ЛИСТ АНИЗОТРОПНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2022 года по МПК C23C28/04 C23C26/00 C22C38/34 C23C8/14 C21D9/46 H01F1/147 H01F1/18 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, который используется в качестве материала металлического сердечника для трансформатора, а также к способу его производства. В частности, настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, обладающему превосходной адгезией изоляционного покрытия с натяжением, а также к способу его производства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Лист анизотропной электротехнической стали включает в себя лист кремнистой стали, который состоит из зерен с ориентацией {110}<001>(в дальнейшем упоминаемой как ориентация Госса) и который включает в себя 7 мас.% или меньше Si. Лист анизотропной электротехнической стали применяется главным образом в сердечниках трансформаторов. Сильное выравнивание в ориентации Госса в листе анизотропной электротехнической стали контролируется явлением роста зерна, называемым вторичной рекристаллизацией.

[0003]

Лист анизотропной электротехнической стали должен иметь высокую плотность магнитного потока (показываемую значением B8) и низкие магнитные потери (показываемые значением W17/50) в качестве магнитных характеристик. В последнее время с точки зрения экономии энергии требуется дополнительно уменьшать потери мощности, в частности уменьшать магнитные потери.

[0004]

В листе анизотропной электротехнической стали магнитные домены изменяются при движении доменной стенки под действием переменного магнитного поля. Когда магнитные стенки легко перемещаются, это эффективно снижает магнитные потери. Однако в этом случае есть некоторые магнитные домены, которые не перемещаются при наблюдении за движением магнитных доменов.

[0005]

Для того, чтобы дополнительно уменьшить магнитные потери в листе анизотропной электротехнической стали, важно избежать эффекта закрепления, возникающего из-за неровностей границы пленки форстерита (Mg₂SiO₄) (в дальнейшем упоминаемой как «стеклянная пленка») на стальном листе, который препятствует перемещению магнитных доменов. Для того, чтобы избежать эффекта закрепления, эффективно не формировать на стальном листе стеклянную пленку, которая мешает перемещению магнитных доменов.

[0006]

В качестве методов предотвращения вышеупомянутого эффекта закрепления, например, Патентные документы 1-21 раскрывают, что образование оксидов на основе Fe (Fe₂SiO₄, FeO и т.п.) в оксидном слое при обезуглероживании предотвращается путем регулирования точки росы для обезуглероживающего отжига, и что поверхность становится более гладкой после окончательного отжига за счет использования такого агента, как глинозем, который не реагирует с кремнеземом в качестве сепаратора отжига.

[0007]

В том случае, когда лист анизотропной электротехнической стали используется в качестве материала сердечника для трансформатора, поскольку необходимо гарантировать изоляцию для стального листа, на поверхности стального листа формируется изоляционное покрытие с натяжением. Например, Патентный документ 6 раскрывает методику, согласно которой изоляционное покрытие формируется путем нанесения раствора, в основном содержащего коллоидный кремнезем и фосфат, на поверхность стального листа и подвергания его запеканию, и эта методика является эффективной для снижения магнитных потерь в дополнение к обеспечению изоляции, поскольку натяжение эффективно прикладывается к стальному листу.

[0008]

Как было описано выше, изоляционное покрытие, содержащее главным образом фосфат, формируется на стеклянной пленке, которая формируется при окончательном отжиге, который является обычным способом для производства листа анизотропной кремнистой стали.

[0009]

В том случае, когда изоляционное покрытие формируется на стеклянной пленке, получается достаточная адгезия покрытия. С другой стороны, в том случае, когда стеклянная пленка удаляется, или когда стеклянная пленка сознательно не формируется при окончательном отжиге, адгезия покрытия является недостаточной.

[0010]

В том случае, когда стеклянная пленка удаляется, предопределенная адгезия покрытия должна обеспечиваться только изоляционным покрытием с натяжением, формируемым путем нанесения раствора. В этом случае необходимо увеличивать толщину изоляционного покрытия с натяжением, и таким образом требуется дополнительная адгезия покрытия.

[0011]

Как было описано выше, в обычном способе формирования покрытия было трудно гарантировать достаточное натяжение покрытия, чтобы получить эффект от сглаживания поверхности, а также было трудно гарантировать адгезию пленки. Таким образом, в обычном способе было трудно в достаточной степени уменьшить потери. В сердечнике В отличие от вышеупомянутой ситуации, например, Патентные документы 22-25 раскрывают способ формирования оксидной пленки на поверхности листа анизотропной кремнистой стали после проведения окончательного отжига и перед формированием изоляционного покрытия с натяжением в качестве методики обеспечения адгезии покрытия для изоляционного покрытия с натяжением.

[0012]

Например, Патентный документ 23 раскрывает методику, в которой используется лист анизотропной кремнистой стали, поверхность которого сглажена или подготовлена так, чтобы она была близка к гладкой, вышеупомянутый стальной лист после окончательного отжига отжигается в предопределенной атмосфере при каждой температуре, оксидная пленка формируется на поверхности стального листа как слой внешнего окисления посредством вышеуказанного отжига, и адгезия покрытия между изоляционным покрытием с натяжением и стальным листом обеспечивается вышеупомянутой оксидной пленкой.

[0013]

Патентный документ 24 раскрывает методику, в которой в том случае, когда изоляционное покрытие с натяжением является кристаллическим, используется лист анизотропной кремнистой стали без пленки неорганического минерального материала, основное покрытие из аморфного оксида формируется на поверхности стального листа после окончательного отжига, и тем самым окисление стального листа, в частности деградация зеркальной поверхности, подавляется, когда формируется кристаллическое изоляционное покрытие с натяжением.

[0014]

Патентный документ 25 раскрывает методику, улучшенную на основе раскрытия Патентного документа 8. В Патентном документе 25 регулируется структура пленки оксида металла, включающего Al, Mn, Ti, Cr или Si, между изоляционным покрытием с натяжением и стальным листом, и тем самым адгезия изоляционного покрытия улучшается. Однако, хотя чувствительность к напряжению заметно влияет на адгезию границы между пленкой оксида металла и стальным листом, Патентный документ 25 не рассматривает вышеупомянутую ситуацию. Таким образом, методика, раскрытая в Патентном документе 25, является недостаточной для улучшения адгезии покрытия.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0015]

[Патентный документ 1] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №S64-062417

[Патентный документ 2] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H07-118750

[Патентный документ 3] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H07-278668

[Патентный документ 4] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H07-278669

[Патентный документ 5] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H07-278670

[Патентный документ 6] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H10-046252

[Патентный документ 7] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H11-106827

[Патентный документ 8] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H11-152517

[Патентный документ 9] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2002-060843

[Патентный документ 10] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2002-173715

[Патентный документ 11] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2002-348613

[Патентный документ 12] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2002-363646

[Патентный документ 13] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-055717

[Патентный документ 14] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-268541

[Патентный документ 15] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-003213

[Патентный документ 16] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-041320

[Патентный документ 17] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-247021

[Патентный документ 18] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2003-247024

[Патентный документ 19] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2008-001980

[Патентный документ 20] Опубликованный японский перевод международной заявки РСТ №2011-518253.

[Патентный документ 21] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №S48-039338

[Патентный документ 22] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №S60-131976

[Патентный документ 23] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H06-184762

[Патентный документ 24] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №H07-278833

[Патентный документ 25] Японская нерассмотренная патентная заявка, Первая публикация №2002-348643

НЕПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0016]

[Непатентный документ 1] Tetsu-to-Hagane, Vol.99 (2013), 40.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РЕШАЕМАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0017]

В листе анизотропной кремнистой стали, на котором формируется изоляционное покрытие с натяжением, в том случае, когда изоляционное покрытие с натяжением формируется на стеклянной пленке (пленке форстерита), адгезия изоляционного покрытия с натяжением является достаточной. С другой стороны, в том случае, когда изоляционное покрытие с натяжением формируется после целенаправленного подавления формирования стеклянной пленки, после удаления стеклянной пленки путем шлифовки, травления и т.п., или после сглаживания поверхности стального листа до зеркального состояния, адгезия изоляционного покрытия с натяжением является недостаточной, и таким образом трудно одновременно получить и адгезию покрытия, и магнитную стабильность.

[0018]

Следовательно, задачей настоящего изобретения является формирование изоляционного покрытия с натяжением с превосходной адгезией покрытия без ухудшения магнитных характеристик и их стабильности на поверхности листа анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига, когда формирование стеклянной пленки преднамеренно подавляется, стеклянная пленка удаляется путем шлифовки, травления и т.п., или поверхность стального листа сглаживается до зеркального состояния. Таким образом, задачей настоящего изобретения является предложить лист анизотропной электротехнической стали, способный решить вышеупомянутую техническую проблему, а также предложить способ его производства.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0019]

Для того, чтобы решить вышеупомянутую техническую проблему, авторы настоящего изобретения провели детальное исследование, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия с натяжением, фокусируясь на эффектах добавочных элементов. В результате было обнаружено, что управляя термической предысторией и степенью окисленности в процессе формирования оксидной пленки (в дальнейшем она может упоминаться как «промежуточный слой оксидной пленки» или «промежуточный слой оксидной пленки SiO₂») на поверхности листа анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига перед формированием изоляционного покрытия с натяжением, можно значительно улучшить адгезию изоляционного покрытия с натяжением.

