, с получением окончательно отожженного стального листа,a final annealing process of heating a decarburized annealed steel sheet with an annealing separator having an MgO content of 10 wt% to 50 wt% deposited on the surface of the decarburized annealed steel sheet, and then removing the annealing separator to obtain a finally annealed steel sheet,
процесс формирования промежуточного слоя с выполнением термоокислительного отжига окончательно отожженного стального листа для образования промежуточного слоя на поверхности окончательно отожженного стального листа, иan intermediate layer forming process of performing thermal oxidative annealing of the final annealed steel sheet to form the intermediate layer on the surface of the final annealed steel sheet, and
процесс формирования изоляционного покрытия с формированием изоляционного покрытия на окончательно отожженном стальном листе со сформированным на нем промежуточным слоем,the process of forming an insulating coating with the formation of an insulating coating on a finally annealed steel sheet with an intermediate layer formed on it,
при этом, при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига,at the same time, during the cooling procedure in the final annealing process,
T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, иT1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case where the final annealing temperature is lower than 1100°C, and
подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждают в температурном диапазоне от T1 до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000,the steel sheet subjected to decarburization annealing is cooled in the temperature range from T1 to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000,
во время термоокислительного отжига в процессе формирования промежуточного слоя,during thermal oxidative annealing during the formation of the intermediate layer,
при процедуре нагрева,during the heating process
среднюю скорость нагрева в температурном диапазоне от 300°C до 750°C устанавливают равной от 20°C/секунду до 200°C/секунду, степень окисления (PH2O/PH2) в упомянутом температурном диапазоне устанавливают равной 0,0005-0,1, окончательно отожженный стальной лист нагревают до температурного диапазона от 750°C до 1150°C, иthe average heating rate in the temperature range from 300°C to 750°C is set to 20°C/second to 200°C/second, the oxidation state (P H2O /P H2 ) in the said temperature range is set to 0.0005-0, 1, the final annealed steel sheet is heated to a temperature range of 750°C to 1150°C, and
в этом температурном диапазоне от 750°C до 1150°C,in this temperature range from 750°C to 1150°C,
окончательно отожженный стальной лист выдерживают в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,2, в течение от 10 секунд до 90 секунд.the finally annealed steel sheet is kept in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.2 for 10 seconds to 90 seconds.
Эффекты изобретенияInvention Effects
[0018] В соответствии с аспектами настоящего изобретения можно предложить лист анизотропной электротехнической стали, который имеет низкие магнитные потери и обладает превосходной адгезией изоляционного покрытия, и способ изготовления такого листа.[0018] According to aspects of the present invention, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet that has low magnetic loss and excellent insulation coating adhesion, and a method for manufacturing such a sheet.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
[0019] Фиг. 1 - вид, схематически показывающий структуру покрытия листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления.[0019] FIG. 1 is a view schematically showing a coating structure of an anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment.
Фиг. 2 - вид, схематически показывающий структуру покрытия листа анизотропной электротехнической стали, имеющего окончательно отожженную пленку и изоляционное покрытие, который соответствует уровню техники.Fig. 2 is a view schematically showing a coating structure of an anisotropic electrical steel sheet having a final annealed film and an insulating coating, which is in accordance with the prior art.
Фиг. 3 - вид, схематически показывающий структуру покрытия листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.Fig. 3 is a view schematically showing a coating structure of an anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment.
Фиг. 4 - график, показывающий соотношение длин фаз металлического Fe с частотами и накопленными частотами фаз металлического Fe в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.Fig. 4 is a graph showing the ratio of Fe metal phase lengths with frequencies and cumulative frequencies of Fe metal phases in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment.
Фиг. 5 - схематический вид окончательно отожженного стального листа в процессе формирования промежуточного слоя в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.Fig. 5 is a schematic view of a finally annealed steel sheet in a process of forming an intermediate layer in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment.
Фиг. 6 - график, показывающий соотношение длин, частот и накопленных частот фаз металлического Fe в листе анизотропной электротехнической стали, соответствующем уровню техники.Fig. 6 is a graph showing the ratio of lengths, frequencies, and cumulative frequencies of metallic Fe phases in a prior art anisotropic electrical steel sheet.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
[0020] В настоящих вариантах осуществления, среди листов анизотропной электротехнической стали, имеющих основной стальной лист, промежуточный слой, расположенный на поверхности основного стального листа, и изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя, в частности, лист анизотропной электротехнической стали, обладающий характеристикой по толщине промежуточного слоя, называется листом анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления. Кроме того, в настоящих вариантах осуществления, среди листов анизотропной электротехнической стали, имеющих основной стальной лист, промежуточный слой, расположенный на поверхности основного стального листа, и изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя, лист анизотропной электротехнической стали, обладающий характеристикой, в частности, по фазам металлического Fe, присутствующим на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, называется листом анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления. Далее будут описаны лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления и лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.[0020] In the present embodiments, among the anisotropic electrical steel sheets having a base steel sheet, an intermediate layer located on the surface of the base steel sheet, and an insulating coating located on the surface of the intermediate layer, specifically, the anisotropic electrical steel sheet having a characteristic of thickness of the intermediate layer is called the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment. In addition, in the present embodiments, among the anisotropic electrical steel sheets having the base steel sheet, the intermediate layer located on the surface of the base steel sheet, and the insulating coating located on the surface of the intermediate layer, the anisotropic electrical steel sheet having the characteristic, in particular, by the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating is called the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment. Next, the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment and the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described.
[Лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления][Anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment]
[0021] Сначала будут подробно описаны лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления и способ его изготовления.[0021] First, the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment and the manufacturing method thereof will be described in detail.
[0022] Лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления является листом анизотропной электротехнической стали, имеющим основной стальной лист, на поверхности которого по существу отсутствует окончательно отожженная пленка, промежуточный слой, который расположен на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния, и изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя. Значение (σ/T), полученное делением среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя на среднее значение T толщины промежуточного слоя, составляет 0,500 или менее.[0022] The anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment is an anisotropic electrical steel sheet having a base steel sheet on the surface of which there is substantially no final annealed film, an intermediate layer which is located on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide, and insulating coating located on the surface of the intermediate layer. The value (σ/T) obtained by dividing the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer by the average value T of the thickness of the intermediate layer is 0.500 or less.
[0023] Сначала будет описан смысл выражения «окончательно отожженная пленка по существу отсутствует». В обычных листах анизотропной электротехнической стали между основным стальным листом и изоляционным покрытием располагается окончательно отожженная оксидная пленка из форстерита (Mg2SiO4), шпинели (MgAl2O4), кордиерита (Mg2Al4Si5O16) и/или тому подобного, и адгезия между оксидными пленками (окончательно отожженной пленкой и изоляционным покрытием) и основным стальным листом обеспечивается якорным эффектом усложненной неровности границы раздела. Когда существует, пусть даже локально, участок, на котором эта окончательно отожженная пленка отсутствует, то на данном участке невозможно обеспечить адгезию между основным стальным листом и изоляционным покрытием. Поэтому в обычных листах анизотропной электротехнической стали окончательно отожженную пленку формируют в состоянии полного покрытия поверхности основного стального листа.[0023] First, the meaning of "finally annealed film is substantially absent" will be described. In conventional anisotropic electrical steel sheets, a final annealed oxide film of forsterite (Mg 2 SiO 4 ), spinel (MgAl 2 O 4 ), cordierite (Mg 2 Al 4 Si 5 O 16 ) and/or the like is deposited between the base steel sheet and the insulation coating. similar, and the adhesion between the oxide films (the final annealed film and the insulating coating) and the base steel sheet is provided by the anchoring effect of the complicated interface roughness. When there is, even locally, a region where this final annealed film is absent, it is not possible to ensure adhesion between the base steel sheet and the insulation coating in this region. Therefore, in conventional anisotropic electrical steel sheets, the final annealed film is formed in a state of completely covering the surface of the base steel sheet.
[0024] Напротив, в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, для обеспечения адгезии изоляционного покрытия окончательно отожженная пленка не требуется. В листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления адгезию изоляционного покрытия можно обеспечить даже в случае, когда окончательно отожженная пленка совсем отсутствует, надежно, в случае, когда окончательно отожженной пленки недостает локально. Кроме того, усложненная неровность границы раздела, обусловленная окончательно отожженной пленкой, не является предпочтительным условием с учетом магнитных свойств листов анизотропной электротехнической стали. Поэтому, с точки зрения магнитных свойств, не никакого смысла в сохранении окончательно отожженной пленки, и предпочтительно, чтобы окончательно отожженная пленка совсем отсутствовала.[0024] In contrast, in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, a final annealed film is not required to ensure adhesion of the insulating coating. In the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, adhesion of the insulating coating can be ensured even in the case where there is no final annealed film at all, reliably in the case where the final annealed film is lacking locally. In addition, complicated interface roughness due to the final annealed film is not a preferred condition in view of the magnetic properties of the anisotropic electrical steel sheets. Therefore, from the point of view of magnetic properties, there is no point in keeping the final annealed film, and it is preferable that there is no final annealed film at all.
[0025] Однако, в ходе процедуры изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления можно предположить возможность состояния, при котором оксид - форстерит, шпинель, кордиерит или т.п. формируется в непленкообразной форме, или в ходе процедуры удаления однажды образовавшейся окончательно отожженной пленки небольшая часть этой окончательно отожженной пленки остается. Настоящий вариант осуществления не исключает присутствия такого оксида. То есть, выражение «окончательно отожженная пленка по существу отсутствует» описывается с учетом такой формы. А именно, при наблюдении сечения листа анизотропной электротехнической стали, площадь наблюдаемого оксида - форстерита, шпинели, кордиерита или т.п. равна или меньше площади наблюдаемого промежуточного слоя, более того, составляет 1/2 или менее и, более того, 1/10 или менее. Излишне говорить, что наилучшим является вариант, в котором площадь наблюдаемого оксида - форстерита, шпинели, кордиерита или т.п. равна нулю.[0025] However, during the manufacturing procedure of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, it can be assumed that the oxide is forsterite, spinel, cordierite, or the like. is formed in a non-film-like form, or during the procedure for removing the finally annealed film once formed, a small portion of this finally annealed film remains. The present embodiment does not preclude the presence of such an oxide. That is, the expression "the final annealed film is substantially absent" is described in terms of such a shape. Namely, when observing a cross section of a sheet of anisotropic electrical steel, the area of the observed oxide - forsterite, spinel, cordierite or the like. is equal to or less than the area of the observed intermediate layer, moreover, is 1/2 or less and, moreover, 1/10 or less. Needless to say, the best option is the one in which the area of the observed oxide - forsterite, spinel, cordierite, or the like. equals zero.
[0026] Лист A анизотропной электротехнической стали, имеющий промежуточный слой 2B, главным образом содержащий оксид кремния, на поверхности основного стального листа 1, в котором окончательно отожженная пленка по существу отсутствует, имеет такую структуру покрытия, которая схематически показана на фиг. 1. Лист A анизотропной электротехнической стали имеет трехслойную структуру «основной стальной лист 1/промежуточный слой 2B/изоляционное покрытие 3», показанную на фиг. 1 в качестве базовой структуры.[0026] The anisotropic electrical steel sheet A having an
[0027] В листе анизотропной электротехнической стали, имеющем промежуточный слой 2B, главным образом содержащий оксид кремния, на поверхности основного стального листа 1, магнитные потери снижены за счет сглаживания поверхности основного стального листа. Однако, в уровне техники не проводилось исследований по повышению адгезии изоляционных покрытий с обращением внимания на форму промежуточного слоя 2B.[0027] In the anisotropic electrical steel sheet having the
[0028] Как описано выше, в листах анизотропной электротехнической стали, имеющих окончательно отожженную пленку, которые соответствуют уровню техники, неровность границы раздела между окончательно отожженной пленкой 2A и основным стальным листом 1, то есть неровность поверхности окончательно отожженной пленки 2A приводит к якорному эффекту. Поэтому авторы настоящего изобретения провели исследования по адгезии изоляционного покрытия 3, уделяя внимание толщине промежуточного слоя 2B, ожидая, что адгезия изоляционного покрытия 3 повышается, когда толщина промежуточного слоя 2B является неравномерной. В результате, авторы настоящего изобретения обнаружили, что, против ожидания, адгезия изоляционного покрытия 3 улучшается, когда толщину промежуточного слоя 2B делают равномерной.[0028] As described above, in the anisotropic electrical steel sheets having a final annealed film, which are in the prior art, the unevenness of the interface between the finalized annealed
[0029] Причина улучшения адгезии изоляционного покрытия 3 при выравнивании толщины промежуточного слоя 2B не ясна, но авторы настоящего изобретения предполагают описанное ниже. В отличие от окончательно отожженной пленки 2A, в промежуточном слое 2B, имеющем сглаженную поверхность, даже когда толщина получается неравномерной, якорный эффект является не таким сильным. Когда толщину делают неравномерной, поскольку недостаток концентрации напряжений в определенном месте превосходит преимущество получения якорного эффекта, адгезия изоляционного покрытия 3 ухудшается. Поэтому, когда толщина промежуточного слоя 2B выполнена равномерной, как в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, напряжение не концентрируется в определенном месте, и адгезия изоляционного покрытия 3 улучшается.[0029] The reason for the improvement in the adhesion of the
[0030] Далее будет описана трехслойная структура листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления. В последующем описании ссылочные позиции на чертежах приводятся только при описании чертежей.[0030] Next, the three-layer structure of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment will be described. In the following description, reference numerals in the drawings are used only when describing the drawings.
Промежуточный слойIntermediate layer
[0031] Промежуточный слой сформирован на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния. Промежуточный слой выполняет функцию обеспечения сцепления основного стального листа и изоляционного покрытия. В листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления промежуточный слой означает слой, находящийся между нижеописанным основным стальным листом и нижеописанным изоляционным покрытием. Выражение «главным образом содержащий оксид кремния» означает, что содержание Fe составляет менее 30 ат.%, содержание P составляет менее 5 ат.%, содержание Si составляет 20 ат.% или более, содержание O составляет 50 ат.% или более, а содержание Mg составляет 10 ат.% или менее. Оксид кремния, который является главным компонентом промежуточного слоя, предпочтительно представляет собой SiOx (x=1,0-2,0), предпочтительнее SiOx (x=1,5-2,0). Это обусловлено большей стабильностью оксида кремния. Когда термообработка для формирования оксида кремния на поверхности основного стального листа выполняется достаточным образом, возможно формирование диоксида кремния, т.е. кремнезема (SiO2).[0031] The intermediate layer is formed on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide. The intermediate layer has the function of providing adhesion between the base steel sheet and the insulating coating. In the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, the intermediate layer means the layer between the base steel sheet described below and the insulation coating described below. The expression "mainly containing silicon oxide" means that the Fe content is less than 30 at.%, the P content is less than 5 at.%, the Si content is 20 at.% or more, the O content is 50 at.% or more, and the Mg content is 10 at.% or less. The silicon oxide which is the main component of the intermediate layer is preferably SiOx (x=1.0-2.0), more preferably SiOx (x=1.5-2.0). This is due to the greater stability of silicon oxide. When the heat treatment to form silicon oxide on the surface of the base steel sheet is sufficiently performed, it is possible for silicon dioxide to be formed, i. e. silica (SiO 2 ).
[0032] В листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, в промежуточном слое, значение, полученное делением среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя на среднее значение T толщины промежуточного слоя, составляет 0,500 или менее. То есть, промежуточный слой удовлетворяет выражению (среднеквадратичное отклонение σ толщины промежуточного слоя/среднее значение T толщины промежуточного слоя ≤ 0,500). Обычно значение, полученное делением среднеквадратичного отклонения σ на среднее значение T, называется коэффициентом вариации. С использованием данного коэффициента вариации можно сравнительно оценить соотношение между средним значением данных и вариацией данных. В дальнейшем «значение, полученное делением среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя на среднее значение T толщины промежуточного слоя» будет в некоторых случаях называться просто «коэффициентом вариации толщины промежуточного слоя».[0032] In the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, in the intermediate layer, the value obtained by dividing the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer by the average value T of the thickness of the intermediate layer is 0.500 or less. That is, the intermediate layer satisfies the expression (standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer/average value T of the thickness of the intermediate layer ≤ 0.500). Usually, the value obtained by dividing the standard deviation σ by the average value T is called the coefficient of variation. Using this coefficient of variation, the relationship between the mean of the data and the variation in the data can be comparatively estimated. Hereinafter, "the value obtained by dividing the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer by the average value T of the thickness of the intermediate layer" will in some cases be simply referred to as the "coefficient of variation in the thickness of the intermediate layer".
[0033] В листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления коэффициент вариации толщины промежуточного слоя устанавливают на 0,500 или менее, чтобы сделать толщину промежуточный слой равномерной, при которой можно подавить концентрацию напряжений в части граница раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Поэтому становится возможным улучшить адгезию изоляционного покрытия. Для дополнительного улучшения адгезии изоляционного покрытия коэффициент вариации толщины промежуточного слоя предпочтительно устанавливают на 0,400 или менее, предпочтительнее устанавливают на 0,350 или менее, а еще предпочтительнее устанавливают на 0,300 или менее. Коэффициент вариации толщины промежуточного слоя предпочтительно является как можно меньшим, но может быть установлен на 0,050 или более или 0,100 или более.[0033] In the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, the coefficient of variation of the thickness of the intermediate layer is set to 0.500 or less to make the thickness of the intermediate layer uniform at which stress concentration can be suppressed in the interface portion between the intermediate layer and the insulating coating. Therefore, it becomes possible to improve the adhesion of the insulation coating. To further improve the adhesion of the insulation coating, the coefficient of variation of the thickness of the intermediate layer is preferably set to 0.400 or less, more preferably set to 0.350 or less, and even more preferably set to 0.300 or less. The variation coefficient of the thickness of the intermediate layer is preferably as small as possible, but may be set to 0.050 or more, or 0.100 or more.
[0034] Когда промежуточный слой является слишком тонким, существует ситуация, когда формируется область, в которой промежуточный слой неизбежно и частично не образуется на поверхность основного стального листа, и тогда невозможно обеспечить адгезию изоляционного покрытия. Поэтому толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 2 нм или более, а предпочтительнее 5 нм или более. С другой стороны, когда промежуточный слой является слишком толстым, существует ситуация, когда невозможно контролировать толщину промежуточного слоя равномерной, или существует ситуация, когда в промежуточном слое образуется дефект, такой как пустота или трещина. Поэтому толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 400 нм или менее, а предпочтительнее 300 нм или менее. Кроме того, промежуточный слой делают как можно тоньше при том условии, что можно обеспечить адгезию изоляционного покрытия, вследствие чего можно содействовать повышению производительности путем сокращения времени формирования и подавить уменьшение коэффициента заполнения во время применения листа анизотропной электротехнической стали в качестве железного сердечника. Поэтому толщину промежуточного слоя предпочтительно устанавливают на 200 нм или менее, а предпочтительнее на 100 нм или менее.[0034] When the intermediate layer is too thin, there is a situation where an area is formed in which the intermediate layer is inevitably and partially not formed on the surface of the base steel sheet, and then it is impossible to ensure adhesion of the insulation coating. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 2 nm or more, and more preferably 5 nm or more. On the other hand, when the intermediate layer is too thick, there is a situation where the thickness of the intermediate layer cannot be uniformly controlled, or there is a situation where a defect such as a void or a crack is generated in the intermediate layer. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 400 nm or less, and more preferably 300 nm or less. In addition, the intermediate layer is made as thin as possible on the condition that adhesion of the insulating coating can be ensured, whereby productivity can be promoted by shortening the forming time and suppressing the decrease in fill factor at the time of using the anisotropic electrical steel sheet as an iron core. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably set to 200 nm or less, and more preferably to 100 nm or less.
[0035] Толщину промежуточного слоя можно получить, например, наблюдением сечения образца с помощью сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (STEM), как описано ниже, и измерением толщины. Из измеренных значений, полученных вышеописанным методом, получают среднее значение T и среднеквадратичное отклонение σ толщины промежуточного слоя.[0035] The thickness of the intermediate layer can be obtained, for example, by observing a section of the sample using a scanning transmission electron microscope (STEM), as described below, and measuring the thickness. From the measured values obtained by the method described above, an average value T and a standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer are obtained.
[0036] А именно, вырезают испытательный образец методом обработки фокусированным ионным пучком (FIB) таким образом, чтобы поверхность разреза получалась параллельной направлению по толщине листа и перпендикулярной направлению прокатки, и наблюдают структуру сечения данной поверхности разреза с помощью STEM с увеличением, при котором каждый слой содержится в наблюдаемом поле зрения (светлопольном изображении). В случае, когда каждый слой не содержится в наблюдаемом поле зрения, структуру сечения наблюдают во множестве полей зрения, которые располагаются непрерывно друг с другом.[0036] Namely, the test piece is cut out by the focused ion beam (FIB) processing method so that the cut surface is obtained parallel to the sheet thickness direction and perpendicular to the rolling direction, and the section structure of this cut surface is observed by STEM with a magnification at which each the layer is contained in the observed field of view (bright-field image). In the case where each layer is not contained in the observed field of view, the section structure is observed in a plurality of fields of view that are continuous with each other.
[0037] Чтобы определить каждый слой в структуре сечения, выполняют линейный анализ вдоль направления по толщине листа от поверхности листа анизотропной электротехнической стали с использованием сканирующего просвечивающего электронного микроскопа методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (STEM-EDS), и выполняют количественный анализ химического состава каждого слоя. В наблюдаемом сечении образца линейный анализ выполняют в 100 местах с интервалами 0,1 мкм в направлении, параллельном поверхности основного стального листа. По мере линейного анализа выполняют количественный анализ с интервалами 1 нм в направлении по толщине листа методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), при этом диаметр электронного пучка устанавливают равным 10 нм. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов Fe, P, Si, O и Mg.[0037] To determine each layer in the sectional structure, a linear analysis is performed along the thickness direction of the sheet from the surface of the anisotropic electrical steel sheet using a scanning transmission electron microscope by energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDS), and a quantitative analysis of the chemical composition of each layer is performed. In the observed section of the sample, a linear analysis is performed at 100 locations at 0.1 μm intervals in a direction parallel to the surface of the base steel sheet. As the linear analysis proceeds quantitative analysis at intervals of 1 nm in the direction of the thickness of the sheet by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), while the diameter of the electron beam is set to 10 nm. The elements to be quantified are the five elements Fe, P, Si, O and Mg.
[0038] По результатам наблюдения светлопольного изображения с помощью STEM и результатам количественного анализа с использованием STEM-EDS определяют тип каждого слоя и измеряют толщину каждого слоя. А именно, тип каждого слоя определяют в соответствии с нижеописанными критериями и вычисляют среднее значение толщин каждого слоя, измеренных в 100 местах, получая толщину каждого слоя. Полученную толщину промежуточного слоя (среднее значение толщин промежуточного слоя, измеренных в 100 местах) принимают за среднее значение T толщины промежуточного слоя. Кроме того, по толщинам промежуточного слоя в 100 местах вычисляют среднеквадратичное отклонение, с получением тем самым среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя. Полученное среднеквадратичное отклонение σ толщины промежуточного слоя делят на среднее значение T, с получением тем самым коэффициента вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя. Как определение каждого слоя, так и измерение толщины, описанные ниже, выполняют на одной и той же линии сканирования.[0038] Based on the results of observing the bright-field image using STEM and the results of quantitative analysis using STEM-EDS, the type of each layer is determined and the thickness of each layer is measured. Namely, the type of each layer is determined according to the criteria described below, and the average value of the thicknesses of each layer measured at 100 locations is calculated to obtain the thickness of each layer. The resulting thickness of the intermediate layer (average value of the thicknesses of the intermediate layer measured at 100 locations) is taken as the average value T of the thickness of the intermediate layer. In addition, a standard deviation is calculated from the thicknesses of the intermediate layer at 100 locations, thereby obtaining the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer. The obtained standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer is divided by the average value of T, thereby obtaining the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer. Both the determination of each layer and the thickness measurement described below are performed on the same scan line.
[0039] Область, в которой содержание Fe составляет 80 ат.% или более, определяется как основной стальной лист.[0039] A region in which the Fe content is 80 at.% or more is defined as the main steel sheet.
Область, в которой содержание Fe составляет менее 45 ат.%, содержание P составляет 5 ат.% или более, содержание Si составляет менее 20 ат.%, содержание O составляет 50 ат.% или более, а содержание Mg составляет 10 ат.% или менее, определяется как изоляционное покрытие.The area in which the Fe content is less than 45 at.%, the P content is 5 at.% or more, the Si content is less than 20 at.%, the O content is 50 at.% or more, and the Mg content is 10 at.% or less is defined as an insulating coating.
Область, удовлетворяющая условию содержания Fe менее 30 ат.%, содержания P менее 5 ат.%, содержания Si 20 ат.% или более, содержания O 50 ат.% или более и содержания Mg 10 ат.% или менее, определяется как промежуточный слой.The region satisfying the condition of Fe content less than 30 at.%, P content less than 5 at.%,
[0040] Когда каждый слой определяют по химическому составу, как описано выше, существует ситуация, когда образуется область, которая не соответствует никаким составам при анализе («спорная» область). Однако, в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, каждый слой определен входящим в трехслойную структуру из основного стального листа, промежуточного слоя и изоляционного покрытия. Критерии для этого определения являются такими, как описано ниже.[0040] When each layer is determined by chemical composition as described above, there is a situation where a region is formed that does not match any of the compositions in the analysis ("controversial" region). However, in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, each layer is defined to be included in a three-layer structure of a base steel sheet, an intermediate layer, and an insulating coating. The criteria for this determination are as described below.
[0041] Что касается спорной области между основным стальным листом и промежуточным слоем, то центр спорной области (центр в направлении по толщине, который будет применяться ниже) считают границей, сторону основного стального листа признают основным стальным листом, а сторону промежуточного слоя признают промежуточным слоем. Что касается спорной области между изоляционным покрытием и промежуточным слоем, то центр спорной области считают границей, сторону изоляционного покрытия признают изоляционным покрытием, а сторону промежуточного слоя признают промежуточным слоем.[0041] With regard to the disputed area between the base steel sheet and the intermediate layer, the center of the disputed area (the center in the thickness direction to be applied below) is considered the boundary, the side of the base steel sheet is recognized as the main steel sheet, and the side of the intermediate layer is recognized as the intermediate layer. . With regard to the disputed area between the insulating coating and the intermediate layer, the center of the disputed region is considered the boundary, the side of the insulating coating is recognized as the insulating coating, and the side of the intermediate layer is recognized as the intermediate layer.
[0042] Когда промежуточный слой отсутствует, при рассмотрении спорной области между основным стальным листом и изоляционным покрытием, центр спорной области считают границей, сторону основного стального листа признают основным стальным листом, а сторону изоляционного покрытия признают изоляционным покрытием. Спорную область, основной стальной лист и изоляционное покрытие, которые находятся между промежуточным слоем и промежуточным слоем, признают промежуточным слоем. Спорную область и изоляционное покрытие, которые находятся между основным стальным листом и основным стальным листом, признают основным стальным листом. Спорную область между изоляционным покрытием и изоляционным покрытием признают изоляционным покрытием. При данной системе можно разделить основной стальной лист, изоляционное покрытие и промежуточный слой.[0042] When there is no intermediate layer, when considering the disputed area between the base steel sheet and the insulation coating, the center of the disputed area is considered the boundary, the side of the base steel sheet is recognized as the main steel sheet, and the insulation coating side is recognized as the insulation coating. The disputed area, the base steel sheet and the insulating coating, which are between the intermediate layer and the intermediate layer, are recognized as the intermediate layer. The disputed area and the insulating coating, which are between the base steel sheet and the base steel sheet, are recognized as the base steel sheet. The disputed area between the insulating coating and the insulating coating is recognized as an insulating coating. With this system, it is possible to separate the main steel sheet, the insulating coating and the intermediate layer.
Изоляционное покрытиеinsulating coating
[0043] Изоляционное покрытие 3 сформировано на поверхности промежуточного слоя 2B, как показано на фиг. 1, и выполняет функцию снижения магнитных потерь листа A анизотропной электротехнической стали в виде одиночного листа за счет приложения натяжения к основному стальному листу 1 и функцию обеспечения свойства электрической изоляции между листами A анизотропной электротехнической стали во время применения пакета листов A анизотропной электротехнической стали.[0043] An insulating
[0044] Изоляционное покрытие конкретно не ограничено, может быть надлежащим образом выбрано и использовано из широко известных изоляционных покрытий, в зависимости от применений или т.п., и может быть любым из органического покрытия или неорганического покрытия. Примеры органического покрытия включают смолу на полиамидной основе, акриловую смолу, акрил-стирольную смолу, алкидную смолу, полиэфирную смолу, силиконовую смолу, фторкаучук, полиолефиновую смолу, стирольную смолу, винилацетатную смолу, эпоксидную смолу, феноловую смолу, уретановую смолу, меламиновую смолу и т.п. Примеры неорганического покрытия включают покрытие на фосфатной основе, кроме того, покрытие на основе органическо-неорганического комплекса, содержащее вышеописанную смолу, и т.п. Конкретнее, изоляционное покрытие может быть изоляционным покрытием, полученным путем прокаливания изоляционного покрытия с диспергированными в матрице частицами коллоидного диоксида кремния, как показано на фиг. 1. В данном случае «матрица» означает основу изоляционного покрытия и выполнена, например, из некристаллического фосфата. Примеры некристаллического фосфата, который формирует матрицу, включают фосфат алюминия, фосфат магния и т.п. Прокаленное изоляционное покрытие составлено из множества соединений, содержащих один или более из P, O и Si.[0044] The insulating coating is not particularly limited, may be appropriately selected and used from well-known insulating coatings, depending on applications or the like, and may be any of an organic coating or an inorganic coating. Examples of the organic coating include polyamide-based resin, acrylic resin, acrylic styrene resin, alkyd resin, polyester resin, silicone resin, fluororubber, polyolefin resin, styrene resin, vinyl acetate resin, epoxy resin, phenol resin, urethane resin, melamine resin, etc. .P. Examples of the inorganic coating include a phosphate-based coating, furthermore, an organic-inorganic complex coating containing the above-described resin, and the like. More specifically, the insulating coating may be an insulating coating obtained by calcining an insulating coating with colloidal silica particles dispersed in a matrix, as shown in FIG. 1. In this case, the "matrix" means the basis of the insulating coating and is made, for example, of non-crystalline phosphate. Examples of the non-crystalline phosphate that forms the matrix include aluminum phosphate, magnesium phosphate, and the like. The baked insulation coating is made up of a variety of compounds containing one or more of P, O and Si.
[0045] Когда толщина изоляционного покрытия утончается, натяжение, которое прилагается к основному стальному листу, становится малым, и свойство электроизоляции тоже ухудшается. Поэтому толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 0,1 мкм или более, а предпочтительнее 0,5 мкм или более. С другой стороны, когда толщина изоляционного покрытия превышает 10 мкм, существует ситуация, когда на стадии формирования изоляционного покрытия в изоляционном покрытии образуется трещина. Поэтому толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 10 мкм или менее, а предпочтительнее 5 мкм или менее.[0045] When the thickness of the insulating coating becomes thinner, the tension that is applied to the base steel sheet becomes small, and the electrical insulation property also deteriorates. Therefore, the thickness of the insulating coating is preferably 0.1 µm or more, and more preferably 0.5 µm or more. On the other hand, when the thickness of the insulating coating exceeds 10 μm, there is a situation where a crack is generated in the insulating coating in the insulating coating forming step. Therefore, the thickness of the insulation coating is preferably 10 µm or less, and more preferably 5 µm or less.
[0046] На изоляционном покрытии можно выполнить обработку для измельчения магнитных доменов путем формирования области локальной малой деформации или канавки с использованием лазера или плазмы, или механического способа, травления и/или других способов.[0046] On the insulating coating, processing can be performed to refine magnetic domains by forming a local small deformation region or groove using a laser or plasma, or a mechanical method, etching, and/or other methods.
Основной стальной листMain steel sheet
[0047] Химический состав и конфигурация, такие как, например, структура, основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления не имеют никакой прямой связи со структурой покрытия листа анизотропной электротехнической стали, за исключением того, что в качестве существенного компонента содержится Si. Поэтому основной стальной лист в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления конкретно не ограничен, при том условии, что могут быть получены действие и эффект листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, и можно использовать, например, основной стальной лист из обычного листа анизотропной электротехнической стали. Далее будет описан основной стальной лист в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления.[0047] The chemical composition and configuration, such as, for example, the structure, of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment has no direct relationship with the coating structure of the anisotropic electrical steel sheet, except that it contains as an essential component Si. Therefore, the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment is not particularly limited, as long as the action and effect of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment can be obtained, and, for example, the base steel sheet of a conventional anisotropic electrical steel sheet can be used. electrical steel. Next, the main steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment will be described.
