[发明专利]方向性电磁钢板

说明书

一种方向性电磁钢板，其具有：钢板；和形成于上述钢板上的非晶质氧化物覆膜，上述方向性电磁钢板的表面的光泽度为150％以上。

技术领域

本发明涉及作为变压器的铁芯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带非晶质氧化物覆膜的方向性电磁钢板。

本申请基于2017年07月13日在日本申请的特愿2017-137408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。变压器在从安装到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性能的主要指标。

为了降低方向性电磁钢板的铁损，从下述观点出发，迄今为止，开发了大量的技术：(a)提高向{110}001取向(高斯取向)的聚集；(b)增多Si等固溶元素的含量来提高钢板的电阻；或(c)减薄电磁钢板的板厚。

另外，对钢板赋予张力对于降低铁损是有效的。在高温下在钢板表面形成热膨胀系数小于钢板的材质的覆膜是用于降低铁损的有效的手段。在电磁钢板的最终退火工序中，钢板表面的氧化物与退火分离剂反应而生成的覆膜密合性优异的镁橄榄石系覆膜是能够对钢板赋予张力的覆膜。

例如，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在钢板表面进行烧结而形成绝缘覆膜的方法由于对钢板的张力赋予的效果大，因此是对铁损的降低有效的方法。因此，保留在最终退火工序中生成的镁橄榄石系覆膜、并在此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。

然而，近年来，弄清楚了：镁橄榄石系覆膜会妨碍磁畴壁的移动，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磁畴壁移动而发生变化。据认为：该磁畴壁的移动顺利且迅速进行对铁损的降低是有效的，但镁橄榄石系覆膜由于在钢板/覆膜界面具有凹凸结构，该凹凸结构会妨碍磁畴壁的移动，因此对铁损造成不良影响。

因此，研究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，从而在最终退火中不会形成镁橄榄石系覆膜，将钢板表面平滑化。

然而，在像这样操作而将钢板表面平滑化的情况下，为了对钢板赋予张力，需要在钢板表面形成具有充分的密合性的张力绝缘覆膜。

针对这样的课题，在专利文献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。另外，在专利文献7～11中公开了一种技术，其是以形成密合性进一步高的张力绝缘覆膜为目的，控制非晶质氧化物覆膜的结构。

在专利文献7中公开了确保张力绝缘覆膜与钢板的覆膜密合性的方法。在该方法中，通过下述方式来确保覆膜密合性：对使钢板表面平滑化后的单方向性电磁钢板的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，进一步以贯通外部氧化膜的膜厚的形式形成以二氧化硅作为主体的粒状外部氧化物。

在专利文献8中公开了确保张力绝缘覆膜与钢板的覆膜密合性的方法。在该方法中，通过下述方式来确保张力绝缘覆膜与钢板的覆膜密合性：在使钢板表面平滑化后的单方向性电磁钢板上形成外部氧化型氧化膜的热处理工序中，将200℃～1150℃的温度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。

在专利文献9中公开了确保张力绝缘覆膜与钢板的覆膜密合性的方法。在该方法中，通过下述方式来确保张力绝缘覆膜与钢板的覆膜密合性：在使钢板表面平滑化后的单方向性电磁钢板上形成外部氧化型氧化膜，在接下来的张力绝缘覆膜形成工序中，通过将形成有外部氧化型氧化膜的钢板与张力绝缘覆膜形成用涂布液的接触时间设定为20秒以下，从而将外部氧化型氧化膜中的密度降低层的比率设定为30％以下。