专利名称：高磁通密度取向电工钢板的制造方法
技术领域：
本发明是关于按米勒指数晶粒沿{110}<001>取向聚集、所谓的取向电工钢板的制造方法。该取向电工钢板作为软磁材料用作变压器等电气机器的铁心。
背景技术：
取向电工钢板是由沿{110}<001>取向(所谓高斯取向)聚集的晶粒构成、含有4.8％以下的Si的钢板。该钢板作为磁性能，要求励磁特性和铁损特性。作为表示励磁特性的指标，通常使用在磁场强度800A/m中的磁通密度B8。另外，作为铁损特性指标使用以频率50Hz磁化至1.7T时的每1kg钢板的铁损W17/50。磁通密度B8是铁损特性的最大支配因素，磁通密度B8值越高，铁损特性也越良好。为了提高磁通密度B8，重要的是，使晶体取向高度一致。利用叫做二次再结晶的突变的晶粒成长现象实现该晶体取向的控制。
为了控制该二次再结晶，重要的是，进行二次再结晶前的一次再结晶组织的调整和叫做抑制剂的细小析出物的调整。该抑制剂具有在一次再结晶组织中抑制一般的晶粒成长，仅使特定的{110}<001>取向的晶粒优先成长的机能。
作为代表性的析出物，在M.F.Littmann(特公昭30-3651号公报)和J.E.May&D.Turnbull(Trans.Met.Soc.AIME212，1958年)第769页等提出MnS，田口等(特公昭40-15644号公报)提出AlN，今中等(特公昭51-13469号公报)提出MnSe。
这些析出物采用在热轧前的扁钢坯加热时完全固溶后，进行热轧并在此后的退火过程中细小析出的方法。为了使这些析出物完全固溶，必须在1350℃至1400℃以上的高温进行加热。这比普通钢的扁钢坯的加热温度高约200℃，以下的问题，即，1)需要专用的加热炉，2)加热炉的能单位消耗高，3)熔融氧化皮量多，需要铁渣增加等的作业管理。
因此，正在开展利用低温扁钢坯加热的研究开发，作为利用低温扁钢坯加热的制造方法，小松等(特公昭62-45285号公报)公开了，利用氮化处理形成的(Al，Si)N作为抑制剂使用的方法。作为该氮化处理的方法，小林等公开了，在脱碳退火后以带材进行氮化的方法(特开平2-77525号公报)，牛神等已报道该氮化物的举动(Materials Science Forum，204-206(1996)，pp593-598)。
在利用低温扁钢坯加热制造取向电工钢板的方法中，在脱碳退火时不形成抑制剂，因此在脱碳退火中的一次再结晶组织的调整，在抑制二次再结晶方面变得重要。在以往的利用高温扁钢坯加热制造取向电工钢板的方法的研究中，几乎没有关于二次再结晶前的一次再结晶组织调整的内容，本申请发明人等例如在特公平8-32929号公报和特开平9-256051号公报等中揭示了其重要性。
在特公平8-32929号公报中公开了，如果一次再结晶晶粒组织的粒径分布的变动系数大于0.6，晶粒组织变得不均匀，二次再结晶就变得不稳定。以后，还在特开平9-256051号公报中揭示了，关于是二次再结晶的抑制因素的一次再结晶组织和抑制剂的研究的结果，作为一次再结晶组织的晶粒组织，在脱碳退火后的织构中，通过调整被认为促进高斯取向晶粒成长的{111}和{411}方向的晶粒的比率I{111}/I{411}的比率，提高制品的磁通密度(I表示衍射强度Intensity)。在此，I{111}和I{411}是各个{111}和{411}面平行板面的晶粒比例，表示利用X射线衍射测定，在板厚1/10层中测定的衍射强度值。
不用说，脱碳退火过程的加热速度、均热温度、均热时间等脱碳退火的退火周期影响该脱碳退火后的一次再结晶组织，但有无热轧板退火、冷轧的压下率(冷轧压下率)等脱碳退火前的制造过程也影响该脱碳退火后的一次再结晶组织。
作为抑制该脱碳退火后的一次再结晶组织的方法，例如通过调整脱碳退火过程的加热速度、均热温度、均热时间等脱碳退火的退火周期进行控制。已经知道，其中控制加热速度的方法是一种有效的方法，虽然基本上提高磁通密度，但如果加热速度达到40℃/s以上，尽管脱碳退火后的一次再结晶组织良好，但二次再结晶往往变得不稳定。
另外，冷轧压下率对一次再结晶的影响，为了使保持一次再结晶组织中的{111}、{411}结晶取向的晶粒发达，冷轧压下率必须达到80％以上，为了使得到是高磁通密度的指标的I{111}/I{411}达到3以下，这是非常重要的。但是已经知道，如果提高冷轧压下率，制品的磁通密度基本上会提高，但如果超过某一定的冷轧压下率，尽管将I{111}/I{411}控制在3以下，但二次再结晶变得不稳定，制品的磁通密度降低。
在控制这样的一次再结晶织构等的二次再结晶控制以外，作为进一步减低取向硅钢板的铁损的手段，也正在开发使磁畴细分化的技术。例如在特开昭58-26405号公报中公开了，在叠片式铁心的场合，对成品退火后的钢板照射激光束，通过赋予局部的微小应变，使磁畴细分化，而减低铁损的方法。另外，例如在特开昭62-8617号公报中公开了，在卷绕铁心的场合，加工成铁心后，即使实施消除应力退火，磁畴细分化效果也不消失的方法。利用这些使磁畴细分化的技术手段，铁损已经能大大减低。
但是，如果观察这些磁畴的动作，就可知道，也存在不动的磁畴，为了更加减低取向电工钢板的铁损值。已经知道重要的是，和磁畴细分化的同时，使由阻碍磁畴动作的钢板表面的玻璃覆膜导致的界面凹凸产生的钉止效果丧失。
为此，不形成阻碍磁畴动作的钢板表面的玻璃覆膜是有效的。作为其手段之一，例如在美国专利3785882中公开了，作为退火分离剂，通过使用高纯度粗大氧化铝，而不形成玻璃覆膜的方法。但是，在该方法中，不能使以表面正下方的氧化物为主体的夹杂物丧失，铁损的提高余量，按W15/60最多不过2％。
作为减低该表面正下方的夹杂物、而且达到表面的平滑化(平均粗糙度Ra0.3μm以下)的方法，例如在特开昭64-83620号公报中公开了，在成品退火后去除玻璃覆膜，然后进行化学研磨或者电解研磨的方法。但是，化学研磨、电解研磨等方法，加工研究室水平的少的试样材料是可能的，而以工业规模进行中，药液的浓度管理、温度管理、附带公害设备等方面存在大的问题，还没有达到实用化。
作为解决该问题的对策，本发明人等公开了，控制脱碳退火的露点，在脱碳退火时形成的氧化层中不形成Fe系氧化物(Fe2SiO4，FeO等)，并且作为退火分离剂使用和二氧化硅不发生反应的氧化铝等物质，由此在成品退火后减低表面正下方的夹杂物，而且能够达到表面的平滑化(特开平7-18750号公报)。
发明内容
本发明是解释清楚上述二次再结晶不稳定的原因，提供工业上稳定地制造具有高磁通密度、优良的磁性能的取向电工钢板的方法。
另外，本发明公开了，通过对表面平滑性良好的取向电工钢板控制一次再结晶，提供具有高磁通密度、优良的磁性能的取向电工钢板的制造方法。
本发明还公开了，通过适当地控制脱碳退火条件，避免上述二次再结晶不稳定性，工业上稳定地制造具有高磁通密度、优良的磁性能的取向电工钢板的方法。
本发明是为了解决上述课题而完成的，作为其要点的部分如下。
(1)高磁通密度取向电工钢板的制造方法，在将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行冷轧，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，实施成品退火的取向电工钢板的制造方法中，其特征在于，在脱碳退火后的织构中，使I{111}/I{411}的比率达到3以下，而且将钢板的氧层中的氧量调整至2.3g/m2以下，此后实施氮化处理。
(2)高磁通密度取向电工钢板的制造方法，在将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行冷轧，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，实施成品退火的取向电工钢板的制造方法中，其特征在于，规定冷轧中的压下率为R％时，使脱碳退火后的织构中的I{111}/I{411}的比率达到(101n{(100-R)/(100)}+44)/7以下，而且将钢板的氧层中的氧量调整至2.3g/m2以下，此后实施氮化处理。
(3)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热。
(4)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-32)/32〕＜140进行加热。
(5)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热，接着，在770～900的温度范围的氛围气体的氧化度(PH2O/PH2)为大于0.15、1.1以下的范围进行。
(6)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，在将钢板的Si含量规定为〔Si％〕时，以满足加热速度H℃/s≥10×〔Si％〕-15的条件进行加热。
(7)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述氮化处理中，根据钢板的酸溶性Al量〔Al〕，实施氮量〔N〕满足〔N〕/〔Al〕≥0.67的量的氮化处理。
