方向性电磁钢板及方向性电磁钢板的制造方法_3

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率(激光功率)P (W)、沿着钢板11宽度方向的激光束直径dc (mm)、沿着钢板11通板方向的 激光束直径dL (mm)来进行调整。
[0095] PI < P < P2 (1)
[0096] 0. 2mm < dc < 5. 0mm (2)
[0097] 在此,式⑴中的P1、P2如以下的式(3)~(5)所示。另外,将dc和dL的定义示 于图9中。
[0098] Pl(ff) = 3(dc+dh) ? dh ? VL (3)
[0101] 为了利用激光处理部20确实地抑制侧应变部5e的发展,优选对激光束的钢板宽 度方向的照射位置进行调整,按照从钢板11的宽度方向一端至照射位置(激光处理部20 的宽度方向中心)的距离WL (相当于图5所示的"从钢板11的宽度方向一端至激光照射 痕14的宽度方向中心的距离WL")达到5mm以上且35mm以下的范围内的方式来进行调整。 另外,激光处理部20的轧制方向长度Lz (相当于图5所示的"激光照射痕14的轧制方向 长度Lz")优选是以卷材5的最外周部为起点、为卷材5的总长Lc的20 %以上且100 %以 下。由此,即便是在易于发生侧应变变形的卷材5的外周侧部分上,也可确实地抑制侧应变 变形的发展。
[0102] 进而,优选与激光束的钢板宽度方向的光束直径dc对应的激光处理部20 (激光照 射痕14)的宽度d在0. 05mm以上且5. 0mm以下的范围内。激光处理部20的宽度d对侧应 变变形的发展程度所造成的影响并不那么大。但是,当激光处理部20的宽度d小于0. 05mm 时,具有在激光照射中向钢板11的热扩散变大,能量效率降低的问题。另外,当激光处理部 20的宽度d超过5_时,具有所需要的激光的功率变得过大的问题。
[0103] 在激光处理工序S06之后的退火分离剂涂布工序S07中,在Si0 2覆膜12a上涂布 以氧化镁(MgO)为主体的退火分离剂并进行加热干燥。另外,本实施方式中,如图7所示, 在激光处理装置33的后段侧配置退火分离剂涂布装置34,对实施了激光处理工序S06的钢 板11的表面连续地涂布退火分离剂。
[0104] 然后,通过了退火分离剂涂布装置34的钢板11被卷绕成卷材状,获得卷材5。另 外,该卷材5的最外周端成为通过脱碳退火炉31、激光处理装置33和退火分离剂涂布装置 34的钢板11的后端。因此,本实施方式中,在激光处理工序S06中在钢板11的至少后端侧 的区域上形成激光处理部20。
[0105] 接着,在精加工退火工序S08中,如图11所示,将卷绕涂布有退火分离剂的钢板11 所获得的卷材5放置在卷材支撑台8上,使得卷轴5a朝向垂直方向,装入到精加工退火炉 中实施热处理(分批式的精加工退火)。另外,该精加工退火工序S08中的热处理条件例如 设定为退火温度:11〇〇~1300°C、退火时间:20~24小时。
[0106] 该精加工退火工序S08中,如图11所示,按照在卷材5 (钢板11)中形成有激光处 理部20的宽度方向一端侧部分(卷材5轴方向的下端侧)与卷材支撑台8接触的方式,将 卷材5放置在卷材支撑台8上。
[0107] 该精加工退火工序S08中,当通过自重等对卷材5施加负荷时,上述激光处理部20 优先地发生变形。如图12所示,虽然侧应变部5e从卷材5与卷材支撑台8的接触位置(卷 材5宽度方向一端侧)向宽度方向另一端侧进行发展,但在该激光处理部20处,侧应变部 5e的发展会被抑制。因而,侧应变部5e的宽度(侧应变宽度Wg)减小、即便是除去该侧应 变部5e时,也可减小修剪宽度、可提高方向性电磁钢板10的制造合格率。