[0020]

Кроме того, авторы настоящего изобретения провели детальное исследование в отношении составов промежуточного слоя оксидной пленки, которые, представляются значительно влияющими на адгезию покрытия. В результате было найдено, что оксид промежуточного слоя оксидной пленки представляет собой оксид Si (SiO₂), и что адгезия покрытия улучшается, когда такие элементы, как Mn, находятся в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂.

[0021]

Считается, что эти атомы, находящиеся в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, улучшают соответствие решетки между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, и тем самым адгезия промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ улучшается.

[0022]

Настоящее изобретение создано на основе вышеописанных находок. Аспекты настоящего изобретения являются следующими.

[0023]

(1) Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения включает:

основной стальной лист;

промежуточный слой оксидной пленки, который располагается на основном стальном листе, включает в себя SiO₂ и имеет среднюю толщину 1,0 нм - 1,0 мкм; и

изоляционное покрытие с натяжением, которое располагается на промежуточном слое оксидной пленки,

в котором основной стальной лист включает в качестве химического состава, в мас.%, 0,010% или меньше C; 2,50-4,00% Si; 0,010 или меньше кислоторастворимого Al; 0,012% или меньше N; 1,00% или меньше Mn; 0,020% или меньше S; а также остаток из Fe и примесей, и

в котором, когда поверхность промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ анализируется с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, пиковая интенсивность I_A при 1250 см^-1 и пиковая интенсивность I_B при 1200 см^-1 удовлетворяют следующей формуле (1):

I_B/I_A ≥ 0,010 (1).

[0024]

(2) В листе анизотропной электротехнической стали согласно п.(1) основной стальной лист может дополнительно включать в качестве химического состава, в мас.%, 0,001-0,010% B.

[0025]

(3) В листе анизотропной электротехнической стали согласно п.(1) или (2) основной стальной лист может дополнительно включать в качестве химического состава, в мас.%, по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из 0,01-0,20% Sn; 0,01-0,50% Cr; и 0,01-0,50% Cu.

[0026]

(4) В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с любым из пп.(1) - (3) временная дифференциальная кривая f_M(t) спектра оптического излучения тлеющего разряда элемента M (М: Mn, Al, B) на поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ может удовлетворять следующей формуле (2).

[0027]

[Формула 2]

[0028]

Tp: время t (с), соответствующее локальному минимальному значению временной дифференциальной кривой второго порядка для спектра оптического излучения тлеющего разряда Si.

Ts: время t (с), соответствующее аналитической начальной точке спектра оптического излучения тлеющего разряда Si.

[0029]

(5) Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предназначен для производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с любым из пп.(1) - (4), и этот способ может включать в себя: процесс формирования промежуточного слоя оксидной пленки на стальном листе,

в котором в процессе формирования слоя оксидной пленки

отжиг проводится при таких условиях, что температура отжига T1 составляет 600-1200°C, продолжительность отжига составляет 5-200 с, степень окисленности P_H2O/P_H2 составляет 0,15 или меньше, и средняя скорость нагревания HR1 в диапазоне температур от 100°C до 600°C составляет 10-200°C/с, и

после отжига средняя скорость охлаждения CR1 в диапазоне температур от T2°C до T1°C составляет 50°C/с или меньше, а средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур 100°C или больше и меньше, чем T2, является более медленной, чем CR1, где T2 равно T1-100°C.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0030]

В соответствии с вышеописанными аспектами настоящего изобретения возможно сформировать изоляционное покрытие с натяжением с превосходной адгезией покрытия без ухудшения магнитных характеристик и их стабильности на поверхности листа анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига, когда формирование стеклянной пленки преднамеренно подавляется, стеклянная пленка удаляется путем шлифовки, травления и т.п., или поверхность стального листа сглаживается до зеркального состояния.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0031]

Фиг.1 показывает спектр анализа отражения инфракрасного излучения от поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0032]

Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним вариантом осуществления (который в дальнейшем может упоминаться как «настоящий электротехнический стальной лист») включает: основной стальной лист; промежуточный слой оксидной пленки, который располагается на основном стальном листе, включает в себя SiO₂ и имеет среднюю толщину от 1,0 нм до 1,0 мкм; и изоляционное покрытие с натяжением, которое располагается на промежуточном слое оксидной пленки.

Этот основной стальной лист включает в качестве химического состава, в мас.%:

0,010% или меньше C;

от 2,50 до 4,0% Si,

0,01% или меньше кислоторастворимого Al;

0,012% или меньше N;

1,00% или меньше Mn;

0,02% или меньше S; и

остаток, состоящий из железа и примесей, и

когда поверхность промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ анализируется с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, пиковая интенсивность I_A при 1250 см^-1 и пиковая интенсивность I_B при 1200 см^-1 удовлетворяют следующей формуле (1):

I_B/I_A ≥ 0,010 (1)

[0033]

В дополнение к этому, в настоящем электротехническом стальном листе

основной стальной лист может дополнительно включать в качестве химического состава, в мас.%, (a) 0,001-0,010% B и/или (b) по меньшей мере один элемент, выбираемый из 0,01-0,20% Sn; 0,01-0,50% Cr; и 0,01-0,50% Cu.

[0034]

В дополнение к этому, в настоящем электротехническом стальном листе

временная дифференциальная кривая спектра оптического излучения тлеющего разряда элемента M (М: Mn, Al, B) на поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ может удовлетворять следующей формуле (2).

[0035]

[Формула 2]

[0036]

Tp: время t (с), соответствующее локальному минимальному значению временной дифференциальной кривой второго порядка для спектра оптического излучения тлеющего разряда Si.

Ts: время t (с), соответствующее аналитической начальной точке спектра оптического излучения тлеющего разряда Si.

[0037]

Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с вариантом осуществления (который в дальнейшем может упоминаться как «настоящий способ производства»), включает в себя

процесс формирования промежуточного слоя оксидной пленки на стальном листе,

в котором в процессе формирования слоя оксидной пленки

отжиг проводят при таких условиях, что температура отжига T1 составляет 600-1200°C, продолжительность отжига составляет 5-200 с, степень окисленности P_H2O/P_H2 составляет 0,15 или меньше, и средняя скорость нагревания HR1 в диапазоне температур от 100°C до 600°C составляет 10-200°C/с, и

после отжига средняя скорость охлаждения CR1 в диапазоне температур от T2°C до T1°C составляет 50°C/с или меньше, а средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур 100°C или больше и меньше, чем T2, является более медленной, чем CR1, где T2°C равно T1°C -100°C.

[0038]

Далее описываются настоящий электротехнический стальной лист и настоящий способ производства.

[0039]

(Основной стальной лист)

<Химический состав>

Далее объясняются причины ограничения химического состава основного стального листа. В дальнейшем «%», относящийся к химическому составу, представляет собой «мас.%».

[0040]

0,010% или меньше C

Когда содержание C составляет больше чем 0,010%, C подавляет формирование концентрированного слоя Al или других элементов на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом.

Таким образом, содержание C составляет 0,010% или меньше. Содержание C предпочтительно составляет 0,008% или меньше для улучшения характеристик магнитных потерь.

Хотя нижний предел включает в себя 0%, предел чувствительности при определении содержания C составляет приблизительно 0,0001%. Таким образом, для практического стального листа нижний предел по существу составляет 0,0001%.

[0041]

от 2,50 до 4,00% Si

Когда содержание Si составляет менее 2,50%, вторичная рекристаллизация не происходит в достаточной степени, и превосходные плотность магнитного потока и магнитные потери не обеспечиваются. Таким образом, содержание Si составляет 2,50% или больше. Содержание Si предпочтительно составляет 2,75% или больше, и более предпочтительно 3,00% или больше.

[0042]

С другой стороны, когда содержание Si составляет больше чем 4,0%, стальной лист становится хрупким, и его проходимость через производственные стадии значительно ухудшается. Таким образом, содержание Si составляет 4,00% или меньше. Содержание Si предпочтительно составляет 3,75% или меньше, и более предпочтительно 3,50% или меньше.

[0043]

0,010% или меньше кислоторастворимого Al

Что касается состава сляба, 0,07% или меньше кислоторастворимого Al включается в сляб для обеспечения проходимости во время холодной прокатки. В этом случае верхний предел содержания кислоторастворимого Al составляет 0,07%. На практике Al устраняется из стального листа во время отжига вторичной рекристаллизации. В результате количество кислоторастворимого Al в основном стальном листе может составлять 0,010% или меньше. Хотя проходимость не имеет значения, когда содержание кислоторастворимого Al составляет 0,07% или меньше, содержание кислоторастворимого Al в основном стальном листе предпочтительно является как можно меньшим с точки зрения характеристик магнитных потерь, и предпочтительно составляет 0,006% или меньше.

Хотя нижний предел включает в себя 0%, предел чувствительности при определении содержания составляет приблизительно 0,0001%, как и для C. Таким образом, для практического стального листа нижний предел по существу составляет 0,0001%.

[0044]

0,012% или меньше N

Когда содержание N составляет больше чем 0,012%, пузыри (пустоты) могут образовываться в стальном листе во время холодной прокатки, прочность стального листа может увеличиться, и проходимость во время производства может ухудшиться. Таким образом, содержание N может составлять 0,012% или меньше. Содержание N предпочтительно составляет 0,010% или меньше, и более предпочтительно 0,009% или меньше.