Химический состав основного стального листаChemical composition of base steel sheet
[0048] В качестве химического состава основного стального листа можно использовать химический состав основного стального листа из обычного листа анизотропной электротехнической стали. В последующем описании единицей количества каждого компонента в химическом составе основного стального листа является «мас.%». Диапазоны количественных ограничений, выражаемые с использованием «-» или «до» в середине, включают значение нижнего предела и значение верхнего предела в диапазонах.[0048] As the chemical composition of the base steel sheet, the chemical composition of the base steel sheet of a conventional anisotropic electrical steel sheet can be used. In the following description, the unit of the amount of each component in the chemical composition of the base steel sheet is "% by mass". Quantity limit ranges, expressed using "-" or "up to" in the middle, include the lower limit value and the upper limit value in the ranges.
[0049] Основной стальной лист листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления содержит, например, Si: от 0,50% до 7,00%, C: 0,005% или менее, и N: 0,0050% или менее, а остальное состоит из Fe и примесей. Далее, с использованием типичного примера химического состава основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления будут описаны причины ограничения химического состава.[0049] The base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment contains, for example, Si: 0.50% to 7.00%, C: 0.005% or less, and N: 0.0050% or less, and the rest consists of Fe and impurities. Next, using a typical example of the chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment, reasons for limiting the chemical composition will be described.
Si: 0,50-7,00%Si: 0.50-7.00%
[0050] Кремний (Si) повышает электрическое сопротивление листа анизотропной электротехнической стали, снижая магнитные потери. Когда содержание Si составляет менее 0,50%, данный эффект нельзя получить в достаточной степени. Поэтому содержание Si предпочтительно составляет 0,50% или более. Содержание Si предпочтительнее составляет 1,50% или более, а еще предпочтительнее 2,50% или более. С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,00%, магнитная индукция насыщения основного стального листа снижается, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Поэтому содержание Si предпочтительно составляет 7,00% или менее. Содержание Si предпочтительнее составляет 5,50% или менее, а еще предпочтительнее 4,50% или менее.[0050] Silicon (Si) increases the electrical resistance of the anisotropic electrical steel sheet, reducing magnetic losses. When the Si content is less than 0.50%, this effect cannot be sufficiently obtained. Therefore, the Si content is preferably 0.50% or more. The Si content is more preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 7.00%, the saturation magnetic induction of the base steel sheet decreases and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. Therefore, the Si content is preferably 7.00% or less. The Si content is more preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
C: 0,005% или менееC: 0.005% or less
[0051] Углерод (C) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому содержание C предпочтительно составляет 0,005% или менее. Содержание C предпочтительнее составляет 0,004% или менее, а еще предпочтительнее 0,003% или менее. С другой стороны, содержание C предпочтительно является можно меньшим и, следовательно, может быть равным 0%, но существует ситуация, когда C содержится в стали как примесь. Поэтому содержание C может быть больше, чем 0%.[0051] Carbon (C) forms a bond in the base steel sheet and deteriorates the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the C content is preferably 0.005% or less. The C content is more preferably 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less. On the other hand, the content of C is preferably as low as possible, and therefore may be 0%, but there is a situation where C is contained in the steel as an impurity. Therefore, the C content may be greater than 0%.
N: 0,0050% или менееN: 0.0050% or less
[0052] Азот (N) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому содержание N предпочтительно составляет 0,0050% или менее. Содержание N предпочтительнее составляет 0,0040% или менее, а еще предпочтительнее 0,0030% или менее. С другой стороны, содержание N предпочтительно является как можно меньшим и, следовательно, может быть равным 0%, но существует ситуация, когда N содержится в стали как примесь. Поэтому содержание N может быть больше, чем 0%.[0052] Nitrogen (N) forms a bond in the base steel sheet and deteriorates the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the N content is preferably 0.0050% or less. The N content is more preferably 0.0040% or less, and more preferably 0.0030% or less. On the other hand, the N content is preferably as small as possible, and therefore may be 0%, but there is a situation where N is contained in the steel as an impurity. Therefore, the N content may be greater than 0%.
[0053] Остальное в химическом составе основного стального листа состоит из Fe и примеси. Упоминаемая здесь «примесь» означает элемент, который поступает из компонента, содержащегося в сырье, или компонента, примешивающегося в процессе изготовления во время промышленного производства основного стального листа, и не оказывает существенного влияния на эффект, который достигается листом анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления.[0053] The rest of the chemical composition of the base steel sheet consists of Fe and impurities. The "impurity" referred to herein means an element that comes from a component contained in the raw material or a component mixed in the manufacturing process during industrial production of the base steel sheet and does not significantly affect the effect that is achieved by the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment. .
[Необязательные элементы][Optional elements]
[0054] В принципе, химический состав основного стального листа содержит вышеописанные элементы, с остальным, состоящим из Fe и примесей, но может содержать один или более необязательных элементов вместо некоторой части Fe в целях улучшения магнитных свойств или решения проблем, связанных с изготовлением. Примеры необязательных элементов, которые содержатся вместо некоторой части Fe, включают следующие элементы. Поскольку данные элементы могут и не содержаться, их нижние пределы равны 0%. С другой стороны, когда количества данных элементов слишком велики, образуется выделение, тем самым ухудшая магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали, или подавляется ферритное превращение, что препятствует получению достаточной ориентировки Госса или снижает магнитную индукцию насыщения, с ухудшением тем самым магнитных потерь листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому, даже в случае, когда данные элементы содержатся, их содержания предпочтительно устанавливают в пределах следующих диапазонов.[0054] In principle, the chemical composition of the base steel sheet contains the elements described above, with the remainder consisting of Fe and impurities, but may contain one or more optional elements instead of some of the Fe in order to improve the magnetic properties or solve manufacturing problems. Examples of optional elements that are included in place of some of Fe include the following elements. Since these elements may not be contained, their lower limits are 0%. On the other hand, when the amounts of these elements are too large, precipitation is generated, thereby worsening the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet, or ferritic transformation is suppressed, which prevents sufficient Goss orientation from being obtained, or lowers the saturation magnetic induction, thereby worsening the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. become. Therefore, even when these elements are contained, their contents are preferably set within the following ranges.
Кислоторастворимый Al: 0,0065% или менее,Acid-soluble Al: 0.0065% or less
Mn: 1,00% или менее,Mn: 1.00% or less
S и Se: 0,001% или менее в сумме,S and Se: 0.001% or less in total,
Bi: 0,010% или менее,Bi: 0.010% or less
B: 0,0080% или менее,B: 0.0080% or less
Ti: 0,015% или менее,Ti: 0.015% or less
Nb: 0,020% или менее,Nb: 0.020% or less
V: 0,015% или менее,V: 0.015% or less
Sn: 0,50% или менее,Sn: 0.50% or less
Sb: 0,50% или менее,Sb: 0.50% or less
Cr: 0,30% или менее,Cr: 0.30% or less
Cu: 0,40% или менее,Cu: 0.40% or less
P: 0,50% или менее,P: 0.50% or less
Ni: 1,00% или менее, иNi: 1.00% or less, and
Mo: 0,10% или менее.Mo: 0.10% or less.
«S и Se: 0,001% или менее в сумме» означает, что основной стальной лист может содержать любой элемент из S или Se в отдельности, и количество любого элемента из S или Se может быть 0,001% или менее, или основной стальной лист может содержать как S, так и Se, и количество S и Se может быть 0,001% или менее в сумме."S and Se: 0.001% or less in total" means that the base steel sheet may contain any element of S or Se alone, and the amount of any element of S or Se may be 0.001% or less, or the base steel sheet may contain both S and Se, and the amount of S and Se may be 0.001% or less in total.
[0055] Вышеописанный химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления получают с применением способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления, используя сляб, имеющий нижеописанный химический состав.[0055] The above-described chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment is obtained using the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment, using a slab having the following chemical composition.
[0056] Химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления предпочтительно измеряют методом искровой оптико-эмиссионной спектроскопии (Spark-OES). Кроме того, в случае низкого содержания, содержание можно измерять с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). Кислоторастворимый Al можно измерять методом ICP-MS, используя фильтрат, полученный гидролизом образца в кислоте. Кроме того, C и S можно измерять с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра после сжигания, и N можно измерять методом теплопроводности при плавке в инертном газе.[0056] The chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment is preferably measured by spark optical emission spectroscopy (Spark-OES). In addition, in the case of low content, the content can be measured using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Acid-soluble Al can be measured by ICP-MS using a filtrate obtained by hydrolysis of a sample in acid. In addition, C and S can be measured using the infrared absorption method after combustion, and N can be measured by the heat conduction method in inert gas smelting.
Шероховатость поверхности (Ra)Surface roughness (Ra)
[0057] Обычно, шероховатость (Ra) поверхности основного стального листа , контролируют с точки зрения повышения адгезии изоляционного покрытия путем увеличения шероховатости поверхности и с точки зрения исключения вредного влияния на магнитные потери путем уменьшения шероховатости поверхности. В случае, когда шероховатость поверхности является значительной, можно обеспечить адгезию изоляционного покрытия независимо от изменений коэффициента вариации толщины промежуточного слоя. Иначе говоря, контроль коэффициента вариации толщины промежуточного слоя с целью обеспечения адгезии изоляционного покрытия становится важным в основных стальных листах, имеющих небольшую шероховатость поверхности. Изначально, лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления является близким к листу анизотропной электротехнической стали, в котором граница раздела между основным стальным листом и изоляционным покрытием сглажена с использованием промежуточного слоя.[0057] Generally, the surface roughness (Ra) of the base steel sheet is controlled from the point of view of improving the adhesion of the insulating coating by increasing the surface roughness, and from the point of view of avoiding detrimental effect on magnetic loss by reducing the surface roughness. In the case where the surface roughness is significant, it is possible to ensure the adhesion of the insulation coating regardless of changes in the coefficient of variation of the thickness of the intermediate layer. In other words, control of the coefficient of variation of the thickness of the intermediate layer in order to ensure the adhesion of the insulating coating becomes important in base steel sheets having a small surface roughness. Initially, the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment is close to the anisotropic electrical steel sheet in which the interface between the base steel sheet and the insulating coating is smoothed using an intermediate layer.
[0058] Шероховатость поверхности основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления предпочтительно устанавливают на 1,0 мкм или менее по параметру Ra (среднеарифметическому отклонению профиля) с тем, чтобы предотвратить образование неровности на границе раздела между изоляционным покрытием и основным стальной лист и предотвратить сдерживание эффекта снижения магнитных потерь. Шероховатость поверхности предпочтительнее имеет значение 0,8 мкм или менее или 0,6 мкм или менее. Кроме того, с точки зрения снижения магнитных потерь листа анизотропной электротехнической стали посредством приложения сильного натяжения к основному стальному листу, шероховатость поверхности еще предпочтительнее имеет значение 0,5 мкм или менее или 0,3 мкм или менее по параметру Ra. Шероховатость поверхности предпочтительно имеет как можно меньшее значение, но может быть установлена на 0,01 мкм или более по параметру Ra.[0058] The surface roughness of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment is preferably set to 1.0 µm or less in Ra (arithmetic mean profile deviation) so as to prevent unevenness from being generated at the interface between the insulating coating and the base steel. sheet and prevent containment of the magnetic loss reduction effect. The surface roughness is preferably 0.8 µm or less, or 0.6 µm or less. In addition, from the viewpoint of reducing the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet by applying strong tension to the base steel sheet, the surface roughness is even more preferably 0.5 µm or less, or 0.3 µm or less in Ra. The surface roughness is preferably as small as possible, but can be set to 0.01 µm or more in Ra.
[0059] Шероховатость поверхности (Ra: среднеарифметическая шероховатость поверхности) основного стального листа можно получить, например, наблюдением в отраженных электронах изображения сечения основного стального листа, перпендикулярного направлению прокатки, с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). А именно, полученное с помощью SEM изображение в отраженных электронах преобразуют в монохроматическое изображение с 256 оттенками серого цвета и преобразуют в бинаризованное изображение с использованием уровня 30% по серой шкале со стороны белого цвета в качестве порогового значения, и белую область принимают за основной стальной лист. Позиционные координаты поверхности основного стального листа в направлении по толщине листа в этом бинаризованном изображении измеряют с точностью 0,01 мкм или большей и вычисляют Ra. Позиционные координаты измеряют в непрерывном 2-мм диапазоне с шагом 0,1 мкм в направлении, параллельном поверхности основного стального листа (всего 20000 точек), и данное измерение выполняют в по меньшей мере пяти местах. Кроме того, вычисляют среднее значение вычисленных значений Ra в каждом месте, с получением тем самым шероховатости (Ra) поверхности основного стального листа.[0059] The surface roughness (Ra: arithmetic average surface roughness) of the base steel sheet can be obtained, for example, by observing a reflected electron image of a section of the base steel sheet perpendicular to the rolling direction with a scanning electron microscope (SEM). Namely, the SEM image in reflected electrons is converted into a monochromatic image with 256 shades of gray, and converted into a binarized image using the 30% gray level of the white side as a threshold value, and the white area is taken as the main steel sheet . The positional coordinates of the surface of the base steel sheet in the sheet thickness direction in this binarized image are measured with an accuracy of 0.01 µm or more, and Ra is calculated. Positional coordinates are measured in a continuous 2 mm range in 0.1 μm increments in a direction parallel to the surface of the base steel sheet (20,000 points in total), and this measurement is performed at at least five locations. In addition, the average value of the calculated Ra values at each location is calculated, thereby obtaining the surface roughness (Ra) of the base steel sheet.
Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществленияManufacturing Method of the Anisotropic Electrical Steel Sheet of the First Embodiment
[0060] Далее будет описан способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления.[0060] Next, the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment will be described.
[0061] Нижеописанный способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали является способом изготовления листа анизотропной электротехнической стали, описанного в разделе «лист анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления».[0061] The following method for manufacturing an anisotropic electrical steel sheet is a method for manufacturing an anisotropic electrical steel sheet described in "Anisotropic Electrical Steel Sheet of the First Embodiment."
Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в ходе отдельных процессов, включает:The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, in which the intermediate layer and the insulating coating are formed in separate processes, includes:
процесс горячей прокатки с нагревом сляба и затем выполнением горячей прокатки для получения горячекатаного стального листа,a hot rolling process of heating the slab and then performing hot rolling to obtain a hot rolled steel sheet,
процесс отжига в состоянии горячей полосы с выполнением отжига горячекатаного стального листа в состоянии горячей полосы для получения отожженного стального листа, иa hot strip state annealing process of performing hot strip state annealing of the hot rolled steel sheet to obtain an annealed steel sheet, and
процесс холодной прокатки с выполнением холодной прокатки отожженного стального листа один или два или более раза, с выполняемым между ними промежуточным отжигом, для получения холоднокатаного стального листа.a cold rolling process of performing cold rolling of the annealed steel sheet one or two or more times, with intermediate annealing performed therebetween, to obtain a cold rolled steel sheet.
[0062] Кроме того, способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления включает:[0062] In addition, the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment includes:
процесс обезуглероживающего отжига с выполнением обезуглероживающего отжига холоднокатаного стального листа, для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, иa decarburization annealing process of performing decarburization annealing of the cold rolled steel sheet to obtain a decarburization annealed steel sheet, and
процесс окончательного отжига с нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим содержание MgO от 10 мас.% до 50 мас.%, нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, до температурного диапазона 1000°C или выше, для выполнения окончательного отжига, и затем удалением сепаратора отжига, для получения окончательно отожженного стального листа.final annealing process of heating a decarburization annealed steel sheet with an annealing separator having a MgO content of 10 wt% to 50 wt% deposited on the surface of the decarburized annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher to perform final annealing , and then removing the annealing separator to obtain a final annealed steel sheet.
В ходе процедуры охлаждения после нагрева подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа до температурного диапазона 1000°C или выше, T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, и подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждают в температурном диапазоне от T1 до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000.During the cooling procedure after heating the decarburization-annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher, T1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case when the final annealing temperature is lower than 1100°C, and the steel sheet subjected to the decarburization annealing is cooled in a temperature range from T1 to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000.
[0063] Кроме того, способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления включает:[0063] Further, the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment includes:
процесс формирования промежуточного слоя с выполнением термоокислительного отжига, в котором окончательно отожженный стальной лист нагревают до температурного диапазона от 750°C до 1150°C и выдерживают в температурном диапазоне от 750°C до 1150°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,2, в течение от 10 секунд до 90 секунд, чтобы сформировать промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, на поверхности окончательно отожженного стального листа, иa process for forming an intermediate layer by performing thermal oxidative annealing, in which the finished annealed steel sheet is heated to a temperature range of 750°C to 1150°C and maintained in a temperature range of 750°C to 1150°C in an atmosphere having an oxidation state (P H2O / P H2 ) 0.0005-0.2 for 10 seconds to 90 seconds to form an intermediate layer mainly containing silicon oxide on the surface of the final annealed steel sheet, and
процесс формирования изоляционного покрытия с нанесением покрывающего раствора на поверхность промежуточного слоя и прокаливанием покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия.a process for forming an insulating coating by applying a coating solution to the surface of the intermediate layer and calcining the coating solution to form an insulating coating.
При термоокислительном отжиге в процессе формирования промежуточного слоя, в ходе процедуры нагрева, окончательно отожженный стальной лист нагревают в температурном диапазоне от 300°C до 750°C со средней скоростью нагрева от 20°C/секунду до 200°C/секунду в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,1.In thermal oxidative annealing during the formation of the intermediate layer, during the heating procedure, the final annealed steel sheet is heated in a temperature range of 300°C to 750°C at an average heating rate of 20°C/second to 200°C/second in an atmosphere having oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.1.
[0064] Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления характеризуется, в частности, тем, что устраняется помеха действию изоляционного покрытия на снижение магнитных потерь из-за неровности границы раздела между окончательно отожженной пленкой и основным стальным листом, и на поверхности основного стального листа формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, чтобы обеспечивать адгезию между изоляционным покрытием и основным стальным листом, обусловленную промежуточным слоем. Поэтому в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления особенно характерными процессами являются процесс окончательного отжига и процесс формирования промежуточного слоя.[0064] The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment is characterized in particular by eliminating interference with the magnetic loss reduction effect of the insulating coating due to the unevenness of the interface between the final annealed film and the base steel sheet, and on the surface of the base steel sheet, an intermediate layer mainly containing silicon oxide is formed to ensure adhesion between the insulating coating and the base steel sheet due to the intermediate layer. Therefore, in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, the final annealing process and the intermediate layer forming process are particularly characteristic processes.
[0065] Сначала будет описан химический состав сляба в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления. Сляб приготавливают в соответствии с общеизвестным методом, и типичный пример химического состава описан ниже.[0065] First, the chemical composition of the slab in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment will be described. The slab is prepared in accordance with a well-known method, and a typical example of the chemical composition is described below.
Химический состав содержит, в мас.%,The chemical composition contains, in wt.%,
Si: от 0,80% до 7,00%,Si: 0.80% to 7.00%,
C: 0,085% или менее,C: 0.085% or less
кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%,acid-soluble Al: from 0.010% to 0.065%,
N: от 0,004% до 0,012%,N: 0.004% to 0.012%,
Mn: от 0,05% до 1,00%, иMn: 0.05% to 1.00%, and
S и Se: от 0,003% до 0,015% в сумме,S and Se: 0.003% to 0.015% in total,
с остальным, состоящим из Fe и примеси.with the rest consisting of Fe and impurities.
В дальнейшем будут описаны причины ограничения типичного примера химического состава. Символ «%», применяемый для выражения количества каждого элемента в химическом составе сляба, означает «мас.%», если особо не указано иное. Диапазоны количественных ограничений, выражаемые с использованием «-» или «до» в середине, включают в себя значение нижнего предела и значение верхнего предела в диапазонах.In the following, the reasons for limiting the exemplary chemical composition will be described. The symbol "%" used to express the amount of each element in the chemical composition of the slab means "wt.%", unless specifically indicated otherwise. Quantity limitation ranges, expressed using "-" or "up to" in the middle, include the lower limit value and the upper limit value in the ranges.
Si: от 0,80% до 7,00%Si: 0.80% to 7.00%
[0066] Si является существенным компонентом и повышает электрическое сопротивление, снижая магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Кроме того, когда Si содержится в высокой концентрации, между промежуточным слоем, главным образом содержащим оксид кремния, и основным стальным листом возникает сильное химическое сродство, и промежуточный слой и основной стальной лист прочнее сцепляются друг с другом. Однако, когда содержание Si превышает 7,00%, холодная прокатка становится очень затруднительной, и во время холодной прокатки могут образоваться трещины. Поэтому содержание Si предпочтительно устанавливают на 7,00% или менее. Содержание Si предпочтительнее составляет 4,50% или менее, а еще предпочтительнее 4,00% или менее. С другой стороны, когда содержание Si составляет менее 0,80%, во время окончательного отжига происходит γ-превращение, и кристаллографическая ориентация листа анизотропной электротехнической стали нарушается. Поэтому содержание Si предпочтительно устанавливают на 0,80% или более. Содержание Si предпочтительнее составляет 2,00% или более, а еще предпочтительнее 2,50% или более.[0066] Si is an essential component and increases the electrical resistance, reducing the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. In addition, when Si is contained in a high concentration, a strong chemical affinity occurs between the intermediate layer mainly containing silicon oxide and the base steel sheet, and the intermediate layer and the base steel sheet adhere to each other more strongly. However, when the Si content exceeds 7.00%, cold rolling becomes very difficult, and cracks may be generated during cold rolling. Therefore, the Si content is preferably set to 7.00% or less. The Si content is more preferably 4.50% or less, and more preferably 4.00% or less. On the other hand, when the Si content is less than 0.80%, a γ-transformation occurs at the time of final annealing, and the crystallographic orientation of the anisotropic electrical steel sheet is broken. Therefore, the Si content is preferably set to 0.80% or more. The Si content is more preferably 2.00% or more, and more preferably 2.50% or more.
C: 0,085% или менееC: 0.085% or less
[0067] C является элементом, эффективным для контроля структур первичной рекристаллизации, но отрицательно влияет на магнитные свойства листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления обезуглероживающий отжиг выполняют перед окончательным отжигом. Когда содержание C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига увеличивается, и производительность промышленного производства снижается. Поэтому содержание C предпочтительно устанавливают на 0,085% или менее. Нижний предел содержания C конкретно не ограничен, но содержание C предпочтительнее составляет 0,020% или более, а еще предпочтительнее 0,050% или более. C удаляется в процессе обезуглероживающего отжига и процессе окончательного отжига, что будет описано ниже, и содержание C достигает 0,005% или менее после процесса окончательного отжига. В зависимости от условий процесса обезуглероживающего отжига и окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит C.[0067] C is an element effective for controlling primary recrystallization patterns, but adversely affects the magnetic properties of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, the decarburization annealing is performed before the final annealing. When the C content exceeds 0.085%, the decarburization annealing time increases and the industrial production capacity decreases. Therefore, the C content is preferably set to 0.085% or less. The lower limit of the C content is not particularly limited, but the C content is more preferably 0.020% or more, and more preferably 0.050% or more. C is removed in the decarburization annealing process and the final annealing process to be described below, and the C content reaches 0.005% or less after the final annealing process. Depending on the process conditions of the decarburization annealing and the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet does not contain C at all.
Кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%Acid soluble Al: 0.010% to 0.065%
[0068] Кислоторастворимый Al связывается с N, образуя выделения (Al,Si)N. Данное выделение выполняет функцию ингибитора. В случае, когда содержание кислоторастворимого Al составляет от 0,010% до 0,065%, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому содержание кислоторастворимого Al предпочтительно устанавливают в пределах от 0,010% до 0,065%. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительнее составляет 0,020% или более, а еще предпочтительнее 0,025% или более. Кроме того, с точки зрения стабильности вторичной рекристаллизации, содержание кислоторастворимого Al предпочтительнее составляет 0,040% или менее, а еще предпочтительнее 0,030% или менее. Поскольку кислоторастворимый Al удаляется в процессе окончательного отжига, в зависимости от условий окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит кислоторастворимого Al.[0068] Acid soluble Al binds to N to form precipitates of (Al,Si)N. This release acts as an inhibitor. In the case where the content of acid-soluble Al is from 0.010% to 0.065%, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the content of acid-soluble Al is preferably set in the range of 0.010% to 0.065%. The acid-soluble Al content is more preferably 0.020% or more, and more preferably 0.025% or more. Further, from the viewpoint of secondary recrystallization stability, the content of acid-soluble Al is more preferably 0.040% or less, and even more preferably 0.030% or less. Since the acid-soluble Al is removed in the final annealing process, depending on the conditions of the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet contains no acid-soluble Al at all.
N: от 0,004% до 0,012%N: 0.004% to 0.012%
[0069] N связывается с Al, действуя как ингибитор. Когда содержание N составляет менее 0,004%, достаточное количество ингибитора получить невозможно. Поэтому содержание N предпочтительно устанавливают на 0,004% или более. Содержание N предпочтительнее составляет 0,006% или более, а еще предпочтительнее 0,007% или более. С другой стороны, когда содержание N составляет более 0,012%, в стальном листе может образоваться дефект, называемый пузырем. Поэтому содержание N предпочтительно устанавливают на 0,012% или менее. Содержание N предпочтительнее составляет 0,010% или менее, а еще предпочтительнее 0,009% или менее. Поскольку N удаляется в процессе окончательного отжига, в зависимости от условий окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит N.[0069] N binds to Al, acting as an inhibitor. When the N content is less than 0.004%, a sufficient amount of the inhibitor cannot be obtained. Therefore, the N content is preferably set to 0.004% or more. The N content is more preferably 0.006% or more, and more preferably 0.007% or more. On the other hand, when the N content is more than 0.012%, a defect called bubble may be generated in the steel sheet. Therefore, the N content is preferably set to 0.012% or less. The N content is more preferably 0.010% or less, and more preferably 0.009% or less. Since N is removed during the final annealing process, depending on the conditions of the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet contains no N at all.
Mn: от 0,05% до 1,00%Mn: 0.05% to 1.00%
S и Se: от 0,003% до 0,015% в суммеS and Se: 0.003% to 0.015% in total
[0070] Mn образует MnS и MnSe вместе с S и Se. Данные химические соединения функционируют как ингибитор. В случае, когда содержание Mn составляет от 0,05% до 1,00%, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому содержание Mn предпочтительно устанавливают в пределах от 0,05% до 1,00%. Содержание Mn предпочтительнее составляет 0,08% или более, а еще предпочтительнее 0,09% или более. Кроме того, содержание Mn предпочтительнее составляет 0,50% или менее, а еще предпочтительнее 0,20% или менее.[0070] Mn forms MnS and MnSe together with S and Se. These chemical compounds function as an inhibitor. In the case where the Mn content is from 0.05% to 1.00%, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the Mn content is preferably set to 0.05% to 1.00%. The Mn content is more preferably 0.08% or more, and more preferably 0.09% or more. Further, the Mn content is more preferably 0.50% or less, and even more preferably 0.20% or less.
[0071] В случае, когда количество S и Se составляет от 0,003% до 0,015% в сумме, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому количество S и Se предпочтительно устанавливают в пределах от 0,003% до 0,015% в сумме.[0071] In the case where the amount of S and Se is 0.003% to 0.015% in total, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the amount of S and Se is preferably set to 0.003% to 0.015% in total.
[0072] В данном случае «количество S и Se составляет от 0,003% до 0,015% в сумме» означает, что сляб может содержать любой элемент из S или Se в отдельности, и количество любого элемента из S или Se может составлять от 0,003% до 0,015%, или сляб может содержать оба элемента S и Se, и количество S и Se может составлять от 0,003% до 0,015% в сумме.[0072] In this case, "the amount of S and Se is from 0.003% to 0.015% in total" means that the slab may contain any element of S or Se alone, and the amount of any element of S or Se may be from 0.003% to 0.015%, or the slab may contain both S and Se, and the amount of S and Se may be 0.003% to 0.015% in total.
ОстальноеRest
[0073] Остальное состоит из Fe и примеси. «Примесь» означает элемент, который поступает из компонента, содержащегося в сырье, или компонента, примешивающегося в процессе изготовления во время промышленного производства сляба.[0073] The rest consists of Fe and impurities. "Impurity" means an element that comes from a component contained in the raw material, or a component mixed in the manufacturing process during the commercial production of the slab.
Необязательные элементыOptional elements
[0074] С учетом усиления ингибиторной функции или влияния на магнитные свойства, приписываемых образованию соединения, может содержаться множество различных видов необязательных элементов вместо некоторой части Fe, которое составляет остальное, в соответствии с общеизвестными документами. Примеры необязательных элементов, которые содержатся вместо некоторой части Fe, включают следующие элементы. Данные элементы являются необязательными элементами и могут совсем отсутствовать, и, следовательно, их нижние пределы равны 0%.[0074] In view of the enhancement of the inhibitory function or the effect on the magnetic properties attributed to the formation of the compound, many different kinds of optional elements can be contained instead of some of the Fe that makes up the rest, in accordance with well-known documents. Examples of optional elements that are included in place of some of Fe include the following elements. These elements are optional elements and may not be present at all, and therefore their lower limits are 0%.
Bi: 0,010% или менее,Bi: 0.010% or less
B: 0,080% или менее,B: 0.080% or less
Ti: 0,015% или менее,Ti: 0.015% or less
Nb: 0,20% или менее,Nb: 0.20% or less
V: 0,15% или менее,V: 0.15% or less
Sn: 0,10% или менее,Sn: 0.10% or less
Sb: 0,10% или менее,Sb: 0.10% or less
Cr: 0,30% или менее,Cr: 0.30% or less
Cu: 0,40% или менее,Cu: 0.40% or less
P: 0,50% или менее,P: 0.50% or less
Ni: 1,00% или менее, иNi: 1.00% or less, and
Mo: 0,10% или менее.Mo: 0.10% or less.
[0075] Далее будет описан каждый процесс способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления. В дальнейшем, в качестве условий процессов, отличающихся от вышеописанных особенно характерных процессов (процесса окончательного отжига и процесса формирования промежуточного слоя), в качестве примера будут описаны обычные условия. Поэтому, даже когда обычные условия не удовлетворяются, можно получить эффект листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления.[0075] Next, each process of the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment will be described. Hereinafter, as the conditions of the processes other than the above-described especially characteristic processes (the final annealing process and the intermediate layer formation process), the general conditions will be described as an example. Therefore, even when ordinary conditions are not satisfied, it is possible to obtain the effect of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment.
Процесс горячей прокаткиhot rolling process
[0076] В процессе горячей прокатки, обычно, сляб нагревают в температурном диапазоне от 800°C до 1300°C и затем подвергают горячей прокатке, с получением тем самым горячекатаного стального листа. Примеры химического состава сляба включают вышеописанный химический состав сляба.[0076] In the hot rolling process, generally, the slab is heated in a temperature range of 800°C to 1300°C and then subjected to hot rolling, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet. Examples of the chemical composition of the slab include the above-described chemical composition of the slab.
[0077] Сляб получают, например, путем плавки стали, имеющей вышеописанный химический состав, в конверторе, электропечи или т.п., выполнения вакуумной дегазации, при необходимости, а затем выполнения непрерывного литья или разливки в слитки и обжима на блюминге. Толщина сляба конкретно не ограничена, но предпочтительно составляет, например, от 150 мм до 350 мм, а предпочтительнее от 220 мм до 280 мм. Кроме того, сляб может иметь толщину приблизительно от 10 мм до 70 мм (так называемый «тонкий сляб»). В случае использования тонкого сляба, можно не делать черновую прокатку до чистовой прокатки в процессе горячей прокатки.[0077] The slab is obtained, for example, by melting steel having the above chemical composition in a converter, electric furnace or the like, performing vacuum degassing as necessary, and then performing continuous casting or ingot casting and blooming reduction. The thickness of the slab is not particularly limited, but is preferably, for example, 150 mm to 350 mm, and more preferably 220 mm to 280 mm. In addition, the slab may have a thickness of approximately 10 mm to 70 mm (so-called "thin slab"). In the case of using a thin slab, it is possible not to do rough rolling until finishing rolling in the hot rolling process.
