方向性電磁鋼板及方向性電磁鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及對(duì)鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域?qū)嵤┝思す馓幚淼姆较蛐噪姶配摪寮?方向性電磁鋼板的制造方法。
[0002] 本申請(qǐng)基于在2012年11月26日在日本申請(qǐng)的日本特愿2012-257875號(hào)主張優(yōu) 先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] 上述的方向性電磁鋼板例如是將原料制成硅板坯，經(jīng)過(guò)熱軋工序一退火工序一冷 軋工序一脫碳退火工序一精加工退火工序一平坦化退火工序一絕緣覆膜形成工序等順序 制造而成的。
[0004] 在此，精加工退火工序前的脫碳退火工序中，在鋼板的表面上形成以二氧化硅 (Si0 2)為主體的Si02覆膜。另外，在精加工退火工序中，以將鋼板卷繞成卷材狀的狀態(tài)裝 入到分批式爐內(nèi)，實(shí)施熱處理。因此，為了防止精加工退火工序中的鋼板的燒熔，在精加工 退火工序之前，在鋼板的表面上涂布以氧化鎂（MgO)為主體的退火分離劑。在精加工退火 工序中，通過(guò)上述Si0 2覆膜與以氧化鎂為主體的退火分離劑進(jìn)行反應(yīng)，從而在鋼板的表面 形成玻璃覆膜。
[0005] 以下對(duì)精加工退火工序進(jìn)行詳細(xì)描述。精加工退火工序中，如圖1所示，卷繞鋼板 而獲得的卷材5按照卷材5的卷軸5a與垂直方向一致的方式，設(shè)置在退火爐蓋9內(nèi)的卷材 支撐臺(tái)8上。
[0006] 如此設(shè)置的卷材5在高溫下被退火時(shí)，如圖2所示，與卷材支撐臺(tái)8接觸的卷材5 的下端部5z因自重及卷材支撐臺(tái)8與卷材5的熱膨脹系數(shù)差異等原因，引起塑性變形。該 塑性變形一般被稱(chēng)為側(cè)應(yīng)變變形，在之后的平坦化退火工序中也無(wú)法完全地去除。如此發(fā) 生了側(cè)應(yīng)變變形的部分（側(cè)應(yīng)變部5e)在無(wú)法滿(mǎn)足顧客所要求的規(guī)格時(shí)，修剪該側(cè)應(yīng)變部 5e〇
[0007] 因此，當(dāng)側(cè)應(yīng)變部5e增加時(shí)，由于修剪寬度的増加、因而具有合格率降低的問(wèn) 題。側(cè)應(yīng)變部5e如圖3所示，在將由卷材5開(kāi)卷成板狀的鋼板置于平整的平臺(tái)上時(shí)，可觀 察到鋼板的端部從平臺(tái)面所形成的波的高度h。通常，側(cè)應(yīng)變部5e是滿(mǎn)足波的高度h超過(guò) 2mm的條件或下述（1)式所示的陡峭度s超過(guò)1.5% (超過(guò)0.015)的條件的鋼板的端部的 變形區(qū)域。
[0008] s = h/ffg (1)
[0009] 其中，Wg是側(cè)應(yīng)變部5e的寬度。
[0010] 精加工退火時(shí)的側(cè)應(yīng)變變形的發(fā)生機(jī)理可通過(guò)高溫時(shí)的晶界滑行進(jìn)行說(shuō)明。艮P， 在900°C以上的高溫下，由于因晶界滑行所導(dǎo)致的變形變得顯著，因而在晶體晶界部中易于 發(fā)生側(cè)應(yīng)變變形。與卷材支撐臺(tái)8接觸的卷材5的下端部5z與卷材5的中心部相比，二次 重結(jié)晶的成長(zhǎng)時(shí)期晚。因此，在卷材5的下端部5z中，晶體粒徑減小、易于形成晶粒細(xì)化部。 [0011] 由于該晶粒細(xì)化部存在很多晶體晶界，因此推測(cè)上述的晶界滑行易于發(fā)生、發(fā)生 側(cè)應(yīng)變變形。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了通過(guò)控制卷材5的下端部5z的晶粒成長(zhǎng)來(lái)抑制機(jī) 械變形的各種方法。
[0012] 下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了下述方法：在精加工退火前，從與卷材支撐臺(tái)接觸的卷 材下端面開(kāi)始，對(duì)一定寬度的帶狀部涂布晶粒細(xì)化劑，在精加工退火中使該帶狀部發(fā)生晶 粒細(xì)化。另外，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了下述方法：在精加工退火前，從與卷材支撐臺(tái)接 觸的卷材下端面開(kāi)始，通過(guò)帶有突起物的乳棍等對(duì)一定寬度的帶狀部賦予加工變形應(yīng)變， 在精加工退火中使該帶狀部發(fā)生晶粒細(xì)化。
[0013] 如此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1及專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的方法中，為了抑制側(cè)應(yīng)變變形，有意識(shí) 地使卷材下端部的晶體發(fā)生晶粒細(xì)化，改變卷材下端部的機(jī)械強(qiáng)度。