(8)上述(1)或者(2)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，上述硅钢还含有Sn0.02～0.15％、Cr0.03～0.2％的1种或者2种。
(9)高磁通密度取向电工钢板的制造方法，在将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行一次或者包括中间退火的2次以上的冷轧，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂，实施成品退火的取向电工钢板的制造方法中，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以40℃/s以上的加热速度进行加热，接着，在使770～900℃的温度范围的氛围气体不形成Fe系氧化物的氧化度(PH2O/PH2)为0.01以上、0.15以下的范围进行，在脱碳退火后的织构中，使I{111}/I{411}的比率达到2.5以下，此后，在上述氮化处理中，根据钢板的酸溶性Al量〔Al〕，实施氮量〔N〕满足〔N〕/〔Al〕≥0.67的量的氮化处理。
(10)上述(9)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热。
(11)上述(9)或者(10)记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度加热速度H℃/s为10〔(R-32)/32〕＜140进行加热。
(12)上述(9)～(11)中的任一项记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在规定上述冷轧中的压下率为R％时，使脱碳退火后的织构中的I{111}/I{411}的比率达到(201n{(100-R)/(100)}+81)/14以下。
(13)上述(9)～(12)中的任一项记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，上述硅钢还含有Sn0.02～0.15％、Cr0.03～0.2％的1种或者2种。
图1是表示脱碳退火板的织构(I{111}/I{411}比率)和脱碳退火板的氧量对制品的磁通密度(B8)的影响图。
图2是表示脱碳退火时的加热速度对制品的磁通密度(B8)的影响图。
图3是表示脱碳退火的加热速度和氛围气体的氧化度对脱碳退火后的钢板氧量的影响图。
图4是表示氮量和〔N〕/〔酸溶性Al〕比率对磁通密度(B8)的影响图。
图5是表示脱碳退火的40℃/s加热终了温度对磁通密度的影响图。
图6是表示脱碳退火的40℃/s加热开始温度对磁通密度的影响图。
图7是表示冷轧压下率和一次再结晶织构I{111}/I{411}对制品的磁通密度(B8)的影响图，(a)是表示在玻璃状态的影响图，(b)是表示在镜面状态的影响图。
图8是表示氮量和一次再结晶织构I {111}/I{411}对对磁通密度的影响图。
图9是表示冷轧压下率和脱碳退火的加热速度对磁通密度的影响图，(a)是表示在玻璃状态的影响图，(b)是表示在镜面状态的影响图。
图10是表示Si量和脱碳退火过程的加热速度对制品的磁通密度(B8)的影响图。
图11是表示脱碳退火后的一次再结晶织构(I{111}/I{411}的比率)和抑制剂(〔N〕/〔Al〕比率)对制品的磁通密度B8的影响图，(a)是表示B81.93T的情况下的图，(b)是表示B81.88的情况下的图。
图12是表示脱碳退火时的加热速度和氮化处理后的氮量的关系对磁通密度(B8)的影响图。
图13是表示脱碳退火的快速加热终了温度对磁通密度的影响图。
图14是表示脱碳退火的快速加热开始温度对磁通密度的影响图。
具体实施例方式
本发明人等，为了探求在将脱碳退火的加热速度提高到40℃/s以上的场合，尽管脱碳退火后的一次再结晶组织是良好的，但二次再结晶变得不稳定的原因，进行了详细的调查。其结果已清楚，首先在提高加热速度的场合，尽管加热时间和均热时间两者合起来的在炉时间短，但脱碳退火后的钢板的表面氧化量变多。调查了该表面氧化层对二次再结晶的影响，业已清楚，在形成多量的表面氧化物的情况下，在成品退火的二次再结晶温度范围，(Al，Si)N抑制剂快速地分解，因而二次再结晶变得不稳定。在表面氧化物大量形成的情况下，(Al，Si)N抑制剂的分解速度之所以迅速，推测是由表面氧化层产生的促进脱N，或者由表面氧化物产生的促进Al的氧化。因此发现二次再结晶变得不稳定的原因，并非一次再结晶组织的影响，而是抑制剂的影响，因此研讨了解决该问题的方法，结果发现，管理脱碳退火均热带的氛围气体的氧化度和均热时间、配合一次再结晶组织的调整.将表面氧化层的氧量限制在2.3g/m2以下，从而抑制(Al，Si)N抑制剂的分解，就能够稳定地制造具有高磁通密度的取向电工钢板制品。
以下，以实验结果为基础详细地说明本发明。
图1是表示一次再结晶织构(I{111}/I{411})和氧量对制品的磁通密度B8的影响图。在此，将含有Si3.1％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢扁钢坯加热至1100℃，进行热轧，轧成2.0mm厚的热轧板。该热轧板在1100℃退火，进行冷轧，轧成最终板厚0.2mm的冷轧板。此后，以加热速度5℃/s～600℃/s的范围加热至850℃后，冷却至室温。然后，以加热速度30℃/s进行加热，在830℃保持2分钟，在氧化度(PH2O/PH2)0.33～0.70范围的氛围气体中进行90秒退火后，在含有氨的氛围气体中、在750℃进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.02％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。
其结果已知，如图2所示，如果使脱碳退火的加热速度达到40℃/s以上，尽管一次再结晶织构被调整至适当的范围，但二次再结晶变得不稳定，磁通密度往往降低。调查该原因的结果征实，脱碳退火后的钢板的氧化量增加，像这样在形成大量的表面氧化物的场合，在成品退火的二次再结晶温度范围，(Al，Si)N抑制剂快速地分解，二次再结晶就变得不稳定。
在图3(均热温度840℃的场合)中表示脱碳退火后的氧量。从该图3可知，如果提高加热速度，尽管在炉时间变短，但氧量却增加。认为这是通过加热速度使钢板的加热过程中的初期氧化状态变化，而对此后的均热过程中的氧化举动给予影响。调查了这些试样的成品退火中的抑制剂的变化举动，结果已经清楚，在氧量高的场合，成品退火中的抑制剂的减少速度变快。因此，解析了图2的结果，以便明确一次再结晶织构(I{111}/I{411}比率)和氧量的影响，结果如图1所示，钢板的氧量在2.3g/m2以下的场合，二次再结晶组织稳定地发达，作为一次再结晶织构，(I{111}/I{411})的比率是3以下，能够稳定地制造磁通密度B8是1.88T以上的取向电工钢板制品。
这样的二次再结晶的稳定化效果，认为是由于抑制(Al，Si)N的分解的缘故，因此，进而为了调整(Al，Si)N抑制剂自身，利用脱碳退火后的氮化处理改变氮增量，调查了对二次再结晶的影响。
使用上述冷轧板，以加热速度50℃/s加热至840℃，然后在840℃、在氧化度0.37的氮和氢的混合气氛中进行120秒退火。钢板的氧量是1.8g/m2。此后，在含有氨的气氛中进行退火，实施氮化处理。此时，变化氨含量，使氮达到0.012～0.030％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，进行成品退火，从图4可以确认，在氮量0.018％以上，即〔N〕/〔Al〕≥0.67的范围，二次再结晶稳定，磁通密度提高。因此可知，为了稳定地形成(Al，Si)N，作为氮〔N〕和铝〔Al〕的组成比率，必须是〔N〕/〔Al〕≥0.67。
迄今，在取向电工钢板的制造方法中，控制脱碳退火的加热速度的技术，例如在特开平1-290716号公报和特开平6-212262号公报等中已公开。但是，这些专利公开适用于利用高温扁钢坯加热的取向电工钢板的制造方法，其效果也是二次再结晶晶粒变小，铁损特性提高。
给本发明的制品带来的效果与这些结果不同，对磁通密度(B8)的提高带来大的效果。关于该磁通密度提高的机制，本申请发明人认为是如下所述。二次再结晶晶粒的晶粒成长由成为驱动力的基体晶粒的晶界能密度和抑制晶粒成长的抑制剂的平衡决定，一般说来，迄今已经知道，如果脱碳退火的加热速度变快，在一次再结晶组织中，高斯取向附近的晶粒(二次再结晶的核)就增加，认为这是二次再结晶组织细化的原因。可是，在本发明中，在使用由氮化处理形成的(Al，Si)N等氮化物那样的热稳定的(强的)抑制剂的场合，为了晶界移动的晶界性质依存性变高，与比高斯取向晶粒的数使高斯取向晶粒优先成长的{111}取向晶粒和{411}取向晶粒等高斯取向处于对应取向关系的基体晶粒的调整，变得更重要。根据此观点，考察了一次再结晶织构，结果证实，例如，如果以图1的加热速度20℃/s和以100℃/s进行处理的试样进行比较，以磁通密度变高的加热速度100℃/s进行处理的试样的对应取向密度分布比200℃/s进行处理的试样的分布变得更尖锐，在此场合，I{111}/I{411}的比率变小。因此，通过由脱碳退火的加热速度产生的一次再结晶织构、尤其通过和高斯取向处于对应关系的取向晶粒调整及强(Al，Si)N抑制剂的协同效应，能够首次选择性仅使尖锐的高斯取向发达，推断能够稳定地制造具有高磁通密度的取向电工钢板制品。