[0078] Температуру нагрева сляба предпочтительно устанавливают на 1200°C или ниже, так как это позволяет избежать, например, множества различных проблем, возникающих в случае нагрева сляба, например, при более высокой температуре, чем 1200°C (необходимость специализированной нагревательной печи, большое количество окалины при плавлении и т.п.). В случае, когда температура нагрева сляба является слишком низкой, существует ситуация, когда горячая прокатка становится затруднительной, и производительность снижается. Поэтому температуру нагрева сляба предпочтительно устанавливают на 950°C или выше. Кроме того, можно также не выполнять процесс нагрева сляба и начинать горячую прокатку, пока температура сляба не снизилась после разливки. Время нагрева сляба можно установить в пределах от 40 минут до 120 минут.[0078] The heating temperature of the slab is preferably set to 1200°C or lower, since this avoids, for example, many different problems that occur when the slab is heated, for example, at a temperature higher than 1200°C (the need for a specialized heating furnace, a large amount of scale during melting, etc.). In the case where the heating temperature of the slab is too low, there is a situation where hot rolling becomes difficult and productivity decreases. Therefore, the heating temperature of the slab is preferably set to 950° C. or higher. In addition, it is also possible to skip the slab heating process and start hot rolling until the temperature of the slab has decreased after casting. The slab heating time can be set from 40 minutes to 120 minutes.
[0079] В процессе горячей прокатки выполняют черновую прокатку нагретого сляба и затем выполняют его чистовую прокатку, с получением тем самым горячекатаного стального листа, имеющего заданную толщину. После окончания чистовой прокатки, горячекатаный стальной лист сворачивают в рулон при заданной температуре. Кроме того, толщина горячекатаного стального листа конкретно не ограничена, но предпочтительно установлена, например, на 3,5 мм или менее.[0079] In the hot rolling process, a heated slab is rough-rolled and then finish-rolled thereof, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet having a predetermined thickness. After finish rolling is completed, the hot-rolled steel sheet is coiled at a predetermined temperature. In addition, the thickness of the hot-rolled steel sheet is not particularly limited, but is preferably set to 3.5 mm or less, for example.
Процесс отжига в состоянии горячей полосыAnnealing process in hot strip condition
[0080] В процессе отжига в состоянии горячей полосы горячекатаный стальной лист подвергают отжигу в состоянии горячей полосы, с получением тем самым отожженного стального листа. В качестве условий отжига в состоянии горячей полосы можно применить обычные условия, и предпочтительно устанавливать в качестве условий, например, температуру отжига (температуру в печи для отжига горячей полосы) в пределах от 750°C до 1200°C и время отжига (время пребывания в печи для отжига горячей полосы) в пределах от 30 секунд до 600 секунд. Горячекатаный стальной лист можно быстро охладить после выдержки при вышеописанных условиях.[0080] In the hot strip state annealing process, a hot-rolled steel sheet is subjected to hot strip state annealing, thereby obtaining an annealed steel sheet. As the annealing conditions in the hot strip state, ordinary conditions can be applied, and it is preferable to set as the conditions, for example, the annealing temperature (the temperature in the hot strip annealing furnace) in the range of 750°C to 1200°C and the annealing time (the residence time in hot strip annealing furnaces) between 30 seconds and 600 seconds. The hot-rolled steel sheet can be quickly cooled after soaking under the above-described conditions.
Процесс холодной прокаткиcold rolling process
[0081] В процессе холодной прокатки выполняют холодную прокатку отожженного стального листа один или два или более раза, с выполняемым между ними промежуточным отжигом, для получения холоднокатаного стального листа. Перед холодной прокаткой отожженного стального листа можно выполнить обработку травлением отожженного стального листа.[0081] In the cold rolling process, the annealed steel sheet is cold rolled one or two or more times, with intermediate annealing performed therebetween, to obtain a cold rolled steel sheet. Before the cold rolling of the annealed steel sheet, pickling treatment of the annealed steel sheet may be performed.
[0082] В случае выполнения процесса холодной прокатки множество раз без выполнения процесса промежуточного отжига, существует ситуация, когда трудно получить равномерные характеристики по изготовленному листу анизотропной электротехнической стали. С другой стороны, в случае выполнения процесса холодной прокатки множество раз с выполнением между ними процесса промежуточного отжига, существует ситуация, когда в изготовленном листе анизотропной электротехнической стали снижается магнитная индукция. Поэтому число раз выполнения процесса холодной прокатки и наличие или отсутствие процесса промежуточного отжига определяются в зависимости от характеристик, затребованных для изготовленного в итоге листа анизотропной электротехнической стали, и производственных затрат.[0082] In the case of performing the cold rolling process many times without performing the intermediate annealing process, there is a situation where it is difficult to obtain uniform characteristics over the manufactured anisotropic electrical steel sheet. On the other hand, in the case of performing the cold rolling process a plurality of times while performing the intermediate annealing process between them, there is a situation where magnetic induction decreases in the produced anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the number of times the cold rolling process is performed and the presence or absence of the intermediate annealing process is determined depending on the characteristics required for the resulting anisotropic electrical steel sheet and the production cost.
[0083] Степень обжатия при чистовой холодной прокатке (степень обжатия чистовой холодной прокатки) в ходе холодной прокатки, выполняемой однократно или множество раз, конкретно не ограничена, но предпочтительно устанавливается на 80% или более, а предпочтительнее 90% или более, с точки зрения контроля кристаллографической ориентации.[0083] The reduction ratio in finishing cold rolling (finishing cold rolling reduction ratio) in cold rolling performed once or multiple times is not particularly limited, but is preferably set to 80% or more, and more preferably 90% or more, from the point of view of crystallographic orientation control.
[0084] Холоднокатаный стальной лист, полученный в результате процесса холодной прокатки, сворачивают в рулон. Толщина листа холоднокатаного стального лист конкретно не ограничена, но предпочтительно устанавливается на 0,35 мм или менее, а предпочтительнее устанавливается на 0,30 мм или менее, чтобы дополнительно снизить магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали.[0084] The cold rolled steel sheet obtained from the cold rolling process is coiled. The thickness of the cold-rolled steel sheet is not particularly limited, but is preferably set to 0.35 mm or less, and is preferably set to 0.30 mm or less, in order to further reduce the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet.
Процесс обезуглероживающего отжигаDecarburizing Annealing Process
[0085] В процессе обезуглероживающего отжига предпочтительно выполнять обезуглероживающий отжиг холоднокатаного стального листа для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа. А именно, выполняют обезуглероживающий отжиг, вызывая тем самым первичную рекристаллизацию в холоднокатаном стальном листе и удаляя C, содержащийся в холоднокатаном стальном листе. Обезуглероживающий отжиг предпочтительно выполняют во влажной атмосфере, содержащей водород и азот, чтобы удалить C. В качестве условий обезуглероживающего отжига предпочтительно установить, например, температуру обезуглероживающего отжига (температуру печи, в которой выполняют обезуглероживающий отжиг) в пределах от 800°C до 950°C и время обезуглероживающего отжига в пределах от 30 секунд до 180 секунд.[0085] In the decarburization annealing process, it is preferable to perform decarburization annealing on the cold rolled steel sheet to obtain a decarburized annealed steel sheet. Namely, decarburization annealing is performed, thereby causing primary recrystallization in the cold-rolled steel sheet and removing C contained in the cold-rolled steel sheet. The decarburization annealing is preferably performed in a humid atmosphere containing hydrogen and nitrogen to remove C. As the conditions for the decarburization annealing, it is preferable to set, for example, the decarburization annealing temperature (the temperature of the furnace in which the decarburization annealing is performed) in the range of 800°C to 950°C and a decarburization annealing time ranging from 30 seconds to 180 seconds.
Процесс окончательного отжигаFinal annealing process
[0086] В процессе окончательного отжига выполняют окончательный отжиг нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа вместе с нанесенным на него сепаратором отжига. При окончательном отжиге в подвергнутом обезуглероживающему отжигу стальном листе вызывается вторичная рекристаллизация.[0086] In the final annealing process, final annealing is performed by heating the steel sheet subjected to the decarburization annealing together with the annealing separator applied thereto. In the final annealing, secondary recrystallization is caused in the steel sheet subjected to the decarburization annealing.
[0087] В обычных способах изготовления листов анизотропной электротехнической стали процесс окончательного отжига выполняют, обычно, посредством нанесения сепаратора отжига, имеющего высокую концентрацию магния (например, MgO≥90%), на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, чтобы сформировать окончательно отожженную пленку, главным образом содержащую форстерит (Mg2SiO4). Обычно, сепаратор отжига наносят не только для того, чтобы предотвратить прихват между окончательно отожженными стальными листами, но и чтобы сформировать окончательно отожженную пленку, состоящую из форстерита (Mg2SiO4).[0087] In the conventional methods for manufacturing anisotropic electrical steel sheets, the final annealing process is performed generally by applying an annealing separator having a high concentration of magnesium (for example, MgO≥90%) to the surface of the decarburized annealed steel sheet to form a final annealed film, mainly containing forsterite (Mg 2 SiO 4 ). Typically, an annealing separator is applied not only to prevent sticking between the final annealed steel sheets, but also to form a final annealed film composed of forsterite (Mg 2 SiO 4 ).
[0088] Напротив, в процессе окончательного отжига способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, окончательный отжиг выполняют нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим низкую концентрацию магния и содержащим оксид алюминия (например, MgO: от 10 мас.% до 50 мас.%, Al2O3: от 50 мас.% до 90 мас.%), нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа. После этого, сепаратор отжига удаляют, получая окончательно отожженный стальной лист. В результате можно сформировать промежуточный слой по существу без формирования окончательно отожженной пленки, состоящей из форстерита (Mg2SiO4). Содержание MgO в сепараторе отжига предпочтительно составляет 15 мас.% или более, а предпочтительнее 20 мас.% или более. Кроме того, содержание MgO в сепараторе отжига предпочтительно составляет 45 мас.% или менее, а предпочтительнее 40 мас.% или менее.[0088] In contrast, in the final annealing process of the anisotropic electrical steel sheet manufacturing method of the first embodiment, final annealing is performed by heating the decarburized annealed steel sheet with an annealing cage having a low magnesium concentration and containing alumina (for example, MgO: from 10 wt. % to 50 wt.%, Al 2 O 3 : from 50 wt.% to 90 wt.%) deposited on the surface of the steel sheet subjected to decarburization annealing. Thereafter, the annealing separator is removed to obtain a final annealed steel sheet. As a result, it is possible to form an intermediate layer substantially without forming a final annealed film composed of forsterite (Mg 2 SiO 4 ). The content of MgO in the annealing separator is preferably 15 mass% or more, and more preferably 20 mass% or more. In addition, the content of MgO in the annealing separator is preferably 45 mass% or less, and more preferably 40 mass% or less.
[0089] В качестве условий нагрева при окончательном отжиге можно принять обычные условия, и, например, скорость нагрева до температуры окончательного отжига устанавливают в пределах от 5°C/ч до 100°C/ч, температуру окончательного отжига (температуру печи, в которой выполняют окончательный отжиг) устанавливают в пределах от 1000°C до 1300°C, а время окончательного отжига (время выдержки при температуре окончательного отжига) устанавливают в пределах от 10 часов до 50 часов.[0089] As the final annealing heating conditions, ordinary conditions can be taken, and for example, the heating rate to the final annealing temperature is set to 5°C/h to 100°C/h, the final annealing temperature (furnace temperature at which perform final annealing) is set to 1000°C to 1300°C, and the final annealing time (holding time at the final annealing temperature) is set to 10 hours to 50 hours.
[0090] Для получения промежуточного слоя, имеющего толщину, которая варьируется лишь в небольшой степени, в нижеописанном процессе формирования промежуточного слоя, степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в заданном температурном диапазоне контролируют в пределах 0,3-100000 при процедуре охлаждения после выдержки подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при температуре окончательного отжига от 1000°C до 1300°C в течение от 10 часов до 50 часов. Когда T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, температурный диапазон, в пределах которого контролируют степень окисления атмосферы, устанавливают на температурный диапазон от T1 до 500°C.[0090] In order to obtain an intermediate layer having a thickness that varies only slightly, in the following process of forming the intermediate layer, the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in a given temperature range is controlled within 0.3-100,000 in the cooling procedure after holding the decarburized annealed steel sheet at a final annealing temperature of 1000°C to 1300°C for 10 hours to 50 hours. When T1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case where the final annealing temperature is lower than 1100°C, the temperature range within which the degree of atmospheric oxidation, set to a temperature range from T1 to 500°C.
[0091] В окончательно отожженном стальном листе, с которого был удален сепаратор отжига после охлаждения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа в вышеописанных условиях, на поверхности образуются соответствующим образом оксиды на основе Fe, и считается, что эти оксиды влияют на формирование промежуточного слоя, и, вследствие этого, толщина пленки промежуточного слоя становится равномерной.[0091] In the final annealed steel sheet from which the annealing separator has been removed after the decarburization annealed steel sheet is cooled under the above conditions, Fe-based oxides are formed on the surface accordingly, and these oxides are considered to affect the formation of the intermediate layer, and, as a result, the film thickness of the intermediate layer becomes uniform.
[0092] В случае, когда степень окисления атмосферы в температурном диапазоне от T1 до 500°C составляет ниже 0,3, поскольку никаких оксидов на основе Fe не образуется, толщина пленки промежуточного слоя становится неравномерной. В случае, когда степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в температурном диапазоне от T1 до 500°C превышает 100000, поскольку образуется большое количество оксида и этот оксид остается даже после процесса формирования промежуточного слоя, адгезия изоляционного покрытия ухудшается.[0092] In the case where the oxidation state of the atmosphere in the temperature range from T1 to 500°C is below 0.3, since no Fe-based oxides are formed, the film thickness of the intermediate layer becomes uneven. In the case where the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in the temperature range T1 to 500°C exceeds 100,000, since a large amount of oxide is generated and the oxide remains even after the intermediate layer formation process, the adhesion of the insulation coating deteriorates.
[0093] Время, затрачиваемое на охлаждение подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при вышеописанных условиях (время, затрачиваемое на охлаждение подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с T1°C до 500°C), конкретно не ограничено, но предпочтительно устанавливается в пределах от 5 часов до 30 часов. Способ удаления сепаратора отжига также конкретно не ограничен, и его примеры включают зачистку поверхности окончательно отожженного стального листа щеткой и т.п.[0093] The time taken to cool the decarburization annealed steel sheet under the above conditions (time taken to cool the decarburized annealed steel sheet from T1°C to 500°C) is not particularly limited, but is preferably set within 5 hours to 30 hours. The method for removing the annealing separator is also not particularly limited, and examples thereof include brushing the surface of the final annealed steel sheet, and the like.
Процесс формирования промежуточного слояThe process of forming the intermediate layer
[0094] В процессе формирования промежуточного слоя выполняют термоокислительный отжиг путем нагрева окончательно отожженного стального листа до температурного диапазона от 750°C до 1150°C и выдержки окончательно отожженного стального листа в этом температурном диапазоне в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,2, в течение от 10 секунд до 60 секунд, вследствие чего на поверхности окончательно отожженного стального листа формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния.[0094] In the process of forming the intermediate layer, thermal oxidative annealing is performed by heating the final annealed steel sheet to a temperature range of 750°C to 1150°C, and holding the final annealed steel sheet in this temperature range in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.2 for 10 seconds to 60 seconds, whereby an intermediate layer mainly containing silicon oxide is formed on the surface of the finally annealed steel sheet.
[0095] В ходе процедуры нагрева термоокислительного отжига, окончательно отожженный стальной лист нагревают в температурном диапазоне от 300°C до 750°C со средней скоростью нагрева от 20°C/секунду до 200°C/секунду в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,1. Упомянутая здесь средняя скорость нагрева относится к значению, получаемому делением интервала повышения температуры от 300°C до 750°C на время, затраченное на то, чтобы температура достигла 750°C от 300°C. В случае повышения температуры в таких условиях считается, что оксид, образовавшийся на поверхности окончательно отожженного стального листа, восстанавливается от низкотемпературного диапазона, в котором реакция является медленной, образуя промежуточный слой, и поэтому толщина промежуточного слоя становится равномерной. Промежуточный слой предпочтительно формируют с толщиной от 2 нм до 400 нм.[0095] During the thermal oxidative annealing heating procedure, the final annealed steel sheet is heated in a temperature range of 300°C to 750°C at an average heating rate of 20°C/second to 200°C/second in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.1. The average heating rate referred to herein refers to the value obtained by dividing the temperature rise interval from 300°C to 750°C by the time taken for the temperature to reach 750°C by 300°C. In the case of a temperature increase under such conditions, it is considered that the oxide formed on the surface of the finally annealed steel sheet recovers from the low temperature range in which the reaction is slow to form an intermediate layer, and therefore the thickness of the intermediate layer becomes uniform. The intermediate layer is preferably formed with a thickness of 2 nm to 400 nm.
[0096] В процессе формирования промежуточного слоя поверхность окончательно отожженного стального листа термически оксидируется при термообработке, с формированием тем самым промежуточного слоя на поверхности окончательно отожженного стального листа. С точки зрения скорости реакции, температура, при которой окончательно отожженный стальной лист выдерживают в течение от 10 секунд до 60 секунд во время термоокислительного отжига, предпочтительно составляет 750°C или выше. Однако, когда температура выдержки становится выше, чем 1150°C, становится трудно поддерживать реакцию формирования промежуточного слоя равномерной, неровность на границе раздела между промежуточным слоем и основным стальным листом увеличивается, и существует ситуация, когда магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются, и ситуация, когда прочность листа анизотропной электротехнической стали снижается, обработки в отжиговых печах непрерывного действия становятся трудными, и производительность снижается.[0096] In the process of forming the intermediate layer, the surface of the finally annealed steel sheet is thermally oxidized by heat treatment, thereby forming the intermediate layer on the surface of the finally annealed steel sheet. From the point of view of the reaction rate, the temperature at which the finally annealed steel sheet is held for 10 seconds to 60 seconds during the thermal oxidative annealing is preferably 750°C or higher. However, when the holding temperature becomes higher than 1150°C, it becomes difficult to keep the formation reaction of the intermediate layer uniform, the unevenness at the interface between the intermediate layer and the base steel sheet increases, and there is a situation where the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates, and the situation when the strength of the anisotropic electrical steel sheet is lowered, continuous annealing furnace treatments become difficult and productivity is lowered.
[0097] Время выдержки в температурном диапазоне от 750°C до 1150°C предпочтительно устанавливают на 10 секунд или дольше с точки зрения предпочтительного формирования промежуточного слоя. Кроме того, с точки зрения производительности и с точки зрения недопущения снижения коэффициента заполнения, вызванного утолщением промежуточного слоя, время выдержки предпочтительно устанавливают на 60 секунд или менее.[0097] The holding time in the temperature range from 750°C to 1150°C is preferably set to 10 seconds or longer from the point of view of preferential formation of the intermediate layer. In addition, from the performance point of view and from the point of view of preventing the decrease in fill factor caused by the thickening of the intermediate layer, the holding time is preferably set to 60 seconds or less.
[0098] С точки зрения формирования промежуточного слоя с толщиной от 2 нм до 400 нм, окончательно отожженный стальной лист предпочтительно выдерживают в температурном диапазоне от 750°C до 1000°C в течение от 15 секунд до 60 секунд, а предпочтительнее выдерживают в температурном диапазоне от 750°C до 900°C в течение от 25 секунд до 60 секунд.[0098] From the point of view of forming an intermediate layer with a thickness of 2 nm to 400 nm, the final annealed steel sheet is preferably held in a temperature range of 750°C to 1000°C for 15 seconds to 60 seconds, and is preferably held in a temperature range 750°C to 900°C for 25 seconds to 60 seconds.
Процесс формирования изоляционного покрытияThe process of forming an insulating coating
[0099] В процессе формирования изоляционного покрытия можно применить общеизвестные условия. Например, на поверхность промежуточного слоя наносят покрывающий раствор и затем прокаливают в температурном диапазоне от 350°C до 1150°C в течение 5-300 секунд в атмосфере, содержащей водород, водяной пар и азот и имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,001-1,0, превращая покрывающий раствор в изоляционное покрытие. Изоляционное покрытие предпочтительно формируют с толщиной от 0,1 мкм до 10 мкм.[0099] In the process of forming an insulating coating, well-known conditions can be applied. For example, a coating solution is applied to the surface of the intermediate layer and then calcined in a temperature range of 350°C to 1150°C for 5 to 300 seconds in an atmosphere containing hydrogen, steam and nitrogen and having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.001-1.0, turning the coating solution into an insulating coating. The insulating coating is preferably formed with a thickness of 0.1 µm to 10 µm.
[0100] Покрывающий раствор также конкретно не ограничен, и можно раздельно применять покрывающий раствор, содержащий коллоидный диоксид кремния (кремнезем), и покрывающий раствор, не содержащий коллоидного диоксида кремния. В случае формирования изоляционного покрытия с использованием покрывающего раствора, содержащего коллоидный диоксид кремния, можно сформировать изоляционное покрытие, содержащее Si. Кроме того, в случае формирования изоляционного покрытия с использованием покрывающего раствора, не содержащего коллоидного диоксида кремния, можно сформировать изоляционное покрытие, не содержащее Si.[0100] The coating solution is also not particularly limited, and a coating solution containing colloidal silicon dioxide (silica) and a coating solution containing no colloidal silicon dioxide can be used separately. In the case of forming an insulating coating using a coating solution containing colloidal silicon dioxide, it is possible to form an insulating coating containing Si. In addition, in the case of forming an insulating coating using a coating solution containing no colloidal silicon dioxide, it is possible to form an insulating coating containing no Si.
[0101] Покрывающий раствор также конкретно не ограничен, и можно соответствующим образом применять общеизвестный покрывающий раствор. Например, можно применить покрывающий раствор, главным образом содержащий фосфат и коллоидный диоксид кремния. Примеры покрывающего раствора, не содержащего коллоидного диоксида кремния, включают покрывающие растворы, содержащие борную кислоту и алюмозоль. Кроме того, примеры покрывающего раствора, содержащего коллоидный диоксид кремния, включают покрывающие растворы, содержащие фосфорную кислоту или фосфат, коллоидный диоксид кремния и хромовый ангидрид или хромат. Примеры фосфата включают фосфаты Ca, Al, Mg, Sr и т.п. Примеры хромата включают хроматы Na, K, Ca, Sr и т.п. Коллоидный диоксид кремния конкретно не ограничен, и можно применять его частицы любого подходящего размера.[0101] The coating solution is also not particularly limited, and a commonly known coating solution can be used appropriately. For example, a coating solution mainly containing phosphate and colloidal silica can be used. Examples of a coating solution containing no colloidal silica include coating solutions containing boric acid and aluminosol. Further, examples of a coating solution containing colloidal silica include coating solutions containing phosphoric acid or phosphate, colloidal silica, and chromic anhydride or chromate. Examples of the phosphate include Ca, Al, Mg, Sr phosphates, and the like. Examples of chromate include Na, K, Ca, Sr chromates and the like. Colloidal silica is not particularly limited, and any suitable particle size can be used.
[0102] Для улучшения различных характеристик в покрывающий раствор можно дополнительно вводить множество различных элементов или соединений, при условии, что эффекты листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления не теряются.[0102] In order to improve various characteristics, a plurality of different elements or compounds can be added to the coating solution, as long as the effects of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment are not lost.
[0103] В ходе процедуры охлаждения в процессе формирования изоляционного покрытия, предпочтительно выполнять охлаждение при следующих условиях в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C, чтобы предотвратить изменение (разложение или т.п.) изоляционного покрытия и промежуточного слоя после прокаливания: степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы: 0,001-1,0; время пребывания: от 10 секунд до 30 секунд.[0103] During the cooling procedure in the insulating coating forming process, it is preferable to perform cooling under the following conditions in a temperature range of 600°C to 1150°C to prevent change (decomposition or the like) of the insulating coating and the intermediate layer after calcination: oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere: 0.001-1.0; residence time: 10 seconds to 30 seconds.
[0104] В ходе процедуры охлаждения в процессе формирования изоляционного покрытия, когда степень окисления (PH2O/PH2) в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C составляет ниже 0,001, существует ситуация, когда изоляционное покрытие разлагается. Кроме того, когда степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в вышеописанном температурном диапазоне превышает 1,0, существует ситуация, когда основной стальной лист значительно окисляется, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в вышеописанном температурном диапазоне предпочтительно составляет 0,002-0,05, а предпочтительнее 0,003-0,03.[0104] During the cooling procedure in the process of forming the insulating coating, when the oxidation state (P H2O /P H2 ) in the temperature range from 600°C to 1150°C is lower than 0.001, there is a situation where the insulating coating is decomposed. In addition, when the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in the above-described temperature range exceeds 1.0, there is a situation where the base steel sheet is significantly oxidized and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. The oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in the above-described temperature range is preferably 0.002-0.05, and more preferably 0.003-0.03.
[0105] Газ в атмосфере может быть обычно применяемым газом, и можно использовать, например, газ, состоящий из водорода и азота с примесью. По окончании такой термообработки выполняют охлаждение.[0105] The atmospheric gas may be a commonly used gas, and, for example, a gas composed of hydrogen and nitrogen with an admixture may be used. Upon completion of such heat treatment, cooling is performed.
[0106] Температура, при которой контролируют охлаждение, предпочтительно составляет от 600°C до 1050°C, а предпочтительнее от 650°C до 950°C.[0106] The temperature at which the cooling is controlled is preferably 600°C to 1050°C, and more preferably 650°C to 950°C.
[0107] Когда время пребывания в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C составляет меньше 10 секунд, существует ситуация, когда форма стального листа ухудшается вследствие неравномерности охлаждения. Когда время пребывания в вышеописанном температурном диапазоне превышает 30 секунд, существует ситуация, когда стальной лист окисляется, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Время пребывания в вышеописанном температурном диапазоне составляет предпочтительно от 10 секунд до 25 секунд, а предпочтительнее от 10 секунд до 20 секунд.[0107] When the residence time in the temperature range from 600°C to 1150°C is less than 10 seconds, there is a situation where the shape of the steel sheet deteriorates due to uneven cooling. When the residence time in the above-described temperature range exceeds 30 seconds, there is a situation where the steel sheet is oxidized and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. The residence time in the above temperature range is preferably 10 seconds to 25 seconds, and more preferably 10 seconds to 20 seconds.
Другие процессыOther processes
[0108] Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления может дополнительно включать процесс, который обычно выполняют в рамках способов изготовления листов анизотропной электротехнической стали. Способ изготовления может дополнительно включать процесс азотирующей обработки с выполнением азотирования, которое повышает содержание N в подвергнутом обезуглероживающему отжигу стальном листе, между началом обезуглероживающего отжига и инициированием вторичной рекристаллизации при окончательном отжиге. Причина состоит в том, что магнитную индукцию можно стабильно улучшать повышением количества такого ингибитора, как нитрид алюминия (AlN). Азотирующая обработка может быть обычным азотированием, и его примеры включают обработку отжигом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа в атмосфере, содержащей газ, обладающий азотирующей способностью, такой как аммиак, обработку окончательным отжигом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, на который нанесен сепаратор отжига, содержащий порошок, обладающий азотирующей способностью, такой как MnN, и т.п.[0108] The method for manufacturing the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment may further include a process that is generally performed within methods for manufacturing the anisotropic electrical steel sheets. The manufacturing method may further include a nitriding treatment process of performing nitriding that increases the N content in the decarburized annealed steel sheet between the start of the decarburization annealing and the initiation of secondary recrystallization in the final annealing. The reason is that the magnetic induction can be stably improved by increasing the amount of an inhibitor such as aluminum nitride (AlN). The nitriding treatment may be conventional nitriding, and examples thereof include annealing treatment of a decarburization-annealed steel sheet in an atmosphere containing a gas having nitriding capability such as ammonia, final annealing treatment of a decarburization-annealed steel sheet to which an annealing separator containing powder has been applied, having a nitriding property such as MnN, and the like.
Лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществленияAnisotropic Electrical Steel Sheet of the Second Embodiment
[0109] Далее будет описан лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления. Лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления является листом анизотропной электротехнической стали, имеющим основной стальной лист, на поверхности которого по существу отсутствует окончательно отожженная пленка, промежуточный слой, который расположен на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния, и изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя. На границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием присутствуют фазы металлического Fe, и, в сечении, перпендикулярном направлению прокатки, процентное отношение суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела составляет от 5% до 50%.[0109] Next, the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described. The anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment is an anisotropic electrical steel sheet having a base steel sheet on the surface of which there is substantially no final annealed film, an intermediate layer which is located on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide, and an insulating coating, located on the surface of the intermediate layer. Metallic Fe phases are present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating, and, in the section perpendicular to the rolling direction, the percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface is from 5% to 50%.
[0110] В листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, в сечении, перпендикулярном направлению прокатки, длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95 в кумулятивном распределении частот длин фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела, может составлять 500 нм или менее.[0110] In the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, in a cross section perpendicular to the rolling direction, the Fe metal phase length when the cumulative frequency is 0.95 in the cumulative Fe metal phase length frequency distribution present at the interface may be 500 nm or less.
[0111] В листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления число оксидов на основе Fe, имеющих толщину больше 2 нм, может быть нулевым на границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем. Толщина оксида на основе Fe относится к длине в направлении, перпендикулярном поверхности основного стального листа (границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем). Кроме того, оксиды на основе Fe относятся к Fe2O3, Fe3O4, FeO и Fe2SiO4. Далее лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления будет описан подробно.[0111] In the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the number of Fe-based oxides having a thickness greater than 2 nm may be zero at the interface between the base steel sheet and the intermediate layer. The thickness of the Fe-based oxide refers to the length in the direction perpendicular to the surface of the base steel sheet (the interface between the base steel sheet and the intermediate layer). In addition, Fe-based oxides refer to Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO and Fe 2 SiO 4 . Next, the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described in detail.
[0112] В результате исследования листа анизотропной электротехнической стали, который обладает низкими магнитными потерями и превосходной адгезией изоляционного покрытия, и способа его изготовления, авторы настоящего изобретения установили, что адгезию изоляционного покрытия можно улучшить посредством управления режимом охлаждения процедуры охлаждения в процессе окончательного отжига и режимом отжига в процессе формирования промежуточного слоя.[0112] As a result of studying an anisotropic electrical steel sheet that has low magnetic loss and excellent insulation coating adhesion and a manufacturing method thereof, the present inventors have found that insulation coating adhesion can be improved by controlling the cooling mode of the cooling procedure in the final annealing process and the mode annealing during the formation of the intermediate layer.
[0113] Авторы настоящего изобретения установили, что в окончательно отожженном стальном листе, полученном путем предпочтительного управления режимом охлаждения процедуры охлаждения в процессе окончательного отжига, на поверхности окончательно отожженного стального листа формируется подходящее количество покрытия из оксидов на основе Fe. Кроме того, авторы настоящего изобретения установили, что в процессе формирования промежуточного слоя железо (Fe) в покрытии из оксидов на основе Fe восстанавливается, и тем самым формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, после процесса формирования изоляционного покрытия, на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием образуются фазы металлического Fe, и, особенно в случае, когда данные фазы металлического Fe являются мелкими, адгезия изоляционного покрытия дополнительно улучшается.[0113] The present inventors have found that in the final annealed steel sheet obtained by preferentially controlling the cooling mode of the cooling procedure in the final annealing process, a suitable amount of Fe-based oxide coating is formed on the surface of the final annealed steel sheet. In addition, the present inventors have found that, in the process of forming the intermediate layer, iron (Fe) in the Fe-based oxide coating is reduced, and thus an intermediate layer mainly containing silicon oxide is formed, after the process of forming the insulation coating, at the interface between metallic Fe phases are formed between the intermediate layer and the insulating coating, and especially in the case where these metallic Fe phases are fine, the adhesion of the insulating coating is further improved.
