[发明专利]高磁通密度的方向性电磁钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用低温板坯加热制造作为软磁性材料的用作变压器等电器设备的铁芯的方向性电磁钢板的方法。

背景技术

方向性电磁钢板是由集聚在{110}<001>方位的晶粒构成的含有7％以下Si的钢板。在这样的方向性电磁钢板的制造中，结晶方位的控制是利用被称为二次再结晶的灾变性(catastrophic)晶粒生长现象而实现的。

作为用于控制该二次再结晶的一种方法，已经在工业上得以实施的方法有：使被称为抑制剂的微细析出物在热轧前的板坯加热时完全固溶，然后使其在热轧以及随后的退火工序中微细析出。在该方法中，为使析出物完全固溶，需要在1350℃乃至1400℃以上的高温进行加热，这个温度与普通钢的板坯加热温度相比大约高200℃，因而存在的问题是：需要用于这方面的专用加热炉，而且熔融氧化皮量较多等。

于是，就采用低温板坯加热的方向性电磁钢板的制造进行了研究开发。

作为采用低温板坯加热的制造方法，例如小松等人在特公昭62—45285号公报中公开了将通过氮化处理形成的(Al、Si)N用作抑制剂的方法。另外，作为那时的氮化处理方法，小林等人在特开平2—77525号公报中公开了在脱碳退火后以带状进行氮化的方法；本发明人也在《Materials Science Forum》、204—206(1996)、pp.593—598中，报道了以带状进行氮化时的氮化物的行为。

而且本发明人在特公平8—32929号公报中，公开了在那样的采用低温板坯加热的方向性电磁钢板的制造方法中，由于在脱碳退火时不会形成抑制剂，所以脱碳退火中一次再结晶组织的调整在控制二次再结晶方面是重要的，如果一次再结晶晶粒组织的粒径分布的变动系数大于0.6，从而使晶粒组织不均匀，则二次再结晶就变得不稳定。

再者，本发明人进行了涉及作为二次再结晶的控制因素的一次再结晶组织和抑制剂的研究，结果发现一次再结晶组织中的{411}方位晶粒影响{110}<001>二次再结晶晶粒的优先生长。在特开平9—256051号公报中，公开了通过将脱碳退火后的一次再结晶织构的{111}/{411}之比调整为3.0以下，随后进行氮化处理，以强化抑制剂，就可以在工业上稳定地制造高磁通密度的方向性电磁钢板；而且公开了作为控制当时的一次再结晶后的晶粒组织的方法，例如有将脱碳退火工序的升温过程的加热速度控制为12℃/秒以上的方法。

其后，已经了解到控制上述加热速度的方法，作为控制一次再结晶后的晶粒组织的方法具有较大的效果；本发明人在特开2002—60842号公报中，提出了如下的方法，即在脱碳退火工序的升温过程中，钢板从600℃以下的区域到750～900℃范围内的预定温度，以40℃/秒以上的加热速度进行快速加热，由此在脱碳退火后的晶粒组织中将I{111}/I{411}的比率控制在3以下，并在随后的退火中将钢板氧化层的氧含量调整为2.3g/m²以下，从而实现二次再结晶的稳定化。

在此，I{111}和I{411}分别是{111}和{411}平行于板面的晶粒的比例，表示采用X线衍射测量法在板厚1/10层所测量的衍射强度值。

在上述方法中，必须以40℃/秒以上的加热速度快速加热到750～900℃范围内的预定温度。关于用于这方面的加热手段，可以例示出对借助于利用以前通常的辐射热的辐射管等的脱碳退火设备进行改造的设备、利用激光等高能量热源的方法、感应加热、通电加热装置等，而在这些加热方法中，特别是从加热速度的自由度较高、可以与钢板非接触地进行加热、在脱碳退火炉内的设置比较容易等方面考虑，感应加热是有利的。

然而，在采用感应加热的方法加热电磁钢板的情况下，由于板厚较薄，所以如果达到居里点附近的温度，则涡流的电流渗透深度加深，围绕带板宽度方向断面的表层部一周的涡流在表面和背面相互抵消，从而没有涡流的流过，因而难以将电磁钢板加热到居里点以上的温度。

方向性电磁钢板的居里点为750℃左右，所以在迄今为止的温度加热中即便使用感应加热，但在居里点以上温度的加热中，也必须使用例如通电加热等其它手段以代替感应加热。

但是，并用其它加热手段在失去使用感应加热的设备上的优点的同时，例如还存在在通电加热中必须与钢板接触、从而损伤钢板之类的问题。

为此，在快速加热范围的终端为特开2002—60842号公报所示的750～900℃的情况下，存在的问题是不能充分地发挥感应加热的优点。

发明内容