作为本发明钢的成分，按质量％，必须含有Si0.8～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下。
如果Si添加量多，电阻就变高，铁损特性得到改善。但是，如果超过4.8％，在轧制时就容易形成裂纹。另外，如果少于0.8％，在成品退火时会发生γ相变，而损害晶粒取向。
C在控制一次再结晶组织方面是有效的元素，但对磁性能带来恶劣影响，因此在成品退火前必须进行脱碳。如果C多于0.085％，脱碳退火时间变长，而损害生产率。
酸溶性Al，在本申请发明中和N结合作为(Al，Si)N，发挥作为抑制剂的机能，因而是必须的元素。因此，酸溶性Al规定在二次再结晶稳定的0.01～0.065％的范围。
N如果超过0.012％，在冷轧时会产生称为气泡的钢板中的孔洞，因而规定为0.012％以下。
Sn改善上述的脱碳退火后的{111}和{411}等的织构，对稳定地制造高磁通密度的制品是有效的元素。如后述的实施例6所示，希望添加0.02～0.15％的Sn。在不到该下限值时，织构改善效果小，得不到磁通密度实质的提高效果。另外，如果超过该上限值。向钢中的氮化就变得困难，发生二次再结晶变成不稳定的情况。
除此之外，S对磁性能带来恶劣影响，因而希望是0.015％以下。Cr改善脱碳退火的氧化层，对形成玻璃覆膜是有效的元素，希望添加0.03～0.2％。再者，在钢中即使含有微量的Cu、Sb、Mo、Bi、Ti等，也不丧失本发明的效果。
使用转炉或者电炉炼钢，根据需要，对钢水进行真空脱气处理，接着进行连铸或者铸锭后，进行开坯轧制，就得到具有上述的成分组成的硅钢扁钢坯。此后，在热轧之前完成扁钢坯加热。在本发明中，扁钢坯加热温度规定为1280℃以下，避免上述的高温扁钢坯加热的诸问题。
加热至上述温度的扁钢坯接着进行热轧，轧成所需要板厚的热轧板。
该热轧板，通常为了提高磁性能，在900～1200℃进行30秒～30分钟的短时间退火。此后，通过一次或者包括退火的二次以上的冷轧，轧成最终板厚。希望考虑所期望的制品特性水平和成本，确定是否采用。接着，通过一次或者包括退火的二次以上的冷轧，轧成最终板厚。作为冷轧，使最终冷轧压下率达到80％以上，在使{111}、{411}等一次再结晶取向发达上是必要的。
冷轧后的钢板，为了去除钢中含有的C，在湿气氛中进行脱碳退火。此时，在脱碳退火后的晶粒组织中，I{111}/I{411}的比率达到3以下，而且将钢板的氧化层的氧量调整至2.3g/m2以下，此后，在二次再结晶出现之前，通过进行氮化处理，能够稳定地制造磁性能B8是1.88T以上的制品。作为控制该脱碳退火后的一次再结晶的方法，例如通过调整脱碳退火过程的加热速度、均热温度、均热时间等脱碳退火的退火周期条件，进行控制。此时，在控制一次再结晶织构的同时，需要控制氛围气体的氧化度(PH2O/PH2)和退火时间，以便钢板的氧量成为2.3g/m2以下。
脱碳退火的加热速度是控制一次再结晶织构({111}、{411})的重要的因素。以该加热速度进行加热所必要的温度范围，至少是从600℃至750～900℃的温度范围。
在图5和图6中表示导入上述结论的实验结果。以40℃/s的加热速度，将冷轧钢板从室温加热至600℃～1000℃温度范围的规定温度后，用氮气冷却至室温。然后以20℃/s的加热速度加热至850℃，以氛围气体的氧化度0.33进行120秒退火。此后，通过氮化处理使氮量达到0.021％后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，进行成品退火。如图5所示可知，在以40℃/s的加热速度的到达温度是750℃以上、900℃以下的范围，大幅度地提高磁通密度。在不到750℃时所以不发挥效果，是因为在不到750℃时，一次再结晶没有完成，为了得到所希望的一次再结晶织构必须使再结晶完成。另外，如果加热至超过900℃的温度，在试样的一部分产生相变组织，认为在以后的脱碳退火完了时的组织成为混合晶粒组织。
接着，以加热速度20℃/s将上述冷轧板加热至从300℃至750℃温度范围的规定温度，从该温度以加热速度40℃/s加热至850℃后，用氮气冷却至室温。此后，以20℃/s的加热速度加热至850℃，在氛围气体的氧化度是0.33进行120秒退火。然后，利用氮化处理使氮量达到0.021％后，涂布以MgO为主成分的退火分离剂，进行成品退火。如图6所示可知，在加热速度40℃/s的加热开始温度超过600℃时，没有磁通密度提高的效果。
从这些结果可知，由于加热速度不同，通过一次再结晶织构对磁性能(B8)带来影响的温度范围至少是从600℃至750～900℃的温度范围。
加热速度对一次再结晶织构I{111}/I{411}带来大的影响，为了使I{111}/I{411}达到3以下，稳定地制造制品的磁通密度B8是1.88T以上的制品，加热速度必须是15℃/s以上。在加热速度是40℃/s以上的场合，如迄今所详述，在控制织构的同时，必须控制脱碳退火过程的氧量地控制脱碳退火条件。如后述的实施例4所示，在加热速度最好是75～125℃/s的范围，制品的磁通密度最好。
控制上述的脱碳退火的加热速度的方法没有特别的限制，对于40～100℃/s左右的加热速度，使用对利用以往的通常辐射热的辐射管炉等改造脱碳退火设备进行改造的设备，另外对于100℃/s以上的加热速度，使用新的激光、利用等离子体等高能热源的方法，感应加热，通电加热装置等是有效的。另外，也可以将在利用以往的通常辐射热的辐射管炉等的脱碳退火设备中利用新的激光、等离子体等高热源的方法、利用感应加热、通电加热装置等的方法进行适宜的组合。
关于均热温度，例如考虑像特开平2-182866号公报、或者特开平9～256051号公报中所示的一次再结晶晶粒组织的调整来设定。通常在770～900℃的范围进行。另外，在均热的前段进行脱碳后，为了调整晶粒，提高均热的后段温度也是有效的。在氛围气体的氧化度不到0.15时，在钢板表面形成的玻璃覆膜的附着性劣化，如果超过1.1，在玻璃覆膜上会产生缺陷。在提高升温阶段的加热速度的场合，促进均热时的氧化，因而为了将氧量管理在一定的范围内，必须控制气氛氧化度或者均热时间。
作为氮化处理有，在含有氨等的氮化能力的气体的气氛中进行退火的方法、通过在退火分离剂中添加MnN等的具有氮化能力粉末等在成品退火中进行的方法等。在提高脱碳退火的加热速度的场合，为了稳定地进行二次再结晶，有必要调整(Al，Si)N的组成比率，作为氮化处理后的氮量，相对钢中的Al量，作为质量比，〔N〕/〔Al〕必须达到0.67以上。
下面，关于冷轧压下率和一次再结晶织构的关系，根据实验结果加以说明。图7(a)、(b)是表示相对从冷轧压下率R(％)得到的真应变ln{100/(100-R)}，将脱碳退火后的一次再结晶组织的织构I{111}/I{411}(表面层板厚的1/10层)绘图，是表示与此相对应的二次再结晶退火后的制品的磁通密度B8的关系图，作为成品退火时的退火分离剂，分别是以MgO为主成分的退火分离剂(图7(a))和以Al2O3为主成分的退火分离剂(图7(b))。
在图7(a)中使用的试样是将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成1.5mm、2.3mm、4.4mm厚，此后在1120℃退火后，冷轧成0.22mm厚后，以加热速度15℃/s在770～950℃的温度脱碳退火后，一部分原封不动，而另一部分在含有氨的气氛中进行退火，使钢板中的氮达到0.020～0.03％，接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，进行成品退火，另外，在图7(b)中使用的试样是将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成1.5mm、2.3mm、2.8mm厚，此后在1120℃退火后，冷轧成0.22mm厚后，以加热速度50℃/s在770～950℃的温度退火后，一部分原封不动，而另一部分在含有氨的气氛中进行退火，使钢板中的氮达到0.020～0.03％，接着，涂布以Al2O3为主成分的退火分离剂后，进行成品退火，另外，在这些图中绘出的各点是稳定地进行二次再结晶，但如在特开平2-182866号公报中所述，发生由一次再结晶的晶粒组织的变动系数变得大于0.6大引起的B8的降低者除外。