[0114] Фиг. 3 представляет собой вид, схематически показывающий структуру покрытия, при рассмотрении сечения, перпендикулярного направлению прокатки, листа анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления. Лист анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления имеет промежуточный слой 2B2, главным образом содержащий оксид кремния, и изоляционное покрытие 32 на поверхности основного стального листа 12.[0114] FIG. 3 is a view schematically showing the coating structure, when considering a section perpendicular to the rolling direction, of the A2 anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment. The A2 anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment has an intermediate layer 2B2 mainly containing silicon oxide and an insulating
[0115] На границе раздела между промежуточным слоем 2B2 и изоляционным покрытием 32 в листе анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления присутствуют фазы металлического Fe 42. Как показано на фиг. 3, когда наблюдают сечение листа анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления, перпендикулярное направлению прокатки, фрагментарные фазы металлического Fe 42 наблюдаются постоянно присутствующими вдоль границы раздела между промежуточным слоем 2B2 и изоляционным покрытием 32.[0115] At the interface between the intermediate layer 2B2 and the insulating
[0116] В способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления, на поверхности окончательно отожженного стального листа формируется подходящее количество оксидов на основе Fe в процессе окончательного отжига. После этого, в процессе формирования промежуточного слоя (процессе формирования промежуточного слоя или процессе формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия), Fe в оксидах на основе Fe восстанавливается и замещается на Si, вследствие чего формируется промежуточный слой 2B2, главным образом содержащий оксид кремния. Поэтому формируется промежуточный слой 2B2, обладающий превосходной адгезией к основному стальному листу 12.[0116] In the manufacturing method of the A2 anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, a suitable amount of Fe-based oxides is formed on the surface of the finally annealed steel sheet in the final annealing process. Thereafter, in an intermediate layer formation process (intermediate layer formation process or an intermediate layer and insulation coating formation process), Fe in Fe-based oxides is reduced and replaced by Si, whereby an intermediate layer 2B2 mainly containing silicon oxide is formed. Therefore, the intermediate layer 2B2 is formed, which is excellent in adhesion to the
[0117] Когда оксиды на основе Fe избыточно формируются на поверхности окончательно отожженного стального листа, в конце, на границе раздела между промежуточным слоем 2B2 и изоляционным покрытием 32 формируются крупные фазы металлического Fe 42, и улучшить адгезию изоляционного покрытия 32 оказывается невозможно. Когда оксиды на основе Fe формируются в еще большем избытке на поверхности окончательно отожженного стального листа, все оксиды на основе Fe не могут замещаться промежуточным слоем 2B2, и существует ситуация, когда на границе раздела между промежуточным слоем 2B2 и основным стальным листом 12 остаются оксиды на основе Fe 52. Оксиды на основе Fe 52, которые остаются, как описано выше, значительно ухудшают адгезию изоляционного покрытия 32.[0117] When Fe-based oxides are excessively formed on the surface of the final annealed steel sheet, large Fe metal phases 42 are formed at the interface between the intermediate layer 2B2 and the insulating
[0118] Поэтому в ходе процесса окончательного отжига, в средней части изготовления, необходимо, чтобы на поверхности окончательно отожженного стального листа сформировалось соответствующее количество оксидов на основе Fe, точнее, оксидов на основе Fe, имеющих толщину 10-100 нм. То есть, окончательно отожженный стальной лист в средней части изготовления листа анизотропной электротехнической стали A2 по второму варианту осуществления должен включать в себя основной стальной лист и покрытие из оксидов на основе Fe, расположенное на поверхности основного стального листа, и этого толщина покрытия из оксидов на основе Fe должна быть от 10 нм до 100 нм.[0118] Therefore, during the final annealing process, in the middle part of the fabrication, it is necessary that an appropriate amount of Fe-based oxides, more specifically, Fe-based oxides having a thickness of 10-100 nm, be formed on the surface of the final annealed steel sheet. That is, the final annealed steel sheet in the middle portion of the manufacture of the A2 anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment should include a base steel sheet and an Fe-based oxide coating disposed on the surface of the base steel sheet, and this thickness of the oxide-based Fe should be between 10 nm and 100 nm.
[0119] Упомянутая здесь толщина означает длину в направлении, перпендикулярном поверхности окончательно отожженного стального листа. Когда толщины оксидов на основе Fe меньше, чем 10 нм, существует ситуация, когда промежуточный слой 2B2 сформировать невозможно. Когда толщины оксидов на основе Fe составляют больше 100 нм, как упоминалось выше, существуют ситуации, когда на границе раздела между промежуточным слоем 2B2 и изоляционным покрытием 32 формируются крупные фазы металлического Fe 42, и когда оксиды на основе Fe 52 остаются на границе раздела между промежуточным слоем 2B2 и основным стальным листом 12. Поэтому окончательно отожженный стальной лист предпочтительно имеет на своей поверхности оксиды на основе Fe, имеющие толщину 10-100 нм.[0119] Mentioned here, the thickness means the length in the direction perpendicular to the surface of the final annealed steel sheet. When the thicknesses of the Fe-based oxides are smaller than 10 nm, there is a situation where the 2B2 intermediate layer cannot be formed. When the thicknesses of the Fe-based oxides are more than 100 nm, as mentioned above, there are situations where large phases of
[0120] В листе анизотропной электротехнической стали A2, полученном формированием промежуточного слоя 2B2 и изоляционного покрытия 32 на окончательно отожженном стальном листе, предпочтительно, чтобы оксиды на основе Fe 52 по существу отсутствовали на границе раздела между основным стальным листом 12 и промежуточным слоем 2B2 для дополнительного улучшения адгезии изоляционного покрытия 32. Когда число оксидов на основе Fe 52, имеющих толщину более 2 нм, равно нулю, можно считать оксиды на основе Fe 52 по существу отсутствующими. Поэтому в листе анизотропной электротехнической стали A2 число оксидов на основе Fe 52, имеющих толщину более 2 нм, на границе раздела между основным стальным листом 12 и промежуточным слоем 2B2 предпочтительно установлено равным нулю.[0120] In the A2 anisotropic electrical steel sheet obtained by forming the 2B2 intermediate layer and the insulating
[0121] В наличии или отсутствии оксидов на основе Fe 52, имеющих толщину более 2 нм, на границе раздела между основным стальным листом 12 и промежуточным слоем 2B2 можно удостовериться, идентифицировав оксиды на основе Fe методом дифракции электронного пучка с использованием TEM. В сечении листа анизотропной электротехнической стали A2, перпендикулярном направлению прокатки, диаметр электронного пучка устанавливают равным 10 нм, получают картину дифракции электронного пучка, ориентированную в направлении, перпендикулярном поверхности листа анизотропной электротехнической стали A2, изнутри основного стального листа 12, и удостоверяются в наличии или отсутствии оксидов на основе Fe 52, имеющих толщину более 2 нм. В случае, когда на границе раздела между основным стальным листом 12 и промежуточным слоем 2B2 присутствуют оксиды на основе Fe 52, области, в которых получают картину дифракции электронного пучка на оксидах на основе Fe 52, непрерывно присутствуют в области, в которой получена картина дифракции электронного пучка основного стального листа 12. В случае, когда оксиды на основе Fe 52 на границе раздела отсутствуют, в области, в которой получают картину дифракции электронного пучка основного стального листа 12, возникает область, в которой получена характерная для аморфных веществ картина дифракции электронного пучка, из которой невозможно получить четкой точечной картины дифракции электронного пучка и которая обычно называется картиной гало. Расстояние от точки, в которой возникает картина дифракции электронного пучка оксида на основе Fe 52, до точки, в которой картина дифракции электронного пучка пропадает (длина в направлении, перпендикулярном поверхности основного стального листа 12 (границе раздела между основным стальным листом 12 и промежуточным слоем 2B2)), принимается за толщину оксидов на основе Fe 52. В качестве оксидов на основе Fe 52 определяют Fe2O3, Fe3O4, FeO и Fe2SiO4. В наличии или отсутствии оксидов на основе Fe, имеющих толщину более 2 нм, удостоверяются вышеописанным способом в 10-50 местах.[0121] The presence or absence of
[0122] Далее будут описаны трехслойная структура листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления и фазы металлического Fe, которые наблюдаются на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. В последующем описании ссылочные позиции на чертежах будут приведены только в случае, когда описываются чертежи.[0122] Next, the three-layer structure of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment and the metallic Fe phases that are observed at the interface between the intermediate layer and the insulating coating will be described. In the following description, reference numerals in the drawings will be given only when the drawings are described.
Промежуточный слойIntermediate layer
[0123] Промежуточный слой сформирован на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния. Промежуточный слой выполняет функцию сцепления основного стального листа и изоляционного покрытия.[0123] The intermediate layer is formed on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide. The intermediate layer performs the function of bonding the base steel sheet and the insulating coating.
[0124] В листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления промежуточным слоем называется слой, присутствующий между нижеописанным основным стальным листом и нижеописанным изоляционным покрытием. Оксид кремния, который является главным компонентом промежуточного слоя, предпочтительно представляет собой SiOx (x=1,0-2,0), а предпочтительнее SiOx (x=1,5-2,0). Это обусловлено большей стабильностью оксида кремния. Когда термообработка для формирования оксида кремния на поверхности основного стального листа выполняется достаточным образом, возможно формирование диоксида кремния (SiO2).[0124] In the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the intermediate layer refers to a layer present between the base steel sheet described below and the insulation coating described below. The silicon oxide which is the main component of the intermediate layer is preferably SiOx (x=1.0-2.0) and more preferably SiOx (x=1.5-2.0). This is due to the greater stability of silicon oxide. When the heat treatment to form silicon oxide on the surface of the base steel sheet is performed sufficiently, it is possible to form silicon dioxide (SiO 2 ).
[0125] Выражение «главным образом содержащий оксид кремния» означает, что в составе промежуточного слоя соблюдены содержание Fe менее 30 ат.%, содержание P менее 5 ат.%, содержание Si 20 ат.% или более, содержание O 50 ат.% или более и содержание Mg 10 ат.% или менее.[0125] The expression "mainly containing silicon oxide" means that the composition of the intermediate layer is observed Fe content of less than 30 at.%, P content of less than 5 at.%, Si content of 20 at.% or more, O content of 50 at.% or more and a Mg content of 10 at.% or less.
[0126] Когда промежуточный слой является слишком тонким, достаточный эффект релаксации термических напряжений не развивается, и адгезию изоляционного покрытия обеспечить невозможно. Поэтому толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 2 нм или более, а предпочтительнее 5 нм или более. С другой стороны, когда промежуточный слой является слишком толстым, толщина становится неравномерной, и в промежуточном слое образуется такой дефект, как пустота или трещина, и поэтому толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 400 нм или менее, а предпочтительнее 300 нм или менее. Кроме того, промежуточный слой делают как можно более тонким, при том условии, что можно обеспечить адгезию изоляционного покрытия, что может способствовать повышению производительности за счет сокращения времени формирования и исключению снижения коэффициента заполнения во время применения листа анизотропной электротехнической стали в качестве железного сердечника. Поэтому толщина промежуточного слоя предпочтительнее составляет 100 нм или менее или 50 нм или менее.[0126] When the intermediate layer is too thin, a sufficient thermal stress relaxation effect is not developed, and adhesion of the insulation coating cannot be ensured. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 2 nm or more, and more preferably 5 nm or more. On the other hand, when the intermediate layer is too thick, the thickness becomes uneven and a defect such as a void or a crack is generated in the intermediate layer, and therefore the thickness of the intermediate layer is preferably 400 nm or less, and more preferably 300 nm or less. In addition, the intermediate layer is made as thin as possible on the condition that adhesion of the insulating coating can be ensured, which can improve productivity by shortening the forming time and avoiding the deterioration of the fill factor during the application of the anisotropic electrical steel sheet as an iron core. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 100 nm or less, or 50 nm or less.
[0127] Толщину или положение промежуточного слоя можно получить путем наблюдения сечения промежуточного слоя, как описано ниже, с использованием сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (STEM), в котором диаметр электронного пучка устанавливается равным 10 нм, и измерения толщины или положения. А именно, вырезают испытательный образец методом обработки фокусированным ионным пучком (FIB) таким образом, чтобы поверхность разреза получалась параллельной направлению по толщине листа и перпендикулярной направлению прокатки, и наблюдают структуру сечения данной поверхности разреза с помощью сканирующего TEM с увеличением, при котором каждый слой содержится в наблюдаемом поле зрения (светлопольном изображении). В случае, когда не каждый слой содержится в наблюдаемом поле зрения, структуру сечения наблюдают во множестве полей зрения, которые располагаются непрерывно друг с другом.[0127] The thickness or position of the intermediate layer can be obtained by observing a section of the intermediate layer as described below using a scanning transmission electron microscope (STEM) in which the electron beam diameter is set to 10 nm and measuring the thickness or position. Namely, a test piece is cut out by a focused ion beam (FIB) processing method so that the cut surface is obtained parallel to the sheet thickness direction and perpendicular to the rolling direction, and the sectional structure of this cut surface is observed by magnification scanning TEM in which each layer is contained in the observed field of view (bright-field image). In the case where not every layer is contained in the observed field of view, the section structure is observed in a plurality of fields of view that are arranged continuously with each other.
[0128] Чтобы определить каждый слой в структуре сечения, выполняют линейный анализ вдоль направления по толщине листа от поверхности листа анизотропной электротехнической стали с использованием сканирующего TEM методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (STEM-EDS) и выполняют количественный анализ химического состава каждого слоя. В наблюдаемом сечении образца линейный анализ выполняют в 100 местах с интервалами 0,1 мкм в направлении, параллельном поверхности основного стального листа. В качестве линейного анализа выполняют количественный анализ с интервалами 1 нм в направлении по толщине листа методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), при котором диаметр электронного пучка устанавливают равным 10 нм. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов Fe, P, Si, O и Mg.[0128] In order to determine each layer in the section structure, a linear analysis is performed along the thickness direction of the sheet from the surface of the anisotropic electrical steel sheet using energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDS) scanning TEM, and a quantitative analysis of the chemical composition of each layer is performed. In the observed section of the sample, a linear analysis is performed at 100 locations at 0.1 μm intervals in a direction parallel to the surface of the base steel sheet. As a linear analysis, a quantitative analysis is performed at intervals of 1 nm in the sheet thickness direction by an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) method in which the electron beam diameter is set to 10 nm. The elements to be quantified are the five elements Fe, P, Si, O and Mg.
[0129] Из наблюдения светлопольного изображения с помощью STEM и по результатам количественного анализа STEM-EDS, определяют тип каждого слоя и измеряют толщину каждого слоя. А именно, тип каждого слоя определяют в соответствии с нижеописанными критериями и вычисляют среднее значение толщин каждого слоя, измеренных в 100 местах, получая толщину каждого слоя. Определение каждого слоя и измерение толщины, описанные ниже, выполняют на одной и той же линии сканирования одного и того же образца.[0129] From the observation of the bright-field image by STEM and from the results of the STEM-EDS quantitative analysis, the type of each layer is determined and the thickness of each layer is measured. Namely, the type of each layer is determined according to the criteria described below, and the average value of the thicknesses of each layer measured at 100 locations is calculated to obtain the thickness of each layer. The determination of each layer and the thickness measurement described below are performed on the same scan line of the same sample.
[0130] Область, в которой содержание Fe составляет 80 ат.% или более, определяется как основной стальной лист.[0130] A region in which the Fe content is 80 at.% or more is defined as the base steel sheet.
Область, в которой содержание Fe составляет менее 45 ат.%, содержание P составляет 5 ат.% или более, содержание Si составляет менее 20 ат.%, содержание O составляет 50 ат.% или более и содержание Mg составляет 10 ат.% или менее, определяется как изоляционное покрытие.A region in which the Fe content is less than 45 at.%, the P content is 5 at.% or more, the Si content is less than 20 at.%, the O content is 50 at.% or more, and the Mg content is 10 at.% or less, defined as an insulating coating.
Область, удовлетворяющая условию содержания Fe менее 30 ат.%, содержания P менее 5 ат.%, содержания Si 20 ат.% или более, содержания O 50 ат.% или более и содержания Mg 10 ат.% или менее, определяется как промежуточный слой.The region satisfying the condition of Fe content less than 30 at.%, P content less than 5 at.%,
[0131] Когда каждый слой определяют по химическому составу, как описано выше, существует ситуация, когда образуется область, которая не соответствует никаким составам при анализе («спорная» область). Однако, в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления каждый слой определяется входящим в трехслойную структуру из основного стального листа, промежуточного слоя и изоляционного покрытия. Критерии для этого определения являются такими, как описано ниже.[0131] When each layer is determined by chemical composition as described above, there is a situation where a region is formed that does not match any of the compositions in the analysis (a "controversial" region). However, in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, each layer is defined to be included in a three-layer structure of the base steel sheet, the intermediate layer, and the insulating coating. The criteria for this determination are as described below.
[0132] Что касается спорной области между основным стальным листом и промежуточным слоем, то центр спорной области (центр в направлении по толщине, который будет применяться ниже) считают границей, сторону основного стального листа признают основным стальным листом, а сторону промежуточного слоя признают промежуточным слоем. Что касается спорной области между изоляционным покрытием и промежуточным слоем, то центр спорной области считают границей, сторону изоляционного покрытия признают изоляционным покрытием, а сторону промежуточного слоя признают промежуточным слоем.[0132] With regard to the disputed area between the base steel sheet and the intermediate layer, the center of the disputed area (the center in the thickness direction to be applied below) is considered the boundary, the side of the base steel sheet is recognized as the main steel sheet, and the side of the intermediate layer is recognized as the intermediate layer. . With regard to the disputed area between the insulating coating and the intermediate layer, the center of the disputed region is considered the boundary, the side of the insulating coating is recognized as the insulating coating, and the side of the intermediate layer is recognized as the intermediate layer.
[0133] Когда промежуточный слой отсутствует, при рассмотрении спорной области между основным стальным листом и изоляционным покрытием, центр спорной области считают границей, сторону основного стального листа признают основным стальным листом, а сторону изоляционного покрытия признают изоляционным покрытием. Спорную область, основной стальной лист и изоляционное покрытие, которые находятся между промежуточным слоем и промежуточным слоем, признают промежуточным слоем. Спорную область и изоляционное покрытие, которые находятся между основным стальным листом и основным стальным листом, признают основным стальным листом. Спорную область между изоляционным покрытием и изоляционным покрытием признают изоляционным покрытием. При данной процедуре можно разделить основной стальной лист, изоляционное покрытие и промежуточный слой.[0133] When there is no intermediate layer, when considering the disputed area between the base steel sheet and the insulation coating, the center of the disputed area is considered the boundary, the side of the base steel sheet is recognized as the main steel sheet, and the insulation coating side is recognized as the insulation coating. The disputed area, the base steel sheet and the insulating coating, which are between the intermediate layer and the intermediate layer, are recognized as the intermediate layer. The disputed area and the insulating coating, which are between the base steel sheet and the base steel sheet, are recognized as the base steel sheet. The disputed area between the insulating coating and the insulating coating is recognized as an insulating coating. With this procedure, it is possible to separate the main steel sheet, the insulating coating and the intermediate layer.
Изоляционное покрытиеinsulating coating
[0134] Изоляционное покрытие сформировано на поверхности промежуточного слоя 2B2, как показано на фиг. 3, и выполняет функцию снижения магнитных потерь листа анизотропной электротехнической стали A2 в виде одиночного листа за счет приложения натяжения к основному стальному листу 12 и функцию обеспечения свойства электрической изоляции между листами анизотропной электротехнической стали A2 во время применения пакета листов анизотропной электротехнической стали A2.[0134] An insulating coating is formed on the surface of the intermediate layer 2B2 as shown in FIG. 3, and has the function of reducing the magnetic loss of the A2 anisotropic electrical steel sheet as a single sheet by applying tension to the
[0135] Изоляционное покрытие конкретно не ограничено, может быть надлежащим образом выбрано и использовано из широко известных изоляционных покрытий, в зависимости от применений или чего-то подобного, и может быть любым из органического покрытия или неорганического покрытия. Примеры органического покрытия включают смолу на полиамидной основе, акриловую смолу, акриловую смолу, акрил-стирольную смолу, алкидную смолу, полиэфирную смолу, силиконовую смолу, фторкаучук, полиолефиновую смолу, стирольную смолу, винилацетатную смолу, эпоксидную смолу, феноловую смолу, уретановую смолу, меламиновую смолу и т.п. Кроме того, примеры неорганического покрытия включают покрытие на фосфатной основе, покрытие на основе фосфата алюминия, кроме того, покрытие на основе органическо-неорганического комплекса, содержащее вышеописанные смолы, или т.п. А именно, изоляционное покрытие может быть изоляционным покрытием, полученным путем прокаливания изоляционного покрытия с диспергированными в матрице частицами коллоидного диоксида кремния, как показано на фиг. 3. В данном случае «матрица» означает основу изоляционного покрытия и выполнена, например, из некристаллического фосфата. Примеры некристаллического фосфата, который формирует матрицу, включают фосфат алюминия, фосфат магния и т.п. Прокаленное изоляционное покрытие составлено из множества соединений, содержащих один или более из P, O и S.[0135] The insulating coating is not particularly limited, may be appropriately selected and used from well-known insulating coatings, depending on applications or the like, and may be any of an organic coating or an inorganic coating. Examples of the organic coating include polyamide resin, acrylic resin, acrylic resin, acrylic styrene resin, alkyd resin, polyester resin, silicone resin, fluororubber, polyolefin resin, styrene resin, vinyl acetate resin, epoxy resin, phenolic resin, urethane resin, melamine resin. resin, etc. Further, examples of the inorganic coating include a phosphate-based coating, an aluminum phosphate-based coating, furthermore, an organic-inorganic complex coating containing the above-described resins, or the like. Namely, the insulating coating may be an insulating coating obtained by calcining an insulating coating with colloidal silica particles dispersed in a matrix, as shown in FIG. 3. In this case, "matrix" means the base of the insulating coating and is made, for example, of non-crystalline phosphate. Examples of the non-crystalline phosphate that forms the matrix include aluminum phosphate, magnesium phosphate, and the like. The fired insulation coating is made up of a variety of compounds containing one or more of P, O, and S.
[0136] Когда изоляционное покрытие является слишком тонким, натяжение, которое прилагается к основному стальному листу, ослабляется, и свойство электроизоляции также ухудшается. Поэтому толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 0,1 мкм или более, а предпочтительнее 0,5 мкм или более. С другой стороны, когда толщина изоляционного покрытия превышает 10 мкм, существует ситуация, когда на стадии формирования изоляционного покрытия в изоляционном покрытии образуется трещина. Поэтому толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 10 мкм или менее, а предпочтительнее 5 мкм или менее.[0136] When the insulating coating is too thin, the tension that is applied to the base steel sheet is weakened, and the electrical insulation property is also degraded. Therefore, the thickness of the insulating coating is preferably 0.1 µm or more, and more preferably 0.5 µm or more. On the other hand, when the thickness of the insulating coating exceeds 10 μm, there is a situation where a crack is generated in the insulating coating in the insulating coating forming step. Therefore, the thickness of the insulation coating is preferably 10 µm or less, and more preferably 5 µm or less.
[0137] На изоляционном покрытии можно выполнить обработку для измельчения магнитных доменов путем формирования области локальной малой деформации или канавки с помощью лазера или плазмы, или механического способа, травления и/или других способов.[0137] On the insulating coating, magnetic domain refinement processing can be performed by forming a local small deformation region or groove by laser or plasma, or by mechanical, etching, and/or other methods.
Основной стальной листMain steel sheet
[0138] Химический состав и конфигурация, такая как структура, основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления не имеют никакой прямой связи со структурой покрытия листа анизотропной электротехнической стали, за исключением того, что в качестве существенных компонентов содержатся Si и один или более из Sn и Sb. Поэтому основной стальной лист в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления конкретно не ограничен, при том условии, что могут быть получены действие и эффект листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, и можно использовать, например, основной стальной лист из обычного листа анизотропной электротехнической стали. Далее будет описан основной стальной лист в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.[0138] The chemical composition and configuration such as the structure of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment have no direct relationship with the coating structure of the anisotropic electrical steel sheet, except that Si and one or more of Sn and Sb. Therefore, the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment is not particularly limited, as long as the action and effect of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment can be obtained, and, for example, the base steel sheet of a conventional anisotropic electrical steel sheet can be used. electrical steel. Next, the main steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described.
Химический состав основного стального листаChemical composition of base steel sheet
[0139] В качестве химического состава основного стального листа можно использовать химический состав основного стального листа из обычного листа анизотропной электротехнической стали, за исключением того, что в качестве существенных компонентов содержатся Si и один или обо из Sn и Sb. Поскольку Si выполняет в листе анизотропной электротехнической стали такую же функцию, как и в обычных листах анизотропной электротехнической стали, содержание Si может назначаться в пределах обычного диапазона, в зависимости от характеристик, требуемых от целевого листа анизотропной электротехнической стали. В последующем описании единицей количества каждого компонента в химическом составе основного стального листа является «мас.%».[0139] As the chemical composition of the base steel sheet, the chemical composition of the base steel sheet of an ordinary anisotropic electrical steel sheet can be used, except that Si and one or both of Sn and Sb are contained as essential components. Since Si performs the same function in the anisotropic electrical steel sheet as in conventional anisotropic electrical steel sheets, the Si content can be set within a conventional range depending on the characteristics required of the target anisotropic electrical steel sheet. In the following description, the unit of the amount of each component in the chemical composition of the base steel sheet is "% by mass".
[0140] Основной стальной лист листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления содержит, например, Si: от 0,50% до 7,00%, Sn и Sb: от 0,005% до 1,00% в сумме, C: 0,005% или менее, и N: 0,0050% или менее, а остальное состоит из Fe и примесей. Далее, с использованием типичного примера химического состава основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления будут описаны причины ограничения химического состава.[0140] The base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment contains, for example, Si: 0.50% to 7.00%, Sn and Sb: 0.005% to 1.00% in total, C: 0.005% or less, and N: 0.0050% or less, and the rest consists of Fe and impurities. Next, using a typical example of the chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment, reasons for limiting the chemical composition will be described.
Si: от 0,50% до 7,00%Si: 0.50% to 7.00%
[0141] Кремний (Si) повышает электрическое сопротивление листа анизотропной электротехнической стали, снижая магнитные потери. Когда содержание Si составляет менее 0,50%, данный эффект нельзя получить в достаточной степени. Поэтому содержание Si предпочтительно составляет 0,50% или более. Содержание Si предпочтительнее составляет 1,50% или более, а еще предпочтительнее 2,50% или более. С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,00%, магнитная индукция насыщения основного стального листа снижается, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Поэтому содержание Si предпочтительно составляет 7,00% или менее. Содержание Si предпочтительнее составляет 5,50% или менее, а еще предпочтительнее 4,50% или менее.[0141] Silicon (Si) increases the electrical resistance of the anisotropic electrical steel sheet, reducing magnetic losses. When the Si content is less than 0.50%, this effect cannot be sufficiently obtained. Therefore, the Si content is preferably 0.50% or more. The Si content is more preferably 1.50% or more, and more preferably 2.50% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 7.00%, the saturation magnetic induction of the base steel sheet decreases and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. Therefore, the Si content is preferably 7.00% or less. The Si content is more preferably 5.50% or less, and more preferably 4.50% or less.
Sn и Sb: от 0,005% до 1,00% в суммеSn and Sb: 0.005% to 1.00% in total
[0142] Sn или Sb является существенным компонентом и компонентом, эффективным для предпочтительного контроля форм фаз металлического Fe. Причина предпочтительного контроля форм фаз металлического Fe при содержании Sn или Sb не ясна, но Sn и Sb являются компонентами, оказывающими влияние на характеристики поверхностного окисления посредством сегрегации на поверхности. Поэтому полагают, что формы фаз металлического Fe можно предпочтительно контролировать косвенно, изменяя формы оксидов на основе Fe, которые служат источником фаз металлического Fe. Когда суммарное количество Sn и Sb составляет 0,005% или менее, эффект предпочтительного контроля форм фаз металлического Fe не достигается. Поэтому суммарное количество Sn и Sb устанавливают на 0,005% или более. Суммарное количество Sn и Sb предпочтительно составляет 0,10% или более, а предпочтительнее 0,30% или более. С другой стороны, когда суммарное количество Sn и Sb превышает 1,00%, никаких фаз металлического Fe не образуется. Поэтому суммарное количество Sn и Sb устанавливают на 1,00% или менее. Суммарное количество Sn и Sb предпочтительно составляет 0,80% или менее, а предпочтительнее 0,70% или менее.[0142] Sn or Sb is an essential component and a component effective to preferentially control the shapes of the metallic Fe phases. The reason for preferentially controlling the phase shapes of metallic Fe when containing Sn or Sb is not clear, but Sn and Sb are components that influence surface oxidation characteristics through surface segregation. Therefore, it is believed that the shapes of the Fe metal phases can preferably be controlled indirectly by changing the shapes of the Fe-based oxides that serve as the source of the Fe metal phases. When the total amount of Sn and Sb is 0.005% or less, the effect of preferentially controlling the shapes of the metal Fe phases is not achieved. Therefore, the total amount of Sn and Sb is set to 0.005% or more. The total amount of Sn and Sb is preferably 0.10% or more, and more preferably 0.30% or more. On the other hand, when the total amount of Sn and Sb exceeds 1.00%, no metallic Fe phases are formed. Therefore, the total amount of Sn and Sb is set to 1.00% or less. The total amount of Sn and Sb is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.70% or less.
[0143] В данном случае «количество Sn и Sb составляет от 0,005% до 1,00% в сумме» означает, что основной стальной лист может содержать любой элемент из Sn или Sb в отдельности, и количество любого элемента из Sn или Sb может составлять от 0,005% до 1,00%, или основной стальной лист может содержать оба элемента Sn и Sb, и количество Sn и Sb может составлять от 0,005% до 1,00% в сумме.[0143] In this case, "the amount of Sn and Sb is from 0.005% to 1.00% in total" means that the base steel sheet may contain any element of Sn or Sb alone, and the amount of any element of Sn or Sb may be 0.005% to 1.00%, or the base steel sheet may contain both Sn and Sb, and the amount of Sn and Sb may be 0.005% to 1.00% in total.
C: 0,005% или менееC: 0.005% or less
[0144] Углерод (C) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому содержание C предпочтительно составляет 0,005% или менее. Содержание C предпочтительнее составляет 0,004% или менее, а еще предпочтительнее 0,003% или менее. С другой стороны, содержание C предпочтительно является как можно более низким и, следовательно, может быть равно 0%, но существует ситуация, когда C содержится в стали в качестве примеси. Поэтому содержание C может быть больше, чем 0%.[0144] Carbon (C) forms a bond in the base steel sheet and degrades the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the C content is preferably 0.005% or less. The C content is more preferably 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less. On the other hand, the content of C is preferably as low as possible, and therefore may be 0%, but there is a situation where C is contained in the steel as an impurity. Therefore, the C content may be greater than 0%.
N: 0,0050% или менееN: 0.0050% or less
[0145] Азот (N) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому содержание N предпочтительно составляет 0,0050% или менее. Содержание N предпочтительнее составляет 0,0040% или менее, а еще предпочтительнее 0,0030% или менее. С другой стороны, содержание N предпочтительно является как можно более низким и, следовательно, может быть равно 0%, но существует ситуация, когда N содержится в стали в качестве примеси. Поэтому содержание N может быть больше, чем 0%. Остальное в химическом составе основного стального листа состоит из Fe и примеси. Упомянутая здесь «примесь» означает элемент, который поступает из компонента, содержащегося в сырье, или компонента, примешивающегося в процессе изготовления во время промышленного производства основного стального листа, и не оказывает существенного влияния на эффект, который достигается листом анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления.[0145] Nitrogen (N) forms a bond in the base steel sheet and deteriorates the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the N content is preferably 0.0050% or less. The N content is more preferably 0.0040% or less, and more preferably 0.0030% or less. On the other hand, the N content is preferably as low as possible, and therefore may be 0%, but there is a situation where N is contained in steel as an impurity. Therefore, the N content may be greater than 0%. The rest of the chemical composition of the base steel sheet consists of Fe and impurities. The "impurity" referred to herein means an element that comes from a component contained in the raw material or a component mixed in the manufacturing process during industrial production of the base steel sheet, and does not significantly affect the effect that is achieved by the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment. .
[Необязательные элементы][Optional elements]
[0146] В принципе, химический состав основного стального листа содержит вышеописанные элементы, с остальным, состоящим из Fe и примесей, но может содержать один или более необязательных элементов вместо некоторой части Fe с целью улучшения магнитных свойств или решения проблем, связанных с изготовлением. Примеры необязательных элементов, которые содержатся вместо некоторой части Fe, включают следующие элементы. Поскольку данные элементы могут не содержаться, их нижние пределы равны 0%. С другой стороны, когда количества данных элементов являются слишком большими, образуется выделение, что ухудшает магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали, или подавляется ферритное превращение, препятствуя получению достаточной ориентировки Госса или снижая магнитную индукцию насыщения, с ухудшением тем самым магнитных потерь листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому, даже в случае, когда данные элементы содержатся, их содержания предпочтительно устанавливают в пределах следующих диапазонов.[0146] In principle, the chemical composition of the base steel sheet contains the elements described above, with the rest consisting of Fe and impurities, but may contain one or more optional elements instead of some of the Fe in order to improve the magnetic properties or solve manufacturing problems. Examples of optional elements that are included in place of some of Fe include the following elements. Since these elements may not be contained, their lower limits are 0%. On the other hand, when the amounts of these elements are too large, precipitation is generated, which worsens the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet, or ferritic transformation is suppressed, preventing sufficient Goss orientation from being obtained or lowering the saturation magnetic induction, thereby worsening the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. . Therefore, even when these elements are contained, their contents are preferably set within the following ranges.
Кислоторастворимый Al: 0,0065% или менее,Acid-soluble Al: 0.0065% or less
Mn: 1,00% или менее,Mn: 1.00% or less
S и Se: 0,001% или менее в сумме,S and Se: 0.001% or less in total,
Bi: 0,010% или менее,Bi: 0.010% or less
B: 0,0080% или менее,B: 0.0080% or less
Ti: 0,015% или менее,Ti: 0.015% or less
Nb: 0,020% или менее,Nb: 0.020% or less
V: 0,015% или менее,V: 0.015% or less
Cr: 0,30% или менее,Cr: 0.30% or less
Cu: 0,40% или менее,Cu: 0.40% or less
P: 0,50% или менее,P: 0.50% or less
Ni: 1,00% или менее, иNi: 1.00% or less, and
Mo: 0,10% или менее.Mo: 0.10% or less.