[0014] 但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的方法中，由于晶粒細(xì)化劑是液態(tài)，因此難以準(zhǔn)確地控制 涂布區(qū)域。另外，晶粒細(xì)化劑還有從鋼板端部向鋼板中央部擴(kuò)散的情況。結(jié)果，由于無(wú)法恒 定地控制晶粒細(xì)化區(qū)域的寬度，因此側(cè)應(yīng)變部的寬度在卷材的長(zhǎng)度方向上發(fā)生大的變化。 由于將發(fā)生最大變形的側(cè)應(yīng)變部的寬度作為修剪寬度進(jìn)行設(shè)定，因此即便是在一處、側(cè)應(yīng) 變部的寬度大時(shí)，修剪寬度也會(huì)增加、合格率降低。
[0015] 另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的方法中，以由軋輥等的機(jī)械加工所導(dǎo)致的應(yīng)變?yōu)槠?點(diǎn)、使卷材下端部的晶體發(fā)生晶粒細(xì)化。但是，由于長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)加工，乳輥會(huì)發(fā)生磨耗，因 此具有所賦予的加工變形應(yīng)變（壓下率）會(huì)經(jīng)時(shí)地降低、晶粒細(xì)化效果降低的問(wèn)題。特別 是，由于方向性電磁鋼板是大量含有Si的硬的原料，因此軋輥的磨耗劇烈，需要頻繁地更 換軋輥。另外，由于機(jī)械加工會(huì)對(duì)大范圍賦予應(yīng)變，因此側(cè)應(yīng)變變形的抑制范圍有限。
[0016] 另一方面，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)3~6中公開(kāi)了下述方法：為了抑制側(cè)應(yīng)變變形，從卷材 下端開(kāi)始促進(jìn)一定寬度的帶狀部的二次重結(jié)晶，在精加工退火的早期增大晶體粒徑，提高 高溫強(qiáng)度。
[0017] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3及4中公開(kāi)了作為增大晶體粒徑的手段，在精加工退火前通過(guò)等離子 體加熱或感應(yīng)加熱對(duì)鋼板端部的帶狀部進(jìn)行加熱的方法。另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3、5及6中公開(kāi) 了利用噴丸、乳輥、齒形軋輥等導(dǎo)入機(jī)械加工應(yīng)變的方法。
[0018]由于等離子體加熱或感應(yīng)加熱是加熱范圍比較寬的加熱方式，因此適于對(duì)帶狀范 圍進(jìn)行加熱。但是，等離子體加熱或感應(yīng)加熱具有難以控制加熱位置或加熱溫度的問(wèn)題。另 外，通過(guò)熱傳導(dǎo)還具有加熱比規(guī)定范圍更寬的區(qū)域的問(wèn)題。因此，由于無(wú)法恒定地控制通過(guò) 二次重結(jié)晶增大晶體粒徑的區(qū)域的寬度，因此具有側(cè)應(yīng)變變形的抑制效果易于發(fā)生不均勻 的問(wèn)題。
[0019] 利用軋輥等的機(jī)械加工的方法中，如上所述，具有由于軋輥的摩耗因而應(yīng)變賦予 效果（應(yīng)變量）經(jīng)時(shí)地降低的問(wèn)題。特別是，由于二次重結(jié)晶的速度對(duì)應(yīng)于應(yīng)變量而敏感 地變化，因此即便由軋輥的摩耗導(dǎo)致的應(yīng)變量很輕微，也具有無(wú)法獲得所需的晶體粒徑、無(wú) 法獲得穩(wěn)定的側(cè)應(yīng)變變形的抑制效果的問(wèn)題。另外，由于機(jī)械加工會(huì)對(duì)大范圍賦予應(yīng)變，因 此側(cè)應(yīng)變變形的抑制范圍有限。
[0020] 如上所述，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1~6公開(kāi)的方法中，難以準(zhǔn)確地進(jìn)行晶體粒徑的控制（范 圍及大?。?，因此具有無(wú)法獲得充分的側(cè)應(yīng)變變形的抑制效果的問(wèn)題。
[0021] 因此，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)7中提出了通過(guò)激光束的照射或水流噴射等在鋼板的寬度方 向一端側(cè)區(qū)域上形成平行于軋制方向而延伸的易變形部或溝槽部的技術(shù)。此時(shí)，通過(guò)形成 于鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域的易變形部或溝槽部來(lái)防止側(cè)應(yīng)變的進(jìn)行，可以降低側(cè)應(yīng)變 部的寬度。
[0022] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0023] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0024] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)昭63-100131號(hào)公報(bào)
[0025] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)昭64-042530號(hào)公報(bào)
[0026] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平02-097622號(hào)公報(bào)
