取向性電磁鋼板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及取向性電磁鋼板的制造方法，具體而言，涉及鐵損低、且鐵損的不均小 的取向性電磁鋼板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁鋼板是作為變壓器、電動(dòng)機(jī)的鐵芯材料被廣泛使用的軟磁性材料，其中，取向 性電磁鋼板的晶體取向高度集中于被稱(chēng)為高斯（Goss)取向的{110} < 001 >位向，磁特性 優(yōu)異，因此主要用于大型變壓器的鐵芯等。為了降低變壓器的無(wú)負(fù)載損耗（能量損耗），要 求鐵損較低。
[0003] 作為取向性電磁鋼板的鐵損降低方法，已知增加Si含量、降低板厚、提高晶體位 向的取向性、對(duì)鋼板表面賦予張力、使鋼板表面平滑、使二次再結(jié)晶組織細(xì)粒化等是有效 的。
[0004] 在這些方法中，作為使二次再結(jié)晶晶粒變細(xì)的技術(shù)，提出了通過(guò)在脫碳退火時(shí)快 速加熱、或者在即將進(jìn)行脫碳退火之前實(shí)施快速加熱的熱處理，從而改善一次再結(jié)晶集合 組織的方法。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了如下的技術(shù)：在對(duì)軋制到最終板厚的冷軋板進(jìn) 行脫碳退火時(shí)，在P H2()/PH2S〇.2以下的非氧化性氣體氛圍中以100°C /秒以上快速加熱 到700°C以上的溫度，由此得到低鐵損的取向性電磁鋼板。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如 下的技術(shù)：使氣體氛圍中的氧濃度為500ppm以下，并且以加熱速度100°C /秒以上快速加 熱到800~950°C，接著保持在比快速加熱后的溫度更低的775~840°C的溫度，再保持在 815~875°C的溫度，由此獲得低鐵損的取向性電磁鋼板。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了如 下的技術(shù)：將600°C以上的溫度范圍以95°C /秒以上的升溫速度加熱到800°C以上，并且適 當(dāng)?shù)乜刂圃摐囟确秶臍怏w氛圍，由此得到被膜特性和磁特性?xún)?yōu)異的電磁鋼板。此外，在專(zhuān) 利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了如下的技術(shù)：將熱軋板中以A1N形態(tài)存在的N量限制在25ppm以下，并且 在脫碳退火時(shí)以加熱速度80°C /秒以上加熱至700°C以上，由此得到低鐵損的取向性電磁 鋼板。
[0005] 對(duì)于通過(guò)快速加熱來(lái)改善一次再結(jié)晶集合組織的這些技術(shù)而言，將快速加熱的溫 度范圍設(shè)為從室溫到700°C以上，且重要的是規(guī)定了升溫速度。這種技術(shù)思想是希望通過(guò) 用短時(shí)間升溫至再結(jié)晶溫度附近，從而抑制通常的加熱速度下優(yōu)先形成的Y纖維（{111} < uvw >組織）的生長(zhǎng)，促進(jìn)成為二次再結(jié)晶的核的{110} < 001 >組織的產(chǎn)生，由此改善 一次再結(jié)晶集合組織。而且，通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，能使二次再結(jié)晶后的晶粒（Goss取向晶粒） 細(xì)化，鐵損特性得到改善。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平07-062436號(hào)公報(bào)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平10-298653號(hào)公報(bào)
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2003-027194號(hào)公報(bào)
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平10-130729號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 然而，根據(jù)發(fā)明人等的見(jiàn)解，在提高升溫速度的情況下，會(huì)引起鐵損特性的不均增 大這樣的問(wèn)題，這被認(rèn)為是由在升溫時(shí)鋼板內(nèi)部的溫度不均和內(nèi)部氧化層不良所導(dǎo)致的。 由于對(duì)制品出廠(chǎng)時(shí)的鐵損評(píng)價(jià)通常使用對(duì)鋼板整個(gè)寬度的鐵損進(jìn)行平均而得到的值，因此 如果不均大，則鋼板整體的鐵損的評(píng)價(jià)較低，無(wú)法獲得期待的急速加熱的效果。
[0014] 本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)具有的上述問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于，提出了一種與現(xiàn) 有技術(shù)相比鐵損低且鐵損值的不均小的取向性電磁鋼板的制造方法。
[0015] 解決課題的方法
[0016] 發(fā)明人等為了解決上述課題而進(jìn)行了深入研宄，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一次再結(jié)晶退火 的加熱過(guò)程中進(jìn)行快速加熱時(shí)，通過(guò)在發(fā)生恢復(fù)的溫度范圍內(nèi)保持給定的時(shí)間，能夠使鋼 板內(nèi)部的溫度均勻，可以使鋼板的整個(gè)寬度上都能夠享受到快速加熱的效果，同時(shí)< 111 > //ND位向優(yōu)先恢復(fù)，再結(jié)晶的優(yōu)先度降低，一次再結(jié)晶后的< 111 > //ND取向晶粒減 少，取而代之，Goss核增加，使二次再結(jié)晶后的再結(jié)晶細(xì)?；?，結(jié)果能夠得到鐵損低且鐵損 值的不均小的取向性電磁鋼板。進(jìn)而，通過(guò)將發(fā)生脫碳反應(yīng)的均熱過(guò)程的氣體氛圍的P H2()/ PH2設(shè)為比以往更低的值，或者通過(guò)將均熱過(guò)程分成多段并對(duì)各段的溫度、時(shí)間、氣體氛圍的 P H2(/PH2?行優(yōu)化，能夠使鐵損值進(jìn)一步降低，由此完成了本發(fā)明。
