[发明专利]方向性电磁钢板及其制造方法

说明书

本发明提供了一种方向性电磁钢板。该方向性电磁钢板具备母钢板、配置于上述母钢板的表面上的镁橄榄石系的一次被膜、和配置于上述一次被膜的表面上的不含铬的磷酸盐系的张力赋予被膜。上述镁橄榄石系的一次被膜在将Ti含量及S含量分别表示为XTi及XS时，满足下述式(1)及下述式(2)。上述方向性电磁钢板的特征在于，实施了应变导入型磁畴控制。式(1)0.10≤XTi/XS≤10.00式(2)XTi+XS≥0.10质量％。

技术领域

本发明涉及方向性电磁钢板及其制造方法。具体而言，本发明涉及具有不含铬的张力赋予被膜、并且实施了应变导入型磁畴控制的方向性电磁钢板及其制造方法。

本申请基于2018年12月28日在日本申请的特愿2018-248167号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

方向性电磁钢板作为变压器的铁心材料来使用。一般的方向性电磁钢板的母钢板含有Si，母钢板中的晶粒被集中于{110}面一致地与钢板面平行、并且100轴一致在轧制方向上的取向(高斯取向)，易磁化轴一致在长度方向上。

一般的方向性电磁钢板具有夹持磁畴壁而排列有多个磁化朝向轧制方向的磁畴(条纹状磁畴)的结构。这些磁畴壁为180°磁畴壁，容易沿轧制方向磁化。因此，一般的方向性电磁钢板在比较小的一定的磁化力下磁通密度高，铁损低。

对于铁损的指标，一般使用W17/50[W/kg]。W17/50是在频率50Hz下按照最大磁通密度成为1.7T的方式进行交流励磁时在方向性电磁钢板中产生的铁损的值。若减小该W17/50，则能够制造效率更高的变压器。

对方向性电磁钢板的一般的制造方法的概略进行以下说明。通过对实施热轧后的包含规定量的Si的硅钢板(热轧钢板)实施热轧板退火及冷轧，得到所期望的板厚的冷轧钢板。接着，通过利用连续式的退火炉，将冷轧钢板进行退火，进行脱碳及一次再结晶(结晶粒径：7～30μm)(脱碳退火)，得到脱碳退火钢板。紧接着，将包含MgO作为主要成分的退火分离剂涂布于脱碳退火钢板(以下，有时也简记为钢板)的表面，将钢板卷取成卷材状(外形为圆筒状)，进行成品退火。

在该成品退火中，通过二次再结晶现象而轧制方向与易磁化轴一致的所谓的高斯粒优先进行晶体生长。其结果是，通过实施成品退火，能够获得晶体取向性(晶体取向性)高的方向性电磁钢板。为了提高高斯取向的集中，广泛利用了使用AlN、MnS等作为抑制剂的二次再结晶工艺。

另外，在成品退火工序中，涂布于钢板(脱碳退火钢板)表面的退火分离剂与脱碳退火中形成的表面氧化膜进行烧成，形成一次被膜(镁橄榄石被膜)。在成品退火之后，卷材被放卷，在另一退火炉内将钢板连续通板而进行平坦化退火，进行成品退火中产生的钢板形状的矫正及钢板内的无用的应变的除去。进而，通过在钢板表面涂布涂敷液并烧结，形成给予张力及电绝缘性的张力赋予被膜，得到方向性电磁钢板。

钢板表面的被膜形成是用于铁损降低的途径之一。一次被膜是为了对钢板赋予张力而降低作为钢板单板的铁损而形成于钢板表面的。另外，张力赋予被膜设置于比一次被膜更靠外层侧，除了对钢板赋予张力而降低作为钢板单板的铁损以外，还出于下述目的而形成：在将钢板层叠而使用时通过确保钢板间的电绝缘性而降低作为铁心的铁损。

一般而言，一次被膜以镁橄榄石(Mg₂SiO₄)作为主体。该一次被膜是在使钢板中产生二次再结晶的成品退火中，以氧化镁(MgO)作为主要成分的退火分离剂与母钢板上的表面氧化膜(主要成分SiO₂)在1000～1200℃下实施5～50小时的热处理的过程中发生反应而形成的。另外，一般而言，张力赋予被膜含有铬。该张力赋予被膜是在成品退火后的钢板上涂布例如包含磷酸或磷酸盐、胶体状二氧化硅及无水铬酸或铬酸盐的涂敷液并在700～1000℃下烧结5～120秒、干燥而形成的。

关于一次被膜，已知有通过在包含MgO的退火分离剂中添加Ti氧化物和/或Ti氢氧化物等Ti化合物来提高一次被膜的耐剥离性、绝缘性等被膜特性的技术。