本發(fā)明涉及能夠廉價(jià)地制造具有優(yōu)良的磁特性的取向性電磁鋼板的取向性電磁鋼板的制造方法。

背景技術(shù)：

取向性電磁鋼板是作為變壓器、發(fā)電機(jī)的鐵芯材料使用的軟磁性材料，其具有作為鐵的易磁化軸的<001>取向高度地向鋼板的軋制方向?qū)R的結(jié)晶組織。這樣的結(jié)晶組織(織構(gòu))通過(guò)在取向性電磁鋼板的制造工序中進(jìn)行二次再結(jié)晶退火時(shí)使被稱(chēng)為所謂的高斯(goss)取向的(110)[001]取向的晶粒優(yōu)先巨大生長(zhǎng)的二次再結(jié)晶而形成。

以往，這樣的取向性電磁鋼板可以通過(guò)如下所述的步驟來(lái)制造(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2、專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。

即，將含有約4.5質(zhì)量％以下的si和mns、mnse、aln等抑制劑成分的板坯加熱至超過(guò)1300℃，使抑制劑成分暫時(shí)固溶，然后，實(shí)施熱軋而制成熱軋板。對(duì)該熱軋板實(shí)施熱軋板退火或者不實(shí)施熱軋板退火，實(shí)施一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋而制成最終板厚的冷軋板。接著，對(duì)該冷軋板在濕氫氣氛中實(shí)施脫碳和一次再結(jié)晶退火，進(jìn)行一次再結(jié)晶和脫碳。然后，在所得到的鋼板的表面涂布以氧化鎂(mgo)作為主劑的退火分離劑后，為了進(jìn)行二次再結(jié)晶和抑制劑成分的純化而在1200℃下進(jìn)行約5小時(shí)的最終退火，制成產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：美國(guó)專(zhuān)利第1965559號(hào)說(shuō)明書(shū)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特公昭40-15644號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特公昭51-13469號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2000-129356號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)5：日本專(zhuān)利第3873309號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)6：日本特開(kāi)昭59-38326號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)7：日本特開(kāi)平2-175010號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)8：日本特開(kāi)平11-199933號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)9：日本特開(kāi)2011-143440號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

如上所述，在以往的取向性電磁鋼板的制造時(shí)，采用如下工序：在板坯階段使其含有mns、mnse、aln等析出物(抑制劑成分)，通過(guò)在超過(guò)1300℃的高溫下的板坯加熱而使這些抑制劑成分暫時(shí)固溶，然后，在后續(xù)工序中以抑制劑的形式微細(xì)析出，利用該抑制劑使二次再結(jié)晶顯現(xiàn)。

即，在以往的取向性電磁鋼板的制造工序中，超過(guò)1300℃的高溫下的板坯加熱是必不可少的，因此，其制造成本不得不變得極高，存在無(wú)法應(yīng)對(duì)近年來(lái)的制造成本降低的要求的問(wèn)題。

針對(duì)該問(wèn)題，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中公開(kāi)了即使不含有抑制劑成分也能夠使二次再結(jié)晶顯現(xiàn)的技術(shù)(無(wú)抑制劑法)。該技術(shù)的技術(shù)構(gòu)思與以往的取向性電磁鋼板的制造方法完全不同。

即，以往的取向性電磁鋼板利用mns、aln、mnse等析出物(抑制劑)來(lái)顯現(xiàn)二次再結(jié)晶，與此相對(duì)，無(wú)抑制劑法是不使用這些抑制劑、反而是通過(guò)進(jìn)行高純度化來(lái)控制結(jié)晶組織(織構(gòu))從而使二次再結(jié)晶顯現(xiàn)的技術(shù)。

該無(wú)抑制劑法中，不需要高溫的板坯加熱、高溫長(zhǎng)時(shí)間的二次再結(jié)晶退火，因此，能夠以低成本進(jìn)行取向性電磁鋼板的制造。

但是，上述的無(wú)抑制劑法雖然具有能夠以低成本制造的優(yōu)點(diǎn)，但磁特性的水平及其穩(wěn)定性未必可以說(shuō)是良好的。

本發(fā)明有利地解決上述問(wèn)題，其目的在于提供在取向性電磁鋼板的制造過(guò)程中不需要實(shí)施高溫下的板坯加熱、因此能夠以低成本得到磁特性?xún)?yōu)良的取向性電磁鋼板的、基于無(wú)抑制劑法的取向性電磁鋼板的制造方法。

用于解決問(wèn)題的方法

以前，發(fā)明人對(duì)高斯取向晶粒進(jìn)行二次再結(jié)晶的理由反復(fù)進(jìn)行了研究。

其結(jié)果是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了使高斯取向晶粒優(yōu)先地進(jìn)行二次再結(jié)晶，一次再結(jié)晶組織中的與高斯取向的取向差角在20～45°范圍內(nèi)的晶界發(fā)揮著重要的作用，在actamaterial(45卷(1997)1285頁(yè))中進(jìn)行了報(bào)道。

進(jìn)而，發(fā)明人對(duì)取向性電磁鋼板的即將進(jìn)行二次再結(jié)晶之前的狀態(tài)即一次再結(jié)晶組織進(jìn)行了分析，并對(duì)具有各種結(jié)晶取向的各晶粒的周?chē)木Ы缯{(diào)查了晶界取向差角，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高斯取向晶粒周?chē)?，取向差角?0～45°的晶界的存在頻率最高。