«S и Se: 0,001% или менее в сумме» означает, что основной стальной лист может содержать любой элемент из S или Se в отдельности, и количество любого элемента из S или Se может быть 0,001% или менее, или основной стальной лист может содержать как S, так и Se, и количество S и Se может быть 0,001% или менее в сумме."S and Se: 0.001% or less in total" means that the base steel sheet may contain any element of S or Se alone, and the amount of any element of S or Se may be 0.001% or less, or the base steel sheet may contain both S and Se, and the amount of S and Se may be 0.001% or less in total.
[0147] Вышеописанный химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления получают с применением способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления, используя сляб, имеющий нижеописанный химический состав.[0147] The above-described chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment is obtained using the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment, using a slab having the following chemical composition.
[0148] Химический состав основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали по настоящему варианту осуществления измеряют, предпочтительно, методом искровой оптико-эмиссионной спектроскопии (Spark-OES). Кроме того, в случае низкого содержания, содержание можно измерять с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). Кислоторастворимый Al можно измерять методом ICP-MS, используя фильтрат, полученный гидролизом образца в кислоте. Кроме того, C и S можно измерять с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра после сжигания, и N можно измерять методом теплопроводности при плавке в инертном газе.[0148] The chemical composition of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet of the present embodiment is preferably measured by a spark optical emission spectroscopy (Spark-OES) method. In addition, in the case of low abundance, the content can be measured using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Acid-soluble Al can be measured by ICP-MS using a filtrate obtained by hydrolysis of a sample in acid. In addition, C and S can be measured using the infrared absorption method after combustion, and N can be measured by the heat conduction method in inert gas smelting.
Фазы металлического Fe, присутствующие на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытиемMetallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating
[0149] Что касается фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, то авторы настоящего изобретения установили, что адгезия изоляционного покрытия улучшается в случае, когда процентное отношение суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела составляет от 5% до 50% в сечении, перпендикулярном направлению прокатки листа анизотропной электротехнической стали. Процентное отношение суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела может также выражаться как линейная доля фаз металлического Fe (=«сумма длин фаз металлического Fe»/«длина границы раздела промежуточного слоя и изоляционного покрытия»×100). Упомянутая здесь длина относится к максимальной длине в направлении, параллельном границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем.[0149] With regard to the Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulation coating, the inventors of the present invention have found that the adhesion of the insulation coating is improved in the case where the percentage of the sum of the lengths of the metal Fe phases to the length of the interface is from 5% up to 50% in the section perpendicular to the rolling direction of an anisotropic electrical steel sheet. The percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface can also be expressed as a linear fraction of the metallic Fe phases (="the sum of the lengths of the metallic Fe phases"/"the length of the interface of the intermediate layer and the insulation coating"×100). The length mentioned here refers to the maximum length in the direction parallel to the interface between the base steel sheet and the intermediate layer.
[0150] Линейная доля фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, представляет собой степень заполнения фазами металлического Fe границы раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, которая выражается с использованием профиля сечения, перпендикулярного направлению прокатки. По мере того, как значение линейной доли фаз металлического Fe увеличивается, встречаемость фаз металлического Fe на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием повышается, и адгезия изоляционного покрытия, вероятнее всего, ухудшается. Поэтому линейную долю фаз металлического Fe предпочтительно устанавливается небольшой для того, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия. Поэтому в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления линейная доля фаз металлического Fe установлена на 50% или менее. Линейная доля фаз металлического Fe предпочтительно составляет 40% или менее, предпочтительнее 35% или менее, а еще предпочтительнее 25% или менее.[0150] The linear proportion of Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulation coating is the degree of filling of the interface between the intermediate layer and the insulation coating with Fe metal phases, which is expressed using a section profile perpendicular to the rolling direction. As the value of the linear proportion of metallic Fe phases increases, the occurrence of metallic Fe phases at the interface between the intermediate layer and the insulation coating increases, and the adhesion of the insulation coating is likely to deteriorate. Therefore, the linear proportion of Fe metal phases is preferably set small in order to improve the adhesion of the insulation coating. Therefore, in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the linear proportion of Fe metal phases is set to 50% or less. The linear proportion of Fe metal phases is preferably 40% or less, more preferably 35% or less, and even more preferably 25% or less.
[0151] В листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, в случае формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия на окончательно отожженном стальном листе, в котором присутствуют оксиды на основе Fe, фазы металлического Fe неизбежно формируются с линейной долей 5% или более. Поэтому в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления линейная доля фаз металлического Fe устанавливается на 5% или более.[0151] In the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, in the case of forming an intermediate layer and an insulating coating on the final annealed steel sheet in which Fe-based oxides are present, Fe metal phases are inevitably formed with a linear proportion of 5% or more. Therefore, in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the linear proportion of Fe metal phases is set to 5% or more.
Способ измерения линейной доли фаз металлического FeMethod for measuring the linear fraction of metallic Fe phases
[0152] Сначала, на сечении, перпендикулярном направлению прокатки, измеряют длины области, которая составляет 1000 мкм или более в направлении по ширине листа, и 10 или более фаз металлического Fe с помощью SEM. Фазы металлического Fe можно определять с использованием изображения в отраженных электронах, которое получают наблюдением сечения листа анизотропной электротехнической стали, перпендикулярного направлению прокатки, с помощью SEM. Изображение в отраженных электронах преобразуют в монохроматическое изображение с 256 оттенками серого цвета, и области, имеющие уровни серого в пределах ±20% от среднего уровня серого основного стального листа, определяют как металлическое Fe. Среди областей, определяемых как металлическое Fe, те области, которые не являются сплошными с основным стальным листом, определяют как фазы металлического Fe. Причина состоит в том, целью измерения являются фазы металлического Fe, присутствующие на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Монохроматическое изображение преобразуют в бинаризованное изображение с использованием уровня 30% по серой шкале со стороны белого цвета в качестве порогового значения, и белую область определяют как основной стальной лист. Вычисляют сумму полученных длин фаз металлического Fe, с получением тем самым суммы длин фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Полученную сумму длин фаз металлического Fe делят на длину области наблюдения в направлении по ширине листа, с получением тем самым процентного отношения суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием в сечении, перпендикулярном направлению прокатки.[0152] First, in a section perpendicular to the rolling direction, the lengths of a region that is 1000 µm or more in the width direction of the sheet and 10 or more metal Fe phases are measured by SEM. The phases of metallic Fe can be determined using reflected electron images obtained by observing a section of an anisotropic electrical steel sheet perpendicular to the rolling direction with SEM. The reflected electron image is converted to a 256 grayscale monochromatic image, and areas having gray levels within ±20% of the average gray level of the base steel sheet are defined as Fe metal. Among the areas defined as Fe metal, those areas that are not continuous with the base steel sheet are defined as Fe metal phases. The reason is that the target of the measurement is the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. The monochromatic image is converted to a binarized image using the 30% gray level of the white side as a threshold value, and the white area is defined as the main steel sheet. The sum of the obtained lengths of the metallic Fe phases is calculated, thereby obtaining the sum of the lengths of the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. The resulting sum of the lengths of the metallic Fe phases is divided by the length of the observation area in the direction along the width of the sheet, thereby obtaining the percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface between the intermediate layer and the insulating coating in a section perpendicular to the rolling direction.
Длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95Metallic Fe phase length when cumulative frequency is 0.95
[0153] Авторы настоящего изобретения установили, что параметром, имеющим корреляцию с адгезией изоляционного покрытия, является не среднее значение и/или центральное значение длин фаз металлического Fe, а длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95 в кумулятивном распределении частот длин фаз металлического Fe. Авторы настоящего изобретения установили, что адгезию изоляционного покрытия можно повысить, контролируя длину фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, на уровне 500 нм или менее в сечении, перпендикулярном направлению прокатки.[0153] The inventors of the present invention have found that the parameter having a correlation with the adhesion of the insulation coating is not the average value and/or the center value of the lengths of the metal Fe phases, but the length of the metal Fe phase when the cumulative frequency is 0.95 in the cumulative length frequency distribution phases of metallic Fe. The present inventors have found that the adhesion of an insulating coating can be improved by controlling the phase length of metallic Fe when the cumulative frequency is 0.95 at 500 nm or less in a section perpendicular to the rolling direction.
[0154] То есть, в сечении листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, перпендикулярном направлению прокатки, длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95 в кумулятивном распределении частот длин фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, предпочтительно составляет 500 нм или менее. Длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, предпочтительно является как можно меньшей, но может быть установлена на 50 нм или более. Частоты фаз металлического Fe получают через каждые 25 нм по длине, и получают кумулятивное распределение частот длин фаз металлического Fe.[0154] That is, in the section of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment perpendicular to the rolling direction, the Fe metal phase length when the cumulative frequency is 0.95 in the cumulative Fe metal phase length frequency distribution present at the interface between the intermediate layer and insulating coating, preferably 500 nm or less. The Fe metal phase length when the cumulative frequency is 0.95 is preferably as short as possible, but may be set to 50 nm or more. Fe metal phase frequencies are obtained every 25 nm along the length, and a cumulative Fe metal phase length frequency distribution is obtained.
[0155] То, что длина фаз металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, составляет 500 нм или менее, можно также выразить другим способом, как описано ниже. Для фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием в сечении, перпендикулярном направлению прокатки, получают распределение, представляющее число фаз металлического Fe через каждые 25 нм по длине, эти числа фаз металлического Fe последовательно суммируются со стороны короткой длины, исходя из данного распределения, и определяется кумулятивное распределение частот. В полученном кумулятивном распределении частот та длина, при которой число фаз металлического Fe достигает 95% от суммарного числа, составляет 500 нм или менее.[0155] That the length of the metallic Fe phases when the cumulative frequency is 0.95 is 500 nm or less can also be expressed in another way as described below. For the Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating in a section perpendicular to the rolling direction, a distribution is obtained representing the number of Fe metal phases every 25 nm along the length, these numbers of Fe metal phases are successively summed from the short length side, based on from this distribution, and the cumulative frequency distribution is determined. In the obtained cumulative frequency distribution, the length at which the number of metallic Fe phases reaches 95% of the total number is 500 nm or less.
[0156] В случае, когда на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием содержатся фазы металлического Fe, имеющие большую длину в направлении по толщине листа, негативные влияния на адгезию изоляционного покрытия значительны. В листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления длину фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, устанавливают на 500 нм или менее, вследствие чего крупные фазы металлического Fe на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием отсутствуют, или, даже если они присутствуют, число крупных фаз металлического Fe является небольшим, и, следовательно, можно дополнительно улучшить адгезию изоляционного покрытия.[0156] In the case where metallic Fe phases having a large length in the thickness direction of the sheet are contained at the interface between the intermediate layer and the insulation coating, the negative effects on the adhesion of the insulation coating are significant. In the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the Fe metal phase length, when the cumulative frequency is 0.95, is set to 500 nm or less, whereby there are no large Fe metal phases at the interface between the intermediate layer and the insulation coating, or even if they are present, the number of large Fe metal phases is small, and therefore the adhesion of the insulation coating can be further improved.
[0157] Фиг. 4 и фиг. 6 показывают примеры соотношения длин фаз металлического Fe с частотами и накопленными частотами фаз металлического Fe, присутствующими на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием листа анизотропной электротехнической стали. Длины (длины в направлении, параллельном границе раздела) фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, можно измерить с использованием изображения в отраженных электронах, которое получают наблюдением сечения листа анизотропной электротехнической стали, перпендикулярного направлению прокатки, с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). Изображение в отраженных электронах преобразуют в монохроматическое изображение с 256 оттенками серого цвета, и области, имеющие уровни серого в пределах ±20% от среднего уровня серого основного стального листа, определяют как металлическое Fe. Среди областей, определяемых как металлическое Fe, те области, которые не являются сплошными с основным стальным листом, определяются как фазы металлического Fe. Причина состоит в том, целью измерения являются фазы металлического Fe, присутствующие на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Монохроматическое изображение преобразуют в бинаризованное изображение с использованием уровня 30% по серой шкале со стороны белого цвета в качестве порогового значения, и белую область принимают за основной стальной лист.[0157] FIG. 4 and FIG. 6 show examples of the ratio of Fe metal phase lengths to the frequencies and cumulative frequencies of Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating of the anisotropic electrical steel sheet. The lengths (lengths in the direction parallel to the interface) of the Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating can be measured using reflected electron imaging, which is obtained by observing a section of an anisotropic electrical steel sheet perpendicular to the rolling direction using a scanning electron microscope (SEM). The reflected electron image is converted to a 256 grayscale monochromatic image, and areas having gray levels within ±20% of the average gray level of the base steel sheet are defined as Fe metal. Among the areas defined as Fe metal, those areas that are not continuous with the base steel sheet are defined as Fe metal phases. The reason is that the target of the measurement is the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. The monochromatic image is converted to a binarized image using the 30% gray level of the white side as a threshold, and the white area is taken as the main steel sheet.
[0158] Длину фазы металлического Fe определяют как максимальную длину в направлении, параллельном границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем. Кроме того, по измеренным значениям длин фаз металлического Fe можно получить график (кумулятивного распределения частот), показывающий соотношение длин фаз металлического Fe с частотами и накопленными частотами фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием, как показано на фиг. 4 и фиг. 6.[0158] The Fe metal phase length is defined as the maximum length in the direction parallel to the interface between the base steel sheet and the intermediate layer. In addition, from the measured Fe metal phase lengths, a (cumulative frequency distribution) plot can be obtained showing the ratio of the Fe metal phase lengths to the frequencies and cumulative frequencies of the Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating, as shown in FIG. 4 and FIG. 6.
[0159] В способе измерения длин фаз металлического Fe для создания кумулятивного распределения частот измеряют длины области, которая составляет 1000 мкм или более в направлении по ширине листа, и 10 или более фаз металлического Fe с помощью SEM в сечении, перпендикулярном направлению прокатки.[0159] In the Fe metal phase length measurement method, to create a cumulative frequency distribution, the lengths of a region that is 1000 µm or more in the sheet width direction and 10 or more Fe metal phases are measured by SEM in a section perpendicular to the rolling direction.
[0160] Фиг. 4 является графиком (кумулятивного распределения частот), показывающим зависимость между длинами фаз металлического Fe в листе анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, частотами и накопленными частотами длин фаз металлического Fe. Напротив, фиг. 6 является графиком (кумулятивного распределения частот), показывающим зависимость между длинами фаз металлического Fe в листе анизотропной электротехнической стали, соответствующем уровню техники, частотами и накопленными частотами длин фаз металлического Fe.[0160] FIG. 4 is a (cumulative frequency distribution) graph showing the relationship between Fe metal phase lengths in the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, frequencies and cumulative Fe metal phase length frequencies. On the contrary, Fig. 6 is a (cumulative frequency distribution) graph showing the relationship between metal Fe phase lengths in a prior art anisotropic electrical steel sheet, frequencies and cumulative frequencies of Fe metal phase lengths.
[0161] Фиг. 6 и фиг. 4 почти не отличаются друг от друга по среднему значению и центральному значению длин фаз металлического Fe. Однако, в то время, как на фиг. 4 длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, составляет 500 нм или менее, на фиг. 6 длина фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95, превышает 500 нм.[0161] FIG. 6 and FIG. 4 almost do not differ from each other in the average value and the central value of the phase lengths of metallic Fe. However, while in FIG. 4, the metal Fe phase length when the cumulative frequency is 0.95 is 500 nm or less, FIG. 6, the metal Fe phase length, when the cumulative frequency is 0.95, exceeds 500 nm.
Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществленияManufacturing Method of the Anisotropic Electrical Steel Sheet of the Second Embodiment
[0162] Далее будет описан способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления.[0162] Next, the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described.
[0163] Нижеописанный способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали является способом изготовления листа анизотропной электротехнической стали, описанного в разделе «лист анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления». Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления подразделяется на способ изготовления согласно первому примеру, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в отдельных процессах, и способ изготовления согласно второму примеру, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в одном процессе.[0163] The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet described below is the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet described in "Anisotropic Electrical Steel Sheet of the Second Embodiment." The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment is divided into the manufacturing method of the first example, in which the intermediate layer and the insulating coating are formed in separate processes, and the manufacturing method of the second example, in which the intermediate layer and the insulation coating are formed in one process.
[0164] Способ изготовления согласно первому примеру, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в отдельных процессах, включает в себя:[0164] The manufacturing method according to the first example, in which the intermediate layer and the insulating coating are formed in separate processes, includes:
процесс горячей прокатки с нагревом сляба и затем выполнением горячей прокатки для получения горячекатаного стального листа,a hot rolling process of heating the slab and then performing hot rolling to obtain a hot rolled steel sheet,
процесс отжига в состоянии горячей полосы с выполнением отжига горячекатаного стального листа в состоянии горячей полосы для получения отожженного стального листа, иa hot strip state annealing process of performing hot strip state annealing of the hot rolled steel sheet to obtain an annealed steel sheet, and
процесс холодной прокатки с выполнением холодной прокатки отожженного стального листа один или два или более раз, с выполняемым между ними промежуточным отжигом, для получения холоднокатаного стального листа.a cold rolling process of performing cold rolling of the annealed steel sheet one or two or more times, with intermediate annealing performed therebetween, to obtain a cold rolled steel sheet.
[0165] Кроме того, способ изготовления согласно первому примеру включает:[0165] In addition, the manufacturing method according to the first example includes:
процесс обезуглероживающего отжига с выполнением обезуглероживающего отжига холоднокатаного стального листа для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, иa decarburization annealing process of performing decarburization annealing of the cold rolled steel sheet to obtain a decarburization annealed steel sheet, and
процесс окончательного отжига с нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим содержание MgO от 10 мас.% до 50 мас.%, нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, до температурного диапазона 1000°C или выше для выполнения окончательного отжига, и затем удалением сепаратора отжига, для получения окончательно отожженного стального листа.a final annealing process of heating a decarburization annealed steel sheet with an annealing separator having an MgO content of 10 wt% to 50 wt% deposited on the surface of the decarburized annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher to perform final annealing, and then removing the annealing separator to obtain a final annealed steel sheet.
В ходе процедуры охлаждения после нагрева подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа до температурного диапазона 1000°C или выше, T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, и подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждают в температурном диапазоне от T1 до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000.During the cooling procedure after heating the decarburization-annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher, T1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case when the final annealing temperature is lower than 1100°C, and the steel sheet subjected to the decarburization annealing is cooled in a temperature range from T1 to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000.
[0166] Кроме того, способ изготовления согласно первому примеру включает процесс формирования промежуточного слоя на поверхности с отжигом окончательно отожженного стального листа для формирования промежуточного слоя, главным образом содержащего оксид кремния, и[0166] In addition, the manufacturing method according to the first example includes a process of forming an intermediate layer on the surface of annealing the finally annealed steel sheet to form an intermediate layer mainly containing silicon oxide, and
процесс формирования изоляционного покрытия с нанесением покрывающего раствора на поверхность промежуточного слоя и прокаливанием покрывающего раствора для формирования изоляционного покрытия.a process for forming an insulating coating by applying a coating solution to the surface of the intermediate layer and calcining the coating solution to form an insulating coating.
[0167] Далее, способ изготовления согласно второму примеру, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в одном процессе одновременно, включает в себя:[0167] Further, the manufacturing method according to the second example, in which the intermediate layer and the insulating coating are formed in one process at the same time, includes:
процесс горячей прокатки с нагреванием сляба и затем выполнением горячей прокатки для получения горячекатаного стального листа,a hot rolling process of heating the slab and then performing hot rolling to obtain a hot rolled steel sheet,
процесс отжига в состоянии горячей полосы с выполнением отжига горячекатаного стального листа в состоянии горячей полосы для получения отожженного стального листа, иa hot strip state annealing process of performing hot strip state annealing of the hot rolled steel sheet to obtain an annealed steel sheet, and
процесс холодной прокатки с выполнением холодной прокатки отожженного стального листа один или два или более раз, с выполняемым между ними промежуточным отжигом, для получения холоднокатаного стального листа.a cold rolling process of performing cold rolling of the annealed steel sheet one or two or more times, with intermediate annealing performed therebetween, to obtain a cold rolled steel sheet.
[0168] Кроме того, способ изготовления согласно второму примеру включает:[0168] In addition, the manufacturing method according to the second example includes:
процесс обезуглероживающего отжига с выполнением обезуглероживающего отжига холоднокатаного стального листа для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, иa decarburization annealing process of performing decarburization annealing of the cold rolled steel sheet to obtain a decarburization annealed steel sheet, and
процесс окончательного отжига с нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим содержание MgO от 10 мас.% до 50 мас.%, нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, до температурного диапазона 1000°C или выше для выполнения окончательного отжига, и затем удалением сепаратора отжига для получения окончательно отожженного стального листа.a final annealing process of heating a decarburization annealed steel sheet with an annealing separator having an MgO content of 10 wt% to 50 wt% deposited on the surface of the decarburized annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher to perform final annealing, and then removing the annealing separator to obtain a final annealed steel sheet.
В ходе процедуры охлаждения после нагрева подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа до температурного диапазона 1000°C или выше, T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, и подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждают в температурном диапазоне от T1 до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000.During the cooling procedure after heating the decarburization-annealed steel sheet to a temperature range of 1000°C or higher, T1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case when the final annealing temperature is lower than 1100°C, and the steel sheet subjected to the decarburization annealing is cooled in a temperature range from T1 to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000.
[0169] Кроме того, способ изготовления согласно второму примеру включает:[0169] In addition, the manufacturing method according to the second example includes:
процесс формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия с нанесением покрывающего раствора на поверхность окончательно отожженного стального листа и отжигом окончательно отожженного стального листа для формирования промежуточного слоя, главным образом содержащего оксид кремния, и изоляционного покрытия.a process of forming an intermediate layer and an insulating coating by applying a coating solution to the surface of the finally annealed steel sheet and annealing the finally annealed steel sheet to form an intermediate layer mainly containing silicon oxide and an insulating coating.
[0170] Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, который слагается из способа изготовления согласно первому примеру и способа изготовления согласно второму примеру, характеризуется, в частности, тем, что устраняется помеха действию изоляционного покрытия на снижение магнитных потерь из-за неровности границы раздела между окончательно отожженной пленкой и основным стальным листом, формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, чтобы обеспечить адгезию между изоляционным покрытием и основным стальным листом, обусловленную промежуточным слоем, и на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием формируются мелкие фазы металлического Fe. Поэтому особенно характерными процессами являются процессы формирования промежуточного слоя (процесс формирования промежуточного слоя в способе изготовления согласно первому примеру и процесс формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия в способе изготовления согласно второму примеру) и процесс окончательного отжига. Кроме того, в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления химический состав сляба также является характерной особенностью.[0170] The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, which is composed of the manufacturing method of the first example and the manufacturing method of the second example, is characterized in particular by eliminating interference with the magnetic loss reduction effect of the insulating coating due to unevenness. interface between the final annealed film and the base steel sheet, an intermediate layer mainly containing silicon oxide is formed to ensure adhesion between the insulating coating and the base steel sheet due to the intermediate layer, and at the interface between the intermediate layer and the insulating coating, fine metal phases are formed. Fe. Therefore, the processes of forming the intermediate layer (the process of forming the intermediate layer in the manufacturing method according to the first example and the process of forming the intermediate layer and the insulating coating in the manufacturing method according to the second example) and the final annealing process are especially characteristic processes. In addition, in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the chemical composition of the slab is also a feature.
[0171] Сначала будет описан химический состав сляба в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления. Химический состав является общим в способе изготовления согласно первому примеру и в способе изготовления согласно второму примеру.[0171] First, the chemical composition of the slab in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment will be described. The chemical composition is common in the manufacturing method according to the first example and in the manufacturing method according to the second example.
Типичный пример химического состава сляба описан ниже.A typical example of the chemical composition of a slab is described below.
Химический состав содержит, в мас.%,The chemical composition contains, in wt.%,
Si: от 0,80% до 7,00%,Si: 0.80% to 7.00%,
Sn и Sb: от 0,005% до 1,00% в суммеSn and Sb: 0.005% to 1.00% in total
C: 0,085% или менее,C: 0.085% or less
кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%,acid-soluble Al: from 0.010% to 0.065%,
N: от 0,004% до 0,012%,N: 0.004% to 0.012%,
Mn: от 0,05% до 1,00%, иMn: 0.05% to 1.00%, and
S и Se: от 0,003% до 0,015% в сумме,S and Se: 0.003% to 0.015% in total,
с остальным, состоящим из Fe и примеси.with the rest consisting of Fe and impurities.
В дальнейшем будут описаны причины ограничения типичного примера химического состава. Символ «%», применяемый для выражения содержания каждого элемента в химическом составе сляба, означает «мас.%», если особо не указано иное. Диапазоны количественных ограничений, выражаемые с использованием «-» или «до» в середине, включают значение нижнего предела и значение верхнего предела в диапазонах.In the following, the reasons for limiting the exemplary chemical composition will be described. The symbol "%" used to express the content of each element in the chemical composition of the slab means "wt.%", unless specifically indicated otherwise. Quantity limit ranges, expressed using "-" or "up to" in the middle, include the lower limit value and the upper limit value in the ranges.
Si: от 0,80% до 7,00%Si: 0.80% to 7.00%
[0172] Si является существенным компонентом и повышает электрическое сопротивление, снижая магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали. Кроме того, когда Si содержится в высокой концентрации, между промежуточным слоем, главным образом содержащим оксид кремния, и основным стальным листом возникает сильное химическое сродство, и промежуточный слой и основной стальной лист прочнее сцепляются друг с другом. Однако, когда содержание Si превышает 7,00%, холодная прокатка становится очень затруднительной, и во время холодной прокатки могут образоваться трещины. Поэтому содержание Si предпочтительно устанавливают на 7,00% или менее. Содержание Si предпочтительнее составляет 4,50% или менее, а еще предпочтительнее 4,00% или менее. С другой стороны, когда содержание Si составляет менее 0,80%, во время окончательного отжига происходит γ-превращение, и кристаллографическая ориентация листа анизотропной электротехнической стали нарушается. Поэтому содержание Si предпочтительно устанавливают на 0,80% или более. Содержание Si предпочтительнее составляет 2,00% или более, а еще предпочтительнее 2,50% или более.[0172] Si is an essential component and increases the electrical resistance, reducing the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet. In addition, when Si is contained in a high concentration, a strong chemical affinity occurs between the intermediate layer mainly containing silicon oxide and the base steel sheet, and the intermediate layer and the base steel sheet adhere to each other more strongly. However, when the Si content exceeds 7.00%, cold rolling becomes very difficult, and cracks may be generated during cold rolling. Therefore, the Si content is preferably set to 7.00% or less. The Si content is more preferably 4.50% or less, and more preferably 4.00% or less. On the other hand, when the Si content is less than 0.80%, a γ-transformation occurs at the time of final annealing, and the crystallographic orientation of the anisotropic electrical steel sheet is broken. Therefore, the Si content is preferably set to 0.80% or more. The Si content is more preferably 2.00% or more, and more preferably 2.50% or more.
Sn и Sb: от 0,005% до 1,00% в суммеSn and Sb: 0.005% to 1.00% in total
[0173] Sn или Sb является существенным компонентом и компонентом, эффективным для контроля форм фаз металлического Fe. Причина предпочтительного контроля форм фаз металлического Fe при содержании Sn или Sb не ясна, но Sn и Sb являются компонентами, оказывающими влияние на характеристики поверхностного окисления посредством сегрегации на поверхности. Поэтому считается, что формы фаз металлического Fe можно предпочтительно контролировать косвенно, изменяя формы оксидов на основе Fe, которые служат источником фаз металлического Fe. Когда суммарное количество Sn и Sb составляет 0,005% или менее, эффект обеспечения возможности предпочтительного контроля форм фаз металлического Fe не достигается. Поэтому суммарное количество Sn и Sb устанавливают на 0,005% или более. Суммарное количество Sn и Sb предпочтительно составляет 0,10% или более, а предпочтительнее 0,30% или более. С другой стороны, когда суммарное количество Sn и Sb превышает 1,00%, никаких фаз металлического Fe не образуется. Поэтому суммарное количество Sn и Sb устанавливают на 1,00% или менее. Суммарное количество Sn и Sb предпочтительно составляет 0,80% или менее, а предпочтительнее 0,70% или менее.[0173] Sn or Sb is an essential component and a component effective for controlling the shapes of Fe metal phases. The reason for preferentially controlling the phase shapes of metallic Fe when containing Sn or Sb is not clear, but Sn and Sb are components that influence surface oxidation characteristics through surface segregation. Therefore, it is believed that the shapes of the Fe metal phases can preferably be controlled indirectly by changing the shapes of the Fe-based oxides that serve as the source of the Fe metal phases. When the total amount of Sn and Sb is 0.005% or less, the effect of enabling preferential control of the forms of the metal Fe phases is not achieved. Therefore, the total amount of Sn and Sb is set to 0.005% or more. The total amount of Sn and Sb is preferably 0.10% or more, and more preferably 0.30% or more. On the other hand, when the total amount of Sn and Sb exceeds 1.00%, no metallic Fe phases are formed. Therefore, the total amount of Sn and Sb is set to 1.00% or less. The total amount of Sn and Sb is preferably 0.80% or less, and more preferably 0.70% or less.
[0174] В данном случае «количество Sn и Sb составляет от 0,005% до 1,00% в сумме» означает, что сляб может содержать любой элемент из Sn или Sb в отдельности, и количество любого элемента из Sn или Sb может составлять от 0,005% до 1,00%, или сляб может содержать оба элемента Sn и Sb, и количество Sn и Sb может составлять от 0,005% до 1,00% в сумме.[0174] In this case, "the amount of Sn and Sb is from 0.005% to 1.00% in total" means that the slab may contain any element of Sn or Sb alone, and the amount of any element of Sn or Sb may be from 0.005 % to 1.00%, or the slab may contain both Sn and Sb, and the amount of Sn and Sb may be 0.005% to 1.00% in total.
C: 0,085% или менееC: 0.085% or less
[0175] C является элементом, эффективным для контроля структур первичной рекристаллизации, но отрицательно влияет на магнитные свойства листа анизотропной электротехнической стали. Поэтому в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления обезуглероживающий отжиг выполняют перед окончательным отжигом. Когда содержание C превышает 0,085%, время обезуглероживающего отжига становится длительным, и производительность промышленного производства снижается. Поэтому содержание C предпочтительно устанавливают на 0,085% или менее. Нижний предел содержания C конкретно не ограничен, но содержание C предпочтительнее составляет 0,020% или более, а еще предпочтительнее 0,050% или более. C удаляется в процессе обезуглероживающего отжига и процессе окончательного отжига, что будет описано ниже, и содержание C достигает 0,005% или менее после процесса окончательного отжига. В зависимости от условий процесса обезуглероживающего отжига и окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит C.[0175] C is an element effective for controlling primary recrystallization patterns, but adversely affects the magnetic properties of the anisotropic electrical steel sheet. Therefore, in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, the decarburization annealing is performed before the final annealing. When the C content exceeds 0.085%, the decarburization annealing time becomes long, and the productivity of industrial production decreases. Therefore, the C content is preferably set to 0.085% or less. The lower limit of the C content is not particularly limited, but the C content is more preferably 0.020% or more, and more preferably 0.050% or more. C is removed in the decarburization annealing process and the final annealing process to be described below, and the C content reaches 0.005% or less after the final annealing process. Depending on the process conditions of the decarburization annealing and the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet does not contain C at all.
Кислоторастворимый Al: от 0,010% до 0,065%Acid soluble Al: 0.010% to 0.065%
[0176] Кислоторастворимый Al связывается с N, образуя выделение в виде (Al,Si)N. Данное выделение действует как ингибитор. В случае, когда содержание кислоторастворимого Al составляет от 0,010% до 0,065%, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому содержание кислоторастворимого Al предпочтительно устанавливают в пределах от 0,010% до 0,065%. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительнее составляет 0,020% или более, а еще предпочтительнее 0,025% или более. Кроме того, с точки зрения стабильности вторичной рекристаллизации, содержание кислоторастворимого Al предпочтительнее составляет 0,040% или менее, а еще предпочтительнее 0,030% или менее. Поскольку кислоторастворимый Al удаляется в процессе окончательного отжига, в зависимости от условий окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит кислоторастворимого Al.[0176] Acid-soluble Al binds to N, forming a precipitate in the form of (Al,Si)N. This release acts as an inhibitor. In the case where the content of acid-soluble Al is from 0.010% to 0.065%, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the content of acid-soluble Al is preferably set in the range of 0.010% to 0.065%. The acid-soluble Al content is more preferably 0.020% or more, and more preferably 0.025% or more. Further, from the viewpoint of secondary recrystallization stability, the content of acid-soluble Al is more preferably 0.040% or less, and even more preferably 0.030% or less. Since the acid-soluble Al is removed in the final annealing process, depending on the conditions of the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet contains no acid-soluble Al at all.