[0045]

Хотя нижний предел включает в себя 0%, предел чувствительности при определении содержания N составляет приблизительно 0,0001%. Таким образом, для практического стального листа нижний предел по существу составляет 0,0001%.

[0046]

1,00% или меньше Mn

Когда содержание Mn составляет больше чем 1,00%, фазовое превращение происходит в стали во время вторичного рекристаллизационного отжига, вторичная рекристаллизация протекает в недостаточной степени, и превосходные плотность магнитного потока и магнитные потери не обеспечиваются. Таким образом, содержание Mn составляет 1,00% или меньше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,50% или меньше, и более предпочтительно 0,20% или меньше.

[0047]

MnS может использоваться в качестве ингибитора во время вторичной рекристаллизации. Однако в том случае, когда AlN используется в качестве ингибитора, MnS не является необходимым. Таким образом, нижний предел содержания Mn включает в себя 0%. Когда MnS используется в качестве ингибитора, содержание Mn может составлять 0,02% или больше. Содержание Mn предпочтительно составляет 0,05% или больше, и более предпочтительно 0,07% или больше.

[0048]

0,020% или меньше S

Когда содержание S составляет больше чем 0,020%, как и С, S подавляет формирование концентрированного слоя Al или других элементов на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом. Таким образом, содержание S составляет 0,020% или меньше. Содержание S предпочтительно составляет 0,010% или меньше.

Хотя нижний предел включает в себя 0%, предел чувствительности при определении содержания S составляет приблизительно 0,0001%. Таким образом, для практического стального листа нижний предел по существу составляет 0,0001%.

[0049]

В дополнение к этому, Se или Sb могут заменять часть S. В этом случае может использоваться значение, преобразованное с помощью формул Seq=S+0,406Se или Seq=S+0,406Sb.

[0050]

В настоящий электротехнический стальной лист для улучшения его характеристик в дополнение к вышеупомянутым элементам может быть включено (a) 0,001-0,010% B и/или (b) по меньшей мере один элемент, выбираемый из 0,01-0,20% Sn; 0,01-0,50% Cr; и 0,01-0,50% Cu.

[0051]

от 0,001% до 0,010% B

Аналогично Cr и Cu, B является элементом, который концентрируется на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом (что авторы настоящего изобретения подтвердили с использованием GDS), и который таким образом способствует улучшению адгезии покрытия. Когда содержание В составляет менее 0,001%, эффект улучшения адгезии покрытия получается в недостаточной степени. Таким образом, содержание В составляет 0,001% или больше. Содержание В предпочтительно составляет 0,002% или больше, и более предпочтительно 0,003% или больше.

[0052]

С другой стороны, когда содержание B составляет больше чем 0,010%, прочность стального листа увеличивается, и проходимость во время холодной прокатки ухудшается. Таким образом, содержание В составляет 0,010% или меньше. Содержание В предпочтительно составляет 0,008% или меньше, и более предпочтительно 0,006% или меньше.

[0053]

от 0,01% до 0,20% Sn

Sn является элементом, который не концентрируется на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, но который способствует улучшению адгезии покрытия. Механизм влияния Sn на улучшение адгезии покрытия неясен. Однако в результате исследования гладкости поверхности стального листа после вторичной рекристаллизации было найдено, что поверхность стального листа сглаживается. Таким образом, похоже, что Sn сглаживает поверхность стального листа, уменьшая шероховатость, и это способствует формированию границы с малым количеством дефектов шероховатости между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом.

[0054]

Когда содержание Sn составляет менее 0,01%, эффект сглаживания поверхности стального листа достигается в недостаточной степени. Таким образом, содержание Sn составляет 0,01% или больше. Содержание Sn предпочтительно составляет 0,02% или больше, и более предпочтительно 0,03% или больше.

[0055]

С другой стороны, когда содержание Sn составляет больше чем 0,20%, вторичная рекристаллизация становится неустойчивой, и тем самым магнитные характеристики ухудшаются. Таким образом, содержание Sn составляет 0,20% или меньше. Содержание Sn предпочтительно составляет 0,15% или меньше, и более предпочтительно 0,10% или меньше.

[0056]

от 0,01% до 0,50% Cr

Аналогично B и Cu, Cr является элементом, который концентрируется на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, и который таким образом способствует улучшению адгезии покрытия. Когда содержание Cr составляет менее 0,01%, эффект улучшения адгезии покрытия достигается в недостаточной степени. Таким образом, содержание Cr составляет 0,01% или больше. Содержание Cr предпочтительно составляет 0,03% или больше, и более предпочтительно 0,05% или больше.

[0057]

С другой стороны, когда содержание Cr составляет больше чем 0,50%, Cr может связываться с Si и O, и тем самым формирование промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ может быть подавлено. Таким образом, содержание Cr составляет 0,50% или меньше. Содержание Cr предпочтительно составляет 0,30% или меньше, и более предпочтительно 0,20% или меньше.

[0058]

от 0,01% до 0,50% Cu

Аналогично B и Cr, Cu является элементом, который концентрируется на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, и который таким образом способствует улучшению адгезии покрытия. Когда содержание Cu составляет менее 0,01%, эффект улучшения адгезии покрытия достигается в недостаточной степени. Таким образом, содержание Cu составляет 0,01% или больше. Содержание Cu предпочтительно составляет 0,03% или больше, и более предпочтительно 0,05% или больше.

[0059]

С другой стороны, когда содержание Cu составляет больше чем 0,50%, стальной лист становится хрупким во время горячей прокатки. Таким образом, содержание Cu составляет 0,50% или меньше. Содержание Cu предпочтительно составляет 0,20% или меньше, и более предпочтительно 0,10% или меньше.

[0060]

В основном стальном листе остаток химического состава составляют Fe и примеси (неизбежные примеси). Для того, чтобы улучшить характеристики намагничивания, характеристики, требуемые для конструкционных материалов, такие как прочность, коррозионная стойкость, а также усталостные характеристики, жидкотекучесть, проходимость и производительность при использовании лома и т.п., основной стальной лист может включать в себя по меньшей мере один элемент, выбираемый из группы, состоящей из Mo, W, In, Bi, Sb, Ag, Te, Ce, V, Co, Ni, Se, Са, Re, Os, Nb, Zr, Hf, Ta, Y, La и т.п.Их общее количество может составлять 5,00% или меньше. Их общее количество предпочтительно составляет 3,00% или меньше, и более предпочтительно 1,00% или меньше.

[0061]

(Промежуточный слой оксидной пленки)

Далее объясняется промежуточный слой оксидной пленки (упоминаемый в дальнейшем как «промежуточный слой оксидной пленки SiO₂»), который является важным для улучшения адгезии покрытия. Настоящий электротехнический стальной лист производится таким образом, что формирование стеклянной пленки преднамеренно подавляется, или стеклянная пленка удаляется путем шлифовки, травления и т.п.Промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ с предопределенной толщиной располагается между изоляционным покрытием с натяжением и стальным листом для того, чтобы в достаточной степени гарантировать адгезию изоляционного покрытия с натяжением.

[0062]

Средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂: 1,0 нм или больше и 1,0 мкм или меньше

Когда средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ составляет менее 1,0 нм, адгезия изоляционного покрытия с натяжением обеспечивается в недостаточной степени. Таким образом, средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ составляет 1,0 нм или больше. Средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ предпочтительно составляет 5,0 нм или больше, и более предпочтительно 9,0 нм или больше.

[0063]

С другой стороны, когда средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ составляет более 1,0 мкм, трещины, которые становятся источником разрушения, образуются в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, и тем самым адгезия покрытия ухудшается. Таким образом, средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ составляет 1,0 мкм или меньше. Средняя толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ предпочтительно составляет 0,7 мкм (=700 нм) или меньше, и более предпочтительно 0,4 мкм (=400 нм) или меньше.

[0064]

Толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ измеряется на поперечном сечении образца с помощью просвечивающего электронного микроскопа (TEM) или сканирующего электронного микроскопа (SEM).

[0065]

Подтвердить, включает ли в себя «SiO₂» оксид, составляющий промежуточный слой оксидной пленки SiO₂, можно путем элементного анализа с использованием энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS), присоединенной к TEM или SEM.

[0066]

В частности, можно подтвердить существование «SiO₂», обнаружив луч Si Kα в энергетическом положении 1,8±0,3 кэВ и одновременно луч O Kα в энергетическом положении 0,50,3 кэВ на горизонтальной оси в спектре EDS в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂. В дополнение к лучу Kα, идентификация элементов может проводиться путем использования луча Lα, луча Kγ и т.п.

[0067]

В настоящем документе спектр EDS Si может включать в себя спектр, соответствующий Si, содержащемуся в стальном листе. Таким образом, чтобы быть точным, путем анализа поверхности стального листа с использованием электронно-зондового микроанализатора (EPMA) определяется, происходит ли Si из стального листа или из промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂.

[0068]

Кроме того, можно подтвердить, является ли кремнеземом соединение, составляющее промежуточный слой оксидной пленки SiO₂, с помощью анализа отражения инфракрасного излучения от поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ и подтверждения наличия пика, происходящего от SiO₂, при волновом числе 1250 см^-120 см^-1.