另外，根據(jù)c.g.dunn等人得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(aimetransaction188卷(1949)368頁(yè))，取向差角為20～45°的晶界為高能晶界。該高能晶界形成了晶界內(nèi)的自由空間大且雜亂的結(jié)構(gòu)。而且，晶界擴(kuò)散是原子經(jīng)由晶界遷移的現(xiàn)象，因此，晶界中的自由空間大的高能晶界的晶界擴(kuò)散更快。

在此，使用抑制劑時(shí)的高斯取向晶粒的生長(zhǎng)在最終退火中發(fā)生，但認(rèn)為這是因?yàn)椋吣芫Ы绲臄U(kuò)散快，因此，高能晶界上的析出物的釘扎優(yōu)先地脫離，開(kāi)始晶界遷移而使高斯晶粒生長(zhǎng)。

發(fā)明人進(jìn)一步擴(kuò)展了該研究，發(fā)現(xiàn)了：高斯取向晶粒的二次再結(jié)晶的顯現(xiàn)的本質(zhì)原因在于一次再結(jié)晶組織中的高能晶界的分布狀態(tài)，抑制劑的作用是使高能晶界與其他晶界產(chǎn)生遷移速度差。因此，根據(jù)該理論，即使不使用抑制劑，只要能夠在晶界間產(chǎn)生遷移速度差，則也能夠使二次再結(jié)晶顯現(xiàn)。

在此，鋼中存在的雜質(zhì)元素容易在晶界、特別是高能晶界偏析，因此，在含有大量雜質(zhì)元素的情況下，認(rèn)為高能晶界與其他晶界的遷移速度沒(méi)有差異。但是，如果將原材料高純度化，則能夠?qū)⑦@樣的雜質(zhì)元素的影響排除，因此認(rèn)為，依賴(lài)于高能晶界的結(jié)構(gòu)的原來(lái)的遷移速度差變得明顯，能夠進(jìn)行高斯取向晶粒的二次再結(jié)晶。

因此，發(fā)明人為了解決磁特性的水平及其穩(wěn)定性不充分的無(wú)抑制劑法中的問(wèn)題，對(duì)通過(guò)在鋼原材料的高純度化的同時(shí)控制一次再結(jié)晶織構(gòu)來(lái)引起良好的二次再結(jié)晶的方法反復(fù)進(jìn)行了深入研究。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)同時(shí)提高最終冷軋中的總壓下率(以下，也稱(chēng)為總冷軋壓下率)和最終冷軋時(shí)的每道次的壓下率并且使軋制機(jī)工作輥的表面粗糙度減小，可改善一次再結(jié)晶織構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)磁特性的提高。

以下，對(duì)作為本發(fā)明的基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。

(實(shí)驗(yàn)1)

將形成以質(zhì)量％和質(zhì)量ppm計(jì)含有c：0.03％、si：3.2％、mn：0.08％、p：0.05％、cu：0.10％、sb：0.03％、sol.al：60ppm、n：30ppm、s：20ppm、se：1ppm和o：12ppm且余量為fe和不可避免的雜質(zhì)的組成的連鑄板坯加熱至1220℃后，進(jìn)行熱軋而制成板厚為2.5mm的熱軋板。接著，對(duì)熱軋板實(shí)施1050℃、30秒的熱軋板退火，然后，使用反轉(zhuǎn)式的軋制機(jī)實(shí)施冷軋而制成冷軋板，在該冷軋時(shí)，在使各道次的壓下率恒定、如表1所示使道次數(shù)和工作輥的表面平均粗糙度ra(以下，也簡(jiǎn)稱(chēng)為表面粗糙度ra)發(fā)生各種改變的條件下進(jìn)行。對(duì)于冷軋的最終道次，均使用表面粗糙度ra為0.10μm的工作輥，使軋制后的鋼板的表面粗糙度ra大致相同。需要說(shuō)明的是，表1中，第一道次的工作輥的表面粗糙度ra記載于軋制前這一欄中，第二道次的工作輥的表面粗糙度ra記載于1道次后這一欄中，以下同樣地進(jìn)行記載。

冷軋后，在氫氣分壓：55體積％、氮?dú)夥謮海?5體積％、露點(diǎn)：55℃的條件下對(duì)所得到的冷軋板進(jìn)行在840℃下均熱120秒的脫碳退火，制成脫碳退火板。在脫碳退火后，使用x射線(xiàn)衍射，對(duì)脫碳退火板的織構(gòu)進(jìn)行調(diào)查。需要說(shuō)明的是，以下，在本說(shuō)明書(shū)中，氫氣分壓和氮?dú)夥謮核婕暗模ケ硎臼侵阁w積％。

在從上述的脫碳退火板上切下的樣品的表面涂布12.5g/m²的以mgo作為主劑的退火分離劑，進(jìn)行干燥。接著，以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至800℃，將從800℃至850℃之間的升溫速度設(shè)定為5℃/小時(shí)，在850℃下保持50小時(shí)。然后，實(shí)施以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1180℃、在1180℃保持5小時(shí)的二次再結(jié)晶退火。需要說(shuō)明的是，關(guān)于二次再結(jié)晶退火中的氣氛氣體，在至850℃為止設(shè)定為n2氣體，在850℃以上設(shè)定為h2氣體。

[表1]

圖1中，以除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度ra作為參數(shù)來(lái)示出冷軋中的每道次的壓下率與二次再結(jié)晶退火后的磁通密度的關(guān)系。

根據(jù)圖1可知，通過(guò)將冷軋中的每道次的壓下率提高至35％以上并且使除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度ra減小，磁通密度顯著提高。

圖2中，以除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度ra作為參數(shù)來(lái)示出冷軋中的每道次的壓下率與脫碳退火板中的晶粒的主取向即{554}<225>的強(qiáng)度的關(guān)系。

