方向性电磁钢板的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及可以廉价地得到具有优异磁特性的方向性电磁钢板的、磁特性优异的 方向性电磁钢板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 方向性电磁钢板是作为变压器、发电机的铁芯材料使用的软磁性材料，具有属于 铁的易磁化轴的<001 >方位在钢板的轧制方向高度整合的结晶组织。这种集合组织通过 二次再结晶形成，该二次再结晶在方向性电磁钢板的制造工序中在二次再结晶退火时使被 称为所谓的高斯（Goss)方位的（110)〔001〕方位的晶粒优先地巨大生长。
[0003] 以往，这种方向性电磁钢板可以通过以下方式制造：将含有4. 5mass%以下左右 的Si和MnS、MnSe、AlN等抑制剂成分的板坯加热至1300°C以上，使抑制剂成分临时固溶后， 进行热轧，根据需要实施热轧板退火后，通过1次或隔着中间退火的2次以上的冷轧制成最 终板厚，接下来，在湿润氢气氛中实施一次再结晶退火，进行一次再结晶和脱碳，接下来，涂 布以氧化镁（MgO)为主剂的退火分离剂后，为了提纯二次再结晶和抑制剂成分，以1200°C 进行5h左右的最终退火（例如，专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
[0004] 如上所述，在以往的方向性电磁钢板的制造时，可以采用以下工序：在板坯阶段含 有MnS、MnSe、A1N等析出物（抑制剂成分），通过超过1300°C的高温的板坯加热，临时固溶 这些抑制剂成分，在后续工序中使其微细析出，从而表达二次再结晶。如此，以往的方向性 电磁钢板的制造工序中，需要超过1300°C的高温下的板坯加热，因此其制造成本极其高，无 法应对近年的制造成本减少的要求，在方面存在问题。
[0005] 为了解决上述问题，例如专利文献4中提出有含有0.010~0.060%的酸可溶性 A1 (sol. A1)且将板坯加热抑制在低温，脱碳退火工序中在适当的氮化气氛下进行氮化，从 而在二次再结晶时使（Al、Si)N析出而用作抑制剂的方法。（Al、Si)N在钢中微细分散而 作为有效的抑制剂发挥功能，但根据A1的含量决定抑制剂强度，因此有时在制钢中的A1 量的精度不充分时，无法得到充分的晶粒生长抑制力。还提出有大量的这种在中途工序进 行氮化处理，将（Al、Si) N或A1N作为抑制剂使用的方法，最近也公开有板坯加热温度超过 1300 °C的制造方法等。
[0006] 另一方面，还研宄有对板坯不含抑制剂成分而表达二次再结晶的技术，例如专利 文献5中开发了不含抑制剂成分也可以二次再结晶的技术，所谓的无抑制剂法。该无抑制 剂法是利用更高纯度化的钢，通过材质（集合组织的控制）表达二次再结晶的技术。
[0007] 该无抑制剂法无需高温的板坯加热，可制造低成本的方向性电磁钢板，但由于不 具有抑制剂，在制造时受到中途工序中的温度的偏差等影响，具有制品的磁特性也容易发 生偏差的特征。另外，集合组织的控制是在该技术中重要的要素，提出有用于控制集合组织 的温轧等大量的技术。但是，这样的集合组织控制无法充分地进行时，与使用抑制剂的技术 相比，二次再结晶后的向高斯方位（(110)〔001〕）的集合度较低，存在磁束密度也变低的趋 势。
[0008] 先行技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:美国专利第1965559号说明书
[0011] 专利文献2 :日本特公昭40-15644号公报
[0012] 专利文献3:日本特公昭51-13469号公报
[0013] 专利文献4:日本专利第2782086号公报
[0014] 专利文献5:日本特开2000-129356号公报
【发明内容】