如从图7(a)、(b)可清楚地知道，对于脱碳退火后的I{111}/I{411}的值和磁通密度B8来说，存在密切的关系，相对冷轧压下率得到高磁通密度的门槛值发生变化。并且知道，作为成品退火时的主要退火分离剂，在使用MgO的场合，得到B8是1.88T以上的I{111}/I{411}的范围边界，相对真应变-ln{100/(100-R)}保持大致线性关系，其范围是(101n{(100-R)/100}+44)/7以下。另外已知，作为成品退火的主要退火分离剂，在使用Al2O3的场合，得到B8是1.93T以上的I{111}/I{411}的范围边界，相对真应变-ln{100/(100-R)}是(201n{(100-R/100}+81)/14以下。
对上述结果的理由虽然还未必清楚，但本发明人认为如下。在一次再结晶织构中，促进{110}<001>二次再结晶晶粒的成长的{111}取向晶粒和{411}取向晶粒，在80％以上的高冷轧压下率伴随冷轧压下率增加而发达，与此同时，包括{110}<001>取向的{110}取向晶粒单调地减少。
如在本发明中所述，在使用像(Al，Si)N那样的热稳定的(强的)抑制剂的场合，为了晶界移动的晶界性质依存性变高，比高斯取向晶粒的数处于高斯取向和∑9对应取向关系的基体晶粒(具体的是{111}<112>、{411}<148>)的数和结晶取向分散变得更重要，因此重要的是，促进成为二次再结晶晶粒的一次再结晶组织中的{110}<001>取向晶粒成长的{111}取向晶粒和{411}取向晶粒的充分发达，尤其，结晶取向分散少的{411}取向晶粒的发达变得重要。
另外，通过使氮化处理后的氮量在0.01～0.03％的范围变化，来调查成为为了表现这样的高B8效果的前提的抑制剂强度的影响。在此，作为退火分离剂使用Al2O3时的结果示于图8。
图8是在上述的图7(D)的实验中使用的试样中，将冷轧压下率90.4％(热轧板2.3mm厚)的脱碳退火板，I{111}/I{411}的值是2.2和2.6的试样进行氮化得到的制品的B8，相对氮化后的钢板的氮量〔N〕(％)对钢板的酸溶性Al的量〔Al〕(％)的比〔N〕/〔Al〕进行绘图。从图2可知，在满足〔N〕/〔Al〕≥0.67，而且满足相对冷轧压下率90.4％的I{111}/I{411}的门槛值2.43以下的二个条件的场合，B8成为1.93T以上。
另外，在作为退火分离剂使用MgO的场合，也得到和上述结果基本相同的结果。
以上述的结果为基础，利用脱碳退火加热速度和冷轧压下率调整I{111}/I{411}的值，进行高B8条件的探索。图9(a)、(b)是在轴上记录冷轧压下率和脱碳退火加热速度的曲线图上绘制制品的磁通密度B8(T)的图。
在图9(a)中，是将按质量％含有Si3.3％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，利用热轧轧成2.0mm、2.3mm、3.2mm厚，该热轧板在1120℃进行退火，此后冷轧成0.22mm厚，该冷轧板以20～600℃/s的加热速度加热至800℃后，在800～890℃、在气氛氧化度是0.44进行120秒脱碳退火，将一次再结晶织构调整至得到图1所示的高B8的范围，然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。另外，在图(b)中使用的试样是将在上述实验中制成的板厚0.22mm厚的冷轧板，以40～600℃/s的加热速度加热至800℃后，在800～890℃、在气氛氧化度是0.12进行120秒脱碳退火，将一次再结晶织构调整至得到图1所示的高B8的范围。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过变化氨含量使钢板中的氮量达到0.02～0.03％。此后，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。
从图9(a)、(b)可知，将高B8范围和低B8范围分开的边界，以脱碳退火加热速度H的对数和冷轧压下率之间的线性关系表示。由此可知，成为高B8的脱碳退火加热速度的下限，伴随冷轧压下率的增加而增加。
在图9(a)、(b)中可知，如果像包括高B8范围(在退分离剂是MgO时，是1.92T以上，在退火分离剂是Al2O3时，是1.94T以上)那样设定加热速度的下限，就可以使脱碳退火加热速度H℃/s相对冷轧压下率R％达到10〔(R-68)/14〕＜H。即，可以决定相对各冷轧压下率为了得到高B8所必要的脱碳退火加热速度。因此，通过使脱碳退火加热速度H℃/s相对冷轧压下率R％达到10〔(R-68)/14〕＜H，就能够得到高B8，尤其，使用冷轧压下率R％，在将脱碳退火加热速度H℃/s的范围限制在10〔(R-32)/32〕＜H＜140的范围，能够使B8最高。
在本发明中，成为高B8的冷轧压下率的范围伴随加热速度的增加而增加，因此特别希望最终冷轧压下率达到85％以上。另外，如果冷轧压下率大于95％，在冷轧过程中的负荷就变大，从实际操作的观点考虑，95％以下是现实的。
在冷轧后的钢板中，为了去除钢中含有的C，在湿气氛中进行脱碳退火。此时，在以MgO作为成品退火时的退火分离剂的场合，重要的是将I{111}/I{411}的值调整至(101n{(100-R)/100}+44)/7以下，能够制造磁性能B8是1.88T以上的制品。另一方面，在以Al2O3作为退火分离剂的场合，重要的是将I{111}/I{411}的值调整至(201n{(100-R)/100}+81)/14以下，通过这种调整，能够制造磁性能B8是1.93T以上的制品。通过调整脱碳退火过程的退火周期(加热速度、均热温度、均热时间等)可以进行在脱碳退火后的一次再结晶组织的控制。
尤其，为了将I{111}/I{411}的值调整至(201n{(100-R)/100}+81)/14以下，在脱碳退火过程中，以/脱碳退火加热速度H℃/s 达到10〔(R-68)/14〕＜H的加热速度进行加热，由此能够得到更高的B8。另外，以该加热速度进行加热的必要温度范围是从至少600℃至750～900℃的温度范围。
以50℃/s的加热速度将冷轧板从室温加热至600～1000℃温度范围的规定温度后，用氮气冷却至室温。然后，以20℃/s的加热速度加热至850℃，在氛围气体氧化度是0.10进行120秒退火。此后，利用氮化处理使氮量达到0.021％后，涂布以氧化铝作为主成分的退火分离剂，进行成品退火。已经知道，以50℃/s的加热速度的到达温度是750℃以上、900℃以下的范围，能够提高磁通密度。在不到750℃不能发挥效果，是因为在不到750℃时一次再结晶不能充分进行。为了改变一次再结晶织构，必须使再结晶充分进行。另外，如果加热至超过900℃的温度，磁通密度就会降低，认为这是因为在试样的一部分中产生相变组织，在此后的脱碳退火结束时的组织成为混合晶粒组织。
接着，以加热速度20℃/s将上述冷轧板加热至300℃～750℃温度范围的规定温度，从该温度以加热速度50℃/s加热至850℃后，用氮气冷却至室温。此后，以50℃/s的加热速度加热至850℃，在氛围气体的氧化度是0.10进行120秒退火。此后，利用氮化处理使氮量达到0.021％后，涂布以氧化铝作为主成分的退火分离剂，进行成品退火。已经知道，在加热速度50℃/s的加热开始温度超过600℃时，没有磁通密度提高的效果。
从这些结果可知，以加热速度50℃/s以上进行加热的必要温度范围是至少从600℃至750～900℃的温度范围。因此，在脱碳退火过程的升温过程中，钢板温度必须从600℃以下的温度范围以50℃/s以上进行加热。另外，在像上述的脱碳退火过程的升温过程中的加热，即使在冷轧过程至脱碳退火过程之间进行加热退火，也不损害本发明的宗旨。
然后，以不形成Fe系氧化物(Fe2SiO4，FeO等)的氧化度进行退火。例如，通常在进行脱碳退火的800℃左右的温度，将氛围气体的氧化度PH2O/PH2调整至0.15以下，就能够抑制Fe系氧化物的生成。但是，如果使氧化度过分降低，脱碳速度就变慢。考虑这两者，在该温度范围，最好使氛围气体的氧化度PH2O/PH2达到0.01～0.15的范围。
本发明人从各种观点对变化Si量时的二次再结晶取向控制进行了研究，结果得到，必须根据Si量控制脱碳退火的加热速度的认识。
以下，基于实验结果进行详细地说明。
图10表示Si量、脱碳退火的加热速度和磁性能的关系。在此，将含有Si2.0～4.8％、C0.055％、酸溶性Al0.030％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成2.0mm厚。
该热轧板在1120℃保持30秒，接着在900℃保持30秒后，进行快冷退火，然后进行冷轧，轧成最终板厚0.2mm。此后，以加热速度5℃/s～100℃/s的范围加热至850℃后，冷却至室温。
然后，以加热速度30℃/s进行加热，在830℃保持2分钟，在氧化度(PH2O/PH2)0.33的氛围气体中进行90秒退火后，在含有氨的气氛中、在750℃进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.02％。接着，涂布以MgO作为主成分的退火分离剂后，在N225％-H275％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度升温至1200℃，转换成H2100％的氛围气体，在1200℃进行保持20小时的成品退火。