[0069]

В настоящем документе инфракрасная отражательная спектроскопия является способом для селективного обнаружения соединений на внешней поверхности образца. Таким образом, анализ проводится для образца (a) без изоляционного покрытия с натяжением. Для образца (b) с изоляционным покрытием с натяжением анализ проводится после полного удаления изоляционного покрытия с натяжением с помощью щелочной очистки.

[0070]

В настоящем документе инфракрасная спектроскопия (IR) включает в себя способ отражения и способ поглощения. В способе поглощения информация, полученная с внешней поверхности образца, и информация, полученная изнутри стального листа, накладываются друг на друга. Таким образом, для идентификации соединения, составляющего промежуточный слой оксидной пленки SiO₂, способ отражения является предпочтительным. Кроме того, в способе поглощения волновое число, относящееся к промежуточному слою оксидной пленки SiO₂, не равно 1250 см^-1, и его пик сдвигается в зависимости от условий формирования SiO₂.

[0071]

I_B/I_A: 0,010 или больше

Отношение I_B/I_A пиковой интенсивности I_B при 1200 см^-1 к пиковой интенсивности I_A при 1250 см^-1 составляет 0,010 или больше.

[0072]

Путем регулирования толщины промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ в диапазоне от 1,0 нм до 1,0 мкм обеспечивается адгезия изоляционного покрытия с натяжением. Однако в том случае, когда дефекты кристаллической решетки существуют на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, адгезия покрытия может ухудшиться.

[0073]

Дефекты кристаллической решетки на границе возникают из-за разницы между параметром кристаллической решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ и параметром кристаллической решетки стального листа. Mn растворяется в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, и тем самым можно дополнительно улучшить адгезию изоляционного покрытия с натяжением. Механизм улучшения адгезии покрытия предположительно является следующим.

[0074]

Поскольку свободная связь (волновая функция), выходящая из Si, образуется на поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, поверхность промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ имеет электрическое притяжение, то есть адсорбционную силу. Таким образом, промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ и стальной лист сцепляются. С другой стороны, соответствие решетки является неустойчивым на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, и дефекты решетки индуцируются на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом.

[0075]

Когда Mn растворяется в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, периодичность решетки SiO₂ изменяется на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом, и соответствие решетки на границе между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и стальным листом увеличивается. В результате дефекты решетки, возникающие из-за несоответствия решеток, уменьшаются, и в результате адгезия изоляционного покрытия с натяжением улучшается.

[0076]

Состояние твердого раствора или состояние концентрации Mn в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂ способствуют улучшению адгезии изоляционного покрытия с натяжением, как было объяснено в вышеописанном механизме, и состояние твердого раствора или состояние концентрации можно подтвердить с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии.

[0077]

В настоящем электротехническом стальном листе пик, происходящий от обычного SiO₂, существует при волновом числе 1250 см^-1, а пик, происходящий от SiO₂ с измененным параметром кристаллической решетки (упоминаемого в дальнейшем как «Si(Mn)O_X») существует при волновом числе 1200 см^-1 и 1150 см^-1. Распространенность Si(Mn)O_X, в котором изменен параметр кристаллической решетки, влияет на пиковую интенсивность при волновом числе 1200 см^-1 или 1150 см^-1. Здесь волновое число, которое соответствует горизонтальной оси инфракрасной отражательной спектроскопии, может сдвигаться внутри диапазона20 см^-1 в зависимости от условий измерения и метода .

[0078]

Фиг.1 показывает спектр анализа отражения инфракрасного излучения от поверхности промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂. Спектр, показанный на Фиг.1, представляет собой пример развертки пика SiO₂ в предположении гауссовского распределения. При выполнении развертки функция распределения может быть по меньшей мере одной, выбираемой из функций Фойгта, Гаусса и Лоренца.

[0079]

Здесь пиковая интенсивность может быть определена как высота пика после вычитания фона с использованием аналитического программного обеспечения, и может быть определена как интегрированная интенсивность пика.

[0080]

Когда пик, происходящий от Si(Mn)O_X, является нечетким, можно получить пиковую интенсивность путем развертки пика с использованием подгонки.

[0081]

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда интенсивность I_A пика, происходящего от SiO₂ при волновом числе 1250 см^-1, и интенсивность I_B пика, происходящего от Si(Mn)O_X при волновом числе 1200 см^-1, удовлетворяют следующей формуле (1), можно получить превосходную адгезию покрытия.

I_B/I_A ≥ 0,010 (1)

[0082]

Хотя верхний предел I_B/I_A особенно не ограничивается, количество твердорастворенного Mn или сконцентрированного Mn имеет некоторый предел. С учетом этого верхний предел I_B/I_A может составлять приблизительно 10. Для того, чтобы надежно получить превосходную адгезию покрытия, I_B/I_A предпочтительно составляет от 0,010 до 5, и более предпочтительно от 0,010 до 1.

[0083]

В том случае, когда элемент M (M: Mn, Al, B) растворяется в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, состояние твердого раствора элемента М можно подтвердить с помощью оптического спектра испускания тлеющего разряда (GDS). В этом случае важна взаимосвязь между положением по глубине промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ и положением по глубине элемента М.

[0084]

Положение по глубине промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ можно проанализировать по спектру GDS, происходящему от Si (в дальнейшем упоминаемому как «F_Si(t)»). Объяснение этого является следующим.

[0085]

Спектр GDS может быть сглажен с использованием программного обеспечения для анализа пика и т.п.Кроме того, для улучшения точности анализа пика предпочтительно, чтобы временной интервал Δt измерения был как можно меньше, и предпочтительно, чтобы он составлял 0,05 с или меньше. В дальнейшем t выражает время (с), соответствующее положению глубины образца.

[0086]

Вышеупомянутое t является переменной, когда спектр GDS является функцией времени. В том случае, когда промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ существует на поверхности образца, взятого из стального листа, можно отличить (A) восходящее положение пика от фона, (B) положение вершины пика и

(C) конечное положение от пика до фона в области, соответствующей поверхности образца, в спектре GDS, происходящем от Si.

[0087]

В дальнейшем Ts выражает время t, соответствующее восходящему положению пика, Tp выражает время t, соответствующее положению вершины пика, и Tf выражает время t, соответствующее конечному положению пика. Промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ может быть внешней поверхностью измеряемого образца. Таким образом t, соответствующее начальной точке анализа спектра GDS, может быть восходящим положением пика, и начальная точка анализа спектра GDS может быть определена как Ts. Кроме того, пик может быть симметричным в соответствии с нормальным распределением, и может быть определен как Tf=2Tp - Ts.

[0088]

Поскольку временной интервал Δt для измерения спектра GDS может составлять всего 0,05 с или меньше, Ts может быть аппроксимировано к ≈0, и таким образом получается Tf=2 × Tp.Способ определения Tp объясняется ниже.

[0089]

Tp соответствует положению вершины пика в спектре GDS, происходящем из Si. Для того, чтобы определить положение вершины пика, F_Si(t) можно дважды продифференцировать по времени и найти t, соответствующее локальному минимальному значению второй производной (см. «d²F(t)/dT²» на Фиг.1). В настоящем документе локальное минимальное значение должно быть найдено в диапазоне t=0 с или больше и Δt × 100 с или меньше. Причина этого заключается в том, что промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ существует только на поверхности образца и не существует внутри стального листа, так что t становится относительно малым значением.

[0090]

Кроме того, когда f_Si(t) постоянно равно 0 или больше в диапазоне t от Ts до Tp на кривой f_Si(t)=dF_Si(t)/dt (см. «dF(t)/dt» на Фиг.1), где F_Si(t) является первой производной по времени, более решающим является то, что Tp соответствует положению вершины пика.

[0091]

В настоящем документе дифференциальная кривая может быть получена путем вычисления производной или путем аппроксимации с использованием f(t_n)=[F(t_n) - F(t_n-1)] / [t_n - t_n-1] в качестве разностного вычисления. Вышеупомянутое значение t_n выражает n-ую точку измерения (время), а F(t_n) выражает интенсивность спектра в этой точке.

[0092]

Когда пик, происходящий от Si, неясен, анализ может быть выполнен с использованием спектра GDS, происходящего от Fe (в дальнейшем упоминаемого как «F_Fe(t)»). В том случае, когда t, соответствующее локальному максимальному значению, рассматривается как указанное выше значение Tf, указанное выше значение Tp обозначается как Tp=0,5 × (Tf+Ts) на дифференциальной кривой первого порядка F_Fe(t) (в дальнейшем упоминаемой как «f_Fe(t)»). В этом случае Ts может быть аппроксимировано как ≈0, и таким образом Tp=0,5 × Tf. Причина этого заключается в том, что локальное максимальное значение f_Fe(t) соответствует границе между SiO₂ и основным стальным листом.

[0093]

В настоящем документе это локальное максимальное значение должно быть найдено в диапазоне t=0 с или больше и Δt × 100 с или меньше. Причина этого заключается в том, что промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ существует только на поверхности образца и не существует внутри стального листа, так что t становится относительно малым значением.

[0094]

В настоящем электротехническом стальном листе для улучшения адгезии покрытия элемент М, такой как Mn, Al или B, должен концентрироваться в положении t=Tp, которое соответствует центральной области промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂. Однако поскольку трудно сконцентрировать элемент М, такой как Mn, Al или B, в положении t=Tp, элемент М практически распределяется в диапазоне t от Ts до Tp.