根據(jù)圖2可知，通過(guò)將冷軋中的每道次的壓下率提高至35％以上并且使除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度ra減小，晶粒的主取向即{554}<225>強(qiáng)度顯著提高。

圖3中，以除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度ra作為參數(shù)來(lái)示出冷軋中的每道次的壓下率與高斯取向強(qiáng)度的關(guān)系。

根據(jù)圖3可知，通過(guò)提高冷軋中的每道次的壓下率并且使除最終道次以外的工作輥的表面粗糙度減小，高斯取向強(qiáng)度觀(guān)察到降低的傾向，但其變化量微小。

(實(shí)驗(yàn)2)

接著，將與實(shí)驗(yàn)1相同的成分的連鑄板坯加熱至1220℃后，進(jìn)行熱軋而制成板厚為2.5mm的熱軋板。接著，對(duì)熱軋板實(shí)施1050℃、30秒的熱軋板退火，然后，使用反轉(zhuǎn)式的軋制機(jī)實(shí)施冷軋而制成冷軋板。在該冷軋時(shí)，在使各道次的壓下率和工作輥表面粗糙度(ra：0.10μm)恒定、如表2所示使道次數(shù)發(fā)生改變并變更總壓下率的條件下進(jìn)行。需要說(shuō)明的是，表2中，第一道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于軋制前這一欄中，第二道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于1道次后這一欄中，以下同樣地進(jìn)行記載。

冷軋后，在氫氣分壓：55％、氮?dú)夥謮海?5％、露點(diǎn)：55℃的條件下對(duì)所得到的冷軋板實(shí)施在840℃下均熱120秒的脫碳退火，制成脫碳退火板。

在從上述的脫碳退火板上切下的樣品的表面涂布12.5g/m²的以mgo作為主劑且含有8質(zhì)量％的硫酸鎂的退火分離劑，進(jìn)行干燥。接著，以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至800℃，將從800℃至850℃之間的升溫速度設(shè)定為5℃/小時(shí)，在850℃下保持50小時(shí)。然后，實(shí)施以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1180℃、在1180℃保持5小時(shí)的二次再結(jié)晶退火。需要說(shuō)明的是，關(guān)于二次再結(jié)晶退火中的氣氛氣體，在至850℃為止設(shè)定為n2氣體，在850℃以上設(shè)定為h2氣體。

[表2]

圖4中示出二次再結(jié)晶退火后的磁通密度。

根據(jù)圖4，即使在使用使表面粗糙度ra減小后的工作輥并且提高每道次的壓下率的情況下，總冷軋壓下率低時(shí)，磁通密度也降低。即，根據(jù)圖4，得到良好的磁通密度的是總冷軋壓下率為85％以上的情況。

作為以往的使用抑制劑的技術(shù)的冷軋技術(shù)，如專(zhuān)利文獻(xiàn)5的圖2中所示，得到了如下見(jiàn)解：通過(guò)增加道次數(shù)、即降低每道次的壓下率，磁通密度提高。作為其理由，公開(kāi)了：在自鋼板表面起靠近板厚的內(nèi)部存在{110}<001>取向晶粒的頻率、即高斯取向晶粒的存在頻率在冷軋后增高。

本發(fā)明的無(wú)抑制劑技術(shù)中，如圖1所示，通過(guò)提高冷軋中的每道次的壓下率，磁通密度提高。其理由可以列舉：如圖2所示，在脫碳退火板中，晶粒的主取向即{554}<225>取向的強(qiáng)度增加。{554}<225>取向以與高斯取向的取向差計(jì)為30°。即認(rèn)為，本發(fā)明的無(wú)抑制劑技術(shù)中，形成取向差角20～45°的高能晶界的范圍的晶粒增加，因此，高斯取向晶粒的二次再結(jié)晶得到促進(jìn)，鋼板的磁通密度提高。

另外，如圖3所示，脫碳退火板中，高斯取向強(qiáng)度的變化微小。該理由可以列舉：無(wú)抑制劑技術(shù)中，在最終冷軋前，晶粒容易粗大化。即認(rèn)為，最終冷軋前的晶粒粗大時(shí)，與由于抑制劑的存在而使最終冷軋前的晶粒保持微細(xì)的使用抑制劑的技術(shù)相比，晶粒的被認(rèn)為從晶粒內(nèi)形成的高斯取向晶粒的形成容易進(jìn)行。

因此認(rèn)為，即使在提高冷軋中的每道次的壓下率、進(jìn)而提高總冷軋壓下率的情況下，高斯取向強(qiáng)度的減少也得到阻止。另外認(rèn)為，通過(guò)提高冷軋壓下率而帶來(lái)的{554}<225>取向晶粒的增加有利地作用于高斯取向晶粒的二次再結(jié)晶。這可以說(shuō)是無(wú)抑制劑技術(shù)所特有的現(xiàn)象。

接著，對(duì)關(guān)于最終冷軋中的工作輥的表面粗糙度的見(jiàn)解進(jìn)行說(shuō)明。

鋼板的表面粗糙度影響磁特性是公知的，如專(zhuān)利文獻(xiàn)6所公開(kāi)的那樣，已知通過(guò)將鋼板表面平滑化、即、使表面粗糙度ra為0.35以下來(lái)改善磁特性。而且，出于該目的，通常是在最終冷軋的最終道次中使用ra為0.35以下的光輥。