如图10所清楚地表明，设脱碳退火后的加热速度为H(℃/s)，设钢板的Si含量为〔Si〕(％)时，通过满足下述的条件(1)、(2)地控制，分别得到B8/Bs≥0.93、B8/Bs≥0.95以上的良好磁性能。在此，Bs是饱和磁通密度，由于Si量不同，饱和磁通密度业不同，因此为了对应于{110}<001>的聚集度，以B8/Bs比率进行评价。
H(℃/s)≥10×〔Si〕(％)-15……(1)H(℃/s)≥8×〔Si〕(％)+10……(2)关于该磁性提高的机制，本发明人推测如下。在本发明的材料中，为了以尖锐的{110}<001>取向晶粒作为二次再结晶晶粒优先成长，重要的是调整和{110}<001>取向处于对应取向关系的{110}<112>和{411}<148>等基体的织构。如果增加钢板中的Si量，热轧过程或此后的退火过程中的α相和γ相的体积分率就发生变化，冷轧前的钢板结晶组织成为不同。
由于该结晶组织的影响，一次再结晶组织的{110}<112>和{411}<148>等基体的织构，也容易从{110}<001>取向分散的取向晶粒发生二次再结晶。其结果认为，二次再结晶取向的{110}<001>取向的聚集度降低。从而磁通密度(B8)降低。该现象是由Si量对一次再结晶的影响引起的，Si量越高，此倾向变得越显著。因此推测，有效的是根据Si量的增加，提高脱碳退火的加热速度，调整{110}<112>和{411}<148>等一次再结晶基体的织构。
下面，在图11中表示脱碳退火的一次再结晶织构(I{111}/I{411}的比率)和抑制剂(〔N〕/〔Al〕比率)对制品的磁通密度B8的影响。在此，将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.07％、Mn0.1％、S0.007％的扁钢坯加热至1150℃温度后，热轧成2.3mm厚，此后在1120℃退火后，冷轧成0.22mm厚后，以加热速度10～500℃/s加热至800℃后，在840℃、在氧化度是0.1的氮气和氢气的混合气氛中进行120秒脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使氮达到0.012～0.025％，接着，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。
图12是将该结果作为一次再结晶织构(I{111}/I{411}的比率)和抑制剂(〔N〕/〔Al〕比率)的影响进行解析的结果，由该结果可知，在脱碳退火后的晶粒组织中，将I{111}/I{411}的比率调整至2.5以下，然后在二次再结晶出现前，根据钢板的酸溶性Al的量〔Al〕(％)，使钢板中的氮量〔N〕(％)成为满足〔N〕/〔Al〕≥0.67地进行氮化处理，由此能够稳定地制造磁通密度高的制品。推测这样的磁通密度提高的效果，是利用由脱碳退火的快速加热产生的一次再结晶组织的调整和由脱碳退火后的氮化处理产生的(Al，Si)N抑制剂的调整的组合产生的协同效果来表现的冷轧后的钢板，为了去除在钢中含有的C，在湿气氛中进行脱碳退火，此时，在脱碳退火后的晶粒组织中，使I{111}/I{411}的比率达到2.5以下，此后，根据在二次再结晶出现前钢板的酸溶性Al的量〔Al〕(％)，使钢板中的氮量〔N〕(％)成为满足〔N〕/〔Al〕≥0.67地进行氮化处理，由此能够稳定地制造磁通密度高的制品。该脱碳退火后的一次再结晶织构，通过调整脱碳退火过程的加热速度、均热速度、均热时间等控制因素进行控制。这些控制因素中，尤其重视加热速度，进行一次再结晶织构的调整是本发明的一个特征。
实施例1将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.024％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后冷轧成0.22mm厚。该冷轧板以100℃/s加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.52进行90～600秒脱碳退火。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.025％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。制品的特性值示于表1。从表1可知，在钢板的氧量多到2.41g/m2的场合，磁性能劣化。
表1
实施例2将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.024％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后冷轧成0.22mm厚。该冷轧板以100℃/s加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.44进行110秒脱碳退火，织构I{111}/I{411}比率是1.7，钢板氧量是1.9g/m2。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过改变氨含量，使钢板中的氮量达到0.012～0.026％。接着，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。制品的特性值示于表2。从表2可知，在氮量是0.017％以上、(〔N〕/〔Al〕＞0.67)时，磁通密度变高。
表2
实施例3将按质量％含有Si3.1％、Mn0.1％、C0.05％、S0.008％、酸溶性Al0.029％、N0.008％、Sn0.1％的板厚2.3mm硅钢热轧板冷轧成最终板厚0.25mm，该冷轧板在氧化度是0.033的氮气和氢气的混合气体中，分别以加热速度(a)20℃/s、(b)100℃/s加热至840℃，在840℃进行150秒退火，使其发生一次再结晶。此后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.023％。在这些钢板上涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃，在N225％+H275％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃转换成H2100％，进行20小时退火。对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的磁性能示于表3。与实施例1和2进行比较，因为不进行冷轧前的退火，所以整体的磁通密度降低。但可以确认本发明的磁通密度提高的效果。
表3
实施例4将按质量％含有Si3.3％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后，冷轧成0.22mm厚。该冷轧板以3～200℃/s的加热速度加热至820℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.44进行110秒脱碳退火。使氧量达到1.9～2.1g/m2。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过变化氨含量使钢板中的氮量达到0.023～0.029％。此后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时的成品退火。对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的磁性能示于表4。从表4可知，加热速度是40℃/s以上，最好在75～125℃/s的范围，磁通密度(B8)变高。
表4
实施例5将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.007％、Mn0.1％、S0.007％、Sn0～0.2％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成2.3mm厚。此后，在1120℃进行退火后，冷轧成0.22mm厚，然后以加热速度40℃/s加热至800℃后，在820℃、在氧化度是0.59的氮气和氢气的混合气氛中进行2分钟脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使氮达到0.020～0.023％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后进行成品退火。对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的磁性能示于表5。从表5可知，通过添加0.02～0.15％的Sn，磁通密度(B8)变高。
表5