[0095]

В частности, можно подтвердить состояние твердого раствора элемента М, который твердорастворен в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, используя спектр GDS, происходящий от элемента М (упоминаемый в дальнейшем как «F_M(t)»). В частности, значение интеграла f_M(t) в диапазоне интегрирования от Ts до Tp может удовлетворять следующей формуле (2).

[0096]

[Формула 2]

[0097]

Поскольку элемент М может быть множественным, таким как Mn, Al или B, может удовлетворяться по меньшей мере одно условие, выбираемое из группы, состоящей из следующих формул (3) - (5).

[0098]

[Формула 4]

[0099]

В настоящем документе при измерении GDS значение t не является непрерывным, и f_M(t) представляет собой набор дискретных точек в диапазоне значений t от Ts до Tp.Таким образом, каждая точка f_M(t) соединяется прямой линией и аппроксимируется как непрерывная функция, которая затем интегрируется. Это может быть интегрированное значение с использованием ∑.

[0100]

Элемент М, такой как Mn, Al или B, может быть подтвержден химическим анализом. Например, образец, который является стальным листом перед формированием изоляционного покрытия с натяжением или после удаления изоляционного покрытия с натяжением, растворяется с помощью йодно-спиртовой процедуры, и извлекается промежуточный слой оксидной пленки SiO₂. Извлеченный промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ подвергается химическому анализу с использованием ICP и т.п.При этом можно подтвердить наличие элемента М в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂.

[0101]

Что касается твердорастворенного количества (или сконцентрированного количества) элемента М в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, это количество для Mn и Al может составлять 0,01 мас.% или больше, а для B - 0,001 мас.% или больше. Хотя верхний предел твердорастворенного количества (или сконцентрированного количества) особенно не ограничивается, трудно получить его значение для Mn и Al больше чем 0,5% и больше чем 0,2% для В.

[0102]

Для того, чтобы подтвердить эффект улучшения адгезии покрытия с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, GDS, химического анализа и т.п., оптимально использовать образец, который является стальным листом после формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ на поверхности стального листа и до формирования изоляционного покрытия с натяжением. В том случае, когда образец представляет собой стальной лист после формирования изоляционного покрытия с натяжением, анализ может быть проведен после полного удаления только изоляционного покрытия с натяжением путем щелочной очистки, травления, ультразвуковой очистки со спиртом или водой и т.п.

[0103]

Кроме того, чтобы дополнительно очистить поверхность образца стального листа после травления, ультразвуковой очистки со спиртом или водой и т.п., может быть проведен отжиг при условиях атмосферы 100%-го H₂ и температуры 800-1100°C в течение 1-5 час, а затем может быть проведен анализ. Поскольку SiO₂ является устойчивым соединением, даже когда проводится отжиг, SiO₂ не восстанавливается, и промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ не исчезает.

[0104]

<Способ производства>

Аналогично способу производства типичного электротехнического стального листа, настоящий электротехнический стальной лист производится следующим образом. После производства стали в конвертере производится ее непрерывная разливка. Затем выполняются горячая прокатка, отжиг в горячем состоянии, холодная прокатка, отжиг первичной рекристаллизации и отжиг вторичной рекристаллизации. Затем проводится отжиг для того, чтобы сформировать промежуточный слой оксидной пленки SiO₂. Затем проводится отжиг для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие с натяжением.

[0105]

Горячая прокатка может быть прямой горячей прокаткой или непрерывной горячей прокаткой, и температура нагрева стальной заготовки особенно не ограничивается. Холодная прокатка может проводиться два раза или больше, она может быть теплой прокаткой, и обжатие при прокатке особенно не ограничивается. Отжиг для вторичной рекристаллизации может быть периодическим отжигом в камерной печи или непрерывным отжигом в методической печи, и способ отжига особенно не ограничивается.

[0106]

Сепаратор отжига может включать в себя оксид, такой как глинозем, оксид магния или кремнезем, и его тип особенно не ограничивается.

[0107]

Для того, чтобы сформировать промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ при производстве листа анизотропной электротехнической стали с превосходной адгезией покрытия, важно выбрать условия отжига таким образом, чтобы формировался промежуточный слой оксидной пленки SiO₂, и чтобы металлический элемент М, такой как Mn, растворялся в твердом растворе или концентрировался в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂. В частности, важно регулировать температуру и время так, чтобы металлический элемент М растворялся в твердом растворе или концентрировался в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂.

[0108]

В настоящем электротехническом стальном листе промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ формируется путем отжига стального листа после вторичной рекристаллизации при таких условиях, чтобы температура отжига T1 составляла 600-1200°C.

[0109]

Когда температура отжига составляет менее 600°C, SiO₂ не образуется, и промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ не формируется. Таким образом, температура нагрева при отжиге составляет 600°C или больше. С другой стороны, когда температура отжига составляет больше чем 1200°C, реакция формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ становится неустойчивой, граница между промежуточным слоем оксидной пленки SiO₂ и основным стальным листом становится неровной, и тем самым адгезия покрытия может ухудшиться. Таким образом, температура нагрева при отжиге составляет 1200°C или меньше. Температура отжига предпочтительно составляет 700-1100°C, т.е. находится в диапазоне температур, в котором осаждается SiO₂.

[0110]

Для того, чтобы вырастить промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ и гарантировать его толщину, требуемую для получения превосходной адгезии покрытия, продолжительность отжига должна составлять 5 с или больше. Продолжительность отжига предпочтительно составляет 20 с или больше. С точки зрения получения превосходной адгезии покрытия продолжительность отжига может быть большой. Однако с точки зрения производительности ее верхний предел может составлять 200 с.Продолжительность отжига предпочтительно составляет 100 с или меньше.

[0111]

Атмосфера отжига предназначена для формирования внешним образом окисленного кремнезема (промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂) и для подавления формирования недокиси, такой как фаялит, вюстит или магнетит.Таким образом, степень окисленности P_H2O/P_H2, которая является отношением парциального давления водяного пара к парциальному давлению водорода в атмосфере отжига, должна контролироваться так, чтобы она удовлетворяла следующей формуле (6). Степень окисленности предпочтительно составляет 0,05 или меньше.

P_H2O/P_H2 ≤ 0,15 (6)

[0112]

При уменьшении степени окисленности P_H2O/P_H2 внешним образом окисленный кремнезем (промежуточный слой оксидной пленки SiO₂) легко формируется, и таким образом легко получается эффект настоящего изобретения. Однако трудно управлять степенью окисленности P_H2O/P_H2 так, чтобы она была меньше чем 5,0 × 10^-4, и таким образом ее практически применимый в производственном отношении нижний предел может составлять приблизительно 5,0 × 10^-4.

[0113]

Для того, чтобы металлический элемент М, такой как Mn, Al, B, был эффективно растворен в твердом растворе или сконцентрирован в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂, необходимо гарантировать температуру, при которой металлический элемент М может диффундировать. Таким образом, при охлаждении стального листа после отжига для формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ средняя скорость охлаждения в диапазоне температур T2 - T1, который является диапазоном температур для диффузии, составляет 50°C/с или меньше. T2 определяется следующей формулой (7). В дальнейшем эта средняя скорость охлаждения может упоминаться как «CR1 (°C/с)».

[0114]

Даже при охлаждении стального листа со средней скоростью охлаждения CR1 50°C/с или меньше характеристики настоящего электротехнического стального листа не ухудшаются. С точки зрения производительности CR1 предпочтительно составляет 0,1°C/с или больше. Когда скорость охлаждения увеличивается после охлаждения до T2 (°C), происходит тепловая деформация, и тем самым адгезия покрытия и магнитные характеристики ухудшаются. Таким образом, средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур от 100°C до T2 (°C) должна удовлетворять следующей формуле (8).

[0115]

T2 (°C)=T1 (°C) - 100 (7)

CR1>CR2 (8)

[0116]

При формировании промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ с превосходной адгезией покрытия важна скорость нагревания стального листа. Оксид, отличающийся от SiO₂, не только уменьшает адгезию изоляционного покрытия с натяжением, но также и ухудшает гладкость поверхности стального листа, приводя к ухудшению характеристик магнитных потерь. Таким образом, необходимо выбирать скорость нагревания так, чтобы оксид, отличающийся от SiO₂, не образовывался.

[0117]

Поскольку SiO₂ нестабилен по сравнению с другими оксидами на основе Fe, как описано в Непатентном документе 1, предпочтительно использовать термическую предысторию при нагревании, чтобы избежать формирования оксидов на основе Fe. В частности, когда средняя скорость нагревания HR1 в диапазоне температур 100°C - 600°C составляет 10°C/с или больше, возможно подавить образование Fe_XO. Хотя предпочтительно, чтобы скорость нагревания в этом диапазоне температур была как можно более высокой, верхний предел средней скорости нагревания HR1 предпочтительно составляет 200°C/с с промышленной точки зрения. Средняя скорость нагревания HR1 предпочтительно составляет 20-150°C/с, и более предпочтительно 50-100°C/с.