另外，眾所周知，在最終冷軋的前段的軋制中，提高摩擦系數(shù)、利用剪切力提高高斯取向強(qiáng)度是有效的。

例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)7中公開(kāi)了使用ra為0.30以上的刮毛面輥的技術(shù)。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)8中公開(kāi)了使第二次冷軋中的第一機(jī)架的輥表面粗糙度ra為1.0μm以上、在第二機(jī)架以后使用傾斜研磨輥的技術(shù)。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)9公開(kāi)了對(duì)最終冷軋中的一道次以上使用具有相對(duì)于輥周方向傾斜2°以上且小于90°的拋光痕和與上述拋光痕逆向地傾斜0°以上且小于90°的拋光痕構(gòu)成的交叉拋光痕的工作輥來(lái)提高摩擦力的技術(shù)。

在此，在本發(fā)明中，不僅是最終冷軋中的最終道次，而且使最終道次的前段的工作輥的表面粗糙度降低，由此使鋼板的磁特性提高。與此相對(duì)，在使用抑制劑的技術(shù)中，最終道次以外的道次中利用高摩擦軋制使高斯取向增加的軋制方法更有利。

認(rèn)為該差異是由于，無(wú)抑制劑技術(shù)中，在冷軋時(shí)容易形成高斯取向晶粒，反而是減小工作輥的表面粗糙度、降低摩擦力、提高脫碳退火板中的{554}<225>取向晶粒的存在強(qiáng)度更有利地作用于磁特性的提高。認(rèn)為這也與前述的每道次的壓下率的效果同樣地是無(wú)抑制劑技術(shù)所特有的現(xiàn)象。

本發(fā)明是基于上述的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所得到的見(jiàn)解而完成的。

即，本發(fā)明的主旨構(gòu)成如下所述。

1.一種取向性電磁鋼板的制造方法，其包含如下一系列的工序：對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱后，實(shí)施熱軋而制成熱軋板，對(duì)該熱軋板實(shí)施熱軋板退火或者不實(shí)施熱軋板退火，實(shí)施一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋而制成最終板厚的冷軋板，接著對(duì)該冷軋板實(shí)施脫碳退火而制成脫碳退火板，然后，在該脫碳退火板的表面涂布以mgo作為主體的退火分離劑，然后實(shí)施二次再結(jié)晶退火，

上述鋼坯的組成為：以質(zhì)量％計(jì)含有c：0.08％以下、si：4.5％以下和mn：0.5％以下，并且以質(zhì)量ppm計(jì)將s、se和o分別抑制為低于50ppm、將n抑制為低于60ppm、將sol.al抑制為低于100ppm，余量為fe和不可避免的雜質(zhì)，

所述取向性電磁鋼板的制造方法中，

在上述冷軋工序的最終冷軋中，將總冷軋壓下率設(shè)定為85％以上，將該最終冷軋的各道次中的壓下率分別設(shè)定為32％以上，并且在該最終冷軋中的最終道次以外的至少一道次以上中使用表面平均粗糙度(ra)為0.25μm以下的工作輥。

2.如上述1所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其中，在上述最終冷軋開(kāi)始前，將供于該最終冷軋的鋼板的板寬兩邊緣部加熱至100℃以上的溫度。

3.如上述1或2所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其中，將上述脫碳退火工序的升溫中從500℃至700℃之間的升溫速度設(shè)定為50℃/s以上。

4.如上述1～3中任一項(xiàng)所述的取向性電磁鋼板的制造方法，其中，上述鋼坯進(jìn)一步以質(zhì)量％計(jì)含有選自ni：0.01～1.50％、sn：0.03～0.20％、sb：0.01～0.20％、p：0.02～0.20％、cu：0.05～0.50％、cr：0.03～0.50％、mo：0.008～0.50％和nb：0.0010～0.0100％中的一種或兩種以上。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在工業(yè)上穩(wěn)定且廉價(jià)地制造磁特性?xún)?yōu)良的取向性電磁鋼板，其工業(yè)價(jià)值非常高。

附圖說(shuō)明

圖1是表示冷軋中的每道次的壓下率與二次再結(jié)晶退火后的磁通密度的關(guān)系的圖。

圖2是表示冷軋中的每道次的壓下率與脫碳退火板的{554}<225>取向晶粒強(qiáng)度的關(guān)系的圖。

圖3是表示冷軋中的每道次的壓下率與脫碳退火板的高斯取向強(qiáng)度的關(guān)系的圖。

圖4是表示總冷軋壓下率與二次再結(jié)晶退火后的鋼板的磁通密度的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明具體地進(jìn)行說(shuō)明。

首先，對(duì)在本發(fā)明中將鋼坯的成分組成限定為上述的范圍的理由進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，則與成分組成有關(guān)的“％”、“ppm”表示是指質(zhì)量％和質(zhì)量ppm。另外，鋼板、板坯的成分組成的余量為fe和不可避免的雜質(zhì)。

c：0.08％以下

c是在改善一次再結(jié)晶織構(gòu)的方面有用的元素，但含量超過(guò)0.08％時(shí)，反而導(dǎo)致一次再結(jié)晶織構(gòu)的劣化，因此，c量限定為0.08％以下。從磁特性的觀(guān)點(diǎn)考慮，期望的添加量為0.01～0.06％的范圍。需要說(shuō)明的是，在所要求的磁特性的水平不那么高的情況下，為了省略或簡(jiǎn)化一次再結(jié)晶退火中的脫碳，可以將c設(shè)定為0.01％以下。此時(shí)的c量的下限值沒(méi)有限制，在工業(yè)上優(yōu)選為約0.003％。

si：4.5％以下

si是通過(guò)提高電阻而改善鐵損的有用元素，但含量超過(guò)4.5％時(shí)，冷軋性顯著劣化，因此，si量限定為4.5％以下。從鐵損的觀(guān)點(diǎn)考慮，期望的si量為2.0～4.5％的范圍。需要說(shuō)明的是，根據(jù)所要求的鐵損水平，可以不添加si。

