取向性电磁钢板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及以密勒指数(Miller indices)计晶粒集中于板面上{110}面、乳制方 向上< 001 >位向的所谓的取向性电磁钢板的制造方法。取向性电磁钢板是软磁性材料，主 要用作变压器等电气设备的铁芯。
【背景技术】
[0002 ]众所周知，取向性电磁钢板通过二次再结晶退火而使晶粒集中于{110}<001>位 向（以下称为高斯(Goss)取向），由此显示出优异的磁特性(例如，参照专利文献1)。
[0003] 因此，作为磁特性的指标，主要使用在磁场强度为800A/m下的磁通密度B8和在励 磁频率为50Hz的交流磁场中磁化至1.7T时每lkg钢板的铁损Wn/so。
[0004] 作为取向性电磁钢板的低铁损化方法之一，可以列举使二次再结晶退火后的晶粒 高度集中于高斯取向的方法。为了在二次再结晶退火之后提高高斯取向的集中度，重要的 是设置晶界迀移率差，使得仅尖锐的高斯取向晶粒优先生长。即，重要的是使一次再结晶板 的集合组织形成给定的组织、以及利用被称为抑制剂的析出物来抑制高斯取向以外的再结 晶晶粒的生长。
[0005] 这里，作为能够仅使尖锐的高斯取向晶粒优先生长的给定的一次再结晶组织，已 知有{554}<225>位向晶粒、{12 4 1 ]<014>位向晶粒。通过使这些位向晶粒平衡性良好 且尚度地集中于一次再结晶板的基质中，能够在^?次再结晶退火后使尚斯取向晶粒尚度集 中。
[0006] 例如，专利文献2中公开了如下内容:在一次再结晶退火板中，以Bunge的欧拉角表 示，钢板表层附近的集合组织在距Φ ι = 〇°、Φ = 15°、Φ 2 = 0°的位向10°以内、或者在距Φ 1 =5°、Φ =20°、Φ 2 = 70°的位向10°以内具有最大位向，并且同样以Bunge的欧拉角表示，钢 板中心层的集合组织在距Φ ι = 90°、Φ = 60°、Φ 2 = 45°的位向5°以内具有最大位向，在这种 情况下，能够得到稳定地显示出优异的磁特性的二次再结晶退火板。
[0007] 作为利用抑制剂的技术，例如，在专利文献1中公开了利用AlN、MnS的方法，另外， 在专利文献3中公开了利用MnS、MnSe的方法，均在工业上得到了实际应用。
[0008] 对于这些使用抑制剂的方法而言，抑制剂的均匀微细分散是理想状态，但为了达 到该理想状态必须在1300°C以上的高温下进行热乳前的钢坯加热。然而，伴随高温钢坯加 热会发生钢坯结晶组织的过度粗大化。钢坯组织主要是作为热乳稳定位向的{100} <011 > 位向，这样的钢坯组织的粗大化从结果上看会明显阻碍二次再结晶，成为导致磁特性大幅 变差的原因。因此，对于使用了抑制剂的高温钢坯加热型的取向性电磁钢板而言，以利用热 乳时的α_γ相变破坏粗大钢坯组织为目的，需要使原材料中含有0.03~0.08%左右的C。虽 然如此，但如果产品板中残留C，则会使产品板的磁特性显著变差。因此，需要在热乳后的任 意工序中进行脱碳退火，使产品板中的C量降低至0.003%以下程度。
[0009] 如上所述，对于以往的使用了抑制剂的取向性电磁钢板的制造方法而言，高温钢 坯加热中需要大量能量，并且需要脱碳退火工序等，因此存在制造成本增高的问题。
[0010] 为了解决上述问题，例如在专利文献4中公开了一种氮化处理技术，所述氮化处理 技术包括:将钢坯的加热温度设为1200°C以下的较低温度，在钢坯加热阶段完全不进行抑 制剂形成元素、例如六1、1111、5等向钢中固溶，然后，在脱碳退火后，在强还原性气体氛围 中，例如在NH#PH 2的混合气体氛围中于钢板行进的状态下进行退火，由此形成以(Al，Si )N 为主成分的抑制剂，由此，即使在低温钢坯加热中也能表现出与高温钢坯加热相当的磁特 性。
[0011] 另外，在专利文献5中公开了一种破坏钢坯组织的方法，该方法包括:对于含 0.02%的硅钢坯进行再结晶热乳，其中将粗热乳开始温度设为1250Γ以下，900°C以上的累 积压下率为80%以上、且至少施加1道次35%以上的压下率，然后进行900°C以下的累积压 下率为40%以上的应变积累乳制，由此，即使是低C原材料也能破坏钢坯组织。
[0012] 然而，在该方法中，无论是否含有A1、N等抑制剂元素，由于未进行高温钢坯加热， 因此不会发生抑制剂的微细析出，而且由于未实施上述氮化处理，因此一次再结晶晶粒生 长抑制力不足，存在磁特性变差的问题。此外，对最终冷乳前的退火后的冷却条件没有限 定，固溶元素(C、N等)量的控制不充分。
