JPH11286775A - Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet - Google Patents
Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheetInfo
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- JPH11286775A JPH11286775A JP8971998A JP8971998A JPH11286775A JP H11286775 A JPH11286775 A JP H11286775A JP 8971998 A JP8971998 A JP 8971998A JP 8971998 A JP8971998 A JP 8971998A JP H11286775 A JPH11286775 A JP H11286775A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造方法に関し、特に仕上焼鈍済みの珪素鋼
板の表面または線状の凹領域をそなえる仕上焼鈍済みの
珪素鋼板の表面に、セラミック張力被膜を被成して鉄損
特性を改善するに際し、プラズマ・コ−ティングの際に
使用するタ−ゲットを工夫することにより、鉄損特性の
有利な改善を製造コストの低減に併せて達成しようとす
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, and more particularly to a surface of a silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing or a surface of a silicon steel sheet which has been subjected to finish annealing having a linear concave region. In addition, when a ceramic tension coating is applied to improve iron loss characteristics, the target used for plasma coating is devised to improve the iron loss characteristics advantageously to reduce manufacturing costs. It is also to be achieved.
【0002】[0002]
【従来の技術】一方向性珪素鋼板は、主として変圧器そ
の他の電機機器の鉄心として利用され、磁化特性として
磁束密度(B8 値で代表される)が高く、鉄損(W
17/50 で代表される)が低いことが要求される。BACKGROUND ART grain oriented silicon steel sheet is mainly being used as transformer cores and other electrical equipment, (represented by 8 value B) flux density as the magnetization characteristic is high, the iron loss (W
17/50 ) is required to be low.
【0003】一方向性珪素鋼板の磁気特性を向上させる
ためには、第一に鋼板中の2次再結晶粒の〈001〉軸
を圧延方向に高度に揃える必要があり、第二には最終製
品中に残存する不純物や析出物をできるだけ少なくする
必要がある。In order to improve the magnetic properties of a grain-oriented silicon steel sheet, it is necessary to first align the <001> axis of the secondary recrystallized grains in the steel sheet in the rolling direction, and secondly, to make the final It is necessary to minimize impurities and precipitates remaining in the product.
【0004】このため、N.P.Gossによって一方向性珪素
鋼板の2段冷延による基本的な製造技術が提案されて以
来、その製造技術に数多くの改良が重ねられ、一方向性
珪素鋼板の磁束密度および鉄損値は年を追って改善され
てきた。その中で特に代表的なものは、SbとMnSeまたは
MnSとをインヒビターとして利用する特公昭51-13469号
公報に記載の方法、もう一つはAlNとMnSをインヒビタ
ーとして利用する特公昭33−4710号公報、特公昭40-156
44号公報および特公昭46-23820号公報等に記載の方法で
あり、これらの方法によればB8 が1.88Tを超える高磁
束密度を有する製品が得られるようになった。[0004] For this reason, since NPGoss proposed a basic manufacturing technique by two-stage cold rolling of a grain-oriented silicon steel sheet, a number of improvements have been made to the technique, and the magnetic flux density and the density of the grain-oriented silicon steel sheet have been improved. Iron loss values have improved over the years. Among them, the most typical ones are Sb and MnSe or
JP-B-51-13469 using MnS as an inhibitor, and JP-B-33-4710 and JP-B-40-156 using AlN and MnS as inhibitors.
The method according to 44 JP and Sho 46-23820 Patent Publication, according to these methods B 8 is now the product is obtained having a high magnetic flux density exceeding 1.88T.
【0005】さらに高磁束密度の製品を得るために、特
公昭57-14737号公報では素材中にMoを複合添加したり、
また特公昭62-42968号公報では素材中にMoを複合添加さ
せたのち、最終冷延直前の中間焼鈍後に急冷処理を施す
などの改良を加えて、B8 が1.90T以上の高磁束密度
で、かつ鉄損W17/50 が 1.05 W/kg(製品板厚:0.30m
m) 以下の低鉄損が得られることが、開示提案されてい
るが、なお十分な低鉄損化については改善すべき余地が
残されていた。In order to obtain a product having a higher magnetic flux density, Japanese Patent Publication No. 577-14737 discloses a method in which Mo is added to a material in a complex manner.