实施例6将按质量％含有Si3.2％、CO.05％、酸溶性Al0.026％、N0.008％、MnO.1％、S0.007％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成2.3mm厚。此后，在1120℃进行退火后，冷轧成0.27mm厚，接着，以脱碳退火的加热速度为5～40℃/s，在820℃的温度进行脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使钢板中的氮达到0.02～0.03％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后进行成品退火。
制品的特性值示于表6。从表6可知，关于一次再结晶织构，在I{111}/I{411}的值相对冷轧压下率R％达到(101n{(100-R)/100}+44)/7以下的场合，得到B8是1.88T以上的高磁通密度。
表6
X＝(101n{(100-R)/100}+44)/7，R表示冷轧压下率(％)。
实施例7将按质量％含有Si3.3％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.007％、CrO.1％、SnO.05％、MnO.1％、S0.008％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，利用热轧轧成2.0mm、2.8mm厚，该热轧板在1120℃进行退火，然后，冷轧成0.22mm厚。
该冷轧板以5～600℃/s的加热速度加热至800℃后，在800～890℃、在气氛氧化度是0.44进行120秒脱碳退火。此时的钢板的氧量是1.9～2.1g/m2。
此后，在750℃、在含有氨的气氛中进行退火，通过改变氨含量使钢板中的氮量达到0.023～O.029％。然后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，在1200℃进行20小时的成品退火。
对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的特性值示于表7。从表7可知，在一次再结晶织构I{111}/I{411}的值相对冷轧压下率R％为(101n{(100-R)/100}+44)/7以下的场合(△符号)，B8达到1.88T以上，在加热速度H℃/s相对冷轧压下率R％是10〔(R-68)/14〕＜H以上的场合(○符号)，进而最好是10〔(R-32)/32〕＜H＜140的场合(◎符号)，磁通密度(B8)变高。
表7
X＝(101n{(100-R)/100}+44)/7，R表示冷轧压下率(％)。
实施例8将按质量％含有Si3.1％、Mn0.1％、C0.05％、S0.008％、酸溶性Al0.029％、N0.008％、Sn0.1％的板厚2.3mm的硅钢热轧板冷轧成最终板厚0.25mm。该冷轧板在氧化度是0.33的氮气和氢气的混合气体中，以加热速度(1)20℃/s、(2)100℃/s加热至840℃，在840℃进行150秒退火，进行一次再结晶。此后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过改变氨含量使钢板中的氮量达到0.022～0.026％。
在这些钢板上涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，进行成品退火。成品退火，至1200℃前，在N225％+H275％氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％进行20小时退火。
对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的特性值示于表8。与实施例6、7进行比较，在冷轧前不进行退火，因而整体的磁通密度降低，但可以确认得到本发明的磁通密度提高的效果。
表8
X＝(101n{(100-R)/100}+44)/7，R表示冷轧压下率(％)。
实施例9将按质量％含有Si3.1％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％的硅钢扁钢坯加热至1100℃，热轧成2.0mm厚。该热轧板在1100℃进行退火，进行冷轧，轧成最终板厚0.2mm。此后，以加热速度100℃/s加热至850℃后，冷却至室温。
然后，以加热速度30℃/s进行加热，在830℃、在氧化度是0.12～0.72的氛围气体中进行90秒退火后，在含有氨的气氛中、在750℃进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.02～0.03％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂，在1200℃进行20小时的成品退火。
制品的特性示于表9。从表9可知，除本发明规定的气氛的氧化度超过0.15、1.1以下的范围，及脱碳退火后的氧量是2.3g/m2以下的范围以外的场合，制品的玻璃覆膜特性劣化。
表9
*覆膜缺陷×附着性不良(在以曲率半径20mm弯曲制品板时覆膜剥离。)××覆膜缺陷(在制品板表面上的覆膜生成不良范围是5％以上)实施例10将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.024％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后，冷轧成板厚0.22mm。以100℃/s的加热速度将该冷轧板加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.52进行脱碳退火，使I{111}/I{411}的值达到2.7以下，调整一次再结晶织构，以便权利要求1中规定的不等式成立。
然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.023～0.029％。涂布以MgO为主成分的退火分离剂，在1200℃进行20小时的成品退火。
制品的特性值示于表10。从表10可知，在钢板的氧量多到2.41g/m2的场合，磁性能劣化。
表10
实施例11将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.024％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后，冷轧成0.22mm厚。以100℃/s将该冷轧板加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.44进行110秒脱碳退火。织构I{111}/I{411}的值是1.7，钢板的氧量是1.9g/m2。
然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过变化氨含量使钢板中的氮量达到0.012～0.026％。此后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，在1200℃进行20小时的成品退火。
制品的特性值示于表11。从表11可知，在氮化处理后的氮量是0.17以上(〔N〕/〔Al〕≥0.67)，磁通密度变高。
表11
实施例12将按质量％含有Si3.5％、C0.065％、酸溶性Al0.028％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后，冷轧成0.22mm厚。以5～100℃/s将该冷轧板加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度下0.52进行110秒脱碳退火。
然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.025％以上。钢板氧量在各场合都是2.2g/m2以下。此后，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，在氮气25％-氢气75％的氛围气体中，升温至1200℃，在氢气气氛中、在1200℃进行20小时的成品退火。
制品的特性值示于表12。通过提高脱碳退火的加热速度，确认制品的磁性能提高。
表12
实施例13将按质量％含有Si3.3％、C0.06％、酸溶性Al0.028％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.0mm。该热转板在1120℃保持30秒，在900℃进行30秒退火，此后，冷轧成0.2mm厚。以40℃/s将该冷轧板加热至800℃后，在830℃、在气氛氧化度是0.33～0.72进行110秒脱碳退火。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.022％。此后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，在氮气25％-氢气75％的氛围气体中升温至1200℃，在氢气气氛中、在1200℃进行20小时的成品退火。从表13可知，如果钢板氧量超过2.3g/m2，二次再结晶就变得不稳定，磁通密度(B8)降低。
