[发明专利]高磁通密度低铁损晶粒取向的电磁钢板及其制造方法

说明书

本发明涉及高磁通密度低铁损的晶粒取向电磁钢板，特别是涉及期望通过对硅钢板的二次再结晶结构的控制使磁性能提高。

晶粒取向电磁钢板主要用于变压器及其它电器的铁心，要求具有优异的磁化特性，亦即由B₈值所代表的高磁通密度和由W_17/50值所代表的低铁损。

为了提高这种晶粒取向电磁钢板的磁性能，重要的是，第一要使钢板中的二次再结晶晶粒的(001)轴与轧制方向高度一致，第二要尽可能地减少最终成品中残留的杂质和析出物。

为此，自从N.P.Goss提出晶粒取向电磁钢板的两阶段冷轧的基本制造方法以来，积累了对该制造方法的重多改进，使磁通密度和铁损值连年改进。其中特别有代表性的是，特公昭40-15644号公报所公开的利用AlN析出相的方法，和特公昭51-13469号公报所公开的利用少量Sb和微量Se或S中的一个或两个作为抑制剂的方法，根据这些方法可以制成B₈超过1.89T的成品。

但是，上述的利用AlN析出相的方法，存在以下缺点，在具有高磁通密度的同时，因最终退火后的二次再结晶晶粒长大而使铁损较高。

关于这一点，在特公昭54-13846号公报中，提出铁损的改良方法，亦即在利用AlN析出相的高压下率的冷轧步骤中间施加温热轧制，从而使最终退火后的二次再结晶晶粒细化，制得铁损W_17/50低于1.05w/kg的成品。但是，难以期望磁通密度较高而且铁损充分地低，特别是由卷材的退火而引起的温热轧制步骤，使得从工业生产角度考虑不经济，因而从稳定工艺来看，制造中仍存在必须解决的问题。

另一方面，后者的利用Sb和Se、S的方法是本发明人的开发成果由此方法可制得磁通密度B₈在1.90T以上，而且铁损W_17/50在1.05w/kg以下的成品，但在低铁损化方面仍需改进。

特别是近来，处于能源危机之中，对减少电力损失的要求大为强烈，期望进一步改善铁心材料的用途，进一步提高成品的磁通密度，亦即要求硅钢板的各结晶晶粒的方位尽可能地接近{110}(001)的理想方位，从而进一步降低铁损。

于是，本发明人从以前的结果出发，对于必须获得满足上述要求的优异的硅钢板，一次再结晶粒进而二次再结晶晶粒的方位分布应该如何做了根本的研讨。

从利用传统的X射线对结构变化的观察对探求二次再结晶生成机理的理论推进方面，做了表象性的考察。

因此，本发明人开发了新的利用扫描电镜的透射式科塞尔(Kossel)装置(参见特开昭55-33660号公报、实开昭55-38349号公报)，采用此装置，对硅钢板从热轧步骤至脱碳·一次再结晶退火步骤的各步骤的试样，测定5-20μm范围内的微小区域或者细微晶粒的结晶方位。进而在大范围内测定二次再结晶过程中或者二次再结晶退火后的二次再结晶晶粒各结晶方位。

其次，把如此测定的结晶方位的数据用图象分析装置表示为结晶方位图象(计算机彩色绘图)，由此说明戈斯方位二次再结晶晶粒的优先生长机理

上述的本发明人开发的透射式科塞尔装置，是利用科塞尔方法，能够在效果上测定晶粒的方位的装置。在本发明中，对于与钢板的轧制方向RD对应的角度和与板面垂直方向ND对应的角度，根据科塞尔法表示，如图1中分别所示那样，表示为RD和ND的旋转立体角。

所得结果概述如下。

(1)优先生长二次再结晶晶粒的戈斯核，发生于热轧板表面附近的正确戈斯方位的小区域。此戈斯核在冷轧时，从(110)<001>方位变化的(111)<112>方位，通过再结晶退火又返回(110)<001>方位。根据此结构记忆特性，使得二次再结晶处理前的脱碳·一次再结晶退火板，其戈斯核保持在(110)<001>方位。

(2)在脱碳·一次再结晶退火板表面附近，形成戈斯方位的一次再结晶晶粒的聚集，此聚集的平均面积是一次再结晶晶粒的平均面积的2-6倍。

(3)在随后的二次再结晶退火中，在钢板表面附近优先生成的戈斯方位的二次再结晶核，对其它方位的小的一次再结晶晶粒予以吸收，优先长成戈斯方位的巨大二次再结晶晶粒。