[发明专利]方向性电磁钢板及其制造方法

说明书

一种方向性电磁钢板，其特征在于，该方向性电磁钢板是具有母材钢板(1)、接触地配置于母材钢板(1)上的中间层(4)、和接触地配置于中间层(4)上的绝缘皮膜(3)的方向性电磁钢板，在母材钢板(1)的表面具有沿着与母材钢板(1)的轧制方向交叉的方向延伸的槽(G)，在与母材钢板(1)的轧制方向及板厚方向平行的面的断面视图中，将槽(G)的端部间的区域设定为槽部(R_G)时，槽部(R_G)的中间层(4)的平均厚度为槽部(R_G)以外的中间层(4)的平均厚度的0.5倍以上且3.0倍以下，槽部(R_G)的绝缘皮膜(3)中的空隙的面积率为15％以下。

技术领域

本发明涉及皮膜密合性优异的方向性电磁钢板。特别是本发明涉及即使不具有镁橄榄石皮膜而绝缘皮膜的皮膜密合性也优异的方向性电磁钢板。

本申请基于2019年1月16日在日本申请的特愿2019-005058号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

方向性电磁钢板为软磁性材料，主要作为变压器的铁心材料来使用。因此，要求高磁特性及低铁损这样的磁特性。所谓磁特性是将铁心励磁时诱发的磁通密度。磁通密度越高，越能够将铁心小型化，因此在变压器的装置构成的方面是有利的，并且在变压器的制造成本的方面也是有利的。

为了提高磁特性，需要按照尽可能多地形成{110}面一致地与钢板面平行、并且100轴一致在轧制方向上的晶体取向(高斯取向)的晶粒的方式控制晶粒织构。为了将晶体取向集聚于高斯取向上，通常使AlN、MnS及MnSe等抑制剂在钢中微细地析出来控制二次再结晶。

所谓铁损是在将铁心在交流磁场中励磁的情况下作为热能被消耗的电力损耗。从节能的观点出发，要求铁损尽可能低。对于铁损的高低，磁化率、板厚、皮膜张力、杂质量、电阻率、结晶粒径、磁畴尺寸等产生影响。关于电磁钢板，即使是开发了各种技术的现在，为了提高能量转换效率，也在继续进行降低铁损的研究开发。

作为对方向性电磁钢板所要求的另一个特性，有形成于母材钢板表面的皮膜的特性。通常，在方向性电磁钢板中，如图1中所示的那样，在母材钢板1上形成以Mg₂SiO₄(镁橄榄石)作为主体的镁橄榄石皮膜2，在镁橄榄石皮膜2上形成绝缘皮膜3。镁橄榄石皮膜与绝缘皮膜具有将母材钢板表面电绝缘、此外对母材钢板赋予张力而降低铁损的功能。需要说明的是，在镁橄榄石皮膜中除了Mg₂SiO₄以外，还微量地包含母材钢板或退火分离剂中所含的杂质、添加物及它们的反应产物。

为了使绝缘皮膜发挥绝缘性和所需的张力，绝缘皮膜不得从电磁钢板剥离。因此，对于绝缘皮膜要求高的皮膜密合性。但是，同时提高对母材钢板赋予的张力和皮膜密合性这两者并不容易。即使是现在，也在继续进行同时提高这两者的研究开发。

方向性电磁钢板通常按照下述的步骤来制造。将含有2.0～4.0质量％的Si的硅钢板坯进行热轧，对热轧后的钢板根据需要实施退火，接着，对退火后的钢板实施一次或插有中间退火的两次以上的冷轧，精加工成最终板厚的钢板。之后，通过对最终板厚的钢板在湿润氢气氛中实施脱碳退火，从而除了脱碳以外，还促进一次再结晶，同时在钢板表面形成氧化层。

在具有氧化层的钢板上涂布以MgO(氧化镁)作为主要成分的退火分离剂并进行干燥，干燥后，将钢板卷取成卷材状。接着，对卷材状的钢板实施最终退火，促进二次再结晶，使晶粒的晶体取向集聚于高斯取向。进而，使退火分离剂中的MgO与氧化层中的SiO₂(二氧化硅)反应，在母材钢板表面形成以Mg₂SiO₄作为主体的无机质的镁橄榄石皮膜。