[0015] 如上所述，使用到目前为止提出的无抑制剂法的方向性电磁钢板的制造方法中， 稳定地实现良好的磁特性不一定容易。
[0016] 本发明使用以将A1抑制为小于100质量ppm的无抑制剂成分为标准的成分，避免 高温板坯加热，并且应用氮化，从而使得不是A1N而是使氮化硅（Si 3N4)析出，进而，通过在 退火分离剂中含有硫化物和/或硫酸盐而使MnS析出，该氮化硅和MnS作为正常晶粒生长 的抑制力发挥功能，从而大幅度减少磁特性的偏差，可以在工业上稳定地制造具有良好的 磁特性的方向性电磁钢板。
[0017] 本发明的发明人等进行了以下研宄：为了抑制板坯加热温度且得到减少了磁特性 的偏差的方向性电磁钢板，使用无抑制剂法进行一次再结晶集合组织的制作，其中通过中 途工序利用氮化使氮化硅析出，将其作为抑制剂使用。
[0018] 即，本发明的发明人等考虑如果可使方向性电磁钢板中一般含有数％左右的硅作 为氮化硅析出，将其作为抑制剂使用，则是否通过控制氮化处理时的氮化量，不论氮化物形 成元素（Al、Ti、Cr、V等）的多少，可得到同等的晶粒生长抑制力。
[0019] 另一方面，已知纯粹的氮化硅与A1N中固溶有Si的（Al、Si)N不同，与钢的晶格的 整合性差，且具有共价键性的复杂的晶体结构，因此使其在晶粒内微细地析出极其困难。因 此，认为在如以往方法那样的氮化后，难以使其在晶粒内微细地析出。
[0020] 然而，如果将其反过来使用，则有可能抑制晶粒内析出，能够使氮化硅在晶界选择 性地析出。然后，认为如果可使其在晶界选择性地析出，即使析出物变得粗大也可得到充分 的抑制力。
[0021] 此外，本发明的发明人等考虑是否可通过在退火分离剂中含有硫化物和/或硫酸 盐，使MnS形成，将它们与氮化硅并用，期待进一步提高晶粒生长抑制力。
[0022] 因此，本发明的发明人等根据上述观点，从原料的成分组成开始，对氮化处理后的 氮量、以及用于使氮扩散至晶界而形成氮化硅的热处理条件和退火分离剂的成分等反复进 行了深入研宄。
[0023] 其结果发现了新的并用氮化硅与MnS的有用性，完成了本发明。
[0024]SP，本发明的要旨构成如下所述。
[0025] 1?-种方向性电磁钢板的制造方法，是将以质量％或质量ppm计含有C :0? 08% 以下、Si :2. 0~4. 5%和Mn :0? 5%以下，并且将S、Se和0分别抑制为小于50ppm，将sol. A1抑制为小于lOOppm，进一步将N控制为[sol. Al] X (14/27)ppm < N < 80ppm的范围，剩 余部分由Fe和不可避免的杂质的组成构成的钢板坯，在不进行再加热或再加热后通过热 轧制成热轧板后，实施退火和冷轧而制成最终板厚的冷轧板，接下来，实施一次再结晶退火 后，涂布退火分离剂，其后实施二次再结晶退火，其中，
[0026] 在冷轧后、二次再结晶退火开始前为止，实施氮量成为50质量ppm~1000质量 ppm的氮化处理，
[0027] 使退火分离剂中合计含有0. 2~15质量％的硫化物和/或硫酸盐，
[0028] 二次再结晶退火的升温过程中，将300~800°C的温度区域中的滞留时间确保为5 小时以上。
[0029] 2.如上述1所述的方向性电磁钢板的制造方法，其中，上述硫化物和/或硫酸盐为 选自Ag、Al、La、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、In、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、Sn、Sb、Sr、Zn和Zr的硫化物 以及硫酸盐中的1种或2种以上。
[0030] 3.如上述1或2所述的方向性电磁钢板的制造方法，其中，上述钢板坯由以质量％ 计进一步含有选自
[0031] Ni :0? 005~1. 50%、Sn :0? 01~0? 50%、
[0032] Sb :0? 005~0? 50%、Cu :0? 01~0? 50%、
[003