[0027] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平03-177518號(hào)公報(bào)
[0028] 專(zhuān)利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2000-038616號(hào)公報(bào)
[0029] 專(zhuān)利文獻(xiàn)6 :日本特開(kāi)2001-323322號(hào)公報(bào)
[0030] 專(zhuān)利文獻(xiàn)7 :國(guó)際公開(kāi)第2010/103761號(hào)小冊(cè)子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0031] 發(fā)明所要解決的課題
[0032] 然而，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7所公開(kāi)的形成晶界滑行變形部的方法中，在鋼板的基體金屬 部本身上形成易變形部。該易變形部是在精加工退火時(shí)形成于鋼板的基體金屬部上的含 有晶界的直線(xiàn)狀區(qū)域、或者形成于鋼板的基體金屬部上的含有晶粒的滑行帶。該易變形部 形成于在精加工退火前從鋼板表面照射激光束、對(duì)基體金屬部產(chǎn)生熱影響的部分（熱影響 部）上。專(zhuān)利文獻(xiàn)7所公開(kāi)的方法中，該熱影響部是利用激光束的熱量發(fā)生熔融后進(jìn)行再 凝固的部分（熔融再凝固部），該熔融再凝固部遍及板厚整體形成。由于該熱影響，因而在 精加工退火時(shí)發(fā)生的易變形部中，以高的比例產(chǎn)生易磁化軸的方向偏離鋼板軋制方向的異 常晶粒。因此，在形成有易變形部的區(qū)域的基體金屬部中，磁特性發(fā)生劣化。
[0033] 在此，如上所述當(dāng)將側(cè)應(yīng)變部的寬度抑制為很小、滿(mǎn)足顧客的要求品質(zhì)時(shí)，有可不 實(shí)施側(cè)應(yīng)變部的修剪的情況。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)7所記載的發(fā)明中，即便是允許側(cè)應(yīng)變部時(shí)， 對(duì)于形成有易變形部或溝槽部的部分而言，由于磁特性發(fā)生劣化，因此也具有方向性電磁 鋼板的品質(zhì)會(huì)降低的問(wèn)題。
[0034] 進(jìn)而，為了在鋼板上形成易變形部及溝槽部，需要對(duì)鋼板賦予大的能量。因此，精 加工退火前的前處理需要花費(fèi)多的時(shí)間或者需要大型、大功率的激光裝置，具有無(wú)法高效 地制造方向性電磁鋼板等問(wèn)題。
[0035] 本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)而作出的，其目的在于提供最小限度地抑制側(cè)應(yīng)變變形、 同時(shí)具有優(yōu)良的磁特性的方向性電磁鋼板及其制造方法。
[0036] 用于解決課題的方法
[0037] 本發(fā)明為了解決上述課題并達(dá)成目的，采用以下的手段。即，
[0038] (1)本發(fā)明一個(gè)方式的方向性電磁鋼板是通過(guò)對(duì)冷軋工序后的鋼板的寬度方向一 端側(cè)區(qū)域沿著上述鋼板的軋制方向照射激光束之后、在將上述鋼板卷成卷材狀的狀態(tài)下對(duì) 其進(jìn)行精加工退火而制造的方向性電磁鋼板，其中，對(duì)于位于上述鋼板的基體金屬部中通 過(guò)上述激光束的照射而形成于上述鋼板表面的激光照射痕的下部的晶粒而言，定義各晶粒 的易磁化軸的方向與上述軋制方向的偏離角量9 a，用位于上述激光照射痕的下部的晶粒 將上述偏離角量0 a平均化而獲得的上述偏離角量0 a的平均值R為超過(guò)20°且40°以 下。
[0039] (2)上述（1)所述的方向性電磁鋼板中，從上述鋼板的寬度方向一端至上述激光 照射痕的寬度方向中心的距離WL可以為5mm以上且35mm以下。
[0040] (3)上述⑴或⑵所述的方向性電磁鋼板中，上述激光照射痕可以是以在將上述 鋼板卷成卷材狀時(shí)位于最外周的上述鋼板的軋制方向的一端為起點(diǎn)而形成在上述鋼板的 軋制方向的總長(zhǎng)的20%以上且100%以下的區(qū)域上。
[0041] (4)上述（1)~（3)中任一項(xiàng)所述的方向性電磁鋼板中，上述激光照射痕的寬度d 可以為〇.〇5mm以上且5. 0mm以下。另外，
[0042] (5)本發(fā)明的一個(gè)方式的方向性電磁鋼板的制造方法包含以下工序：對(duì)冷軋工序 后的鋼板的寬度方向一端側(cè)區(qū)域沿著上述鋼板的軋制方向照射激光束而形成激光處理部 的激光處理工序；和將形成有上述激光處理部的上述鋼板卷成卷材狀、對(duì)上述卷材狀的上 述鋼板進(jìn)行精加工退火的精加工退火工序，在上述激光處理工序中，通過(guò)上述激光束的照 射，在與上述激光處理部對(duì)應(yīng)的位置上形成上述鋼板的板厚的超過(guò)〇%且80%以下的深度 的熔融再凝固部。
[0043] (6)上述（5)所述的方向性電磁鋼板的制造方法中，從上述鋼板的寬度方向一端 至上述激光處理部的寬度方向中心的距離WL可以為5mm以上且35mm以下。
[0044] (7)上述（5)或（6)所述的方向性電磁鋼板的制造方法中，上述激光處理工序中， 可以以在通過(guò)上述精加工退火工序?qū)⑸鲜鲣摪寰沓删聿臓顣r(shí)位于最