[0017] 即，本發(fā)明提出了一種取向性電磁鋼板的制造方法，其包括以下的一系列工序：將 鋼材料進(jìn)行熱軋而制成熱軋板，根據(jù)需要實(shí)施熱軋板退火，然后通過(guò)1次冷軋或者其間夾 有中間退火的2次以上的冷軋制成最終板厚的冷軋板，實(shí)施兼作脫碳退火的一次再結(jié)晶退 火，在鋼板表面涂布退火分離劑，實(shí)施最終退火，所述鋼材料含有C 002~0. 10質(zhì)量％、 Si :2. 0~8. 0質(zhì)量％、Mn :0. 005~1. 0質(zhì)量％，余量由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，其特征 在于，
[0018] 在所述一次再結(jié)晶退火的加熱過(guò)程中，在200~700°C的區(qū)間以50°C /秒以上進(jìn) 行快速加熱，并且在上述區(qū)間內(nèi)的250~600°C之間的任意溫度下保持1~10秒鐘，同時(shí)將 所述一次再結(jié)晶退火的均熱過(guò)程中的溫度控制在750~900°C的范圍、將時(shí)間控制在90~ 180秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~0. 40的范圍。
[0019] 本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結(jié)晶退火的均 熱過(guò)程分為N個(gè)階段（N :2以上的整數(shù)），將第1階段~第（N-1)階段的溫度控制在750~ 900°C的范圍、將時(shí)間控制在80~170秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~ 0. 40的范圍，并將最終第N階段的溫度控制在750~900°C的范圍、將時(shí)間控制為10~60 秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2()/PH2控制在0. 20以下的范圍。
[0020] 另外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結(jié)晶退 火分為N個(gè)階段（N :2以上的整數(shù)），將第1階段的溫度設(shè)為820~900°C、將時(shí)間設(shè)為10~ 60秒鐘、將氣體氛圍的P_/PH2設(shè)為0. 25~0. 40,并將第2階段以后的溫度控制在750~ 900°C的范圍、將時(shí)間控制在80~170秒鐘的范圍、將氣體氛圍的PH2Q/P H2控制在0. 25~ 0. 40的范圍，并且，使第1階段的溫度為第2階段以后的溫度以上。
[0021] 另外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，將上述一次再結(jié)晶退 火分為N個(gè)階段（N :3以上的整數(shù)），將第1階段的溫度控制在820~900°C的范圍、將時(shí)間 控制在10~60秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P H2Q/PH2控制在0. 25~0. 40的范圍，將第2階 段~第（N-1)階段的溫度設(shè)為750~900°C、將時(shí)間設(shè)70~160秒鐘、將氣體氛圍的PH2Q/ P H2設(shè)為0. 25~0. 40,并將最終第N階段的溫度控制在750~900°C的范圍、將時(shí)間控制在 10~60秒鐘的范圍、將氣體氛圍的P_/P H2控制在0. 20以下的范圍，并且使第1階段的溫 度為第2階段至第N-1階段的溫度以上。
[0022] 另外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，除了上述成分組成以 外，上述鋼材料還含有A1 :0. 010~0. 050質(zhì)量％和N :0. 003~0. 020質(zhì)量％，或者含有 A1 :0? 010 ~0? 050 質(zhì)量％、N :0? 003 ~0? 020 質(zhì)量％、Se :0? 003 ~0? 030 質(zhì)量％和 / 或 S: 0? 002 ~0? 03 質(zhì)量％。
[0023] 另外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，在上述一次再結(jié)晶退 火的過(guò)程中，或者在上述一次再結(jié)晶退火后，實(shí)施氮化處理，使鋼板中的氮量增加50~ 1000 質(zhì)量 ppm。
[0024] 另外，本發(fā)明的取向性電磁鋼板的制造方法的特征還在于，除了上述成分組成以 外，上述鋼材料還含有選自Ni :0. 010~1. 50質(zhì)量％、Cr :0. 01~0. 50質(zhì)量％、Cu :0. 01~ 〇? 50 質(zhì)量 ％、P :0? 005 ~0? 50 質(zhì)量 ％、Sb :0? 005 ~0? 50 質(zhì)量 ％、Sn :0? 005 ~0? 50 質(zhì) 量％、Bi :0? 005 ~0? 50 質(zhì)量％、Mo :0? 005 ~0? 10 質(zhì)量％、B :0? 0002 ~0? 0025 質(zhì)量％、 Te :0? 0005 ~0? 010 質(zhì)量％、Nb :0? 0010 ~0? 010 質(zhì)量％、V :0? 001 ~0? 010 質(zhì)量％及 Ta : 0.001~0.010質(zhì)量％中的1種或2種以上。
[0025] 發(fā)明的效果
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，在一次再結(jié)晶退火的加熱過(guò)程中進(jìn)行快速加熱時(shí)，在發(fā)生恢復(fù)的溫 度范圍保持給定時(shí)間，同時(shí)對(duì)發(fā)生脫碳反應(yīng)的一次再結(jié)晶退火的均熱過(guò)程中的條件進(jìn)行優(yōu) 化，由此能夠穩(wěn)定地提供鐵損低且鐵損值的不均小的取向性電磁鋼板。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明的一次再結(jié)晶退火的加熱過(guò)程中的升溫模型的圖。
[0028] 圖2是示出一次再結(jié)晶退火的加熱過(guò)程中保持時(shí)間和均熱過(guò)程的氣體氛圍的 PH2Q/PH2對(duì)鐵損W17/50的影響的圖。
[0029] 圖3是示出一次再結(jié)晶退火的加熱過(guò)程中保持溫度和均熱過(guò)程的處理?xiàng)l件對(duì)鐵 損W 17/5(l的影響的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 首先，對(duì)作為開(kāi)發(fā)本發(fā)明的起因的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。
[0031] <