[发明专利]方向性电磁钢板

说明书

一种方向性电磁钢板，其具备：母材钢板；形成于上述母材钢板上且由非晶质的SiO₂形成的氧化物覆膜；和形成于上述氧化物覆膜上的张力绝缘覆膜。母材钢板作为化学成分以质量％计含有C：0.085％以下、Si：0.80～7.00％、Mn：1.00％以下、酸可溶性Al：0.065％以下、S+0.406·Se所表示的Seq：0.050％以下，剩余部分：包含Fe及不可避免的杂质。其中，通过X射线衍射得到的方英石型磷酸铝的峰的半值宽度即FWHM为：(i)在使用Co‑Kα激发源时，在2θ＝24.8°出现的峰的半值宽度(FWHM‑Co)为2.5度以下；或(ii)在使用Cu‑Kα激发源时，在2θ＝21.3°出现的峰的半值宽度(FWHM‑Cu)为2.1度以下。

技术领域

本发明涉及作为变压器的铁心材料使用的方向性电磁钢板，特别是涉及张力绝缘覆膜的密合性优异的方向性电磁钢板。

本申请基于2017年7月13日在日本申请的特愿2017-137417号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

方向性电磁钢板主要被用于变压器。变压器由于在从被安装到被废弃为止的长时间内连续地被励磁，持续产生能量损失，因此被交流磁化时的能量损失即铁损成为决定变压器的价值的主要指标。

为了降低方向性电磁钢板的铁损，迄今为止进行了大量开发。例如，提高在晶体组织中向被称为高斯取向的{110}001取向的聚集；在钢板中增加提高电阻的Si等固溶元素的含量；减薄钢板的板厚等。

另外，已知：对钢板赋予张力对于降低铁损是有效的。为了对钢板赋予张力，在高温下形成热膨胀系数小于钢板的材质的覆膜是有效的。在最终退火工序中，钢板表面的氧化物与退火分离剂反应而生成的镁橄榄石系覆膜能够对钢板赋予张力，覆膜密合性也优异。

专利文献1中公开的将以胶体状二氧化硅和磷酸盐作为主体的涂敷液进行烧结而形成绝缘覆膜的方法对于钢板的张力赋予的效果大，对铁损降低是有效的。因此，在保留最终退火工序中生成的镁橄榄石系覆膜的基础上、实施以磷酸盐作为主体的绝缘涂敷成为一般的方向性电磁钢板的制造方法。

另一方面，弄清楚了：镁橄榄石系覆膜会阻碍磁畴壁移动，对铁损造成不良影响。在方向性电磁钢板中，磁畴在交流磁场之下伴随着磁畴壁的移动而发生变化。该磁畴壁移动顺利对于铁损改善是有效的，但镁橄榄石系覆膜由于在钢板/绝缘覆膜界面中具有凹凸结构，因此会妨碍磁畴壁的顺利的移动，对铁损造成不良影响。

因此，开发了抑制镁橄榄石系覆膜的形成、将钢板表面平滑化的技术。例如，专利文献2～5中公开了一种技术，其是通过控制脱碳退火的气氛露点，使用氧化铝作为退火分离剂，从而在最终退火后不会形成镁橄榄石系覆膜，将钢板表面平滑化。

作为在像这样将钢板表面平滑化的情况下形成具有充分的密合性的张力绝缘覆膜的方法，专利文献6中公开了一种方法，其是在钢板表面形成非晶质氧化物覆膜后，形成张力绝缘覆膜。进而，专利文献7～11中公开了一种技术，其出于形成密合性高的张力绝缘覆膜的目的，控制非晶质氧化物覆膜的结构。

专利文献7中公开的方法是下述方法：对平滑化后的方向性电磁钢板的钢板表面实施导入微小凹凸的前处理后，形成外部氧化型的氧化物，通过以贯通外部氧化膜的膜厚的形式具有以二氧化硅作为主体的粒状外部氧化物的结构来确保张力绝缘覆膜的覆膜密合性。

专利文献8中公开的方法是下述方法：通过在用于在平滑化后的方向性电磁钢板的钢板表面形成外部氧化型氧化膜的热处理工序中，将200℃～1150℃的升温区域的升温速度控制为10℃/秒～500℃/秒，将铁、铝、钛、锰、铬等金属系氧化物在外部氧化膜中所占的截面面积率设定为50％以下，从而确保张力绝缘覆膜的覆膜密合性。