Примеры

[0118]

Далее технические особенности аспекта настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылками на следующие примеры. Условия в следующих примерах представляют собой примерные условия, используемые для того, чтобы подтвердить осуществимость и эффекты настоящего изобретения, так что настоящее изобретение не ограничивается этими примерными условиями. Настоящее изобретение может использовать различные типы условий, если эти условия не отступают от области охвата настоящего изобретения и позволяют решать задачу настоящего изобретения.

[0119]

<Пример 1>

Кремнистая сталь, имеющая состав, показанный в Таблице 1-1, была отожжена при 1100°C в течение 60 мин. Эта сталь была подвергнута горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист, имеющий толщину 2,6 мм. Этот горячекатаный стальной лист был отожжен при 1100°C и протравлен. Этот стальной лист подвергался холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм.

[0120]

[Таблица 1-1]

СЛЯБ № ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (мас.%) C Si Кислоторастворимый Al N Mn S Cr Cu Sn B Al 0,09 3,1 0,02 0,006 0,7 0,08 - - - - A2 0,09 2,7 0,02 0,004 0,7 0,08 - - - - A3 0,09 3,8 0,03 0,005 0,2 0,07 - - - - A4 0,09 2,9 0,03 0,008 0,2 0,05 - - - - A5 0,09 2,9 0,03 0,005 0,1 0,01 - - - - A6 0,07 3,0 0,03 0,006 0,1 0,01 - - - - A7 0,07 3,0 0,03 0,007 0,9 0,01 - - - - ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ A8 0,07 3,3 0,06 0,004 0,3 0,01 - - - - A9 0,05 3,3 0,04 0,005 0,5 0,05 - - - - A10 0,05 3,3 0,04 0,008 0,2 0,03 0,01 - - - A11 0,05 3,3 0,03 0,005 0,2 0,01 - 0,05 - - A12 0,05 3,3 0,03 0,008 0,1 0,01 0,1 - 0,05 - A13 0,05 3,5 0,03 0,004 0,1 0,01 0,1 0,5 - - A14 0,05 3,5 0,03 0,007 0,5 0,04 - - - 0,003 A15 0,03 3,5 0,05 0,006 0,5 0,03 0,4 - 0,1 - A16 0,03 3,5 0,05 0,008 0,5 0,03 0,2 0,02 0,2 - A17 0,03 3,5 0,05 0,006 0,5 0,03 0,4 0,02 0,2 0,005 a1 0,11 3,2 0,02 0,007 0,4 0,03 - - - - a2 0,02 2,4 0,02 0,006 0,4 0,03 - - - - СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР a3 0,03 4,1 0,02 0,008 0,6 0,03 - - - - a4 0,03 3,2 0,08 0,006 0,5 0,04 - - - - a5 0,03 3,3 0,08 0,015 0,4 0,04 - - - - a6 0,03 3,3 0,03 0,015 1,15 0,04 - - - - a7 0,04 3,2 0,03 0,007 0,5 0,09 - - - -

[0121]

Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу и отжигу азотирования. Сепаратор отжига, представляющий собой водную суспензию, содержащую глинозем в качестве главного компонента, был нанесен на стальной лист, а затем окончательный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.Окончательно отожженный лист был отожжен при условиях степени окисленности P_H2O/P_H2 0,12, температуры отжига T1 1000°C, продолжительности отжига 30 с, средней скорости нагревания HR2 в диапазоне температур от 100°C до 600°C 30°C/с, и таким образом промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ был сформирован на поверхности стального листа.

[0122]

Здесь средняя скорость охлаждения CR1 в диапазоне температур от T2 (800°C) до T1 (900°C) составляла 50°C/с, а средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур 100°C или больше и меньше, чем T2 (800°C), составляла 30°C/с.

[0123]

Раствор для формирования изоляционного покрытия наносился на поверхность стального листа, затем выполнялось отверждение нагревом (запекание), и таким образом было сформировано изоляционное покрытие с натяжением. Химический состав основного стального листа в произведенном листе анизотропной электротехнической стали показан в Таблице 1-2. Кроме того, были оценены адгезия изоляционного покрытия и магнитные характеристики (плотность магнитного потока).

[0124]

[Таблица 1-2]

СТАЛЬ № ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (мас.%) C Si Кислоторастворимый Al N Mn S Cr Cu Sn B Al 0,002 3,10 0,002 0,003 0,70 0,018 - - - - A2 0,001 2,70 0,003 0,002 0,70 0,003 - - - - A3 0,002 3,80 0,003 0,001 0,20 0,003 - - - - A4 0,001 2,90 0,009 0,002 0,20 0,002 - - - - A5 0,001 2,90 0,004 0,011 0,10 0,001 - - - - A6 0,001 3,00 0,002 0,003 0,10 0,002 - - - - A7 0,002 3,00 0,002 0,003 0,90 0,001 - - - - ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ A8 0,001 3,30 0,003 0,002 0,30 0,003 - - - - A9 0,001 3,30 0,002 0,002 0,50 0,002 - - - - A10 0,001 3,30 0,001 0,002 0,20 0,001 0,01 - - - A11 0,002 3,30 0,002 0,003 0,20 0,002 - 0,05 - - A12 0,002 3,30 0,002 0,002 0,10 0,002 0,1 - 0,05 - A13 0,002 3,50 0,003 0,003 0,10 0,003 0,1 0,5 - - A14 0,001 3,50 0,002 0,001 0,50 0,002 - - - 0,003 A15 0,001 3,50 0,004 0,002 0,50 0,001 0,4 - 0,1 - A16 0,002 3,50 0,004 0,003 0,50 0,002 0,2 0,02 0,2 - A17 0,001 3,50 0,003 0,002 0,50 0,001 0,4 0,02 0,2 0,005 a1 0,014 3,20 0,003 0,002 0,40 0,002 - - - - a2 0,001 2,40 0,003 0,003 0,40 0,003 - - - - СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР a3 0,001 4,10 0,002 0,002 0,60 0,002 - - - - a4 0,001 3,20 0,013 0,002 0,50 0,003 - - - - a5 0,001 3,30 0,002 0,015 0,40 0,002 - - - - a6 0,001 3,30 0,002 0,001 1,15 0,002 - - - - a7 0,001 3,20 0,001 0,002 0,50 0,023 - -

[0125]

Адгезия изоляционного покрытия с натяжением оценивалась путем прокатки тестового образца вокруг цилиндра с диаметром 20 мм и измерения доли площади оставшегося покрытия после изгиба на 180°. Доля площади оставшегося покрытия без отслаивания от стального листа 95% или больше получала оценку «очень хорошо (VG)», доля площади от 90% до менее чем 95% получала оценку «хорошо (G)», доля площади от 80% до менее чем 90% получала оценку «удовлетворительно (F)», и доля площади меньше чем 80% получала оценку «плохо (B)».

[0126]

Магнитные характеристики оценивались на основе стандарта JIS C 2550. Измерялась плотность B8 магнитного потока. B8 представляет собой плотность магнитного потока под действием магнитного поля в 800 А/м, и служит критерием для оценки того, происходит ли вторичная рекристаллизация должным образом. Когда значение B8 равно 1,89 Тл или больше, считается, что вторичная рекристаллизация происходит должным образом.

[0127]

Для некоторых стальных листов изоляционное покрытие с натяжением не формировалось после формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, а затем стальной лист подвергался оценке толщины промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ и состояния соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂. Толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ измерялась путем наблюдения в TEM на основе способа, раскрытого в Патентном документе 25. Состояние соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ анализировалось с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии. Результаты оценки показаны в Таблице 2.

[0128]

[Таблица 2]

МАРКА СТАЛЬ № ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ АДГЕЗИЯ ПОКРЫТИЯ МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕЧАНИЕ СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ЗНАЧЕНИЕ Ib/Ia B8 (нм) (Тл) ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ B1 Al 3 5,5 F 1,90 B2 A2 981 6,5 F 1,91 B3 A4 905 7,5 F 1,92 B4 A3 859 7,6 F 1,90 B5 A5 714 5,1 F 1,93 B6 A8 426 3,4 G 1,91 B7 A10 605 2,8 G 1,90 Cr B8 A11 620 3,4 G 1,91 Cu B9 A12 510 3,5 G 1,91 Cr, Sn B10 A14 623 3,4 G 1,92 B B11 A13 658 3,2 G 1,92 Cr, Cu B12 A15 625 2,5 G 1,90 Cr, Sn B13 A16 188 0,7 VG 1,91 Cr, Cu, Sn СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР b1 а1 358 0,004 B 1,54 b2 a2 0,5 0,09 B 1,55 b3 a3 - - - - ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА НЕ МОГЛА БЫТЬ ВЫПОЛНЕНА b4 a4 - - - - ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА НЕ МОГЛА БЫТЬ ВЫПОЛНЕНА b5 a5 - - - - ХОЛОДНАЯ ПРОКАТКА НЕ МОГЛА БЫТЬ ВЫПОЛНЕНА b6 a6 0,8 0,003 B 1,48 b7 a7 1653 0,005 B 1,89

[0129]

B1 - B13 были примерами в соответствии с настоящим изобретением. В примерах B1 - B13 было подтверждено, что эффект настоящего изобретения достигается. Среди них примеры B1 - B6 не включали в себя необязательные элементы. Содержание S в примере B1, содержание Si в примерах B2 и B4, содержание кислоторастворимого Al в примере B3 и содержание N в примере B5 были соответственно вне предпочтительного диапазона, и таким образом все они получили оценку «F». Хотя пример B6 не включал в себя необязательные элементы, был получен превосходный результат «G», потому что в этом примере содержания Si, Mn, кислоторастворимого Al и N поддерживались внутри предпочтительного диапазона или более предпочтительного диапазона. Примеры B7 - B13 включали в себя по меньшей мере один необязательный элемент из Cr, Cu, Sn или B. Примеры B7 - B12 включали в себя по меньшей мере один необязательный элемент из Cr, Cu, Sn или B, и таким образом получили оценку «G». Пример B13 включал в себя три элемента Cr, Cu и Sn, и таким образом был получен более превосходный результат «VG».