表13
实施例14将按质量％含有Si4.1％、C0.07％、酸溶性Al0.03％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.0mm。该热轧板在1120℃保持30秒，在900℃进行30秒退火，此后，冷轧成0.2mm。以50℃/s将该冷轧板加热至800℃后，在830℃、在气氛氧化度是0.33～0.72进行110秒脱碳退火。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，使钢板中的氮量达到0.022％。此后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，在氮气25％-氢气75％的氛围气体中升温至1200℃，在氢气气氛中、在1200℃进行20小时的成品退火。
从表14可知，如果钢板氧量超过2.3g/m2，二次再结晶就变得不稳定，磁通密度(B8)降低。
表14
实施例15将实施例12中使用的冷轧板以40℃/s加热至800℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.52进行110秒脱碳退火。此后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过变化氨含量使钢板中的氮量发生变化。
在这些钢板上涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃，在N225％+H275％的氛围气体中，以15℃/s的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％，进行20小时退火。从表15可知，在〔N〕/〔Al〕是0.5以上时，得到高磁通密度。
表15
实施例16将按质量％含有Si3.4％、C0.06％、酸溶性Al0.027％、N0.07％、Mn0.1％、S0.007％，还有Sn0～0.2％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成1.8mm厚。
此后，在1120℃保持30秒，在900℃进行保持30秒的退火后，冷轧成0.2mm厚。接着，以加热速度40℃/s加热至800℃后，在820℃、在氧化度是0.52进行2分钟脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使氮达到0.018～0.022％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃，在N225％+H275％的氛围气体中以15℃/h的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％进行20小时退火。所得到的制品的磁性能示于表16中。从表16可知，由于添加Sn0.02～0.15％，磁通密度(B8)变高。
表16
实施例17将按质量％含有Si3.4％、C0.06％、酸溶性Al0.027％、N0.07％、Mn0.1％、S0.007％，还有Sn0～0.2％的扁钢坯加热至1150℃的温度后，热轧成1.8mm厚。
此后，在1120℃保持30秒，在900℃进行保持30秒的退火后，冷轧成0.2mm厚。接着，以加热速度(1)20℃/s和(2)40℃/s加热至800℃后，在820℃、在氧化度是0.52的氮气和氢气的混合气氛中，进行2分钟脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使氮达到0.018～0.022％。钢板氧量，各试样都是2.3g/m2以下。
接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至900℃，在N225％+H275％的气氛中进行处理，从900℃～1200℃，在(A)N225％+H275％和(B)N275％+H225％的氛围气体中进行处理，在1200℃，转换成H2100％进行20小时退火。
从表17可知，通过提高加热速度，提高磁通密度(B8)，并且如特开平6-17129号公报中所揭示，根据钢板中的Si量将成品退火中的氮气分压控制在规定的范围，来管理析出物，由此更提高磁通密度(B8)。
表17
实施例18将按质量％含有Si3.3％、Mn0.1％、C0.05％、S0.007％、酸溶性Al0.03％、N0.008％、Sn0.05％的板厚2.3mm的硅钢热轧板在1100℃进行2分钟退火后，冷轧成最终板厚0.22mm。该冷轧板在氧化度是0.06的氮气和氢气的混合气体中，以加热速度10℃/s、20℃/s、40℃/s、50℃/s、100℃/s、300℃/s的各时间加热至830℃的温度，在830℃进行90秒退火。接着，通过在氨气氛中进行退火，使氮量增加至0.025％，进行抑制剂的强化。在这些钢板上涂布以氧化铝(Al2O3)为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃，在N2100％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％进行20小时退火。在这些试样上实施张力涂层处理后，照射激光，进行磁畴细分化。所得到的制品的磁性能示于表18中。
表18
实施例19将按质量％含有Si3.3％、Mn0.1％、C0.05％、S0.007％、酸溶性Al0.027％、N0.008％、Sn0.1％、Cr0.1％的板厚1.8mm硅钢热轧板在1120℃进行2分钟退火后，冷轧成最终板厚0.17mm。该冷轧板在氧化度是0.06的氮气和氢气的混合气体中，(A)一部分以加热速度20℃/s加热至830℃后，在870℃进行70秒退火，(B)另一部分以加热速度20℃/s加热至550℃，接着以加热速度100℃/s加热至840℃后，在840℃进行70秒退火，使其进行一次再结晶。在这些钢板上涂布以氧化铝(Al2O3)为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃在N290％+H210％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃转换成H2100％进行20小时退火。对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的磁性能示于表19中。
表19
实施例20将按质量％含有Si3.1％、Mn0.1％、C0.05％、S0.008％、酸溶性Al0.029％、N0.008％、Sn0.1％的板厚2.3mm硅钢热轧板冷轧成最终板厚0.25mm。该冷轧板在氧化度是0.011的氮气和氢气的混合气体中，以加热速度20℃/s、100℃/s加热至840℃，在840℃进行150秒退火，使其进行一次再结晶。
在这些钢板上涂布以氧化铝(Al2O3)为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。成品退火，至1200℃，在N2100％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％进行20小时退火。对这些试样实施张力涂层处理。
所得到的制品的磁性能示于表20中。与实施例1至3进行比较可知，因为不进行冷轧前的退火，所以整体的磁通密度低，但即使在此情况下，也能够证实本发明的磁通密度提高的效果。
表20
实施例21将按质量％含有Si3.3％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的硅钢扁钢坯加热至1150℃，热轧成板厚2.3mm。该热轧板在1120℃进行退火，此后，冷轧成0.22mm厚。该冷轧板以3～200℃/s的加热速度加热至820℃后，在820℃、在气氛氧化度是0.12进行110秒脱碳退火。氧量是1.9～2.1％。然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行退火，通过变化氨含量，使钢板中的氮量达到0.023～0.029％。此后，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂后，在1200℃进行20小时成品退火。对这些试样实施张力涂层处理。
所得到的制品的磁性能示于表21中。从表21可知，在加热速度是40℃/s以上，最好在75～125℃/s的范围，磁通密度(B8)变高。
表21
实施例22将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.007％、Mn0.1％、S0.007％、Sn0～0.2％的硅钢扁钢坯在1150℃的温度加热后，热轧成2.3mm厚。此后，在1120℃退火，然后，冷轧成0.22mm厚后，以加热速度40℃/s加热至800℃，然后在820℃的温度、在氧化度是0.59的氮气和氢气的混合气氛中进行2分钟脱碳退火后，在含有氨的气氛中进行退火，使氮达到0.020～0.023％。接着，涂布以MgO为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。对这些试样实施张力涂层处理。