mn：0.5％以下

mn具有提高制造時(shí)的熱加工性的效果，但含量超過(guò)0.5％時(shí)，一次再結(jié)晶織構(gòu)變差而導(dǎo)致磁特性的劣化，因此，mn量限定為0.5％以下。需要說(shuō)明的是，mn的下限值沒(méi)有限制，在工業(yè)上優(yōu)選為約0.05％。

s、se和o：分別低于50ppm

s、se和o量分別達(dá)到50ppm以上時(shí)，二次再結(jié)晶變得困難。該理由在于，粗大的氧化物、由于板坯加熱而粗大化的mns、mnse使一次再結(jié)晶組織變得不均勻。因此，s、se和o均抑制為低于50ppm。

n：低于60ppm

另外，n也與s或se、o同樣，過(guò)量存在時(shí)，二次再結(jié)晶變得困難。特別是，n量達(dá)到60ppm以上時(shí)，難以產(chǎn)生二次再結(jié)晶，磁特性劣化，因此，n抑制為低于60ppm。

sol.al：低于100ppm

另外，al過(guò)量存在時(shí)，也使二次再結(jié)晶變得困難。特別是，sol.al量超過(guò)100ppm時(shí)，在低溫板坯加熱的條件下難以進(jìn)行二次再結(jié)晶，磁特性劣化，因此，al以sol.al量計(jì)抑制為低于100ppm。需要說(shuō)明的是，al量的下限值沒(méi)有限制，在工業(yè)上優(yōu)選為約0.003％。

以上，對(duì)必需成分進(jìn)行了說(shuō)明，但在本發(fā)明中，可以適當(dāng)含有以下的元素作為改善磁特性的成分。

ni：0.01～1.50％

ni具有通過(guò)提高熱軋板組織的均勻性而改善磁特性的作用。為此，優(yōu)選含有0.01％以上的ni，但含量超過(guò)1.50％時(shí)，二次再結(jié)晶變得困難，磁特性劣化，因此，優(yōu)選以0.01～1.50％的范圍含有ni。

sn：0.03～0.20％

sn具有抑制二次再結(jié)晶退火中的鋼板的氮化和氧化、促進(jìn)具有良好的結(jié)晶取向的晶粒的二次再結(jié)晶而有效地提高磁特性、特別是鐵損的作用。為此，優(yōu)選含有0.03％以上的sn，但含量超過(guò)0.20％時(shí)，導(dǎo)致冷軋性的劣化，因此，優(yōu)選以0.03～0.20％的范圍含有sn。

sb：0.01～0.20％

sb是抑制二次再結(jié)晶退火中的鋼板的氮化和氧化、促進(jìn)具有良好的結(jié)晶取向的晶粒的二次再結(jié)晶而有效地提高磁特性的有用元素。為了該目的，優(yōu)選含有0.01％以上的sb，但含量超過(guò)0.20％時(shí)，冷軋性劣化，因此，優(yōu)選以0.01～0.20％的范圍含有sb。

p：0.02～0.20％

p是改善一次再結(jié)晶織構(gòu)、促進(jìn)具有良好的結(jié)晶取向的晶粒的二次再結(jié)晶而有效地提高磁特性的有用元素。為了該目的，優(yōu)選含有0.02％以上的p，但含量超過(guò)0.20％時(shí)，冷軋性劣化，因此，優(yōu)選以0.02～0.20％的范圍含有p。

cu：0.05～0.50％

cu具有抑制二次再結(jié)晶退火中的鋼板的氮化和氧化、促進(jìn)具有良好的結(jié)晶取向的晶粒的二次再結(jié)晶而有效地提高磁特性的作用。為此，優(yōu)選含有0.05％以上的cu，但含量超過(guò)0.50％時(shí)，導(dǎo)致熱軋性的劣化，因此，優(yōu)選以0.05～0.50％的范圍含有cu。

cr：0.03～0.50％

cr具有使鎂橄欖石基底覆膜的形成穩(wěn)定化的作用。為此，優(yōu)選含有0.03％以上的cr，但另一方面，含量超過(guò)0.50％時(shí)，二次再結(jié)晶變得困難，磁特性劣化，因此，優(yōu)選以0.03～0.50％的范圍含有cr。

mo：0.008～0.50％

mo具有抑制高溫氧化、使被稱(chēng)為鱗狀折疊的表面缺陷的產(chǎn)生減少的作用。為此，優(yōu)選含有0.008％以上的mo，但含量超過(guò)0.50％時(shí)，冷軋性劣化，因此，優(yōu)選以0.008～0.50％的范圍含有mo。

nb：0.0010～0.0100％

nb是抑制一次再結(jié)晶晶粒的生長(zhǎng)、促進(jìn)具有良好的結(jié)晶取向的晶粒的二次再結(jié)晶而提高磁特性的有用元素。為此，優(yōu)選含有0.0010％以上的nb，但含量超過(guò)0.0100％時(shí)，殘留到鋼基中而使鐵損劣化，因此，優(yōu)選以0.0010～0.0100％的范圍含有。

接著，對(duì)本發(fā)明的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。

將調(diào)節(jié)至上述的成分組成范圍的鋼坯不進(jìn)行再加熱或者進(jìn)行再加熱后，供于熱軋而制成熱軋板。需要說(shuō)明的是，在對(duì)板坯進(jìn)行再加熱的情況下，再加熱溫度優(yōu)選設(shè)定為約1000℃以上且約1300℃以下。這是因?yàn)椋^(guò)1300℃的板坯加熱在板坯中不含有抑制劑的本發(fā)明中沒(méi)有意義，不僅使成本升高，而且由于晶粒的巨大化而使磁特性大幅劣化，另一方面，低于1000℃時(shí)，軋制載荷增高，鋼板的軋制變得困難。