[0130]

С другой стороны, примеры b1 - b7 были сравнительными примерами. Содержание Si в примере b3, содержание кислоторастворимого Al в примере b4 и содержание N в примере b5 были чрезмерными. Таким образом, эти стальные листы стали хрупкими при комнатной температуре, и холодная прокатка не могла быть выполнена. Соответственно, адгезия покрытия не могла быть оценена в примерах b3 - b5.

[0131]

Количество добавочных элементов в примерах b1, b2 и b6, было вне диапазона настоящего изобретения. Таким образом, вторичная рекристаллизация не происходила в примерах b1, b2 и b6. В стальном листе, в котором не происходила вторичная рекристаллизация, адгезия покрытия была недостаточной. Похоже, что когда вторичная рекристаллизация не происходила, размер зерна стального листа был мелким, поверхность была неровной, и промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ не формировался должным образом. Содержание S в примере b7 превышало верхний предел настоящего изобретения, промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ не был должным образом сформирован, и таким образом адгезия покрытия была недостаточной.

[0132]

<Пример 2>

Кремнистая сталь, имеющая состав, показанный в Таблице 1-1, была отожжена при 1100°C в течение 60 мин. Эта сталь была подвергнута горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист, имеющий толщину 2,6 мм. Этот горячекатаный стальной лист был отожжен при 1100°C и протравлен. Этот стальной лист подвергался холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм.

[0133]

Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу и отжигу азотирования. Сепаратор отжига, представляющий собой водную суспензию, содержащую глинозем в качестве главного компонента, был нанесен на стальной лист, а затем окончательный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.Окончательно отожженный лист был отожжен при условиях степени окисленности P_H2O/P_H2 0,01, температуры отжига T1 800°C, продолжительности отжига 60 с, средней скорости нагревания HR2 в диапазоне температур от 100°C до 600°C 90°C/с, и таким образом промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ был сформирован на поверхности стального листа.

[0134]

Здесь средняя скорость охлаждения CR1 в диапазоне температур от T2 (700°C) до T1 (800°C) составляла 50°C/с, а средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур 100°C или больше и меньше, чем T2 (700°C), составляла 30°C/с.

[0135]

Раствор для формирования изоляционного покрытия наносился на поверхность стального листа, затем выполнялось запекание, и таким образом было сформировано изоляционное покрытие с натяжением. Были оценены адгезия изоляционного покрытия и магнитные характеристики (плотность магнитного потока).

[0136]

Для некоторых стальных листов изоляционное покрытие с натяжением не формировалось после формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, а затем стальной лист подвергался оценке толщины промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, состояния соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ и состояния Mn в твердом растворе в промежуточном слое оксидной пленки SiO₂. Состояние Mn в твердом растворе анализировалось с помощью GDS.

[0137]

Толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, состояние соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, проанализированное с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, состояние твердорастворенных Mn, Al и B, проанализированное с помощью GDS, и результаты оценки адгезии покрытия показаны в Таблице 3. При измерении GDS время измерения составляло 100 с, а временной интервал составлял 0,05 с.Измерение и оценка проводились как в Примере 1.

Химический состав основного стального листа в произведенном листе анизотропной электротехнической стали показан в Таблице 1-2. Стальной лист, который удовлетворял формулам (3) - (5), получал оценку «OK», а стальной лист, который не удовлетворял формулам (3) - (5), получал оценку «NG».

[0138]

[Таблица 3]

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАРКА СТАЛЬ № СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА ЗНАЧЕНИЕ
Ib/Ia АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ GDS АДГЕЗИЯ ПОКРЫТИЯ B8 ПРИМЕЧАНИЕ (нм) ФОРМУЛА (3) - Mn ФОРМУЛА (4) - Al ФОРМУЛА (5) - B (Тл) C1 A6 695 2,8 NG NG NG G 1,91 C2 A9 528 2,9 NG NG NG G 1,90 C3 A10 525 2,9 NG NG NG G 1,91 Cr ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ C4 A11 411 1,8 OK NG NG G 1,91 Cu C5 A12 539 4,5 NG OK NG G 1,92 Sn C6 A14 680 2,4 NG NG OK G 1,91 B C7 A17 23 0,8 OK OK OK VG 1,92 Cr, Cu, Sn, B

[0139]

C1 - C7 были примерами в соответствии с настоящим изобретением. В примерах C1 - C7 с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии было подтверждено, что был сформирован промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ с превосходным соответствием решетки.

Пример C7 включал в себя четыре необязательных элемента Cr, Cu, Sn и B. Таким образом в примере C7 была получена более превосходная адгезия покрытия «VG» по сравнению с примерами C1 - C6. Примеры C1 - C6 не включали в себя необязательные элементы или включали в себя только один необязательный элемент, и все они получили оценку «G».

[0140]

<Пример 3>

Кремнистая сталь, имеющая состав, показанный в Таблице 1-1, была отожжена при 1100°C в течение 60 мин. Эта сталь была подвергнута горячей прокатке для того, чтобы получить горячекатаный стальной лист, имеющий толщину 2,6 мм. Этот горячекатаный стальной лист был отожжен при 1100°C и протравлен. Этот стальной лист подвергался холодной прокатке один или несколько раз с промежуточным отжигом для того, чтобы получить холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм.

[0141]

Холоднокатаный стальной лист, имеющий окончательную толщину 0,23 мм, был подвергнут обезуглероживающему отжигу и отжигу для азотирования. Сепаратор отжига, представляющий собой водную суспензию, содержащую глинозем в качестве главного компонента, был нанесен на стальной лист, а затем окончательный отжиг проводился при 1200°C в течение 20 час.Окончательно отожженный лист был отожжен при условиях, показанных в Таблице 4-1 и Таблице 4-2, и тем самым промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ был сформирован на поверхности стального листа. Раствор для формирования изоляционного покрытия наносился на поверхность стального листа, затем выполнялось запекание, и таким образом было сформировано изоляционное покрытие с натяжением. Были оценены адгезия изоляционного покрытия и магнитные характеристики (плотность магнитного потока).

Химический состав основного стального листа в произведенном листе анизотропной электротехнической стали показан в Таблице 1-2.

[0142]

Толщина промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, состояние соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂, проанализированное с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, и результаты оценки адгезии покрытия показаны в Таблице 4-1 и Таблице 4-2. Измерение и оценка проводились как в Примере 1.

[0143]

[Таблица 4-1]

МАРКА СТАЛЬ № УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО СЛОЯ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ АДГЕЗИЯ ПОКРЫТИЯ ТЕМПЕРАТУРА ОТЖИГА (°С) ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТЖИГА (с) СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕННОСТИ HR1 (°С/с) СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ CR1 (°C/с) СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ CR2 (°C/с) СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА (нм) ЗНАЧЕНИЕ Ib/Ia D1 A7 650 180 0,10 15 40 20 755 7,5 F D2 A7 650 180 0,10 15 40 20 780 8,6 F D3 A7 650 180 0,10 15 40 20 815 7,2 F D4 A7 750 60 0,05 140 35 20 652 2,5 G D5 A7 750 60 0,05 140 35 20 653 2,3 G D6 A7 750 60 0,05 140 35 20 518 3,4 G D7 A7 750 60 0,005 50 20 5 526 1,3 G ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ D8 A7 750 60 0,005 50 20 5 484 1,7 G D9 A7 750 60 0,005 50 20 5 435 1,4 G D10 A12 1150 10 0,10 180 40 20 425 3,2 G D11 A12 1150 10 0,10 180 40 20 518 4,2 G D12 A12 1150 10 0,10 180 40 20 687 3,9 G D13 A12 850 50 0,05 20 35 20 552 2,3 G D14 A12 850 50 0,05 20 35 20 409 4,1 G D15 A12 850 50 0,05 20 35 20 645 3,9 G D16 A12 850 50 0,005 70 20 5 256 0,8 VG D17 A12 850 50 0,005 70 20 5 98 0,7 VG D18 A12 850 50 0,005 70 20 5 121 0,6 VG D19 A16 650 110 0,10 15 40 20 7 4,1 G D20 A16 650 110 0,10 15 40 20 8 2,5 G

[0144]

[Таблица 4-2]