N: от 0,004% до 0,012%N: 0.004% to 0.012%
[0177] N связывается с Al, чтобы функционировать как ингибитор. Когда содержание N составляет менее 0,004%, достаточное количество ингибитора получить невозможно. Поэтому содержание N предпочтительно устанавливают на 0,004% или более. Содержание N предпочтительнее составляет 0,006% или более, а еще предпочтительнее 0,007% или более. С другой стороны, когда содержание N составляет более 0,012%, в стальном листе может образоваться дефект, называемый пузырем. Поэтому содержание N предпочтительно устанавливают на 0,012% или менее. Содержание N предпочтительнее составляет 0,010% или менее, а еще предпочтительнее 0,009% или менее. Поскольку N удаляется в процессе окончательного отжига, в зависимости от условий окончательного отжига, существует ситуация, когда окончательно отожженный стальной лист совсем не содержит N.[0177] N binds to Al to function as an inhibitor. When the N content is less than 0.004%, a sufficient amount of the inhibitor cannot be obtained. Therefore, the N content is preferably set to 0.004% or more. The N content is more preferably 0.006% or more, and more preferably 0.007% or more. On the other hand, when the N content is more than 0.012%, a defect called bubble may be generated in the steel sheet. Therefore, the N content is preferably set to 0.012% or less. The N content is more preferably 0.010% or less, and more preferably 0.009% or less. Since N is removed during the final annealing process, depending on the conditions of the final annealing, there is a situation where the final annealed steel sheet contains no N at all.
Mn: от 0,05% до 1,00%Mn: 0.05% to 1.00%
S и Se: от 0,003% до 0,015% в суммеS and Se: 0.003% to 0.015% in total
[0178] Mn образует MnS и MnSe вместе с S и Se. Данные химические соединения функционируют как ингибитор. В случае, когда содержание Mn составляет от 0,05% до 1,00%, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому содержание Mn предпочтительно устанавливают в пределах от 0,05% до 1,00%. Содержание Mn предпочтительнее составляет 0,08% или более, а еще предпочтительнее 0,09% или более. Кроме того, содержание Mn предпочтительнее составляет 0,50% или менее, а еще предпочтительнее 0,20% или менее.[0178] Mn forms MnS and MnSe together with S and Se. These chemical compounds function as an inhibitor. In the case where the Mn content is from 0.05% to 1.00%, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the Mn content is preferably set to 0.05% to 1.00%. The Mn content is more preferably 0.08% or more, and more preferably 0.09% or more. Further, the Mn content is more preferably 0.50% or less, and even more preferably 0.20% or less.
[0179] В случае, когда количество S и Se составляет от 0,003% до 0,015% в сумме, вторичная рекристаллизация стабилизируется. Поэтому количество S и Se предпочтительно устанавливают в пределах от 0,003% до 0,015% в сумме.[0179] In the case where the amount of S and Se is 0.003% to 0.015% in total, the secondary recrystallization is stabilized. Therefore, the amount of S and Se is preferably set to 0.003% to 0.015% in total.
[0180] В данном случае «количество S и Se составляет от 0,003% до 0,015% в сумме» означает, что сляб может содержать любой элемент из S или Se в отдельности, и количество элемента из S или Se может составлять от 0,003% до 0,015%, или сляб может содержать оба элемента S и Se, и количество S и Se может составлять от 0,003% до 0,015% в сумме.[0180] In this case, "the amount of S and Se is from 0.003% to 0.015% in total" means that the slab may contain any element of S or Se alone, and the amount of the element of S or Se may be from 0.003% to 0.015 %, or the slab may contain both S and Se, and the amount of S and Se may be from 0.003% to 0.015% in total.
ОстальноеRest
[0181] Остальное состоит из Fe и примеси. «Примесь» означает элемент, который поступает из компонента, содержащегося в сырье, или компонента, примешивающегося в процессе изготовления во время промышленного производства сляба.[0181] The rest consists of Fe and impurities. "Impurity" means an element that comes from a component contained in the raw material, or a component mixed in the manufacturing process during the commercial production of the slab.
Необязательные элементыOptional elements
[0182] С учетом усиления ингибиторной функции или влияния на магнитные свойства, приписываемых образованию соединения, может содержаться множество различных видов необязательных элементов вместо некоторой части Fe, которое составляет остальное, в соответствии с общеизвестными документами. Примеры необязательных элементов, которые содержатся вместо некоторой части Fe, включают следующие элементы. Данные элементы являются необязательными элементами и могут совсем отсутствовать, и, следовательно, их нижние пределы равны 0%.[0182] In view of enhancing the inhibitory function or affecting the magnetic properties attributed to the formation of the compound, many different kinds of optional elements may be contained instead of some of the Fe that makes up the rest, in accordance with well-known documents. Examples of optional elements that are included in place of some of Fe include the following elements. These elements are optional elements and may not be present at all, and therefore their lower limits are 0%.
Bi: 0,010% или менее,Bi: 0.010% or less
B: 0,080% или менее,B: 0.080% or less
Ti: 0,015% или менее,Ti: 0.015% or less
Nb: 0,20% или менее,Nb: 0.20% or less
V: 0,15% или менее,V: 0.15% or less
Cr: 0,30% или менее,Cr: 0.30% or less
Cu: 0,40% или менее,Cu: 0.40% or less
P: 0,50% или менее,P: 0.50% or less
Ni: 1,00% или менее, иNi: 1.00% or less, and
Mo: 0,10% или менее.Mo: 0.10% or less.
[0183] В дальнейшем, применительно к отдельным процессам в способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, будут по отдельности описаны процессы в способе изготовления согласно первому примеру и процессы в способе изготовления согласно второму примеру. В дальнейшем, в качестве условий иных процессов, кроме вышеописанных особенно характерных процессов (процессов формирования промежуточного слоя (процесса формирования промежуточного слоя в способе изготовления согласно первому примеру и процесса формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия в способе изготовления согласно второму примеру) и процесса окончательного отжига), для примера будут описаны обычные условия. Поэтому, даже когда обычные условия не удовлетворяются, получение эффекта листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления все еще остается возможным.[0183] Hereinafter, with respect to the individual processes in the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, processes in the manufacturing method of the first example and processes of the manufacturing method of the second example will be described separately. Hereinafter, as conditions of processes other than the above-described especially characteristic processes (intermediate layer formation processes (intermediate layer formation process in the manufacturing method according to the first example and the intermediate layer and insulation coating forming process in the manufacturing method according to the second example) and the final annealing process) , normal conditions will be described as an example. Therefore, even when ordinary conditions are not satisfied, it is still possible to obtain the anisotropic electrical steel sheet effect of the second embodiment.
[0184] В способе изготовления согласно первому примеру, на границе раздела между изоляционным покрытием и промежуточным слоем можно сформировать мелкие фазы металлического Fe в предпочтительных формах посредством предпочтительного контроля процесса окончательного отжига и процесса формирования промежуточного слоя. В способе изготовления согласно второму примеру, на границе раздела между изоляционным покрытием и промежуточным слоем можно сформировать мелкие фазы металлического Fe в предпочтительных формах посредством предпочтительного контроля процесса окончательного отжига и процесса формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия.[0184] In the manufacturing method according to the first example, at the interface between the insulating coating and the intermediate layer, fine metallic Fe phases can be formed in preferred forms by preferentially controlling the final annealing process and the intermediate layer forming process. In the manufacturing method according to the second example, at the interface between the insulating coating and the intermediate layer, fine metallic Fe phases can be formed in preferred forms by preferentially controlling the final annealing process and the process of forming the intermediate layer and the insulating coating.
Способ изготовления согласно первому примеруManufacturing method according to the first example
Процесс горячей прокаткиhot rolling process
[0185] В процессе горячей прокатки, обычно, сляб нагревают в температурном диапазоне от 800°C до 1300°C и затем подвергают горячей прокатке, с получением тем самым горячекатаного стального листа. Примеры химического состава сляба включают вышеописанный химический состав сляба.[0185] In the hot rolling process, generally, the slab is heated in a temperature range of 800°C to 1300°C and then subjected to hot rolling, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet. Examples of the chemical composition of the slab include the above-described chemical composition of the slab.
[0186] Сляб получают, например, путем плавки стали, имеющей вышеописанный химический состав, в конверторе, электропечи или т.п., выполнения вакуумной дегазации, при необходимости, а затем выполнения непрерывного литья или разливки в слитки и обжима на блюминге. Толщина сляба конкретно не ограничена, но предпочтительно составляет, например, от 150 мм до 350 мм, а предпочтительнее от 220 мм до 280 мм. Кроме того, сляб может иметь толщину приблизительно от 10 мм до 70 мм (так называемый «тонкий сляб»). В случае использования тонкого сляба можно не делать черновую прокатку до чистовой прокатки в процессе горячей прокатки.[0186] The slab is obtained, for example, by melting steel having the above chemical composition in a converter, an electric furnace, or the like, performing vacuum degassing as necessary, and then performing continuous casting or ingot casting and blooming reduction. The thickness of the slab is not particularly limited, but is preferably, for example, 150 mm to 350 mm, and more preferably 220 mm to 280 mm. In addition, the slab may have a thickness of approximately 10 mm to 70 mm (so-called "thin slab"). In the case of using a thin slab, it is possible not to do rough rolling until finishing rolling in the hot rolling process.
[0187] Температуру нагрева сляба предпочтительно устанавливают на 1200°C или ниже, так как это позволяет избежать, например, множества различных проблем, возникающих в случае нагрева сляба, например, при более высокой температуре, чем 1200°C (необходимость специализированной нагревательной печи, большое количество окалины при плавлении и т.п.). Когда температура нагрева сляба является слишком низкой, существует ситуация, когда горячая прокатка становится затруднительной, и производительность снижается. Поэтому температуру нагрева сляба предпочтительно устанавливают на 950°C или выше. Кроме того, можно также не выполнять процесс нагрева сляба и начинать горячую прокатку, пока температура сляба не снизилась после разливки. Время нагрева сляба можно установить в пределах от 40 минут до 120 минут.[0187] The heating temperature of the slab is preferably set to 1200°C or lower, since this avoids, for example, many different problems that occur when the slab is heated, for example, at a temperature higher than 1200°C (the need for a specialized heating furnace, a large amount of scale during melting, etc.). When the heating temperature of the slab is too low, there is a situation where hot rolling becomes difficult and productivity decreases. Therefore, the heating temperature of the slab is preferably set to 950° C. or higher. In addition, it is also possible to skip the slab heating process and start hot rolling until the temperature of the slab has decreased after casting. The slab heating time can be set from 40 minutes to 120 minutes.
[0188] В процессе горячей прокатки выполняют черновую прокатку нагретого сляба и затем выполняют его чистовую прокатку, с получением тем самым горячекатаного стального листа, имеющего заданную толщину. После окончания чистовой прокатки горячекатаный стальной лист сворачивают в рулон при заданной температуре. Кроме того, толщина листа горячекатаного стального листа конкретно не ограничена, но предпочтительно устанавливается, например, на 3,5 мм или менее.[0188] In the hot rolling process, a heated slab is rough-rolled and then finish-rolled thereof, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet having a predetermined thickness. After finishing rolling, the hot-rolled steel sheet is coiled at a predetermined temperature. In addition, the sheet thickness of the hot-rolled steel sheet is not particularly limited, but is preferably set to 3.5 mm or less, for example.
Процесс отжига в состоянии горячей полосыAnnealing process in hot strip condition
[0189] В процессе отжига в состоянии горячей полосы горячекатаный стальной лист подвергают отжигу в состоянии горячей полосы, с получением тем самым отожженного стального листа. В качестве условий отжига в состоянии горячей полосы можно применить обычные условия, и в качестве условий предпочтительно устанавливать, например, температуру отжига (температуру в печи для отжига горячей полосы) в пределах от 750°C до 1200°C и время отжига (время пребывания в печи для отжига горячей полосы) в пределах от 30 секунд до 600 секунд. Горячекатаный стальной лист можно быстро охладить после его выдержки при вышеописанных условиях.[0189] In the hot strip state annealing process, a hot-rolled steel sheet is subjected to hot strip state annealing, thereby obtaining an annealed steel sheet. As the annealing conditions in the hot strip state, ordinary conditions can be applied, and as the conditions, it is preferable to set, for example, the annealing temperature (temperature in the hot strip annealing furnace) in the range of 750°C to 1200°C and the annealing time (residence time in hot strip annealing furnaces) between 30 seconds and 600 seconds. The hot-rolled steel sheet can be quickly cooled after it has been held under the above-described conditions.
Процесс холодной прокаткиcold rolling process
[0190] В процессе холодной прокатки выполняют холодную прокатку отожженного стального листа один или два или более раза, с выполняемым между ними промежуточным отжигом, для получения холоднокатаного стального листа. Перед холодной прокаткой отожженного стального листа можно выполнить обработку травлением отожженного стального листа.[0190] In the cold rolling process, the annealed steel sheet is cold rolled one or two or more times, with intermediate annealing performed therebetween, to obtain a cold rolled steel sheet. Before the cold rolling of the annealed steel sheet, pickling treatment of the annealed steel sheet may be performed.
[0191] В случае выполнения процесса холодной прокатки множество раз без выполнения процесса промежуточного отжига, существует ситуация, когда трудно получить равномерные характеристики по изготовленному листу анизотропной электротехнической стали. С другой стороны, в случае выполнения процесса холодной прокатки множество раз с выполнением между ними процесса промежуточного отжига, существует ситуация, когда в изготовленном листе анизотропной электротехнической стали снижается магнитная индукция. Поэтому число раз выполнения процесса холодной прокатки и наличие или отсутствие процесса промежуточного отжига определяются в зависимости от характеристик, затребованных для изготовленного в итоге листа анизотропной электротехнической стали, и производственных затрат.[0191] In the case of performing the cold rolling process many times without performing the intermediate annealing process, there is a situation where it is difficult to obtain uniform characteristics over the manufactured anisotropic electrical steel sheet. On the other hand, in the case of performing the cold rolling process a plurality of times while performing the intermediate annealing process between them, there is a situation where magnetic induction decreases in the produced anisotropic electrical steel sheet. Therefore, the number of times the cold rolling process is performed and the presence or absence of the intermediate annealing process is determined depending on the characteristics required for the resulting anisotropic electrical steel sheet and the production cost.
[0192] Степень обжатия при чистовой холодной прокатке (степень обжатия чистовой холодной прокатки) в ходе холодной прокатки, выполняемой однократно или множество раз, конкретно не ограничена, но предпочтительно устанавливается на 80% или более, а предпочтительнее 90% или более, с точки зрения контроля кристаллографической ориентации.[0192] The reduction ratio in finishing cold rolling (finishing cold rolling reduction ratio) in cold rolling performed once or multiple times is not particularly limited, but is preferably set to 80% or more, and more preferably 90% or more, from the point of view of crystallographic orientation control.
[0193] Холоднокатаный стальной лист, полученный в результате процесса холодной прокатки, сворачивают в рулон. Толщина листа холоднокатаного стального лист конкретно не ограничена, но предпочтительно устанавливается на 0,35 мм или менее, а предпочтительнее устанавливается на 0,30 мм или менее, чтобы дополнительно снизить магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали.[0193] The cold rolled steel sheet obtained from the cold rolling process is rolled up. The thickness of the cold-rolled steel sheet is not particularly limited, but is preferably set to 0.35 mm or less, and is preferably set to 0.30 mm or less, in order to further reduce the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet.
Процесс обезуглероживающего отжигаDecarburizing Annealing Process
[0194] В процессе обезуглероживающего отжига предпочтительно выполнять обезуглероживающий отжиг холоднокатаного стального листа для получения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа. А именно, выполняют обезуглероживающий отжиг, вызывая тем самым первичную рекристаллизацию в холоднокатаном стальном листе и удаляя C, содержащийся в холоднокатаном стальном листе. Обезуглероживающий отжиг предпочтительно выполняют во влажной атмосфере, содержащей водород и азот, чтобы удалить C. В качестве условий обезуглероживающего отжига предпочтительно установить, например, температуру обезуглероживающего отжига (температуру печи, в которой выполняют обезуглероживающий отжиг) в пределах от 800°C до 950°C и время обезуглероживающего отжига в пределах от 30 секунд до 180 секунд.[0194] In the decarburization annealing process, it is preferable to perform decarburization annealing on the cold rolled steel sheet to obtain a decarburized annealed steel sheet. Namely, decarburization annealing is performed, thereby causing primary recrystallization in the cold-rolled steel sheet and removing C contained in the cold-rolled steel sheet. The decarburization annealing is preferably performed in a humid atmosphere containing hydrogen and nitrogen to remove C. As the conditions for the decarburization annealing, it is preferable to set, for example, the decarburization annealing temperature (the temperature of the furnace in which the decarburization annealing is performed) in the range of 800°C to 950°C and a decarburization annealing time ranging from 30 seconds to 180 seconds.
Процесс окончательного отжигаFinal annealing process
[0195] В процессе окончательного отжига окончательный отжиг выполняют нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с нанесенным на него сепаратором отжига. При окончательном отжиге в подвергнутом обезуглероживающему отжигу стальном листе вызывается вторичная рекристаллизация.[0195] In the final annealing process, final annealing is performed by heating the steel sheet subjected to the decarburization annealing with the annealing separator applied thereon. In the final annealing, secondary recrystallization is caused in the steel sheet subjected to the decarburization annealing.
[0196] В обычных способах изготовления листов анизотропной электротехнической стали процесс окончательного отжига выполняют, обычно, посредством нанесения сепаратора отжига, имеющего высокую концентрацию магния (например, MgO≥90%), на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, чтобы сформировать окончательно отожженную пленку, главным образом содержащую форстерит (Mg2SiO4). Обычно сепаратор отжига наносят не только для того, чтобы предотвратить прихват между окончательно отожженными стальными листами, но и чтобы сформировать окончательно отожженную пленку, состоящую из форстерита (Mg2SiO4).[0196] In the conventional methods for manufacturing anisotropic electrical steel sheets, a final annealing process is generally performed by applying an annealing separator having a high concentration of magnesium (for example, MgO≥90%) to the surface of a decarburization-annealed steel sheet to form a final annealed film, mainly containing forsterite (Mg 2 SiO 4 ). Typically, an annealing separator is applied not only to prevent sticking between the final annealed steel sheets, but also to form a final annealed film composed of forsterite (Mg 2 SiO 4 ).
[0197] Напротив, в процессе окончательного отжига способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, окончательный отжиг выполняют нагревом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с сепаратором отжига, имеющим низкую концентрацию магния и содержащим оксид алюминия (например, MgO: от 10 мас.% до 50 мас.%, Al2O3: от 50 мас.% до 90 мас.%), нанесенным на поверхность подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа. После этого сепаратор отжига удаляют, получая окончательно отожженный стальной лист. В результате можно сформировать промежуточный слой по существу без формирования окончательно отожженной пленки, состоящей из форстерита (Mg2SiO4). Содержание MgO в сепараторе отжига предпочтительно составляет 15 мас.% или более, а предпочтительнее 20 мас.% или более. Кроме того, содержание MgO в сепараторе отжига предпочтительно составляет 45 мас.% или менее, а предпочтительнее 40 мас.% или менее.[0197] In contrast, in the final annealing process of the anisotropic electrical steel sheet manufacturing method of the second embodiment, the final annealing is performed by heating the decarburization-annealed steel sheet with an annealing separator having a low magnesium concentration and containing alumina (for example, MgO: from 10 wt. % to 50 wt.%, Al 2 O 3 : from 50 wt.% to 90 wt.%) deposited on the surface of the steel sheet subjected to decarburization annealing. Thereafter, the annealing separator is removed to obtain a final annealed steel sheet. As a result, it is possible to form an intermediate layer substantially without forming a final annealed film composed of forsterite (Mg 2 SiO 4 ). The content of MgO in the annealing separator is preferably 15 mass% or more, and more preferably 20 mass% or more. In addition, the content of MgO in the annealing separator is preferably 45 mass% or less, and more preferably 40 mass% or less.
[0198] В качестве условий нагрева при окончательном отжиге можно принять обычные условия, и, например, скорость нагрева до температуры окончательного отжига устанавливают в пределах от 5°C/ч до 100°C/ч, температуру окончательного отжига (температуру печи, в которой выполняют окончательный отжиг) устанавливают в пределах от 1000°C до 1300°C, а время окончательного отжига (время выдержки при температуре окончательного отжига) устанавливают в пределах от 10 часов до 50 часов.[0198] As the final annealing heating conditions, ordinary conditions can be taken, and for example, the heating rate to the final annealing temperature is set to 5°C/h to 100°C/h, the final annealing temperature (furnace temperature at which perform final annealing) is set to 1000°C to 1300°C, and the final annealing time (holding time at the final annealing temperature) is set to 10 hours to 50 hours.
[0199] Степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в заданном температурном диапазоне контролируют в пределах 0,3-100000 при процедуре охлаждения после выдержки подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при температуре окончательного отжига от 1000°C до 1300°C в течение от 10 часов до 50 часов с тем, чтобы фазам металлического Fe было трудно сохраниться на поверхности промежуточного слоя в нижеописанном процессе формирования промежуточного слоя (процессе формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия в способе изготовления согласно второму примеру). Когда T1 устанавливают равной 1100°C в случае, когда температура окончательного отжига составляет 1100°C или выше, и T1 устанавливают равной температуре окончательного отжига в случае, когда температура окончательного отжига ниже, чем 1100°C, температурный диапазон, в пределах которого контролируют степень окисления атмосферы, устанавливают на температурный диапазон от T1 до 500°C.[0199] The oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in a given temperature range is controlled within the range of 0.3-100000 in a cooling procedure after holding the steel sheet subjected to decarburization annealing at a final annealing temperature of 1000°C to 1300°C for from 10 hours to 50 hours, so that it is difficult for the Fe metal phases to remain on the surface of the intermediate layer in the intermediate layer formation process described below (the process of forming the intermediate layer and the insulating coating in the manufacturing method of the second example). When T1 is set to 1100°C in the case where the final annealing temperature is 1100°C or higher, and T1 is set to the final annealing temperature in the case where the final annealing temperature is lower than 1100°C, the temperature range within which the degree of atmospheric oxidation, set to a temperature range from T1 to 500°C.
[0200] В окончательно отожженном стальном листе, с которого был удален сепаратор отжига после охлаждения подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при вышеописанных условиях, на поверхности присутствуют оксиды на основе Fe, данные оксиды на основе Fe подвергаются нижеописанному процессу формирования промежуточного слоя (процессу формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия во втором примере) и, тем самым, становятся промежуточным слоем.[0200] In the final annealed steel sheet from which the annealing separator was removed after the decarburization annealed steel sheet was cooled under the above conditions, Fe-based oxides are present on the surface, these Fe-based oxides are subjected to the following intermediate layer formation process (intermediate layer formation process and insulation cover in the second example) and thus become an intermediate layer.
[0201] Когда оксиды на основе Fe, образовавшиеся на поверхности окончательно отожженного стального листа, становятся слишком толстыми, существует ситуация, когда на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием листа анизотропной электротехнической стали, который получают в конечном итоге, формируются крупные фазы металлического Fe, или ситуация, когда оксиды на основе Fe остаются на границе раздела между промежуточным слоем и основным стальным листом. Поэтому охлаждение в температурном диапазоне от T1 до 500°C при процедуре охлаждения предпочтительно выполняют в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000, а предпочтительнее выполняют в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-1000, так что толщины оксидов на основе Fe можно проконтролировать в диапазоне предпочтительных толщин (от 10 нм до 100 нм).[0201] When the Fe-based oxides formed on the surface of the final annealed steel sheet become too thick, there is a situation where large phases of metallic Fe are formed at the interface between the intermediate layer and the insulating coating of the anisotropic electrical steel sheet that is finally produced. , or the situation where Fe-based oxides remain at the interface between the intermediate layer and the base steel sheet. Therefore, cooling in the temperature range from T1 to 500°C in the cooling procedure is preferably performed in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000, and is preferably performed in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-1000, so that the thicknesses of the Fe-based oxides can be controlled in the range of preferred thicknesses (10 nm to 100 nm).
[0202] Время, затрачиваемое на охлаждение подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при вышеописанных условиях (время, затрачиваемое на охлаждение подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа с T1°C до 500°C), конкретно не ограничено, но предпочтительно устанавливается в пределах от 5 часов до 30 часов. Способ удаления сепаратора отжига тоже конкретно не ограничен, и его примеры включают зачистку поверхности окончательно отожженного стального листа щеткой и т.п.[0202] The time taken to cool the decarburized annealed steel sheet under the above conditions (the time taken to cool the decarburized annealed steel sheet from T1°C to 500°C) is not particularly limited, but is preferably set to 5 hours to 30 hours. The method for removing the annealing separator is also not particularly limited, and examples thereof include brushing the surface of the final annealed steel sheet, and the like.
Процесс формирования промежуточного слояThe process of forming the intermediate layer
[0203] В процессе формирования промежуточного слоя выполняют термоокислительный отжиг путем нагрева окончательно отожженного стального листа до температурного диапазона выше 600°C и не выше верхней предельной температуры и затем выдержки окончательно отожженного стального листа в данном температурном диапазоне в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,2, в течение от 10 секунд до 90 секунд. Поэтому на поверхности окончательно отожженного стального листа формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния. Верхняя предельная температура может быть установлена равной, например, 1150°C. Промежуточный слой предпочтительно формируют с толщиной от 2 нм до 400 нм.[0203] In the process of forming the intermediate layer, thermal oxidative annealing is performed by heating the final annealed steel sheet to a temperature range above 600°C and not higher than the upper limit temperature, and then holding the final annealed steel sheet in this temperature range in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.2, for 10 seconds to 90 seconds. Therefore, an intermediate layer mainly containing silicon oxide is formed on the surface of the finally annealed steel sheet. The upper limit temperature can be set to eg 1150°C. The intermediate layer is preferably formed with a thickness of 2 nm to 400 nm.
[0204] В процессе формирования промежуточного слоя термоокислительный отжиг выполняют при вышеописанных условиях, за счет чего Fe в оксидах на основе Fe восстанавливается, Fe замещается на Si, и, тем самым, оксиды на основе Fe превращаются в оксид кремния. Вследствие данной термообработки большая часть оксидов на основе Fe, присутствующих на поверхности окончательно отожженного стального листа, исчезает, и вместо них формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, и, кроме того, какая-то часть восстановленного Fe остается на поверхности промежуточного слоя и становится фазами металлического Fe.[0204] In the process of forming the intermediate layer, thermal oxidative annealing is performed under the above-described conditions, whereby Fe in the Fe-based oxides is reduced, Fe is replaced by Si, and thereby the Fe-based oxides are converted into silicon oxide. Due to this heat treatment, most of the Fe-based oxides present on the surface of the final annealed steel sheet disappear, and an intermediate layer is formed instead, mainly containing silicon oxide, and, in addition, some of the reduced Fe remains on the surface of the intermediate layer and becomes phases of metallic Fe.
[0205] После термоокислительного отжига окончательно отожженный стальной лист охлаждают до температурного диапазона 600°C или ниже в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,0005-0,2, вследствие чего на поверхности основного стального листа непрерывно формируется промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, вслед за термоокислительным отжигом.[0205] After the thermal oxidative annealing, the final annealed steel sheet is cooled to a temperature range of 600°C or lower in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.0005-0.2, whereby an intermediate layer is continuously formed on the surface of the base steel sheet. a layer mainly containing silicon oxide, following thermal oxidative annealing.
[0206] В способе изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, как показано на фиг. 5, слой 2C2 оксидов на основе Fe восстанавливается со стороны поверхности, и промежуточный слой 2B2 формируется так, что Fe замещается на Si. Поэтому полагают, что формируется промежуточный слой 2B2, который обладает превосходной адгезией к основному стальному листу 12, и, одновременно, подавляется образование фаз металлического Fe со стороны поверхности промежуточного слоя 2B2. В случае, когда слой 2C2 оксидов на основе Fe формируется избыточно, полагают, что скорость восстановления слоя 2C2 оксидов на основе Fe становится неравномерной, в зависимости от мест, и формируются крупные фазы металлического Fe.[0206] In the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, as shown in FIG. 5, the 2C2 layer of Fe-based oxides is reduced from the surface side, and the intermediate layer 2B2 is formed so that Fe is replaced by Si. Therefore, it is believed that the intermediate layer 2B2 is formed, which has excellent adhesion to the
[0207] Условия термоокислительного отжига в процессе формирования промежуточного слоя конкретно не ограничены, но предпочтительно выдерживать окончательно отожженный стальной лист, например, в температурном диапазоне от 700°C до 1150°C в течение от 10 секунд до 90 секунд. С точки зрения скорости реакции, когда во время термоокислительного отжига верхняя предельная температура становится выше, чем 1150°C, вероятность неравномерного формирования промежуточного слоя снижается, неровность границы раздела между промежуточным слоем и основным стальным листом увеличивается, и существуют ситуация, когда магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются, и ситуация, когда прочность листа анизотропной электротехнической стали снижается, обработки в отжиговых печах непрерывного действия становятся затруднительными, и производительность снижается.[0207] The thermal oxidative annealing conditions in the intermediate layer formation process are not particularly limited, but it is preferable to hold the final annealed steel sheet, for example, in a temperature range of 700°C to 1150°C for 10 seconds to 90 seconds. From the point of view of the reaction rate, when the upper limit temperature becomes higher than 1150°C during the thermal oxidative annealing, the probability of uneven formation of the intermediate layer is reduced, the unevenness of the interface between the intermediate layer and the base steel sheet is increased, and there are situations where the magnetic loss of the sheet is anisotropic electrical steel deteriorate, and the situation where the strength of the anisotropic electrical steel sheet is lowered, continuous annealing furnace treatments become difficult, and productivity is lowered.
[0208] Время выдержки в ходе термоокислительного отжига предпочтительно устанавливают на 10 секунд или более с точки зрения предпочтительного формирования промежуточного слоя. С точки зрения производительности и исключения снижения коэффициента заполнения, вызванного увеличением толщины промежуточного слоя, время выдержки предпочтительно устанавливают на 60 секунд или менее.[0208] The holding time during the thermal oxidative annealing is preferably set to 10 seconds or more from the point of view of preferential formation of the intermediate layer. From the viewpoint of productivity and avoidance of the decrease in fill factor caused by the increase in the thickness of the intermediate layer, the holding time is preferably set to 60 seconds or less.
[0209] С точки зрения формирования промежуточного слоя с толщиной от 2 нм до 400 нм, при термоокислительном отжиге, окончательно отожженный стальной лист предпочтительно выдерживают в температурном диапазоне от 650°C до 1000°C в течение от 15 секунд до 90 секунд, п предпочтительнее выдерживают в температурном диапазоне от 700°C до 900°C в течение от 25 секунд до 60 секунд.[0209] From the point of view of forming an intermediate layer with a thickness of 2 nm to 400 nm, in the thermal oxidative annealing, the final annealed steel sheet is preferably kept in a temperature range of 650°C to 1000°C for 15 seconds to 90 seconds, and more preferably maintained in the temperature range from 700°C to 900°C for 25 seconds to 60 seconds.
Процесс формирования изоляционного покрытияThe process of forming an insulating coating
[0210] В процессе формирования изоляционного покрытия можно применить общеизвестные условия. Например, на поверхность промежуточного слоя наносят покрывающий раствор и затем прокаливают в температурном диапазоне от 350°C до 1150°C в течение 5-300 секунд в атмосфере, содержащей водород, водяной пар и азот и имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,001-1,0, чтобы превратить покрывающий раствор в изоляционное покрытие. Изоляционное покрытие предпочтительно формируют с толщиной от 0,1 мкм до 10 мкм.[0210] In the process of forming an insulating coating, well-known conditions can be applied. For example, a coating solution is applied to the surface of the intermediate layer and then calcined in a temperature range of 350°C to 1150°C for 5 to 300 seconds in an atmosphere containing hydrogen, steam and nitrogen and having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.001-1.0 to convert the coating solution into an insulating coating. The insulating coating is preferably formed with a thickness of 0.1 µm to 10 µm.