[0108] 另外,通过该精加工退火工序S08,以二氧化硅为主体的Si02覆膜12a与以氧化镁 为主体的退火分离剂进行反应,在钢板11的表面上形成由镁橄榄石(Mg 2Si04)构成的玻璃 覆膜12 (参照图4)。
[0109] 本实施方式中,在配置于精加工退火前的激光处理工序中,通过激光束的照射在 钢板11上形成熔融再凝固部22,以该熔融再凝固部22的深度D相对于板厚t的比率q为 超过0且0. 8以下(超过0%且80%以下)的程度的较低强度(上述激光功率P)照射激 光束。通过该限定的热影响部(熔融再凝固部22)的形成,从而激光处理部20的机械强度 与其他部分相比降低、易于发生变形。其结果推测出,在精加工退火工序中,通过激光处理 部20的局部变形而抑制侧应变部5e的发展。
[0110] 在平坦化退火工序S09及绝缘覆膜形成工序S10中,将卷绕成卷材状的钢板11 开卷,在约800°C的退火温度下施加张力,伸展成板状进行搬送,释放卷材5的卷曲变形而 进行平坦化。同时,在形成于钢板11两面的玻璃覆膜12上涂布绝缘剂,进行烧结,形成绝 缘覆膜13。
[0111] 如此,在钢板11的表面上形成玻璃覆膜12及绝缘覆膜13,制造本实施方式的方向 性电磁钢板10 (参照图4)。另外,在上述绝缘覆膜形成工序S10之后,也可朝向方向性电磁 钢板10的单面会聚并照射激光束,通过赋予大致垂直于轧制方向且在轧制方向上呈周期 性的线状应变,进行磁畴控制。
[0112] 根据本实施方式的方向性电磁钢板10的制造方法,可以充分地抑制侧应变部5e 的侧应变宽度Wg及翘曲。因此,所制造的方向性电磁钢板10即便是具有侧应变部5e的原 来状态,在满足顾客的要求品质时,可不对侧应变部5e进行修剪。此时,可以进一步提高方 向性电磁钢板10的制造合格率。
[0113] 本实施方式中,如上所述,通过激光束的照射而形成的熔融再凝固部22的深度D 相对于板厚t的比率q为超过0 %且80%以下(超过0且0. 8以下)。其结果如后详述的 那样,对于位于精加工退火工序S08之后获得的钢板11的基体金属部中的激光照射痕14 下部(钢板11的板厚方向内侧)的晶粒而言,能够将各晶粒的易磁化轴的方向与轧制方向 的偏离角量9 a的平均值R抑制在超过20°且40°以下。因此,即便不进行侧应变部5e 的修剪,根据用途也可将方向性电磁钢板10直接作为磁特性优良的制品进行使用,因此可 以提尚方向性电磁钢板10的品质及制品合格率这两者。
[0114] 因此,即便是侧应变部5e的侧应变宽度Wg很小且不需要除去该侧应变部5e时, 激光照射痕14内侧的基体金属部分的晶体取向与以往相比取向性高度地稳定,根据用途 可作为方向性电磁钢板10进行利用。
[0115] 另外,由于能够较低地抑制激光处理工序S06中的激光束的功率P,因此可以不需 要大型、大功率的激光装置而高效地制造方向性电磁钢板10。
[0116] 接着,对本实施方式的方向性电磁钢板10进行说明。本实施方式的方向性电磁钢 板10如图4所示,具备:钢板11、形成于钢板11表面上的玻璃覆膜12和形成于玻璃覆膜 12上的绝缘覆膜13。
[0117] 钢板11由通常作为方向性电磁钢板10的原料使用的含Si的铁合金构成。本实 施方式的钢板11例如包含以下的组成。
[0118] Si :2. 5质量%以上且4. 0质量%以下
[0119] C :0. 02质量%以上且0. 10质量%以下
[0120] Mn :0. 05质量%以上且0. 20质量%以下