In Japanese Patent Publication No. 62-42968, Mo is added to the material in a complex manner, and then the quenching treatment is applied after intermediate annealing immediately before the final cold rolling, so that B 8 has a high magnetic flux density of 1.90 T or more. And iron loss W 17/50 is 1.05 W / kg (product thickness: 0.30m
m) It is disclosed that the following low iron loss can be obtained, but there is still room for improvement in sufficiently reducing iron loss.
【0006】とくに、十数年前のエネルギー危機を境と
して電力損失を極力低減することへの要請が著しく強ま
り、それに伴って鉄心材料の用途においても、より一層
の改善が望まれている。そのため、渦電流損をできる限
り小さくすることを目的として、製品板厚を薄くした0.
23mm厚(9mil)以下のものが数多く使用されるようにな
ってきた。[0006] In particular, the demand for reducing power loss as much as possible after the energy crisis of more than ten years ago has been remarkably increased, and accordingly, further improvements in the use of iron core materials are desired. Therefore, in order to minimize eddy current loss, the product thickness was reduced.
Many of those having a thickness of 23 mm (9 mil) or less have come to be used.
【0007】上記した技術はいずれも、主に冶金学的な
手法であるが、これらの方法とは別に、特公昭57−2252
号公報に提案されているような、仕上焼鈍後の鋼板の表
面にレーザー照射やプラズマ照射(B.Fukuda, K.Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito : Proc. of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008,(US
A), (1987) )を行い、人為的に 180°磁区幅を減少さ
せて鉄損を低減する方法(磁区細分化技術)が開発され
た。この技術の開発により、一方向性珪素鋼板の鉄損
は、大幅に低減された。しかしながら、この技術は、高
温での焼鈍に耐え得ないという欠点があり、用途が歪取
焼鈍を必要としない積鉄心変圧器に限定されるという問
題があった。[0007] All of the above-mentioned techniques are mainly metallurgical techniques, but apart from these methods, Japanese Patent Publication No. 57-2252
Irradiation of laser or plasma on the surface of the steel sheet after finish annealing as proposed in Japanese Patent Publication (B. Fukuda, K. Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito: Proc. Of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008, (US
A), (1987)), and a method for reducing iron loss by artificially reducing the magnetic domain width by 180 ° (magnetic domain refinement technology) was developed. With the development of this technology, the iron loss of the grain-oriented silicon steel sheet has been significantly reduced. However, this technique has a disadvantage that it cannot withstand annealing at high temperatures, and has a problem that its application is limited to a laminated iron core transformer that does not require strain relief annealing.
【0008】この点、歪取焼鈍に耐え得る磁区細分化技
術として、一方向性珪素鋼板の仕上焼鈍後の鋼板表面
に、線状の溝を導入し、溝による反磁界効果を応用して
磁区の細分化を図る方法が工業化された(H.Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi : Proc. SMM-
8., (1987), P.402 )。また、これとは別に、一方向性
珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを施す
ことによって溝を形成し、磁区を細分化する方法(特公
平8−6140号公報)も開発され、工業化されている。In this regard, as a magnetic domain refining technique capable of withstanding strain relief annealing, a linear groove is introduced into the surface of a steel sheet after finish annealing of a unidirectional silicon steel sheet, and a magnetic domain effect is applied by utilizing the demagnetizing field effect of the groove. Has been industrialized to subdivide the technology (H. Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi: Proc.SMM-
8., (1987), P.402). Separately, a method has been developed in which a final cold-rolled sheet of unidirectional silicon steel sheet is subjected to local electrolytic etching to form grooves and subdivide magnetic domains (Japanese Patent Publication No. 8-6140). , Has been industrialized.