[0211] Покрывающий раствор также конкретно не ограничен, и можно раздельно применять покрывающий раствор, содержащий коллоидный диоксид кремния, и покрывающий раствор, не содержащий коллоидного диоксида кремния. В случае формирования изоляционного покрытия 3 с использованием покрывающего раствора, содержащего коллоидный диоксид кремния, можно сформировать изоляционное покрытие, содержащее Si. Кроме того, в случае формирования изоляционного покрытия с использованием покрывающего раствора, не содержащего коллоидного диоксида кремния, можно сформировать изоляционное покрытие, не содержащее Si.[0211] The coating solution is also not particularly limited, and a coating solution containing fumed silica and a coating solution not containing fumed silica can be used separately. In the case of forming the insulating
[0212] Примеры покрывающего раствора, не содержащего коллоидного диоксида кремния, включают покрывающие растворы, содержащие глинозем и борную кислоту. Кроме того, примеры покрывающего раствора, содержащего коллоидный диоксид кремния, включают покрывающие растворы, содержащие фосфорную кислоту или фосфат, коллоидный диоксид кремния и хромовый ангидрид или хромат. Примеры фосфата включают фосфаты Ca, Al, Mg, Sr и т.п. Примеры хромата включают хроматы Na, K, Ca, Sr и т.п. Коллоидный диоксид кремния конкретно не ограничен, и можно применять его частицы любого подходящего размера.[0212] Examples of a coating solution that does not contain colloidal silicon dioxide include coating solutions containing alumina and boric acid. Further, examples of a coating solution containing colloidal silica include coating solutions containing phosphoric acid or phosphate, colloidal silica, and chromic anhydride or chromate. Examples of the phosphate include Ca, Al, Mg, Sr phosphates, and the like. Examples of chromate include Na, K, Ca, Sr chromates and the like. Colloidal silica is not particularly limited, and any suitable particle size can be used.
[0213] Для улучшения различных характеристик в покрывающий раствор можно дополнительно вводить множество различных элементов или соединений, при условии, что эффекты листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления не теряются.[0213] In order to improve various characteristics, a plurality of different elements or compounds can be added to the coating solution, as long as the effects of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment are not lost.
[0214] В процессе формирования изоляционного покрытия, при процедуре охлаждения после нагрева покрывающего раствора в температурном диапазоне 1150°C или выше, предпочтительно выполнять охлаждение при следующих условиях в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C, чтобы предотвратить изменение (разложение или т.п.) изоляционного покрытия и промежуточного слоя после прокаливания: степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы: 0,01-0,1; время пребывания: от 10 секунд до 30 секунд.[0214] In the process of forming the insulating coating, in the cooling procedure after heating the coating solution in the temperature range of 1150°C or higher, it is preferable to perform cooling under the following conditions in the temperature range of 600°C to 1150°C to prevent change (decomposition or t .p.) insulation coating and intermediate layer after calcination: oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere: 0.01-0.1; residence time: 10 seconds to 30 seconds.
[0215] Газ в атмосфере может быть обычно применяемым газом, и можно использовать, например, газ, содержащий 25% по объему водорода, с остальным, состоящим из азота и примеси.[0215] The atmospheric gas may be a commonly used gas, and, for example, a gas containing 25% by volume of hydrogen, with the remainder consisting of nitrogen and impurities, can be used.
[0216] В ходе процедуры охлаждения в процессе формирования изоляционного покрытия, когда степень окисления (PH2O/PH2) в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C составляет ниже 0,01, существует ситуация, когда изоляционное покрытие разлагается. Кроме того, когда степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в вышеописанном температурном диапазоне превышает 0,1, существует ситуация, когда основной стальной лист значительно окисляется, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы в вышеописанном температурном диапазоне предпочтительно составляет 0,02-0,05, а предпочтительнее 0,03-0,08.[0216] During the cooling procedure in the process of forming the insulating coating, when the oxidation state (P H2O /P H2 ) in the temperature range from 600°C to 1150°C is lower than 0.01, there is a situation where the insulating coating is decomposed. In addition, when the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in the above-described temperature range exceeds 0.1, there is a situation where the base steel sheet is significantly oxidized and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. The oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere in the above-described temperature range is preferably 0.02-0.05, and more preferably 0.03-0.08.
[0217] Температура, при которой контролируют охлаждение, предпочтительно составляет от 600°C до 1050°C, а предпочтительнее от 650°C до 950°C.[0217] The temperature at which the cooling is controlled is preferably 600°C to 1050°C, and more preferably 650°C to 950°C.
[0218] Когда время пребывания в температурном диапазоне от 600°C до 1150°C короче 10 секунд, существует ситуация, когда форма стального листа ухудшается вследствие неравномерности охлаждения. Когда время пребывания в вышеописанном температурном диапазоне превышает 30 секунд, существует ситуация, когда стальной лист окисляется, и магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали ухудшаются. Время пребывания в вышеописанном температурном диапазоне предпочтительно составляет от 10 секунд до 25 секунд, а предпочтительнее от 10 секунд до 20 секунд.[0218] When the residence time in the temperature range from 600°C to 1150°C is shorter than 10 seconds, there is a situation where the shape of the steel sheet deteriorates due to uneven cooling. When the residence time in the above-described temperature range exceeds 30 seconds, there is a situation where the steel sheet is oxidized and the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet deteriorates. The residence time in the above temperature range is preferably 10 seconds to 25 seconds, and more preferably 10 seconds to 20 seconds.
Другие процессыOther processes
[0219] Способ изготовления листа анизотропной электротехнической стали согласно первому примеру может дополнительно включать процесс, который обычно выполняют в способах изготовления листов анизотропной электротехнической стали. Способ изготовления может дополнительно включать процесс азотирующей обработки с выполнением азотирования, которое повышает содержание N в подвергнутом обезуглероживающему отжигу стальном листе, между началом обезуглероживающего отжига и инициированием вторичной рекристаллизации при окончательном отжиге. Причина состоит в том, что магнитную индукцию можно стабильно улучшать повышением содержания ингибитора, такого как нитрид алюминия (AlN), посредством азотирования. Азотирующая обработка может быть обычным азотированием, и его примеры включают обработку отжигом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа в атмосфере, содержащей газ, обладающий азотирующей способностью, такой как аммиак, обработку окончательным отжигом подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа, на который нанесен сепаратор отжига, содержащий порошок, обладающий азотирующей способностью, такой как MnN, и т.п.[0219] The manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet according to the first example may further include a process that is generally performed in methods for manufacturing anisotropic electrical steel sheets. The manufacturing method may further include a nitriding treatment process of performing nitriding that increases the N content in the decarburized annealed steel sheet between the start of the decarburization annealing and the initiation of secondary recrystallization in the final annealing. The reason is that the magnetic induction can be stably improved by increasing the content of an inhibitor such as aluminum nitride (AlN) through nitriding. The nitriding treatment may be conventional nitriding, and examples thereof include annealing treatment of a decarburization-annealed steel sheet in an atmosphere containing a gas having nitriding capability such as ammonia, final annealing treatment of a decarburization-annealed steel sheet to which an annealing separator containing powder has been applied, having a nitriding property such as MnN, and the like.
Способ изготовления согласно второму примеруManufacturing method according to the second example
[0220] В качестве способа изготовления листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, в способе изготовления согласно второму примеру процесс формирования промежуточного слоя и процесс формирования изоляционного покрытия из способа изготовления согласно первому примеру выполняют в одном процессе. Способ изготовления согласно второму примеру не отличается от способа изготовления согласно первому примеру, за тем исключением, что промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в одном процессе. Поэтому в дальнейшем будет описан только процесс формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия, при котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формируют в одном процессе.[0220] As the manufacturing method of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, in the manufacturing method of the second example, the intermediate layer forming process and the insulation coating forming process of the manufacturing method of the first example are performed in one process. The manufacturing method according to the second example is the same as the manufacturing method according to the first example, except that the intermediate layer and the insulating coating are formed in the same process. Therefore, in the following, only the process of forming the intermediate layer and the insulating coating, in which the intermediate layer and the insulating coating are formed in one process, will be described.
Процесс формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытияThe process of forming the intermediate layer and insulating coating
[0221] Покрывающий раствор наносят на поверхность окончательно отожженного стального листа, полученного в результате процесса окончательного отжига, и окончательно отожженный стальной лист отжигают, например, в температурном диапазоне выше 600°C и 1150°C или ниже в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,01-0,3, с формированием тем самым промежуточного слоя, главным образом содержащего оксид кремния, и изоляционного покрытия на поверхности окончательно отожженного стального листа одновременно. В качестве покрывающего раствора и газа в атмосфере можно использовать такие же покрывающий раствор и газ, как в способе изготовления по первому варианту осуществления.[0221] A coating solution is applied to the surface of the final annealed steel sheet obtained by the final annealing process, and the final annealed steel sheet is annealed, for example, in a temperature range above 600°C and 1150°C or lower in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.01-0.3, thereby forming an intermediate layer mainly containing silicon oxide and an insulating coating on the surface of the finally annealed steel sheet at the same time. As the coating solution and atmospheric gas, the same coating solution and gas as in the manufacturing method of the first embodiment can be used.
[0222] Покрывающий раствор наносят на поверхность окончательно отожженного стального листа, и окончательно отожженный стальной лист отжигают, как описано выше, в результате чего Fe в оксидах на основе Fe восстанавливается, на поверхности окончательно отожженного стального листа формируются промежуточный слой и фазы металлического Fe, и, в то же время, прокаливают покрывающий раствор, формируя изоляционное покрытие на поверхности промежуточного слоя.[0222] A coating solution is applied to the surface of the final annealed steel sheet, and the final annealed steel sheet is annealed as described above, whereby Fe in the Fe-based oxides is reduced, an intermediate layer and metallic Fe phases are formed on the surface of the final annealed steel sheet, and at the same time, the coating solution is calcined to form an insulating coating on the surface of the intermediate layer.
[0223] Для одновременного проведения формирования промежуточного слоя посредством термоокисления (термооксидирования) и формирования изоляционного покрытия посредством прокаливания покрывающего раствора, степень окисления (PH2O/PH2) атмосферы предпочтительно устанавливают в пределах 0,05-0,25, а предпочтительнее устанавливают в пределах 0,1-0,2.[0223] In order to simultaneously carry out the formation of the intermediate layer by thermal oxidation (thermooxidation) and the formation of the insulation coating by calcining the coating solution, the oxidation state (P H2O /P H2 ) of the atmosphere is preferably set in the range of 0.05-0.25, and is preferably set in the range 0.1-0.2.
[0224] Настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления. Вышеописанные варианты осуществления являются типичными примерами, и любые листы анизотропной электротехнической стали и способы их изготовления входят в технический объем настоящего изобретения, при условии, что листы анизотропной электротехнической стали и способы их изготовления имеют по существу ту же самую конфигурацию и демонстрируют такие же действие и эффект, как техническая концепция, описанная в формуле настоящего изобретения.[0224] The present invention is not limited to the above embodiments. The above embodiments are typical examples, and any anisotropic electrical steel sheets and methods for making the same are within the technical scope of the present invention, provided that the anisotropic electrical steel sheets and methods for making the same have substantially the same configuration and exhibit the same operation and effect. , as the technical concept described in the claims of the present invention.
ПримерыExamples
[0225] В дальнейшем настоящее изобретение будет более подробно описано на иллюстративных примерах и сравнительных примерах. В последующем описании условия в примерах являются типичными условиями, принятыми для подтверждения осуществимости и эффектов настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено данными типичными условиями. Настоящее изобретение позволяет применять множество различных условий в пределах объема и сущности настоящего изобретения, при условии, что цель настоящего изобретения достигается.[0225] In the following, the present invention will be described in more detail with illustrative examples and comparative examples. In the following description, the conditions in the examples are typical conditions adopted to confirm the feasibility and effects of the present invention, and the present invention is not limited to these typical conditions. The present invention allows many different conditions to be applied within the scope and spirit of the present invention, provided that the object of the present invention is achieved.
[0226] Кроме того, способы оценки в примерах и сравнительных примерах могут быть обычными способами и не обязательно должны быть специальными способами. Однако, в примерах листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления и примерах листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, например, применяются следующие способы оценки.[0226] In addition, the evaluation methods in the examples and comparative examples may be conventional methods and need not be special methods. However, in the examples of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment and the examples of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, for example, the following evaluation methods are applied.
[Структуры покрытий][Coating Structures]
[0227] Структуры покрытий листов анизотропной электротехнической стали оценивали путем наблюдения сечения покрытий с использованием сканирующего просвечивающего электронного микроскопа (STEM), в котором диаметр электронного пучка устанавливали равным 10 нм, и измерения толщины промежуточного слоя.[0227] The coating structures of the anisotropic electrical steel sheets were evaluated by observing the cross section of the coatings using a scanning transmission electron microscope (STEM), in which the electron beam diameter was set to 10 nm, and measuring the thickness of the intermediate layer.
[0228] Конкретнее, в отношении толщины промежуточного слоя, образец для наблюдения в STEM вырезали так, чтобы получить наблюдаемое сечение, параллельное направлению по толщине листа и перпендикулярное направлению прокатки, и проводили линейный анализ на наблюдаемом сечении в 100 местах с интервалами 0,1 мкм в направлении, параллельном поверхности основного стального листа. Вместе с тем, выполняли количественный анализ по пяти элементам Fe, P, Si, O и Mg с интервалами 1 нм в направлении по толщине листа методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), при котором диаметр электронного пучка устанавливали равным 10 нм, чтобы определить тип каждого слоя и измерить толщину каждого слоя. Конкретный способ определения типа каждого слоя описан ниже. Кроме того, среднее значение T толщины промежуточного слоя и среднеквадратичное отклонение σ толщины промежуточного слоя вычисляли вышеописанным способом. Полученное среднеквадратичное отклонение σ толщины промежуточного слоя делили на среднее значение T толщины промежуточного слоя, с получением тем самым коэффициента вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя.[0228] More specifically, with respect to the thickness of the interlayer, the STEM observation specimen was cut so as to obtain an observed section parallel to the sheet thickness direction and perpendicular to the rolling direction, and a line analysis was performed on the observed section at 100 locations at 0.1 µm intervals. in a direction parallel to the surface of the base steel sheet. Meanwhile, the five elements Fe, P, Si, O, and Mg were quantified at 1 nm intervals in the sheet thickness direction by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) in which the electron beam diameter was set to 10 nm to determine the type of each layer and measure the thickness of each layer. The specific method for determining the type of each layer is described below. In addition, the average value T of the thickness of the intermediate layer and the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer were calculated by the above-described method. The obtained standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer was divided by the average value T of the thickness of the intermediate layer, thereby obtaining a coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer.
[Химический состав][Chemical composition]
[0229] Химический состав основного стального листа измеряли с использованием искровой оптико-эмиссионной спектроскопии (Spark-OES). Кроме того, в случае низкого содержания, содержание измеряли с использованием атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). Кислоторастворимый Al измеряли методом ICP-MS, используя фильтрат, полученный гидролизом образца в кислоте. Кроме того, C и S измеряли с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра после сжигания, и N измеряли методом теплопроводности при плавке в инертном газе.[0229] The chemical composition of the base steel sheet was measured using spark optical emission spectroscopy (Spark-OES). In addition, in the case of low content, the content was measured using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Acid soluble Al was measured by ICP-MS using a filtrate obtained by hydrolysis of a sample in acid. In addition, C and S were measured using the infrared absorption method after combustion, and N was measured by the heat conduction method during inert gas smelting.
[Адгезия][Adhesion]
[0230] Адгезию изоляционного покрытия оценивали путем выполнения испытания на адгезию в соответствии с испытанием на адгезионную прочность при изгибе по стандарту JIS K 5600-5-1 (1999). Из листа анизотропной электротехнической стали брали испытательный образец, который имел размеры 80 мм в направлении прокатки и 40 мм в направлении, перпендикулярном направлению прокатки. Взятый испытательный образец наматывали на круглый пруток, имеющий диаметр 16 мм. При испытании на адгезию испытательный образец изгибали на 180° с использованием испытательного устройства типа 1, описанного в испытании на адгезионную прочность при изгибе по стандарту JIS K 5600-5-1 (1999). На образце для испытания на изгиб измеряли процентную долю площади участка, от которого отслоилось изоляционное покрытие. В случае, когда процентная доля отслоения изоляционного покрытия составляла 30% или менее, адгезию изоляционного покрытия считали превосходной и определяли как прошедшую испытание. В случае, когда процентная доля отслоения изоляционного покрытия составляла более 30%, адгезию изоляционного покрытия считали плохой и определяли как не прошедшую испытание.[0230] The adhesion of the insulation coating was evaluated by performing an adhesion test in accordance with the adhesive bending strength test of JIS K 5600-5-1 (1999). A test specimen was taken from the anisotropic electrical steel sheet, which had dimensions of 80 mm in the rolling direction and 40 mm in the direction perpendicular to the rolling direction. The taken test specimen was wound around a round bar having a diameter of 16 mm. In the adhesion test, the test piece was bent through 180° using the
[Магнитные потери][Magnetic loss]
[0231] Что касается магнитных потерь, то магнитные потери W17/50 (Вт/кг) при магнитной индукции возбуждающего магнитного поля 1,7 Тл и частоте 50 Гц измеряли с помощью испытания методом Эпштейна по стандарту JIS C 2550-1. В случае, когда магнитные потери W17/50 составляли 1,00 или менее, такие магнитные потери определяли как благоприятные. С другой стороны, в случае, когда магнитные потери W17/50 составляли более 1,00, такие магнитные потери определяли как плохие.[0231] With regard to magnetic loss, the magnetic loss W17/50 (W/kg) at a magnetic induction of the excitation magnetic field of 1.7 T and a frequency of 50 Hz was measured using the Epstein test of JIS C 2550-1. In the case where the magnetic loss W17/50 was 1.00 or less, such magnetic loss was determined to be favorable. On the other hand, in the case where the magnetic loss W17/50 was more than 1.00, such magnetic loss was determined to be poor.
<Примеры листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления><Examples of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment>
(Пример 1)(Example 1)
[0232] Сляб, имеющий химический состав стали A в таблице 1 (остальное: Fe и примеси), выдерживали при 1150°C в течение 60 минут, а затем выполняли горячую прокатку нагретого сляба, с получением тем самым горячекатаного стального листа, имеющего толщину листа 2,8 мм. После этого выполняли отжиг в состоянии горячей полосы посредством выдержки горячекатаного стального листа при 900°C в течение 120 секунд и затем быстрого охлаждения горячекатаного стального листа, с получением тем самым отожженного стального листа. После этого отожженный стальной лист травили и выполняли холодную прокатку травленого отожженного стального листа, с получением тем самым холоднокатаного стального листа, имеющего конечную толщину 0,23 мм. Все единицы числовых значений в таблице 1 являются «мас.%».[0232] The slab having the chemical composition of steel A in Table 1 (balance: Fe and impurities) was held at 1150°C for 60 minutes, and then hot rolling of the heated slab was performed, thereby obtaining a hot-rolled steel sheet having a sheet thickness 2.8 mm. Thereafter, hot strip state annealing was performed by holding the hot-rolled steel sheet at 900° C. for 120 seconds and then rapidly cooling the hot-rolled steel sheet, thereby obtaining an annealed steel sheet. Thereafter, the annealed steel sheet was pickled, and the pickled annealed steel sheet was cold rolled, thereby obtaining a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.23 mm. All units of numerical values in Table 1 are "wt.%".
[0233] [Таблица 1][0233] [Table 1]
[0234] Выполняли обезуглероживающий отжиг выдержкой полученного холоднокатаного стального листа при 850°C в течение 90 секунд в атмосфере, содержащей 75% по объему водорода, с остальным из азота и примесей, получив тем самым подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист.[0234] Decarburization annealing was performed by holding the obtained cold-rolled steel sheet at 850° C. for 90 seconds in an atmosphere containing 75% by volume of hydrogen with the rest of nitrogen and impurities, thereby obtaining a decarburization annealed steel sheet.
[0235] На полученный подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист наносили сепаратор отжига, имеющий состав 60 мас.% глинозема и 40 мас.% магнезии. Затем подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист нагревали до 1200°C со скоростью повышения температуры 15°C/ч в водородно-азотной смешанной атмосфере, а затем выполняли окончательный отжиг выдержкой подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при 1200°C в течение 20 часов в водородной атмосфере. После этого подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждали от 1100°C до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 90000, в течение 10 часов. После охлаждения сепаратор отжига удаляли с поверхности с помощью щетки, с получением тем самым окончательно отожженного стального листа, в котором вторичная рекристаллизация завершена.[0235] An annealing separator having a composition of 60 wt.% alumina and 40 wt.% magnesia was applied to the obtained steel sheet subjected to decarburization annealing. Then, the decarburization-annealed steel sheet was heated to 1200°C at a temperature rise rate of 15°C/h in a hydrogen-nitrogen mixed atmosphere, and then final annealing was performed by holding the decarburization-annealed steel sheet at 1200°C for 20 hours in a hydrogen atmosphere. Thereafter, the decarburized annealed steel sheet was cooled from 1100°C to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 90,000 for 10 hours. After cooling, the annealing separator was removed from the surface with a brush, thereby obtaining a final annealed steel sheet in which the secondary recrystallization was completed.
[0236] Нагревали полученный окончательно отожженный стальной лист в температурном диапазоне от 300°C до 750°C со средней скоростью нагрева 100°C/секунду в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,001. Затем выдерживали окончательно отожженный стальной лист в температурном диапазоне от 750°C до 1150°C в течение 60 секунд в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,005, с формированием тем самым промежуточного слоя.[0236] The resulting final annealed steel sheet was heated in a temperature range of 300°C to 750°C at an average heating rate of 100°C/second in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.001. Then, the final annealed steel sheet was held in a temperature range of 750°C to 1150°C for 60 seconds in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.005, thereby forming an intermediate layer.
[0237] На поверхность стального листа, на котором был сформирован промежуточный слой, наносили покрывающий раствор, содержащий фосфат и коллоидный диоксид кремния, выполняли нагрев до 800°C в атмосфере, содержащей водород, водяной пар и азот и имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,1, и затем выдерживали в течение 60 секунд, тем самым прокалив изоляционное покрытие. Вышеописанным способом получили лист анизотропной электротехнической стали по примеру 1.[0237] On the surface of the steel sheet on which the intermediate layer was formed, a coating solution containing phosphate and colloidal silicon dioxide was applied, heating was performed to 800°C in an atmosphere containing hydrogen, water vapor and nitrogen and having an oxidation state (P H2O / P H2 ) 0.1, and then held for 60 seconds, thereby calcining the insulating coating. In the manner described above, a sheet of anisotropic electrical steel was obtained according to example 1.
[0238] В листе анизотропной электротехнической стали по примеру 1, полученном вышеописанным способом, на границе раздела между промежуточным слоем и основным стальным листом не образовалось никакой неровности. А именно, параметр Ra поверхности окончательно отожженного стального листа составил 0,3 мкм. Шероховатость Ra поверхности окончательно отожженного стального листа измеряли с использованием способа измерения, идентичного вышеописанному способу измерения шероховатости Ra поверхности основного стального листа. Поскольку шероховатость Ra поверхности не изменяется, даже когда на поверхности окончательно отожженного стального листа формируются промежуточный слой и изоляционное покрытие, то шероховатость Ra поверхности окончательно отожженного стального листа можно рассматривать как шероховатость Ra поверхности основного стального листа в листе анизотропной электротехнической стали.[0238] In the anisotropic electrical steel sheet of Example 1 obtained by the above method, no unevenness was generated at the interface between the intermediate layer and the base steel sheet. Namely, the surface Ra of the final annealed steel sheet was 0.3 µm. The surface roughness Ra of the finished annealed steel sheet was measured using a measurement method identical to the above-described method for measuring the surface roughness Ra of the base steel sheet. Since the surface roughness Ra does not change even when an intermediate layer and an insulating coating are formed on the surface of the final annealed steel sheet, the surface roughness Ra of the final annealed steel sheet can be regarded as the surface roughness Ra of the base steel sheet in the anisotropic electrical steel sheet.
[0239] Таблица 2 показывает условия изготовления, среднеквадратичные отклонения σ толщин промежуточного слоя, средние значения T толщин промежуточного слоя, коэффициенты вариации (σ/T) толщин промежуточного слоя, шероховатость Ra поверхности окончательно отожженных стальных листов и результаты измерения процентных долей (%) отслоения изоляционных покрытий после испытания изгибом с ∅16 мм и магнитных потерь W17/50 (Вт/кг).[0239] Table 2 shows the manufacturing conditions, standard deviations σ of the thicknesses of the intermediate layer, average values T of the thicknesses of the intermediate layer, coefficients of variation (σ/T) of the thicknesses of the intermediate layer, surface roughness Ra of the finished annealed steel sheets, and measurement results of percentages (%) of delamination insulating coatings after bending test with ∅16 mm and magnetic losses W17/50 (W/kg).
[0240] [Таблица 2][0240] [Table 2]
(Примеры 2-6)(Examples 2-6)
[0241] Листы анизотропной электротехнической стали в примерах 2-6 получали при таких же условиях изготовления, как и в примере 1, за тем исключением, что степень окисления атмосферы при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига, степень окисления атмосферы и скорость повышения температуры при процедуре нагрева в процессе формирования промежуточного слоя и температуру выдержки и степень окисления в процессе формирования промежуточного слоя изменяли на условия, приведенные в таблице 2.[0241] The anisotropic electrical steel sheets in Examples 2-6 were obtained under the same manufacturing conditions as in Example 1, except that the oxidation state of the atmosphere in the cooling procedure in the final annealing process, the oxidation state of the atmosphere, and the temperature rise rate in the procedure heating during the formation of the intermediate layer and the holding temperature and the degree of oxidation during the formation of the intermediate layer were changed to the conditions shown in table 2.
(Сравнительные примеры 1-11)(Comparative Examples 1-11)
[0242] Листы анизотропной электротехнической стали в сравнительных примерах с 1 по 11 получали при условиях изготовления, приведенных в таблице 2. Условия, отличные от условий, приведенных в таблице 2, были такими же, как и в примере 1.[0242] The anisotropic electrical steel sheets in Comparative Examples 1 to 11 were produced under the manufacturing conditions shown in Table 2. Conditions other than those shown in Table 2 were the same as in Example 1.
[0243] Затем изготовили листы анизотропной электротехнической стали по примерам 7-10 и сравнительным примерам 8-15, с использованием стали A, стали B, стали и стали D, показанных в таблице 1, при условиях изготовления, приведенных в таблице 3. Условия, отличные от условий, приведенных в таблице 2, были такими же, как и в примере 1.[0243] Then, the anisotropic electrical steel sheets of Examples 7-10 and Comparative Examples 8-15 were produced using Steel A, Steel B, Steel, and Steel D shown in Table 1 under the manufacturing conditions shown in Table 3. Conditions different from the conditions shown in table 2 were the same as in example 1.
[0244] [Таблица 3][0244] [Table 3]
(Результаты оценки)(Evaluation results)
[0245] Результаты оценки показаны в таблице 2 и таблице 3. В таблице 2 и таблице 3 подчеркнуты условия изготовления и характеристики, которые не являются предпочтительными. Основной стальной лист в примерах 1-10 содержал, в мас.%, Si: от 3,00% до 3,50%, C: 0,005% или менее, кислоторастворимый Al: 0,005% или менее, N: 0,0040% или менее, Mn: от 0,05% до 0,25%, и S и Se: 0,005% или менее в сумме, с остальным из Fe и примеси.[0245] The evaluation results are shown in Table 2 and Table 3. In Table 2 and Table 3, manufacturing conditions and characteristics that are not preferred are underlined. The base steel sheet in Examples 1 to 10 contained, in wt %, Si: 3.00% to 3.50%, C: 0.005% or less, acid-soluble Al: 0.005% or less, N: 0.0040% or less, Mn: 0.05% to 0.25%, and S and Se: 0.005% or less in total, with the rest of Fe and impurities.
[0246] Как показано в таблице 2, в листах анизотропной электротехнической стали в сравнительных примерах 1-7, в которых на поверхности основного стального листа присутствовал промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, на поверхности промежуточного слоя присутствовало изоляционное покрытие, но коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя превышал 0,500, процентные доли отслоения изоляционного покрытия достигали 51% или более, и адгезия изоляционных покрытий была недостаточной.[0246] As shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheets in Comparative Examples 1 to 7, in which an intermediate layer mainly containing silicon oxide was present on the surface of the base steel sheet, an insulating coating was present on the surface of the intermediate layer, but the coefficient of variation ( σ/T) of the thickness of the intermediate layer exceeded 0.500, the peeling percentages of the insulation coating reached 51% or more, and the adhesion of the insulation coatings was insufficient.
[0247] Как показано в таблице 2, в листах анизотропной электротехнической стали в сравнительных примерах 4-7 степени окисления (PH2O/PH2) атмосфер при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига были столь низкими, как 0,1 или ниже. Поэтому полагают, что толщина промежуточного слоя становилась неравномерной, и, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, в части концентрировалось напряжение, и изоляционное покрытие становилось легко отслаивающимся.[0247] As shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheets in Comparative Examples 4 to 7, the oxidation states (P H2O /P H2 ) of atmospheres in the cooling procedure in the final annealing process were as low as 0.1 or lower. Therefore, it is believed that the thickness of the intermediate layer became uneven, and in the case where the anisotropic electrical steel sheet was bent, stress was concentrated in the part and the insulating coating became easily peeled off.
[0248] Кроме того, как показано в таблице 2, в листах анизотропной электротехнической стали в сравнительных примерах 1-3 степени окисления (PH2O/PH2) атмосфер при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига достигали 110000 или выше. Поэтому полагают, что толщина промежуточного слоя становилась неравномерной, и, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, в части концентрировалось напряжение, и изоляционное покрытие становилось легко отслаивающимся.[0248] In addition, as shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheets in Comparative Examples 1 to 3, the oxidation state (P H2O /P H2 ) atmospheres in the cooling procedure in the final annealing process reached 110,000 or more. Therefore, it is believed that the thickness of the intermediate layer became uneven, and in the case where the anisotropic electrical steel sheet was bent, stress was concentrated in the part and the insulating coating became easily peeled off.
[0249] Как показано в таблице 2, в листах анизотропной электротехнической стали в сравнительном примере 8 и сравнительном примере 9 реакции проходили исключительно при процедуре нагрева в процессе формирования промежуточного слоя, и толщины промежуточных слоев становились неравномерными. Поэтому полагают, что, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, в части концентрировалось напряжение, и изоляционное покрытие становилось легко отслаивающимся.[0249] As shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheets in Comparative Example 8 and Comparative Example 9, reactions proceeded exclusively in the heating procedure in the process of forming the intermediate layer, and the thicknesses of the intermediate layers became uneven. Therefore, it is believed that, in the case where the anisotropic electrical steel sheet was bent, stress was concentrated in the part and the insulating coating became easily peeled off.
[0250] Как показано в таблице 2, в листе анизотропной электротехнической стали в сравнительном примере 10 скорость нагрева при процедуре нагрева в процессе формирования промежуточного слоя была высокой, и температура достигала температурного диапазона, в котором реакция была быстрой, даже до того, как реакция проходила в достаточной степени. Поэтому полагают, что толщина промежуточного слоя становилась неравномерной, и, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, в части концентрировалось напряжение, и изоляционное покрытие становилось легко отслаивающимся.[0250] As shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheet in Comparative Example 10, the heating rate in the heating procedure in the process of forming the intermediate layer was high, and the temperature reached the temperature range in which the reaction was fast even before the reaction proceeded. to a sufficient extent. Therefore, it is believed that the thickness of the intermediate layer became uneven, and in the case where the anisotropic electrical steel sheet was bent, stress was concentrated in the part and the insulating coating became easily peeled off.
[0251] Как показано в таблице 2, в листе анизотропной электротехнической стали в сравнительном примере 11 степень окисления атмосферы при процедуре нагрева в процессе формирования промежуточного слоя составляла 0,00001, что слишком низко. Поэтому, при процедуре нагрева в процессе формирования промежуточного слоя, температура достигала температурного диапазона, в котором реакция была быстрой, даже до того, как реакция проходила в достаточной степени. В результате, полагают, что толщина промежуточного слоя становилась неравномерной, и, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, в части концентрировалось напряжение, и изоляционное покрытие становилось легко отслаивающимся.[0251] As shown in Table 2, in the anisotropic electrical steel sheet in Comparative Example 11, the oxidation state of the atmosphere in the heating procedure during the formation of the intermediate layer was 0.00001, which is too low. Therefore, in the heating procedure during the formation of the intermediate layer, the temperature reached the temperature range in which the reaction was fast even before the reaction proceeded sufficiently. As a result, it is believed that the thickness of the intermediate layer became uneven, and in the case where the anisotropic electrical steel sheet was bent, stress was concentrated in the part and the insulating coating became easily peeled off.