接著，對(duì)熱軋板實(shí)施熱軋板退火后、或者不實(shí)施熱軋板退火，實(shí)施一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋，制成最終板厚的冷軋板。

在本發(fā)明中，上述的一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋中，將最終冷軋中的總冷軋壓下率設(shè)定為85％以上并且將最終冷軋的各道次中的壓下率設(shè)定為32％以上在提高磁特性的方面是最重要的。需要說(shuō)明的是，最終冷軋中的各道次的優(yōu)選壓下率為35％以上。

總冷軋壓下率和各道次中的壓下率低于上述的規(guī)定值時(shí)，一次再結(jié)晶織構(gòu)的取向聚集度降低，磁特性劣化。需要說(shuō)明的是，上限值沒(méi)有特別規(guī)定，總冷軋壓下率設(shè)定為約92％、各道次中的壓下率設(shè)定為約60％。超過(guò)這些上限值時(shí)，軋制載荷增加，軋制本身變得困難，除此以外，還可能產(chǎn)生邊緣裂紋等缺陷、軋制中的斷裂的概率上升的不良情況。

為了進(jìn)一步穩(wěn)定地提高磁特性，在最終冷軋中的最終道次以外的至少一道次中使用表面粗糙度ra為0.25μm以下的工作輥是重要的。這是因?yàn)?，在使用表面粗糙度ra大于0.25μm的工作輥的情況下，軋制時(shí)的摩擦力增高，一次再結(jié)晶織構(gòu)的取向聚集度降低，磁特性的提高量微小。需要說(shuō)明的是，表面粗糙度ra的下限值沒(méi)有特別規(guī)定，從軋制性的觀(guān)點(diǎn)考慮，設(shè)定為約0.03μm。

在本發(fā)明中，如上所述，需要同時(shí)提高最終冷軋中的總冷軋壓下率和每道次的壓下率，但另一方面，在冷軋時(shí)產(chǎn)生邊緣裂紋的可能性增高。為了降低這樣的邊緣裂紋產(chǎn)生的頻率，在最終冷軋開(kāi)始前將供于最終冷軋的鋼板的板寬方向的兩邊緣部(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為板寬兩邊緣部)的溫度加熱至100℃以上是有利的。板寬兩邊緣部的溫度低于100℃時(shí)，脆性改善效果變得不充分，邊緣裂紋產(chǎn)生的降低變得不充分。需要說(shuō)明的是，板寬兩邊緣部的加熱溫度的上限值沒(méi)有特別規(guī)定，從生產(chǎn)率的觀(guān)點(diǎn)考慮，設(shè)定為約400℃。

另外，該冷軋可以在常溫下進(jìn)行，但采用將鋼板溫度升高至高于常溫的溫度、例如約200℃來(lái)進(jìn)行軋制的溫軋從織構(gòu)和裂紋產(chǎn)生防止的觀(guān)點(diǎn)考慮是有利的。

接著，對(duì)最終冷軋后的冷軋板實(shí)施脫碳退火。

該脫碳退火的第一目的在于使冷軋板進(jìn)行一次再結(jié)晶而調(diào)節(jié)為最適合于二次再結(jié)晶的一次再結(jié)晶織構(gòu)。為此，脫碳退火的退火溫度優(yōu)選設(shè)定為約800℃以上且低于950℃。此時(shí)的退火氣氛優(yōu)選設(shè)定為濕氫氮?dú)鈿夥栈驖駳錃鍤鈿夥铡?/p>

另外，脫碳退火的第二目的在于從鋼板的脫碳。在鋼板中含有超過(guò)50ppm的碳時(shí)，鐵損劣化，因此，優(yōu)選使碳降低至50ppm以下。

此外，脫碳退火的第三目的在于形成作為以鎂橄欖石為主體的基底覆膜的原料的、由sio2的內(nèi)部氧化層構(gòu)成的次生氧化皮。

在本發(fā)明中，為了在將次生氧化皮控制為適當(dāng)范圍后將一次再結(jié)晶晶粒調(diào)節(jié)為適合用于顯現(xiàn)二次再結(jié)晶的粒徑、并進(jìn)一步提高磁特性，在脫碳退火的后段使其達(dá)到最高到達(dá)溫度是有效的。在提高脫碳退火的后段的溫度的情況下，為了使氧附著量不過(guò)量，優(yōu)選盡量降低露點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，將最高到達(dá)溫度設(shè)定為860℃以上、并且將由p(h2o)/p(h2)定義的氣氛氧化性設(shè)定為0.10以下是適當(dāng)?shù)摹?/p>

需要說(shuō)明的是，為了使次生氧化皮適當(dāng)?shù)匦纬?，將脫碳退火的均熱溫度控制?20～860℃、將氣氛氧化性控制為0.20～0.50的范圍是有效的。

另外，脫碳退火的前段的溫度和脫碳退火時(shí)的升溫速度的優(yōu)選條件如下所述。

即，脫碳退火的前段溫度低于800℃時(shí)，氧化反應(yīng)、脫碳反應(yīng)不會(huì)充分進(jìn)行，因此，無(wú)法確保所需的鋼中氧化量，并且無(wú)法完成脫碳。