МАРКА СТАЛЬ № УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО СЛОЯ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ SiO₂ АДГЕЗИЯ ПОКРЫТИЯ ТЕМПЕРАТУРА ОТЖИГА (°С) ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТЖИГА (с) СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕННОСТИ HR1 (°C/С) СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ CR1 (°C/с) СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ CR2 (°C/с) СРЕДНЯЯ ТОЛЩИНА (нм) ЗНАЧЕНИЕ Ib/Ia ПРИМЕР ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ D21 A16 650 110 0,10 15 40 20 634 3,3 G D22 A16 1100 20 0,05 30 35 20 12 0,5 VG D23 A16 1100 20 0,05 30 35 20 394 0,4 VG D24 A16 1100 20 0,05 30 35 20 324 0,1 VG D25 A16 1100 20 0,005 90 20 5 218 0,8 VG D26 A16 1100 20 0,005 90 20 5 154 0,7 VG D27 A16 1100 20 0,005 90 20 5 77 0,7 VG СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР d1 A8 520 180 0,01 50 40 20 0,5 4,9 B d2 A8 1180 3 0,02 50 55 15 0,8 6,5 B d3 A8 1180 180 0,18 50 50 20 0,8 7,8 B d4 A12 1150 180 0,14 50 60 70 1250 0,003 B d5 A12 1250 200 0,12 50 30 15 1220 0,006 B d6 A12 1180 180 0,05 210 30 15 59 0,008 B d7 A16 1180 180 0,05 8 30 15 942 0,006 B d8 A16 1180 180 0,01 50 60 15 785 0,007 B d9 A16 1180 180 0,01 50 30 75 852 0,005 B

[0145]

D1 - D27 были примерами в соответствии с настоящим изобретением. В примерах D1 - D27 было подтверждено, что эффект настоящего изобретения получается.

В примерах D1 - D3 среди D1 - D9 температура отжига, продолжительность отжига, средняя скорость нагревания HR1 и степень окисленности были вне предпочтительного диапазона, и таким образом все они получили оценку «F». С другой стороны, в примерах D4 - D6 температура отжига, продолжительность отжига, средняя скорость нагревания HR1 и степень окисленности поддерживались внутри предпочтительного диапазона, и таким образом был получен превосходный результат «G».

В примерах G7 - G9 температура отжига, продолжительность отжига и степень окисленности поддерживались внутри предпочтительного диапазона, и средняя скорость нагревания HR1 поддерживалась внутри более предпочтительного диапазона. Таким образом была получена превосходная адгезия покрытия «G».

В примерах D10 - D13, хотя температура отжига, продолжительность отжига, средняя скорость нагревания HR1 и степень окисленности были вне предпочтительного диапазона, Cr и Sn были включены в качестве необязательных элементов, и таким образом была получена превосходная адгезия покрытия «G».

В примерах D14 и D15 температура отжига, продолжительность отжига, средняя скорость нагревания HR1 и степень окисленности поддерживались внутри предпочтительного диапазона, и Cr и Sn были включены в качестве необязательных элементов. Таким образом была получена превосходная адгезия покрытия «G».

В примерах D16 - D18 температура отжига, продолжительность отжига и степень окисленности поддерживались внутри предпочтительного диапазона, Cr и Sn были включены в качестве необязательных элементов, а также средняя скорость нагревания HR1 поддерживалась внутри более предпочтительного диапазона. Таким образом, была получена более превосходная адгезия покрытия «VG».

В примерах D19 - D21, хотя температура отжига, продолжительность отжига, средняя скорость нагревания HR1 и степень окисленности были вне предпочтительного диапазона, Cr, Cu и Sn были включены в качестве необязательных элементов, и таким образом была получена превосходная адгезия покрытия «G». В примерах D22 - D27 температура отжига, продолжительность отжига и степень окисленности поддерживались внутри предпочтительного диапазона, и таким образом была получена более превосходная адгезия покрытия «VG».

[0146]

С другой стороны, примеры d1 - d9 были сравнительными примерами. В примерах d1 - d3 и d5 по меньшей мере один параметр из температуры отжига, продолжительности отжига и степени окисленности для формирования промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ был вне диапазона настоящего изобретения. Таким образом, промежуточный слой оксидной пленки SiO₂ не был сформирован, и инфракрасная отражательная спектроскопия не могла быть выполнена.

[0147]

В примерах d4, d8 и d9, поскольку скорость охлаждения для промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ была вне диапазона настоящего изобретения, состояние соответствия решетки промежуточного слоя оксидной пленки SiO₂ было недостаточным, и в результате адгезия покрытия получила оценку «B».

Поскольку HR1 в примере d6 была выше верхнего предела, и HR1 в примере d7 была ниже нижнего предела, оксиды на основе Fe сформировались в чрезмерном количестве, и в результате адгезия покрытия получила оценку «B».

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0148]

Как было описано выше, в соответствии с вышеописанными аспектами настоящего изобретения возможно сформировать изоляционное покрытие с натяжением с превосходной адгезией покрытия без ухудшения магнитных характеристик и их стабильности на поверхности листа анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига, когда формирование стеклянной пленки преднамеренно подавляется, стеклянная пленка удаляется путем шлифовки, травления и т.п., или поверхность стального листа сглаживается до зеркального состояния. Соответственно, настоящее изобретение имеет значительную промышленную применимость для использования и производства листа анизотропной электротехнической стали.

Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, который используется в качестве материала металлического сердечника для трансформатора, а также к способу его производства. Лист анизотропной электротехнической стали содержит основной стальной лист, промежуточный слой оксидной пленки, который расположен на основном стальном листе, содержит SiO₂ и имеет среднюю толщину 1,0 нм - 1,0 мкм, и изоляционное покрытие с натяжением, которое расположено на промежуточном слое оксидной пленки. При анализе поверхности промежуточного слоя оксидной пленки с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, пиковая интенсивность I_A, происходящая от SiO₂ и существующая при волновом числе 1250 см^-1, и пиковая интенсивность I_B, происходящая от Si(Mn)O_x и существующая при волновом числе 1200 см^-1, удовлетворяют следующей формуле I_B/I_A ≥ 0,010. Способ производства листа анизотропной электротехнической стали включает формирование промежуточного слоя оксидной пленки на стальном листе, в котором в процессе формирования слоя оксидной пленки отжиг проводят при условиях, что температура отжига T1 составляет 600-1200°C, продолжительность отжига составляет 5-200 с, степень окисленности P_H2O/P_H2 составляет 0,15 или меньше, и средняя скорость нагрева HR1 в диапазоне температур от 100 до 600°C составляет 10-200°C/с. Для формирования изоляционного покрытия наносят раствор и выполняют отверждение нагревом с получением изоляционного покрытия с натяжением. Обеспечивается формирование изоляционного покрытия с натяжением с превосходной адгезией без ухудшения магнитных характеристик и их стабильности на поверхности листа анизотропной электротехнической стали после окончательного отжига. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 3 пр.

1. Лист анизотропной электротехнической стали, содержащий основной стальной лист, промежуточный слой оксидной пленки, который расположен на основном стальном листе, содержит SiO₂ и имеет среднюю толщину 1,0 нм - 1,0 мкм, и изоляционное покрытие с натяжением, которое расположено на промежуточном слое оксидной пленки, при этом основной стальной лист содержит, в качестве химического состава, в мас.%:

0,010 или меньше C

от 2,50 до 4,00 Si

0,010 или меньше кислоторастворимого Al

0,012 или меньше N

1,00 или меньше Mn

0,020 или меньше S,

при необходимости по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, содержащей, мас.%:

0,001-0,010 B

от 0,01 до 0,20 Sn

от 0,01 до 0,50 Cr и

от 0,01 до 0,50 Cu,

железо и примеси - остальное, и

причем при анализе поверхности промежуточного слоя оксидной пленки с помощью инфракрасной отражательной спектроскопии, пиковая интенсивность I_A, происходящая от SiO₂ и существующая при волновом числе 1250 см^-1, и пиковая интенсивность I_B, происходящая от Si(Mn)O_x и существующая при волновом числе 1200 см^-1, удовлетворяют следующей формуле (1):

I_B/I_A ≥ 0,010 (1).

2. Лист анизотропной электротехнической стали по п.1,

в котором временная дифференциальная кривая f_M(t) спектра оптического излучения тлеющего разряда элемента M (М: Mn, Al, B) на поверхности промежуточного слоя оксидной пленки удовлетворяет следующей формуле (2)

Tp: время t (с), соответствующее локальному минимальному значению временной дифференциальной кривой второго порядка для спектра оптического излучения тлеющего разряда Si,

Ts: время t (с), соответствующее аналитической начальной точке спектра оптического излучения тлеющего разряда Si.

3. Способ производства листа анизотропной электротехнической стали по п.1 или 2, включающий формирование промежуточного слоя оксидной пленки на стальном листе, в котором в процессе формирования слоя оксидной пленки отжиг проводят при условиях, что температура отжига T1 составляет 600-1200°C, продолжительность отжига составляет 5-200 с, степень окисленности P_H2O/P_H2 составляет 0,15 или меньше, и средняя скорость нагрева HR1 в диапазоне температур от 100 до 600°C составляет 10-200°C/с, и после отжига средняя скорость охлаждения CR1 в диапазоне температур от T2 до T1°C составляет 50°C/с или меньше, причем T2 равно (T1 - 100°C), а средняя скорость охлаждения CR2 в диапазоне температур 100°C или больше и меньше чем T2°C, является более медленной, чем CR1, и затем наносят раствор для формирования изоляционного покрытия и выполняют отверждение нагревом с получением изоляционного покрытия с натяжением.