所得到的制品的磁性能示于表22中。从表22可知，通过添加Sn0.02～0.15％，磁通密度(B8)变高。
表22
实施例23将按质量％含有Si3.2％、C0.05％、酸溶性Al0.026％、N0.008％、Mn0.1％、S0.007％的扁钢坯在1150℃的温度加热后，热轧成2.6mm厚。此后，在1120℃退火，然后，冷轧成0.27mm厚，此后，以脱碳退火的加热速度为5～40℃/s，在820℃的温度进行脱碳退火，接着，在含有氨的气氛中进行退火，使钢板中的氮达到0.020～0.03％。接着，涂布以氧化铝(Al2O3)为主成分的退火分离剂后，进行成品退火。
制品的特性值示于表23中。关于一次再结晶织构，在I{111}/I{411}的值相对冷轧压下率R％为(201n{(100-R)/100}+81)/14以下的场合，得到B8是1.93T以上的高磁通密度。
表23
X＝(201n{(100-R)/100}+81)/14，R(％)表示冷轧压下电实施例24将按质量％含有Si3.3％、C0.05％、酸溶性Al0.027％、N0.007％、Cr0.1％、Sn0.05％、Mn0.1％、S0.008％的扁钢坯在1150℃的温度加热后，利用热轧轧成2.0mm、2.3mm、3.2mm的各厚度，该热轧板在1120℃进行退火，然后，冷轧成0.22mm厚。该冷轧板以10～600℃/s的加热速度加热至800℃后，在800～890℃、在气氛氧化度是0.12进行120秒脱碳退火，将一次再结晶织构调整至得到图2所示的高B8的范围，然后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过变化氨含量使钢板中的氮量达到0.025～0.035％。此后，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂，在1200℃进行20小时的成品退火。
对这些试样实施张力涂层处理后，照射激光，使磁畴细分化。所得到的制品的特性示于表24。从表24可知，一次再结晶织构I{111}/I{411}的值，在相对冷轧压下率R％为(201n{(100-R)/100}+81)/14以下的场合(△符号)，B8为1.88以上，另外，在加热速度H℃/s相对冷轧压下率R％是10〔(R-68)/14〕＜H以上的场合(○符号)，进而最好是10〔(R-32)/32〕＜H＜140的场合(◎符号)，磁通密度(B8)变高。
表24
X＝(201n{(100-R)/100}+81)/14，R(％)表示冷轧压下率。
实施例25将按质量％含有Si3.1％、Mn0.1％、C0.05％、S0.008％、酸溶性Al0.029％、N0.008％、Sn0.1％的板厚2.3mm硅钢热轧板冷轧成最终板厚0.25mm。该冷轧板在氧化度是0.10的氮气和氢气的混合气体中，以加热速度(1)20℃/s、(2)100℃/s加热至840℃，在840℃进行150秒退火，使其进行一次再结晶。此后，在750℃、在含有氨的气氛中进行30秒退火，通过改变氨含量使钢板中的氮量达到0.02～0.03％。
在这些钢板上涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂，实施成品退火成。品退火，至1200℃，在N225％+H275％的氛围气体中，以15℃/h的加热速度进行，在1200℃，转换成H2100％进行20小时的成品退火。
对这些试样实施张力涂层处理。所得到的制品的磁性能示于表25。与实施例23、24进行比较，因为不进行冷轧前的退火，所以整体的磁通密度低，但可以确认得到本发明的磁通密度提高的效果。
表25
X＝(201n{(100-R)/100}+81)/14，R(％)表示冷轧压下率。
权利要求
1.高磁通密度取向电工钢板的制造方法，将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行冷轧，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，实施成品退火，得到取向电工钢板，其特征在于，在脱碳退火后的织构中，使I{111}/I{411}的比率为3以下，而且将钢板的氧层中的氧量调整至2.3g/m2以下，此后实施氮化处理。
2.高磁通密度取向电工钢板的制造方法，将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行冷札，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化镁为主成分的退火分离剂，实施成品退火，得到取向电工钢板，其特征在于，在规定冷轧中的压下率为R％时，使脱碳退火后的织构中的I{111}/I{411}的比率达到(101n{(100-R)/(100)}+44)/7以下，而且将钢板的氧层中的氧量调整至2.3g/m2以下，在此后实施氮化处理。
3.权利要求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热。
4.权利要求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-32)/32〕＜140进行加热。
5.权利要求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热，接着，在770～900的温度范围的氛围气体的氧化度(PH2O/PH2)超过0.15、1.1以下的范围进行。
6.权利更求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，在将钢板的Si含量规定为〔Si％〕时，以满足加热速度H℃/s≥10×〔Si％〕-15的条件进行加热。
7.权利要求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述氮化处理中，根据钢板的酸溶性Al量〔Al〕，实施氮量〔N〕满足〔N〕/〔Al〕≥0.67的量的氮化处理。
8.权利要求1或者2记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，上述硅钢还含有Sn0.02～0.15％、Cr0.03～0.2％的1种或者2种。
9.高磁通密度取向电工钢板的制造方法，将按质量含有Si0.08～4.8％、C0.085％以下、酸溶性Al0.01～0.065％、N0.012％以下，余量为Fe和不可避免的杂质构成的硅钢，加热至1280℃以下的加热温度后，进行热轧，接着进行一次或者包括中间退火的2次以上的冷扎，轧成最终板厚，脱碳退火后，涂布以氧化铝为主成分的退火分离剂，实施成品退火，制成取向电工钢板，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以40℃/s以上的加热速度进行加热，接着，在使770～900℃的温度范围的氛围气体不形成Fe系氧化物的氧化度(PH2O/PH2)为0.01以上、0.15以下的范围进行，在脱碳退火后的织构中，使I{111}/I{411}的比率为2.5以下，此后，在上述氮化处理中，根据钢板的酸溶性Al量〔Al〕，实施氮量〔N〕满足〔N〕/〔Al〕≥0.67的量的氮化处理。
10.权利要求9记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-68)/14〕＜H进行加热。
11.权利要求9或者10记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，在上述脱碳退火的升温过程中，从600℃以下的范围至750～900℃范围的规定温度，钢板温度以加热速度H℃/s为10〔(R-32)/32〕＜140进行加热。
12.权利要求9～11中的任一项记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，规定上述冷轧中的压下率为R％时，将脱碳退火后的织构中的I{111}/I{411}的比率规定为(201n{(100-R)/(100)}+81)/14以下。
13.权利要求9～12中的任一项记载的高磁通密度取向电工钢板的制造方法，其特征在于，上述硅钢还含有Sn0.02～0.15％、Cr0.03～0.2％的1种或者2种。
全文摘要
在取向电工钢板的制造方法中,解释清楚提高脱碳退火的加热速度,控制一次再结晶时使二次再结晶不稳定的原因,提出稳定制造条件。在脱碳退火过程中,进行通过加热速度对一次再结晶组织进行控制,及通过均热退火条件进行氧化层的控制。另外,在此后的氮化处理中,进行(Al,Si)抑制剂组成比的调整。
文档编号C22C38/00GK1351186SQ01137980
公开日2002年5月29日 申请日期2001年8月8日 优先权日2000年8月8日
发明者牛神义行, 中村修一, 村上健一, 藤井浩康, 山本纪宏 申请人:新日本制铁株式会社