另外，通過(guò)在脫碳退火的升溫中將從500℃至700℃之間的升溫速度設(shè)定為50℃/s以上，能夠改善鐵損。因此，優(yōu)選在脫碳退火的升溫中將從500℃至700℃之間的升溫速度設(shè)定為50℃/s以上。需要說(shuō)明的是，從500℃至700℃之間的升溫速度的溫度的上限值沒(méi)有特別規(guī)定，從生產(chǎn)率的觀(guān)點(diǎn)考慮，設(shè)定為約500℃/s。

此外，在本發(fā)明中，脫碳退火后，在鋼板的表面涂布以氧化鎂(mgo)作為主劑的退火分離劑，然后，依據(jù)常規(guī)方法實(shí)施二次再結(jié)晶退火。

另外，在本發(fā)明中，在脫碳退火后至二次再結(jié)晶完成之前的期間，為了進(jìn)一步提高磁特性，可以進(jìn)行使鋼基中的s量增加的增硫處理。作為該增硫處理，在以mgo作為主體的退火分離劑中含有1.0～15.0質(zhì)量％的硫化物和/或硫酸鹽是有利的。

在本發(fā)明中，上述的二次再結(jié)晶退火后，也可以在鋼板表面進(jìn)一步涂布絕緣覆膜并燒結(jié)。對(duì)于該絕緣覆膜的種類(lèi)，沒(méi)有特別限定，以往公知的所有絕緣覆膜都適合。例如，特別優(yōu)選日本特開(kāi)昭50-79442號(hào)公報(bào)、日本特開(kāi)昭48-39338號(hào)公報(bào)中記載的、將含有磷酸鹽-鉻酸鹽-膠態(tài)二氧化硅的涂布液涂布到鋼板上并在約800℃下燒結(jié)而形成的絕緣覆膜。

另外，也可以通過(guò)平坦化退火來(lái)矯正鋼板的形狀。此外，也可以與絕緣覆膜的燒結(jié)處理一起兼具該平坦化退火。

實(shí)施例

<實(shí)施例1>

將形成含有c：0.03％、si：3.5％、mn：0.08％、sol.al：75ppm、n：45ppm、s：30ppm、se：1ppm、o：9ppm、p：0.06％和cu：0.10％且余量為fe和不可避免的雜質(zhì)的組成的連鑄板坯加熱至1200℃后，進(jìn)行熱軋而制成板厚為2.5mm的熱軋板，然后，在1050℃下實(shí)施30秒的熱軋板退火。接著，將該熱軋板的板寬兩邊緣部在最終冷軋前通過(guò)感應(yīng)加熱升高至200℃，然后，在表3所示的條件下實(shí)施冷軋，制成板厚為0.26mm的冷軋板。然后，在從500℃至700℃之間以20℃/s的升溫速度升溫，在850℃、120s、氣氛：h255％-n245％、露點(diǎn)：55℃的條件下實(shí)施脫碳退火。

脫碳退火后，將形成mgo：90質(zhì)量％、mgso4：5質(zhì)量％和tio2：5質(zhì)量％的配合比例的退火分離劑以每?jī)擅?2.5g/m²涂布到脫碳退火板的表面，使其干燥。接著，以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至800℃，以2.0℃/小時(shí)的升溫速度從800℃升溫至850℃，在850℃下保持50小時(shí)，然后，在以5.0℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1160℃、在1160℃下保持5小時(shí)的條件下實(shí)施二次再結(jié)晶退火，制成二次再結(jié)晶退火板。關(guān)于該二次再結(jié)晶退火中的氣氛氣體，至850℃為止，使用n2氣體，在850℃以上，使用h2氣體。

在以上述的條件得到的二次再結(jié)晶退火板的表面涂布以質(zhì)量比為3:1:3的比例含有磷酸鹽-鉻酸鹽-膠態(tài)二氧化硅的處理液，在800℃下燒結(jié)。然后，對(duì)所得到的鋼板的磁特性進(jìn)行調(diào)查。

關(guān)于磁特性，對(duì)于所得到的鋼板，在800℃下進(jìn)行3小時(shí)的去應(yīng)力退火后，利用以800a/m勵(lì)磁時(shí)的磁通密度b8和在50hz下以交流勵(lì)磁至1.7t時(shí)的鐵損w17/50進(jìn)行評(píng)價(jià)。

將所得到的結(jié)果一并記載于表3中。需要說(shuō)明的是，表3中，第一道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于軋制前這一欄中，第二道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于1道次后這一欄中，以下同樣地進(jìn)行記載。

[表3]

由表3可知，根據(jù)本發(fā)明，在最終冷軋中將總冷軋壓下率設(shè)定為85％以上、將各道次中的壓下率設(shè)定為32％以上、并且在最終道次以外的至少一道次中使用表面粗糙度ra為0.25μm以下的工作輥的情況下，得到了良好的磁特性的取向性電磁鋼板。

<實(shí)施例2>

將形成含有c：0.025％、si：3.4％、mn：0.10％、sol.al：70ppm、n：42ppm、s：20ppm、se：2ppm、o：30ppm并進(jìn)一步含有p：0.07％和cu：0.08％且余量為fe和不可避免的雜質(zhì)的組成的連鑄板坯再加熱至1220℃后，進(jìn)行熱軋而制成板厚為2.2mm的熱軋板，然后，在1050℃下實(shí)施30秒的熱軋板退火。接著，將該熱軋板的板寬兩邊緣部在最終冷軋前通過(guò)感應(yīng)加熱升高至表4所示的溫度，然后，在表4所示的條件下進(jìn)行利用串聯(lián)式軋制機(jī)的冷軋，制成冷軋板。冷軋后，對(duì)冷軋板的邊緣裂紋的產(chǎn)生進(jìn)行調(diào)查。將最大的邊緣裂紋深度一并記載于表4中。

