[发明专利]单方向性电磁钢板及其制造方法

说明书

该单方向性电磁钢板的特征在于，具有：钢板；绝缘被膜，其配置于所述钢板上；以及尖晶石，其在所述钢板与所述绝缘被膜的界面处，以嵌入到所述绝缘被膜中的方式存在于所述钢板上的一部分上，所述尖晶石的量相对于所述钢板的表面的每单位面积为5～50mg/msupgt;2/supgt;。

技术领域

本发明涉及单方向性电磁钢板及其制造方法。本申请基于2019年1月16日在日本申请的日本特愿2019-005131号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

单方向性电磁钢板(单方向性硅钢板)多用作变压器的铁芯材料。变压器在从安装到废弃的长时间内连续使用，持续产生能量损失。因此，作为铁芯材料，为了减少能量损失，需要铁损少的材料。对于铁损的降低而言，对钢板赋予张力是有效的。因此，通过在高温下形成由热膨胀系数比钢板小的材质构成的被膜，对钢板赋予因热膨胀系数的不同而在冷却时产生的张力，从而实现铁损的降低。作为上述那样的被膜，有在最终退火工序中钢板表面的氧化物与含有MgO的退火分离剂反应而生成的镁橄榄石被膜。镁橄榄石被膜能够对钢板赋予张力，进而被膜密合性也优异。

因此，在残留在最终退火工序中产生的镁橄榄石被膜的基础上形成以磷酸盐为主体的绝缘被膜的方法成为一般的单方向性硅钢板的制造方法。

例如，在专利文献1中公开了如下方法：为了对钢板赋予张力而降低铁损，在镁橄榄石被膜上将以胶体状二氧化硅和磷酸盐为主体的涂布液涂布于钢板表面，进行烧结，由此形成绝缘被膜。

然而，近年来，已知镁橄榄石被膜与基底金属的杂乱的界面结构在一定程度上削减了由被膜张力引起的铁损改善效果。因此，例如，如专利文献2所公开的那样，提出了如下技术：在除去在最终退火工序中产生的镁橄榄石被膜、或进一步进行镜面化精加工后，重新形成张力被膜，由此尝试进一步降低铁损。

但是，为了除去以嵌入钢板侧的形态形成的镁橄榄石被膜，需要大量的劳力。例如，在想要通过酸洗除去的情况下，由于镁橄榄石含有二氧化硅成分，因此在酸液中需要氢氟酸等能够溶解二氧化硅成分的强力的酸液，需要长时间浸渍在该酸液中。另外，在利用机械表面磨削等方法进行去除的情况下，为了完全去除至嵌入部分，需要进行接近10μm的磨削，成品率上难以采用。进而，在利用磨削的被膜除去法中，在磨削时不可避免地向钢板侧导入应变，还存在导致磁特性劣化的缺点。

因此，不是在退火后除去在最终退火工序中生成的镁橄榄石的方法，而是研究了各种在最终退火中不形成镁橄榄石等无机矿物质的被膜的技术。其中，作为最终退火后难以残留氧化物的退火分离剂，氧化铝受到关注，提出了使用以氧化铝为主体的退火分离剂的各种技术。

例如在专利文献3中公开了使用纯度99％以上、粒度100目～400目的氧化铝作为退火分离剂的方法。另外，专利文献4中公开了使用以氢氧化铝为主体的退火分离剂的方法。另外，专利文献5中公开了使用在氧化铝中添加了含有硼酸成分的碱金属化合物的退火分离剂的方法。

进而，在专利文献6中公开了使用含有5～40％含水硅酸盐矿物粉末、剩余部分为氧化铝的退火分离剂的方法。专利文献7中公开了使用退火分离剂的技术，该退火分离剂除了含水硅酸盐矿物粉末以外，还含有0.2～20％的锶或钡的化合物、2～30％的氧化钙或氢氧化钙，剩余部分为氧化铝。进而，在专利文献8中还公开了将平均粒径为1μm以下的微粒氧化铝与平均粒径为1μm～50μm的粗粒氧化铝混合使用的方法。

上述以氧化铝为主体公开的技术多对氧化铝的粒径进行了规定。另一方面，在专利文献9中公开了相对于氧化铝100重量份添加了在1300℃以上烧成且粉碎而得的比表面积为0.5～10m²/g的不活泼性氧化镁15～70重量份而成的退火分离剂。

如果应用上述技术，对脱碳退火板实施最终退火，则在防止镁橄榄石被膜的形成方面确认到一定程度的效果。但是，难以稳定地得到未生成镁橄榄石被膜且没有氧化物的残留的最终退火板。