[发明专利]取向电工钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种取向电工钢板及其制造方法，更为具体地，涉及一种通过有目的地防止由脱碳退火工序中生成的氧化层和作为卷料的防熔接剂使用的MgO浆料之间的化学反应来生成的底涂层，以消除导致产品的磁性劣化的表面钉扎(Pinning)效应的取向电工钢板及其制造方法。

背景技术

取向电工钢板含有3.1％的Si成分，具有晶粒方位沿(110)[001]方向排列的集合组织，该产品沿轧制方向具有极其优异的磁特性，因此利用该特性，取向电工钢板被用作变压器、电动机、发电机及其他电子设备等的铁芯材料。

最近，随着高磁通密度级取向电工钢板的商业化，要求铁损少的材料。对于电工钢板，可通过四种技术方法来改善铁损，第一种方法是将取向电工钢板的包含易磁轴的{110}<001>晶粒方位精确地取向为轧制方向的方法；第二种方法是材料的薄化；第三种方法是通过化学物理方式来细化磁畴的磁畴细化方法；并且，最后的方法是通过表面处理等化学方式来改善表面物理性质或者赋予表面张力等。

其中，取向电工钢板优异的绝缘涂布，基本上要求外观无缺陷的均匀的颜色，但是，主要是通过赋予功能性的诸多技术的结合，提高电绝缘性，强化皮膜附着性的技术。

但是，最近随着对低铁损取向电工钢板的要求的提高，对最终绝缘皮膜追求高张力，并已确认实际上高张力绝缘皮膜对最终产品的磁特性的改善有很大贡献。

为了提高张力皮膜的特性，以往使用各种工艺参数的控制方法。目前已商品化的取向电工钢板是通过利用钢板和镁橄榄石(Mg2SiO4，以下简称为“底涂层”)系基础皮膜上形成的绝缘皮膜的热膨胀系数之差，使钢板具有拉伸应力，以期达到铁损减少效果。

作为代表性的绝缘皮膜的形成方法，提出有如日本专利特开平11-71683中所示，使用具有高温玻璃化转变温度的胶体氧化硅来提高皮膜张力的方法，或者如日本专利第3098691号、日本专利第2688147号所示，利用氧化铝主体的氧化铝溶胶(alumina sol)和硼酸混合液来在电工钢板上形成高张力氧化物皮膜的技术。与此同时，可通过积极改善取向电工钢板的表面性质来改善材料的磁性，而在此时，可通过去除在工艺中由脱碳退火过程中必然会生成的氧化层与作为卷料的防熔接剂来使用的氧化镁(MgO)浆料之间的化学反应来生成的底涂层，以达到所述目的。

去除底涂层的技术，可以列举如常规材料那样使用磺酸或者盐酸强制去除已形成有底涂层的产品上底涂层的方法，这一技术详细地记载于日本专利1985-076603中。但是，此时需要伴随化学抛光或者电解抛光等复杂的过程，特别是为了以一定的厚度去除表面，存在在工艺中需要保持一定的酸浓度的困难，而且处理费用抵消产品性能的提高效果。而且，所获得的产品的表面粗度过于平滑，无法在产品上进行绝缘涂覆，因此，不用物理/化学沉积法，不仅难以保证附着力，绝缘性也很差。

为了克服这种技术上的局限性，提出有在生成底涂层的过程中去除或者抑制底涂层的技术(以下简称为无玻璃(Glassless)技术)(美国专利第4543134号)，该技术大体分为两个方向进行，即，在退火分离剂MgO中添加氯化物之后，在高温退火工序中利用表面蚀刻效果的技术；以及将Al2O3粉末作为退火分离剂来涂布，从而在高温退火工序中不形成底涂层本身的技术。

首先，在无玻璃技术中使用Al2O3粉末来不形成底涂层本身的技术是，经过(脱碳退火)-(酸洗)-(涂布Al2O3)-(高温退火)-(通过预退火形成氧化膜)-(涂覆张力皮膜)这些工序，是利用Al2O3不与材料表面上存在的氧化物层反应的性质而制造的方法。

但是，上述技术中用作退火分离剂的Al2O3应为粉末形式，需要非常小而均匀，但在工业上使用的粉末的粒度为2～10μm左右，在制备用于涂布的浆料时，难以保持分散状态。

作为另一种无玻璃技术，即作为去除底涂层的方法可以列举氯化物添加法。该方法经过(脱碳退火)-(涂布MgO+氯化物粉末)-(高温退火)-(酸洗)－(涂布张力皮膜)这些过程，可以说该技术与常规的制造方法几乎相同的工艺方法。具有代表性的基于氯化物添加的方法为，如美国专利第4875947号所述，在高温退火时，将MgO作为卷板之间的防熔接剂，即作为退火分离剂的主成分来使用，并且向其中添加Ca、Li、K、Na、Ba等氯化物(以下简称为以往的无玻璃添加剂)，以使这些氯化物在高温退火中与材料表面进行反应而形成FeCl2皮膜，之后从表面上蒸发而去除，从而阻断玻璃皮膜层的形成的技术。