[0121] 酸可溶性A1 :0. 020质量%以上且0. 040质量%以下
[0122] N:0. 002质量%以上且0.012质量%以下
[0123] S :0. 001质量%以上且0.010质量%以下
[0124] P :0. 01质量%以上且0. 04质量%以下
[0125] 剩余部分:Fe及杂质
[0126] 另外,钢板11的厚度一般来说为0.15mm以上且0.35mm以下,但也可以是该范围 外。
[0127] 玻璃覆膜12例如通过镁橄榄石(Mg2Si0 4)、尖晶石(MgAl204)及堇青石 (Mg2Al 4Si5016)等复合氧化物而构成。另外,该玻璃覆膜12的厚度在与激光处理部20对应 的激光照射痕14以外的部分中,例如为0. 5 ym~3 ym、特别是一般为1 ym左右,但并非限 定于这些例子。
[0128] 绝缘覆膜13例如由胶体状二氧化硅和磷酸盐(磷酸镁、磷酸铝等)为主体的涂覆 液(例如参见日本特开昭48-39338号公报及日本特公昭53-28375号公报)或混合有氧化 铝溶胶和硼酸的涂覆液(例如参见日本特开平6-65754号公报、及日本特开平6-65755号 公报)构成。本实施方式中,绝缘覆膜13由磷酸铝和胶体二氧化硅、无水铬酸(例如参见日 本特公昭53-28375号公报)等构成。另外,该绝缘覆膜13的厚度例如通常为2ym左右, 但并非限定于该例。
[0129] 利用上述方法制造的本实施方式的方向性电磁钢板10中,在通过激光处理工序 S06形成了激光处理部20的区域上形成激光照射痕14。该激光照射痕14形成在方向性电 磁钢板10的一侧表面或两侧表面上。
[0130] 该激光照射痕14通过方向性电磁钢板10的表面的目视观察,可作为具有与其他 部位不同颜色的部位进行确认。这被认为是因为玻璃覆膜12中的Mg或Fe等元素的组成 比或玻璃覆膜12的厚度等不同。因此,也可通过玻璃覆膜12的元素分析对激光照射痕14 进行特定。例如根据玻璃覆膜12的EPMA (Electron Probe Micro Analyser,电子探针显微 分析仪)分析,在激光照射痕14中可确认Mg的特性X射线强度减少或者Fe的特性X射 线强度增加等变化。
[0131] 该激光照射痕14是由利用上述激光照射方法形成的激光处理部20在精加工退火 工序S08中发生变质所引起的。该激光照射痕14仅在距离方向性电磁钢板10的宽度方向 一端为规定距离WL的内侧上沿着轧制方向(钢板11的长度方向)形成为线状。在图5的 例子中,激光照射痕14沿着轧制方向形成连续的直线状。但是,并非限定于该例,激光照射 痕14也可沿着轧制方向形成为不连续的直线状,例如周期性断裂的虚线状。
[0132] 另外,激光照射痕14可部分地形成在钢板11的长度方向(轧制方向)的一部分 上。此时,激光照射痕14优选以卷取钢板11而获得的卷材5的最外周部为起点、形成在钢 板11的长度方向的总长的20%以上且100%以下的区域上。即,距离方向性电磁钢板10 长度方向的前端的激光照射痕14的长度方向长度Lz优选相对于方向性电磁钢板10的总 长 Lc 为 20% 以上(Lz 彡 0? 2XLc)。
[0133] 卷材5的外周侧部分在精加工退火时处于高温,因此在其外周侧部分易于发生侧 应变变形。因此,优选以卷材5的最外周部为起点、在卷材5的总长Lc的20%以上的区域 上形成激光照射痕14。由此,在精加工退火工序S08中,在卷材5的外周侧部分形成的激光 照射痕14发生局部变形,可以确实地抑制卷材5的外周
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