然后，在從500℃至700℃之間以表4所示的升溫速度升溫，然后，在850℃、120s、氣氛：h255％-n245％、露點(diǎn)：50℃的條件下實(shí)施脫碳退火。

脫碳退火后，將形成mgo：90質(zhì)量％、mgso4：5質(zhì)量％和tio2：5質(zhì)量％的配合比例的退火分離劑以每?jī)擅?2.5g/m²涂布到脫碳退火板的表面，使其干燥。接著，以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至800℃，以2.0℃/小時(shí)的升溫速度從800℃升溫至840℃，在840℃下保持50小時(shí)，然后，在以5.0℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1160℃、在1160℃下保持5小時(shí)的條件下實(shí)施二次再結(jié)晶退火，制成二次再結(jié)晶退火板。關(guān)于該二次再結(jié)晶退火中的氣氛氣體，至840℃為止，使用n2氣體，在840℃以上，使用h2氣體。

在以上述的條件得到的二次再結(jié)晶退火板的表面涂布以質(zhì)量比為3:1:3的比例含有磷酸鹽-鉻酸鹽-膠態(tài)二氧化硅的處理液，在800℃下燒結(jié)。然后，對(duì)卷材寬度中央部的磁特性進(jìn)行調(diào)查。關(guān)于磁特性，在800℃下進(jìn)行3小時(shí)的去應(yīng)力退火后，利用以800a/m勵(lì)磁時(shí)的磁通密度b8和在50hz下以交流勵(lì)磁至1.7t時(shí)的鐵損w17/50進(jìn)行評(píng)價(jià)。

將其結(jié)果一并記載于表4中。需要說(shuō)明的是，表4中，第一道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于軋制前這一欄中，第二道次的每道次的壓下率和工作輥的表面粗糙度ra記載于1道次后這一欄中，以下同樣地進(jìn)行記載。

[表4]

由表4可知，根據(jù)本發(fā)明，在最終冷軋中將總冷軋壓下率設(shè)定為85％以上、將各道次中的壓下率設(shè)定為32％以上、并且在最終道次以外的至少一道次中使用表面粗糙度ra為0.25μm以下的工作輥的情況下，得到了良好的磁特性的取向性電磁鋼板。另外可知，通過(guò)在最終冷軋開(kāi)始前將鋼板的兩邊緣部的溫度設(shè)定為100℃以上，能夠減少邊緣裂紋的產(chǎn)生。此外可知，通過(guò)在脫碳退火中在從500℃至700℃之間以50℃/s以上的升溫速度快速升溫，能夠進(jìn)一步改善磁特性。

<實(shí)施例3>

將形成表5所示的各種成分的連鑄板坯再加熱至1230℃后，進(jìn)行熱軋而制成板厚為2.2mm的熱軋板，然后，在1025℃下實(shí)施30秒的熱軋板退火。接著，將該熱軋板的板寬兩邊緣部在最終冷軋前通過(guò)感應(yīng)加熱升高至200℃。接著，使用串聯(lián)式的軋制機(jī)，在各道次的壓下率：44％、工作輥的表面粗糙度ra：0.10μm的條件下實(shí)施4道次的冷軋，制成板厚為0.22mm的冷軋板。

從冷軋板上裁取樣品，在從500℃至700℃之間以150℃/s的升溫速度進(jìn)行升溫，實(shí)施如下的脫碳退火：作為退火的前段，在h255％-n245％、露點(diǎn)：55℃的氣氛中在840℃下保持100s，作為后段，在h255％-n245％、露點(diǎn)：20℃的氣氛中升溫至900℃。

接著，將形成mgo：90質(zhì)量％、mgso4：5質(zhì)量％和tio2：5質(zhì)量％的配合比例的退火分離劑以每?jī)擅?2.5g/m²涂布到脫碳退火板的表面，使其干燥。接著，以15℃/小時(shí)的升溫速度升溫至800℃，以2.0℃/小時(shí)的升溫速度從800℃升溫至870℃，在870℃下保持50小時(shí)，然后，在在以5.0℃/小時(shí)的升溫速度升溫至1160℃、在1160℃下保持5小時(shí)的條件下實(shí)施二次再結(jié)晶退火，制成二次再結(jié)晶退火板。關(guān)于該二次再結(jié)晶退火中的氣氛氣體，至870℃為止，使用n2氣體，在870℃以上，使用h2氣體。

在以上述的條件得到的二次再結(jié)晶退火板的表面涂布以質(zhì)量比為3:1:3的比例含有磷酸鹽-鉻酸鹽-膠態(tài)二氧化硅的處理液，在800℃下燒結(jié)。然后，對(duì)卷材寬度中央部的磁特性進(jìn)行調(diào)查。關(guān)于磁特性，在800℃下進(jìn)行3小時(shí)的去應(yīng)力退火后，利用以800a/m勵(lì)磁時(shí)的磁通密度b8和在50hz下以交流勵(lì)磁至1.7t時(shí)的鐵損w17/50進(jìn)行評(píng)價(jià)。

將其結(jié)果一并記載于表5中。

由表5可知，通過(guò)使用滿(mǎn)足本發(fā)明的成分組成范圍的板坯、在最終冷軋中將總冷軋壓下率設(shè)定為85％以上、將各道次中的壓下率設(shè)定為32％以上、并且在最終道次以外的至少一道次中使用表面粗糙度ra為0.25μm以下的工作輥，得到了磁特性良好的取向性電磁鋼板。