[0252] Напротив, в листах анизотропной электротехнической стали в примерах 1-6, в которых на поверхности основного стального листа присутствовал промежуточный слой, главным образом содержащий оксид кремния, на поверхности промежуточного слоя присутствовало изоляционное покрытие, и коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя составлял 0,500 или менее, процентные доли отслоения покрытия достигали 27% или менее, и адгезия изоляционных покрытий была очень благоприятной. В листах анизотропной электротехнической стали в примерах 1-6 степени окисления (PH2O/PH2) атмосфер при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига составляли 0,3-100000. Поэтому полагают, что толщина промежуточного слоя становилась равномерной, и, в случае, когда лист анизотропной электротехнической стали изгибали, концентрация напряжения в части подавлялась, и изоляционное покрытие отслаивалось с трудом.[0252] In contrast, in the anisotropic electrical steel sheets of Examples 1 to 6, in which an intermediate layer mainly containing silicon oxide was present on the surface of the base steel sheet, an insulating coating was present on the surface of the intermediate layer, and the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer was 0.500 or less, the peeling percentages of the coating reached 27% or less, and the adhesion of the insulating coatings was very favorable. In the anisotropic electrical steel sheets in Examples 1 to 6, the oxidation states (
[0253] Когда примеры 1-4 сравнивали друг с другом, коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя и процентная доля отслоения изоляционного покрытия были наименьшими в примере 3. Имеется такая тенденция, что, когда степень окисления атмосферы при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига повышается или снижается, коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя и процентная доля отслоения изоляционного покрытия повышаются от значений в примере 3 как наименьших значений. Поскольку процентная доля отслоения изоляционного покрытия снижается по мере снижения коэффициента вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя, то полагают, что коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя предпочтительно составляет 0,400 или менее, а предпочтительнее 0,350 или менее.[0253] When Examples 1-4 were compared with each other, the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer and the percentage of delamination of the insulation coating were the smallest in Example 3. There is such a tendency that when the oxidation state of the atmosphere in the cooling procedure in the process the final annealing increases or decreases, the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer and the percentage of delamination of the insulation coating increase from the values in Example 3 as the smallest values. Since the peeling percentage of the insulation coating decreases as the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer decreases, it is believed that the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer is preferably 0.400 or less, and more preferably 0.350 or less.
[0254] Из результатов, представленных в таблице 2, было установлено, что в листах анизотропной электротехнической стали по примерам 1-6 шероховатость Ra поверхности окончательно отожженных стальных листов можно снизить до 0,30 мкм или менее, и магнитные потери также снижаются до низкого диапазона.[0254] From the results shown in Table 2, it was found that in the anisotropic electrical steel sheets of Examples 1 to 6, the surface roughness Ra of the final annealed steel sheets can be reduced to 0.30 µm or less, and the magnetic loss is also reduced to a low range. .
[0255] Кроме того, было установлено, что, для снижения шероховатости Ra поверхности окончательно отожженного стального листа до низкого уровня и получения низких магнитных потерь, предпочтительно устанавливать степень окисления атмосферы при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига в пределах 0,3-1000 и устанавливать степень окисления (PH2O/PH2) в процессе формирования промежуточного слоя в пределах 0,001-0,1.[0255] In addition, it has been found that, in order to reduce the surface roughness Ra of the final annealed steel sheet to a low level and obtain low magnetic loss, it is preferable to set the oxidation state of the atmosphere in the cooling procedure in the final annealing process to 0.3-1000, and to set degree of oxidation (P H2O /P H2 ) during the formation of the intermediate layer within 0.001-0.1.
[0256] Из вышеописанных результатов стало понятно, что в листе анизотропной электротехнической стали, который имеет основной стальной лист, в котором на поверхности по существу отсутствует окончательно отожженная пленка, промежуточный слой, который расположен на поверхности основного стального листа и главным образом содержит оксид кремния, и изоляционное покрытие, расположенное на поверхности промежуточного слоя, и в котором, в промежуточном слое, значение, полученное делением среднеквадратичного отклонения σ толщины промежуточного слоя на среднее значение T толщины промежуточного слоя, составляет 0,500 или менее, магнитные потери являются низкими, а адгезия изоляционного покрытия является превосходной.[0256] From the above-described results, it became clear that in the anisotropic electrical steel sheet, which has a base steel sheet in which there is essentially no final annealed film on the surface, the intermediate layer, which is located on the surface of the base steel sheet and mainly contains silicon oxide, and an insulating coating located on the surface of the intermediate layer, and in which, in the intermediate layer, the value obtained by dividing the standard deviation σ of the thickness of the intermediate layer by the average value T of the thickness of the intermediate layer is 0.500 or less, the magnetic loss is low, and the adhesion of the insulating coating is excellent.
[0257] Из таблицы 3 найдено, что даже из стали A, стали B, стали C и стали D, имеющих разные химические составы, могут быть получены листы анизотропной электротехнической стали, в которых коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя составляет 0,500 или менее, при установлении степени окисления (PH2O/PH2) при процедуре охлаждения в процессе окончательного отжига в подходящем диапазоне и установления условий изготовления в процессе формирования промежуточного слоя на подходящие условия.[0257] From Table 3, it was found that even from steel A, steel B, steel C, and steel D having different chemical compositions, anisotropic electrical steel sheets can be obtained in which the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer is 0.500 or less, by setting the oxidation state (P H2O /P H2 ) in the cooling procedure in the final annealing process to a suitable range, and setting the manufacturing conditions in the intermediate layer formation process to suitable conditions.
[0258] Как показано в таблице 3, установлено, что, когда средняя толщина T промежуточного слоя составляет от 20,0 мкм до 50,0 мкм и шероховатость Ra поверхности окончательно отожженного стального листа составляет от 0,20 мкм до 0,30 мкм, можно получить листы анизотропной электротехнической стали, в которых магнитные потери малы, коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя более низок, а процентная доля отслоения изоляционного покрытия после испытания изгибом с ∅16 мм низка.[0258] As shown in Table 3, it is found that when the average thickness T of the intermediate layer is 20.0 µm to 50.0 µm and the surface roughness Ra of the final annealed steel sheet is 0.20 µm to 0.30 µm, it is possible to obtain anisotropic electrical steel sheets in which the magnetic loss is small, the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer is lower, and the percentage of separation of the insulating coating after the bend test with ∅16 mm is low.
[0259] Кроме того, из результатов, представленных в таблице 2 и таблице 3, найдено, что для дополнительного снижения процентной доли отслоения изоляционного покрытия, шероховатости Ra поверхности окончательно отожженного стального листа и магнитных потерь, коэффициент вариации (σ/T) толщины промежуточного слоя предпочтительно составляет 0,400 или менее, предпочтительнее устанавливается на 0,350 или менее, а еще предпочтительнее устанавливается на 0,300 или менее.[0259] In addition, from the results presented in Table 2 and Table 3, it was found that in order to further reduce the percentage of peeling of the insulation coating, surface roughness Ra of the final annealed steel sheet, and magnetic loss, the coefficient of variation (σ/T) of the thickness of the intermediate layer preferably 0.400 or less, more preferably set to 0.350 or less, and even more preferably set to 0.300 or less.
<Примеры листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления><Examples of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment>
[0260] В примерах листа анизотропной электротехнической стали по второму варианту осуществления, помимо (или вместо) параметров, оцениваемых в примерах листа анизотропной электротехнической стали по первому варианту осуществления, оценивали следующие параметры.[0260] In the examples of the anisotropic electrical steel sheet of the second embodiment, in addition to (or instead of) the parameters evaluated in the examples of the anisotropic electrical steel sheet of the first embodiment, the following parameters were evaluated.
[Адгезия][Adhesion]
[0261] Адгезию изоляционного покрытия оценивали путем выполнения испытания на адгезию в соответствии с испытанием на адгезионную прочность при изгибе по стандарту JIS K 5600-5-1 (1999). Из листа анизотропной электротехнической стали брали испытательный образец, который имел размеры 80 мм в направлении прокатки и 40 мм в направлении, перпендикулярном направлению прокатки. Взятый испытательный образец наматывали на круглый пруток, имеющий диаметр 16 мм. При испытании на адгезию испытательный образец изгибали на 180° с использованием испытательного устройства типа 1, описанного в испытании на адгезионную прочность при изгибе по стандарту JIS K 5600-5-1 (1999). На образце для испытания на изгиб измеряли процентную долю площади участка, на котором изоляционное покрытие не отслоилось, а осталось. В случае, когда процентная доля оставшегося изоляционного покрытия была 50% или более, адгезию изоляционного покрытия считали превосходной и определяли как прошедшую испытание. В случае, когда процентная доля оставшегося изоляционного покрытия была менее 50%, адгезию изоляционного покрытия считали плохой и определяли как не прошедшую испытание.[0261] The adhesion of the insulation coating was evaluated by performing an adhesion test in accordance with the adhesive bending strength test of JIS K 5600-5-1 (1999). A test specimen was taken from the anisotropic electrical steel sheet, which had dimensions of 80 mm in the rolling direction and 40 mm in the direction perpendicular to the rolling direction. The taken test specimen was wound around a round bar having a diameter of 16 mm. In the adhesion test, the test piece was bent through 180° using the
[Измерение длин фаз металлического Fe][Measurement of phase lengths of metallic Fe]
[0262] Длины фаз металлического Fe измеряли наблюдением с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). На сечении, перпендикулярном направлению прокатки, с помощью SEM измеряли длины области, которая была 1000 мкм или длиннее в направлении по ширине листа, и 10 или более фаз металлического Fe. Фазы металлического Fe можно определять с использованием изображения в отраженных электронах, которое получают наблюдением сечения листа анизотропной электротехнической стали, перпендикулярного направлению прокатки, с помощью SEM. Изображение в отраженных электронах преобразовывали в монохроматическое изображение с 256 оттенками серого цвета, и области, имеющие уровни серого в пределах ±20% от среднего уровня серого основного стального листа, определяли как металлическое Fe. Среди областей, определенных как металлическое Fe, те области, которые не являются сплошными с основным стальным листом. определяли как фазы металлического Fe. Причина состоит в том, что целью измерения являются фазы металлического Fe, присутствующие на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Монохроматическое изображение преобразовывали в бинаризованное изображение с использованием уровня 30% по серой шкале со стороны белого цвета в качестве порогового значения, и белую область принимали за основной стальной лист. Вычисляли сумму полученных длин фаз металлического Fe, тем самым получив сумму длин фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Полученную сумму длин фаз металлического Fe делили на длину области наблюдения в направлении по ширине листа, с получением тем самым процентного отношения суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием в сечении, перпендикулярном направлению прокатки. Длину фазы металлического Fe определяли как максимальную длину в направлении, параллельном границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем. Кроме того, получали частоты фаз металлического Fe через каждые 25 нм по длине и получали график (кумулятивного распределения частот), показывающий взаимосвязь между длинами, частотами и накопленными частотами фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием. Следовательно, получали длину фазы металлического Fe, когда накопленная частота равна 0,95.[0262] The phase lengths of metallic Fe were measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). On a section perpendicular to the rolling direction, the lengths of a region that was 1000 μm or longer in the width direction of the sheet and 10 or more metal Fe phases were measured by SEM. The phases of metallic Fe can be determined using reflected electron images obtained by observing a section of an anisotropic electrical steel sheet perpendicular to the rolling direction with SEM. The reflected electron image was converted to a 256 grayscale monochromatic image, and areas having gray levels within ±20% of the average gray level of the base steel sheet were defined as metallic Fe. Among the areas identified as metallic Fe are those areas that are not continuous with the base steel sheet. were determined as phases of metallic Fe. The reason is that the target of the measurement is the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. The monochromatic image was converted to a binarized image using the 30% gray level of the white side as a threshold, and the white area was taken as the main steel sheet. The sum of the obtained lengths of the metallic Fe phases was calculated, thereby obtaining the sum of the lengths of the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. The resulting sum of the lengths of the metallic Fe phases was divided by the length of the observation area in the direction along the width of the sheet, thereby obtaining the percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface between the intermediate layer and the insulating coating in the section perpendicular to the rolling direction. The Fe metal phase length was defined as the maximum length in the direction parallel to the interface between the base steel sheet and the intermediate layer. In addition, the frequencies of the metallic Fe phases were obtained every 25 nm along the length, and a graph (cumulative frequency distribution) was obtained showing the relationship between the lengths, frequencies and accumulated frequencies of the metallic Fe phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating. Therefore, the metal Fe phase length was obtained when the cumulative frequency was 0.95.
[Измерение толщин оксидов на основе Fe][Measurement of the thickness of oxides based on Fe]
[0263] Оксиды на основе Fe, имеющие толщину более 2 нм, идентифицировали методом дифракции электронного пучка с помощью TEM. В сечении листа анизотропной электротехнической стали, перпендикулярном направлению прокатки, диаметр электронного пучка устанавливали равным 10 нм, получали картину дифракции электронного пучка, ориентированную в направлении, перпендикулярном поверхности листа анизотропной электротехнической стали, изнутри основного стального листа, и убеждались в наличии или отсутствии оксидов на основе Fe, имеющих толщину более 2 нм. В случае, когда оксиды на основе Fe присутствовали на границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем, области, в которых получалась картина дифракции электронного пучка оксида на основе Fe, непрерывно присутствовали в области, в которой получена картина дифракции электронного пучка основного стального листа. В случае, когда оксиды на основе Fe на границе раздела отсутствовали, в области, в которой получена картина дифракции электронного пучка основного стального листа, возникала область, в которой получали характерную для аморфных веществ картину дифракции электронного пучка, из которой невозможно получить четкой точечной картины дифракции электронного пучка и которая обычно называется картиной гало. Расстояние от точки, в которой возникала картина дифракции электронного пучка оксида на основе Fe, до точки, в которой картина дифракции электронного пучка пропадала (длина в направлении, перпендикулярном поверхности основного стального листа (границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем)), определяли как толщину оксида на основе Fe. В качестве оксидов на основе Fe определяли Fe2O3, Fe3O4, FeO и Fe2SiO4. Вышеописанным способом убеждались в наличии или отсутствии оксидов на основе Fe, имеющих толщину более 2 нм, в 30 местах и измеряли число оксидов на основе Fe, имеющих толщину более 2 нм.[0263] Fe-based oxides having a thickness of more than 2 nm were identified by electron beam diffraction using TEM. In the cross section of the anisotropic electrical steel sheet perpendicular to the rolling direction, the electron beam diameter was set to 10 nm, an electron beam diffraction pattern oriented in the direction perpendicular to the surface of the anisotropic electrical steel sheet was obtained from the inside of the base steel sheet, and the presence or absence of oxides based on Fe having a thickness of more than 2 nm. In the case where Fe-based oxides were present at the interface between the base steel sheet and the intermediate layer, the regions in which the electron beam diffraction pattern of the Fe-based oxide was obtained were continuously present in the region in which the electron beam diffraction pattern of the base steel sheet was obtained. In the case where there were no Fe-based oxides at the interface, in the region in which the electron beam diffraction pattern of the base steel sheet was obtained, a region occurred in which the electron beam diffraction pattern characteristic of amorphous substances was obtained, from which it was impossible to obtain a clear point diffraction pattern. electron beam and which is usually called the halo pattern. The distance from the point at which the electron beam diffraction pattern of the Fe-based oxide occurred to the point at which the electron beam diffraction pattern disappeared (the length in the direction perpendicular to the surface of the base steel sheet (the interface between the base steel sheet and the intermediate layer)) was determined as the thickness of the Fe-based oxide. As oxides based on Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO, and Fe 2 SiO 4 were determined. By the above method, the presence or absence of Fe-based oxides having a thickness of more than 2 nm was confirmed at 30 locations, and the number of Fe-based oxides having a thickness of more than 2 nm was measured.
(Пример 1)(Example 1)
[0264] Слябы, имеющие химический состав одного из типов сталей A-I, представленных в таблице 4 (остальное: Fe и примеси) выдерживали при 1150°C в течение 60 минут, а затем выполняли горячую прокатку нагретых слябов, с получением тем самым горячекатаных стальных листов, имеющих толщину листа 2,8 мм. После этого выполняли отжиг в состоянии горячей полосы посредством выдержки горячекатаных стальных листов при 900°C в течение 120 секунд и затем быстрое охлаждение горячекатаных стальных листов, с получением тем самым отожженных стальных листов. После этого отожженные стальные листы травили и выполняли холодную прокатку травленых отожженных стальных листов, с получением тем самым множества холоднокатаных стальных листов, имеющих конечную толщину 0,23 мм. Все единицы числовых значений в таблице 4 являются «мас.%».[0264] Slabs having a chemical composition of one of the types of steels A-I shown in Table 4 (balance: Fe and impurities) were held at 1150°C for 60 minutes, and then hot rolling of the heated slabs was performed, thereby obtaining hot-rolled steel sheets having a sheet thickness of 2.8 mm. Thereafter, hot strip state annealing was performed by holding the hot-rolled steel sheets at 900° C. for 120 seconds and then rapidly cooling the hot-rolled steel sheets, thereby obtaining annealed steel sheets. Thereafter, the annealed steel sheets were pickled, and the pickled annealed steel sheets were cold rolled, thereby obtaining a plurality of cold-rolled steel sheets having a final thickness of 0.23 mm. All units of numerical values in Table 4 are "wt.%".
[0265] [Таблица 4][0265] [Table 4]
[0266] Выполняли обезуглероживающий отжиг выдержкой полученных холоднокатаных стальных листов при 850°C в течение 90 секунд в атмосфере, содержащей 75% по объему водорода, с остальным из азота и неизбежных примесей, получив тем самым подвергнутые обезуглероживающему отжигу стальные листы.[0266] Decarburization annealing was performed by holding the obtained cold-rolled steel sheets at 850° C. for 90 seconds in an atmosphere containing 75% by volume of hydrogen, with the rest of nitrogen and unavoidable impurities, thereby obtaining decarburization annealed steel sheets.
[0267] На подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист, полученный с использованием сляба из стали типа B, наносили сепаратор отжига, имеющий состав 60 мас.% глинозема и 40 мас.% магнезии. Затем подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист нагревали до 1200°C со скоростью повышения температуры 15°C/ч в водородно-азотной смешанной атмосфере, а затем выполняли окончательный отжиг выдержкой подвергнутого обезуглероживающему отжигу стального листа при 1200°C в течение 20 часов в водородной атмосфере. После этого охлаждали подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист от 1100°C до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2), показанную в таблице 5, в течение 10 часов. После охлаждения сепаратор отжига удаляли с поверхности с помощью щетки, с получением тем самым окончательно отожженного стального листа, в котором завершена вторичная рекристаллизация.[0267] An annealing separator having a composition of 60 wt. % alumina and 40 wt. Then, the decarburization-annealed steel sheet was heated to 1200°C at a temperature rise rate of 15°C/h in a hydrogen-nitrogen mixed atmosphere, and then final annealing was performed by holding the decarburization-annealed steel sheet at 1200°C for 20 hours in a hydrogen atmosphere. Thereafter, the decarburized annealed steel sheet was cooled from 1100°C to 500°C in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) shown in Table 5 for 10 hours. After cooling, the annealing separator was removed from the surface with a brush, thereby obtaining a final annealed steel sheet in which secondary recrystallization was completed.
[0268] Выполняли термоокислительный отжиг выдержкой полученного окончательно отожженного стального листа при 800°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,1, в течение 60 секунд, а затем окончательно отожженный стальной лист охлаждали до температурного диапазона 600°C или ниже в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,1, сформировав тем самым промежуточный слой. Затем на поверхность окончательно отожженного стального листа, на котором был сформирован промежуточный слой, наносили покрывающий раствор, содержащий фосфат, коллоидный диоксид кремния и хромат, выполняли нагрев до 800°C в атмосфере, содержащей водород, водяной пар и азот и имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,1, и затем выдерживали в течение 60 секунд, тем самым прокалив изоляционное покрытие. Вышеописанным способом получили лист анизотропной электротехнической стали по примеру 1.[0268] Thermal oxidative annealing was performed by holding the obtained final annealed steel sheet at 800°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.1 for 60 seconds, and then the final annealed steel sheet was cooled to a temperature range of 600° C or lower in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.1, thereby forming an intermediate layer. Then, a coating solution containing phosphate, colloidal silicon dioxide and chromate was applied to the surface of the final annealed steel sheet on which the intermediate layer was formed, and heating to 800°C was performed in an atmosphere containing hydrogen, water vapor and nitrogen and having an oxidation state (P H2O /P H2 ) 0.1, and then held for 60 seconds, thereby calcining the insulating coating. In the manner described above, a sheet of anisotropic electrical steel was obtained according to example 1.
[0269] [Таблица 5][0269] [Table 5]
(Примеры 2-7 и сравнительные примеры 1-7)(Examples 2-7 and Comparative Examples 1-7)
[0270] Листы анизотропной электротехнической стали экспериментальных примеров 2-7 и сравнительных примеров 1-7 получали при условиях изготовления, приведенных в таблице 5. Условия, отличные от приведенных в таблице 5 условий, были такими же, как и в примере 1. Примеры 6 и 7 и сравнительные примеры 6 и 7, приведенные в таблице 5, изготавливали по способу изготовления согласно второму примеру (способ изготовления, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формировали в одном процессе). В каждом из примеров 6 и 7 и сравнительных примеров 6 и 7 на поверхность окончательно отожженного стального листа наносили покрывающий раствор, содержащий фосфат, коллоидный диоксид кремния и хромат, и окончательно отожженный стальной лист отжигали в атмосфере, имеющей показанную в таблице 5 степень окисления (PH2O/PH2), при показанной в таблице 5 температуре, тем самым сформировав промежуточный слой и изоляционное покрытие на поверхности окончательно отожженного стального листа одновременно. Для примеров, изготовленных по способу изготовления согласно второму примеру, «степень окисления атмосферы во время выдержки в процессе формирования промежуточного слоя» и «температура выдержки в процессе формирования промежуточного слоя» в таблицах указывают «степень окисления атмосферы во время выдержки в процессе формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия» и «температуру выдержки в процессе формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия» соответственно.[0270] The anisotropic electrical steel sheets of Experimental Examples 2-7 and Comparative Examples 1-7 were produced under the manufacturing conditions shown in Table 5. Conditions other than those given in Table 5 conditions were the same as in Example 1. Examples 6 and 7 and Comparative Examples 6 and 7 shown in Table 5 were manufactured by the manufacturing method of the second example (manufacturing method in which an intermediate layer and an insulating coating are formed in one process). In each of Examples 6 and 7 and Comparative Examples 6 and 7, a coating solution containing phosphate, colloidal silica and chromate was applied to the surface of the final annealed steel sheet, and the final annealed steel sheet was annealed in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) at the temperature shown in Table 5, thereby forming an intermediate layer and an insulating coating on the surface of the finished annealed steel sheet at the same time. For the examples made by the manufacturing method of the second example, "atmospheric oxidation state at the time of holding in the intermediate layer forming process" and "holding temperature during the forming of the intermediate layer" in the tables indicate "the oxidation state of the atmosphere at the time of holding in the intermediate layer forming process and insulating coating” and “holding temperature during the formation of the intermediate layer and insulating coating”, respectively.
(Примеры 8-10 и сравнительные примеры 10-22)(Examples 8-10 and Comparative Examples 10-22)
[0271] Листы анизотропной электротехнической стали в примерах 8-10 и сравнительных примерах 10-22 получали при условиях изготовления, приведенных в таблице 6. Условия, отличные от условий, приведенных в таблице 6, были такими же, как и в примере 1. Листы анизотропной электротехнической стали в примерах 8-10 и сравнительных примерах 10-22 изготавливали по способу изготовления согласно второму примеру (способ изготовления, в котором промежуточный слой и изоляционное покрытие формировали в одном процессе). В каждом из примеров 9-10 и сравнительных примеров 10-22 на поверхность окончательно отожженного стального листа наносили покрывающий раствор, содержащий фосфат, коллоидный диоксид кремния и хромат, и окончательно отожженный стальной лист отжигали в атмосфере, имеющей показанную в таблице 5 степень окисления (PH2O/PH2), при показанной в таблице 5 температуре, тем самым сформировав промежуточный слой и изоляционное покрытие на поверхности окончательно отожженного стального листа одновременно.[0271] The anisotropic electrical steel sheets in Examples 8-10 and Comparative Examples 10-22 were produced under the manufacturing conditions shown in Table 6. Conditions other than those shown in Table 6 were the same as in Example 1. Sheets the anisotropic electrical steel in Examples 8 to 10 and Comparative Examples 10 to 22 were manufactured by the manufacturing method of the second example (manufacturing method in which an intermediate layer and an insulating coating were formed in one process). In each of Examples 9 to 10 and Comparative Examples 10 to 22, a coating solution containing phosphate, colloidal silica and chromate was applied to the surface of the final annealed steel sheet, and the final annealed steel sheet was annealed in an atmosphere having an oxidation state (P H2O /P H2 ) at the temperature shown in Table 5, thereby forming an intermediate layer and an insulating coating on the surface of the finished annealed steel sheet at the same time.
(Результаты оценки)(Evaluation results)
[0272] Результаты оценки показаны в таблицах 5 и 6. В таблицах 5 и 6 подчеркнуты условия изготовления и характеристики, не являющиеся предпочтительными. Основные стальные листы в примерах 1-10 содержали, в мас.%, Si: от 3,00% до 3,65%, C: 0,005% или менее, Sn и Sb: от 0,03% до 0,15% в сумме, кислоторастворимый Al: 0,005% или менее, N: 0,0040% или менее, Mn: от 0,05% до 0,20%, и S и Se: 0,005% или менее в сумме, с остальным из Fe и примеси.[0272] The evaluation results are shown in Tables 5 and 6. In Tables 5 and 6, manufacturing conditions and characteristics that are not preferred are underlined. The base steel sheets in Examples 1 to 10 contained, in mass%, Si: 3.00% to 3.65%, C: 0.005% or less, Sn and Sb: 0.03% to 0.15% in total, acid-soluble Al: 0.005% or less, N: 0.0040% or less, Mn: 0.05% to 0.20%, and S and Se: 0.005% or less in total, with the rest of Fe and impurities .
[0273] [Таблица 6][0273] [Table 6]
[0274] Как показано в таблицах 5 и 6, листы анизотропной электротехнической стали в примерах с 1 по 10 имели высокую процентную долю оставшегося изоляционного покрытия и превосходили сравнительные примеры 1-22 по адгезии изоляционного покрытия к листам анизотропной электротехнической стали.[0274] As shown in Tables 5 and 6, the anisotropic electrical steel sheets in Examples 1 to 10 had a high percentage of remaining insulation coating and were superior to Comparative Examples 1 to 22 in adhesion of the insulation coating to the anisotropic electrical steel sheets.
[0275] То есть, листы анизотропной электротехнической стали, в которых на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием присутствовали фазы металлического Fe и процентное отношение суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела составляло от 5% до 50% в сечении, перпендикулярном направлению прокатки, обладали достаточной адгезией изоляционного покрытия.[0275] That is, the anisotropic electrical steel sheets in which metallic Fe phases were present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating, and the percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface was from 5% to 50% in the cross section perpendicular to the direction rolling, had sufficient adhesion of the insulating coating.
[0276] В примерах с 1 по 10, после окончательного отжига, подвергнутый обезуглероживающему отжигу стальной лист охлаждали от 1100°C до 500°C в атмосфере, имеющей степень окисления (PH2O/PH2) 0,3-100000. Поэтому оказалось возможно установить линейную долю фаз металлического Fe в пределах от 5% до 50%.[0276] In Examples 1 to 10, after the final annealing, the decarburized annealed steel sheet was cooled from 1100°C to 500°C in an atmosphere having an oxidation state of (P H2O /P H2 ) 0.3-100000. Therefore, it turned out to be possible to set the linear fraction of metallic Fe phases in the range from 5% to 50%.
[0277] Кроме того, среди примеров, в тех примерах, в которых дополнительно удовлетворялось любое из следующих условий, процентная доля оставшегося изоляционного покрытия повышалась, а в тех примерах, в которых удовлетворялись все условия, процентная доля оставшегося изоляционного покрытия была особенно высокой.[0277] In addition, among the examples, in those examples in which any of the following conditions were further satisfied, the percentage of remaining insulation coating increased, and in those examples in which all conditions were satisfied, the percentage of remaining insulation coating was especially high.
(1) Когда накопленная частота равна 0,95 в кумулятивном распределении частот длин фаз металлического Fe, присутствующих на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием в сечении, перпендикулярном направлению прокатки, длина фазы металлического Fe составляет 500 нм или менее.(1) When the cumulative frequency is 0.95 in the cumulative length frequency distribution of the Fe metal phases present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating in the section perpendicular to the rolling direction, the Fe metal phase length is 500 nm or less.
(2) На границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем число оксидов на основе Fe, имеющих толщину больше 2 нм, равно нулю.(2) At the interface between the base steel sheet and the intermediate layer, the number of Fe-based oxides having a thickness greater than 2 nm is zero.
[0278] Напротив, у листов анизотропной электротехнической стали, в которых на границе раздела между промежуточным слоем и изоляционным покрытием присутствовали фазы металлического Fe и процентное отношение суммы длин фаз металлического Fe к длине границы раздела было меньше 5% и больше 50% в сечении, перпендикулярном направлению прокатки (то есть листы анизотропной электротехнической стали сравнительных примеров 1-22), адгезия изоляционного покрытия была недостаточной.[0278] In contrast, for anisotropic electrical steel sheets in which metallic Fe phases were present at the interface between the intermediate layer and the insulating coating, and the percentage of the sum of the lengths of the metallic Fe phases to the length of the interface was less than 5% and greater than 50% in a section perpendicular to direction of rolling (that is, the anisotropic electrical steel sheets of Comparative Examples 1 to 22), the adhesion of the insulation coating was insufficient.
Промышленная применимостьIndustrial Applicability
[0279] В соответствии с аспектами настоящего изобретения можно предложить лист анизотропной электротехнической стали, который обладает низкими магнитными потерями и превосходной адгезией изоляционного покрытия, и способ его изготовления.[0279] In accordance with aspects of the present invention, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet that has low magnetic loss and excellent insulating coating adhesion, and a method for manufacturing the same.
Краткое описание условных обозначенийBrief description of symbols
[0280] A, A2 Лист анизотропной электротехнической стали[0280] A, A2 Anisotropic Electrical Steel Sheet
1, 12 Основной стальной лист1, 12 main steel sheet
2A Окончательно отожженная пленка2A Final annealed film
2B, 2B2 Промежуточный слой2B, 2B2 Intermediate layer
3, 32 Изоляционное покрытие3, 32 Insulating coating
42 Фаза металлического Fe42 Metal Fe phase
52 Оксид на основе Fe52 Fe based oxide
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-004873 | 2019-01-16 | ||
| JP2019-005199 | 2019-01-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778541C1 true RU2778541C1 (en) | 2022-08-22 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088424A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-11-07 | Nippon Steel Corporation | Unidirectional silicon steel sheet excellent in adhesion of insulating coating film imparting tensile force |
| JP2003171773A (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Nippon Steel Corp | Unidirectional silicon steel sheet with tensile coating |
| JP2003293149A (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Nippon Steel Corp | Unidirectional silicon steel sheet with excellent tension-providing insulating film adhesion and method for producing the same |
| RU2378394C1 (en) * | 2006-05-24 | 2010-01-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of sheet of texturated electrical steel with high magnetic induction |
| RU2391416C1 (en) * | 2006-05-24 | 2010-06-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Method of production of texturised electrical steel sheet with high magnetic flux density |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088424A1 (en) * | 2001-04-23 | 2002-11-07 | Nippon Steel Corporation | Unidirectional silicon steel sheet excellent in adhesion of insulating coating film imparting tensile force |
| JP2003171773A (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-20 | Nippon Steel Corp | Unidirectional silicon steel sheet with tensile coating |
| JP2003293149A (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Nippon Steel Corp | Unidirectional silicon steel sheet with excellent tension-providing insulating film adhesion and method for producing the same |
| RU2378394C1 (en) * | 2006-05-24 | 2010-01-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Manufacturing method of sheet of texturated electrical steel with high magnetic induction |
| RU2391416C1 (en) * | 2006-05-24 | 2010-06-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Method of production of texturised electrical steel sheet with high magnetic flux density |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11186891B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for producing same | |
| KR102567688B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| CN119013426A (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for producing same | |
| CN113286907B (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| US11450460B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet | |
| RU2778541C1 (en) | Sheet of anisotropic electrical steel and method for its manufacture | |
| JP7265187B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof | |
| US11952646B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet having excellent insulation coating adhesion without forsterite coating | |
| JP7598060B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet | |
| RU2823742C2 (en) | Anisotropic electrical steel sheet | |
| JP7553869B2 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet | |
| KR102684898B1 (en) | Grain-oriented electrical steel sheet, intermediate steel sheet for grain-oriented electrical steel sheet, and manufacturing method thereof | |
| RU2779376C1 (en) | Electrical steel sheet with oriented grain structure and its manufacturing method | |
| RU2821534C2 (en) | Anisotropic electrical steel sheet | |
| RU2774384C1 (en) | Anisotropic electrical steel sheet, intermediate steel sheet for anisotropic electrical steel sheet and methods for their production | |
| CN119013427A (en) | Grain-oriented electrical steel sheet and method for producing same | |
| KR20240164540A (en) | Directional electrical steel sheet and method for manufacturing the same |