[0013]另外，在专利文献6中公开了如下方法，该方法包括:对于含C为0.0005~0.004 % 的硅钢坯在1 〇〇〇 °C至1200 °C的温度范围开始粗热乳，根据需要在700 °C至1100 °C的温度范 围内进行短时间退火，然后进行1次冷乳或其间夹有中间退火的2次以上的冷乳，在850°C至 1050°C的温度范围内加热1秒钟以上且200秒钟以内，然后在使钢板行进的状态下进行氮化 处理。
[0014] 然而，该方法尽管含有A1、N等抑制剂元素，但由于未进行高温钢坯加热，因此抑制 剂的微细析出不充分，一次再晶粒生长抑制力不足，仍然存在磁特性变差的问题。此外，对 最终冷乳前的退火后的冷却条件没有限定，对固溶元素(C、N等)量的控制不足。
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1:日本特公昭40-15644号公报 [0018] 专利文献2:日本特开2001-60505号公报 [0019] 专利文献3:日本特公昭51-13469号公报 [0020] 专利文献4:日本特开平5-112827号公报 [0021] 专利文献5:日本特开昭57-114614号公报 [0022] 专利文献6:日本特开平6-346147号公报 [0023]非专利文献
[0024] 非专利文献 1 〖Materials Transactions，Vol · 54No · 01 (2013)pp · 14-21
【发明内容】
[0025] 发明要解决的课题
[0026] 如上所述，例如专利文献2这样的以往的一次再结晶集合组织控制技术是使用了 抑制剂的高温钢坯加热型（加热温度：1200°C以上）的制造技术。因此，存在为了利用热乳时 的α_γ相变破坏粗大钢坯的组织而需要在原材料中含有0.03~0.08%左右的C的限制，只 不过是在该限制中规定了优选范围的技术。
[0027]本发明的目的是解决上述问题，提出了一种取向性电磁钢板的制造方法，该方法 没有含有比较大量的C这样的限制，能够使高斯取向晶粒有效地生长而获得良好的磁特性， 并且具有高成品率、低成本、高生产率。
[0028]解决课题的方法
[0029] 为了解决上述问题，发明人等着眼于最终冷乳前的钢板的固溶C量进行了深入研 究。
[0030] 其结果发现，通过将最终冷乳前的钢板的固溶C量降低至极限，可以显著地提高产 品板的磁特性。
[0031] 具体可知，以质量％计将钢坯中的C量限定在0.0005 %以上且0.005 %以下的范 围、将Si量限定在2.0以上且4.5%以下的范围，并且将最终冷乳前的加热工序后的800~ 200°C之间的平均冷却速度按照钢坯中的固溶C量与Si量的关系控制在适当范围，由此能够 使最终冷乳前的钢板的时效指数AI(Aging Index)为70MPa以下，从而提高磁特性。
[0032] 另外可知，通过将一次再结晶退火的升温速度调整为10°C/秒以上且100°C/秒以 下，对于一次再结晶退火板的板厚中心层的集合组织而言，可以使{554} <225>强度相对 于随机强度之比为12以上、且{554}<225>强度相对于{111}<110>强度之比为7以上，由 此能够更进一步提高磁特性。
[0033] 本发明基于上述见解而完成，其主旨如下。
[0034] 1. -种取向性电磁钢板的制造方法，其通过以下的一系列工序来制造取向性电磁 钢板:对钢坯加热后，进行热乳，根据需要实施热乳板退火，然后通过1次冷乳或其间夹有中 间退火的2次以上的冷乳而成为最终板厚，接着实施一次再结晶退火，再实施二次再结晶退 火，
[0035] 所述钢坯的组成为：以质量％计含有，C: 0 · 0005~0 · 005 %、Si : 2 · 0~4 · 5 %、Mn: 0.005~0.3%、5和/或56(总计）：0.05%以下、酸溶厶1(8〇1.厶1):0.010~0.04%川 :0.005% 以下，余量为Fe及不可避免的杂质，
[0036] 使用由下述式（1)计算出的固溶C量参数X，将即将进行最终冷乳之前的加热工序 后的800~200 °C间的平均冷却速度R( °C/秒)控制在由下述式(2)计算出的上限平均冷却速 度Rh以下，由此使最终冷乳前的钢板的时效指数AI为70MPa以下，
[0037] X=[%Si]/28.09+100[%C]/12.01 · · · (1)
[0038] Rh=10/X · · · (2)
[0039] 其中，式(1)中[%11]表示Μ元素的含量(质量％)。
[0040] 2.根据上述1所述的取向性电磁钢板的制造方法，其中，通过将所述一次再结晶退 火的500~700°C间的平均升温速度调整至10°C/秒以上且100°C/秒以下，使一次再结晶退 火板的板厚中心层的集合组织的{554} <225>强度相对于