[发明专利]取向性电磁钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及以密勒指数(Miller indices)计晶粒集中于板面上{110}面、轧制方向上＜001＞位向的所谓的取向性电磁钢板的制造方法。取向性电磁钢板是软磁性材料，主要用作变压器等电气设备的铁芯。

背景技术

众所周知，取向性电磁钢板通过二次再结晶退火而使晶粒集中于{110}＜001＞位向(以下称为高斯(Goss)取向)，由此显示出优异的磁特性(例如，参照专利文献1)。

因此，作为磁特性的指标，主要使用在磁场强度为800A/m下的磁通密度B₈和在励磁频率为50Hz的交流磁场中磁化至1.7T时每1kg钢板的铁损W_17/50。

作为取向性电磁钢板的低铁损化方法之一，可以列举使二次再结晶退火后的晶粒高度集中于高斯取向的方法。为了在二次再结晶退火之后提高高斯取向的集中度，重要的是设置晶界迁移率差，使得仅尖锐的高斯取向晶粒优先生长。即，重要的是使一次再结晶板的集合组织形成给定的组织、以及利用被称为抑制剂的析出物来抑制高斯取向以外的再结晶晶粒的生长。

这里，作为能够仅使尖锐的高斯取向晶粒优先生长的给定的一次再结晶组织，已知有{554}＜225＞位向晶粒、{12 4 1]＜014＞位向晶粒。通过使这些位向晶粒平衡性良好且高度地集中于一次再结晶板的基质中，能够在二次再结晶退火后使高斯取向晶粒高度集中。

例如，专利文献2中公开了如下内容：在一次再结晶退火板中，以Bunge的欧拉角表示，钢板表层附近的集合组织在距φ₁＝0°、Φ＝15°、φ₂＝0°的位向10°以内、或者在距φ₁＝5°、Φ＝20°、φ₂＝70°的位向10°以内具有最大位向，并且同样以Bunge的欧拉角表示，钢板中心层的集合组织在距φ₁＝90°、Φ＝60°、φ₂＝45°的位向5°以内具有最大位向，在这种情况下，能够得到稳定地显示出优异的磁特性的二次再结晶退火板。

作为利用抑制剂的技术，例如，在专利文献1中公开了利用AlN、MnS的方法，另外，在专利文献3中公开了利用MnS、MnSe的方法，均在工业上得到了实际应用。

对于这些使用抑制剂的方法而言，抑制剂的均匀微细分散是理想状态，但为了达到该理想状态必须在1300℃以上的高温下进行热轧前的钢坯加热。然而，伴随高温钢坯加热会发生钢坯结晶组织的过度粗大化。钢坯组织主要是作为热轧稳定位向的{100}＜011＞位向，这样的钢坯组织的粗大化从结果上看会明显阻碍二次再结晶，成为导致磁特性大幅变差的原因。因此，对于使用了抑制剂的高温钢坯加热型的取向性电磁钢板而言，以利用热轧时的α-γ相变破坏粗大钢坯组织为目的，需要使原材料中含有0.03～0.08％左右的C。虽然如此，但如果产品板中残留C，则会使产品板的磁特性显著变差。因此，需要在热轧后的任意工序中进行脱碳退火，使产品板中的C量降低至0.003％以下程度。

如上所述，对于以往的使用了抑制剂的取向性电磁钢板的制造方法而言，高温钢坯加热中需要大量能量，并且需要脱碳退火工序等，因此存在制造成本增高的问题。

为了解决上述问题，例如在专利文献4中公开了一种氮化处理技术，所述氮化处理技术包括：将钢坯的加热温度设为1200℃以下的较低温度，在钢坯加热阶段完全不进行抑制剂形成元素、例如Al、N、Mn、S等向钢中固溶，然后，在脱碳退火后，在强还原性气体氛围中，例如在NH₃和H₂的混合气体氛围中于钢板行进的状态下进行退火，由此形成以(Al,Si)N为主成分的抑制剂，由此，即使在低温钢坯加热中也能表现出与高温钢坯加热相当的磁特性。

另外，在专利文献5中公开了一种破坏钢坯组织的方法，该方法包括：对于含C≤0.02％的硅钢坯进行再结晶热轧，其中将粗热轧开始温度设为1250℃以下，900℃以上的累积压下率为80％以上、且至少施加1道次35％以上的压下率，然后进行900℃以下的累积压下率为40％以上的应变积累轧制，由此，即使是低C原材料也能破坏钢坯组织。

然而，在该方法中，无论是否含有Al、N等抑制剂元素，由于未进行高温钢坯加热，因此不会发生抑制剂的微细析出，而且由于未实施上述氮化处理，因此一次再结晶晶粒生长抑制力不足，存在磁特性变差的问题。此外，对最终冷轧前的退火后的冷却条件没有限定，固溶元素(C、N等)量的控制不充分。