【0009】さらに、上記した珪素鋼板の製造方法とは
別に、特公昭55-19976号公報、特開昭56−127749号公報
および特開平2−3213号公報に開示されているように、
非晶質合金が通常の電力用トランスや高周波トランス等
の材料として注目されている。しかしながら、このよう
な非晶質材料では、通常の一方向性珪素鋼板に比較して
非常に優れた鉄損特性が得られる反面、熱的安定性に欠
ける、占積率が悪い、切断が容易でない、あまりにも薄
く脆いためトランスの組み立て工数のコストアップが大
きい等実用上の不利が多いことから、現状では大量に使
用されるまでには至っていない。Further, apart from the above-described method for producing a silicon steel sheet, as disclosed in JP-B-55-19976, JP-A-57-127749 and JP-A-2-3213,
Amorphous alloys are receiving attention as materials for ordinary power transformers and high-frequency transformers. However, such an amorphous material can provide extremely excellent iron loss characteristics as compared with a normal unidirectional silicon steel sheet, but lacks thermal stability, has a low space factor, and is easy to cut. However, since it is too thin and brittle, there are many practical disadvantages such as a large increase in the cost of assembling the transformer, so that it has not been used in large quantities at present.
【0010】その他にも、特公昭52-24499号公報におい
て、珪素鋼板の仕上焼鈍後に形成されるフォルステライ
ト下地被膜を除去し、鋼板表面を研磨した後、この鋼板
表面に金属メッキを施すことからなる方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法は、低温では低鉄損が得
られるものの、高温処理を施すと金属が珪素鋼板中に拡
散するため、かえって鉄損が劣化するという欠点があっ
た。In addition, Japanese Patent Publication No. 52-24499 discloses that a forsterite base film formed after finish annealing of a silicon steel sheet is removed, the steel sheet surface is polished, and then the steel sheet surface is subjected to metal plating. A method has been proposed. However, this method has a disadvantage that although a low iron loss can be obtained at a low temperature, the metal is diffused into the silicon steel sheet when subjected to a high temperature treatment, so that the iron loss is rather deteriorated.
【0011】この点、発明者らは先に、上記の不利を解
消するものとして、特公昭63-54767号公報等において、
研磨により平滑化した一方向性珪素鋼板上にCVDやイ
オンプレーティング, イオンインプランテーション等の
ドライプレーティング(PVD)により、Si, Mn, Cr,
Ni, Mo, W,V,Ti, Nb, Ta, Hf, Al,Cu, ZrおよびB
の窒化物、炭化物のうちから選んだ1種または2種以上
の張力被膜を被成させることによって超低鉄損が得られ
ることを開示した。この製造法により、電力用トランス
や高周波トランス等の材料として非常に優れた鉄損特性
が得られるようになったが、それでもなお、最近の低鉄
損化に対する要求に対しては十分に応えているとはいい
難かった。In this regard, the inventors have previously disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-54767, etc., as a solution to the above disadvantage.
Si, Mn, Cr, Si, Mn, Cr, etc. are applied on a grain-oriented silicon steel sheet by dry plating (PVD) such as CVD, ion plating and ion implantation.
Ni, Mo, W, V, Ti, Nb, Ta, Hf, Al, Cu, Zr and B
It has been disclosed that an ultra-low iron loss can be obtained by forming one or two or more kinds of tension films selected from nitrides and carbides. This manufacturing method has made it possible to obtain extremely excellent iron loss characteristics as a material for power transformers and high frequency transformers, but nevertheless, it has sufficiently responded to recent demands for low iron loss. It was hard to be there.
【0012】そこで、発明者らは、従来に比べて鉄損の
一層の低減を図るべく、あらゆる観点から根本的な再検
討を加えた。すなわち、発明者は、安定した工程で平滑
化した一方向性珪素鋼板表面上に種々の窒化物、炭化物
のうちから選んだ1種または2種以上の張力被膜を被成
させて超低鉄損の製品を得るためには、一方向性珪素鋼
板の素材成分から最終の処理工程に至るまでの根本的な
再検討が必要であるとの認識に立って、珪素鋼板の集合
組織の追跡から、鋼板表面の平滑度や最終のCVDやP
VD処理工程に至るまで鋭意検討を重ねた。その結果、
以下に述べる知見を得た。Therefore, the inventors have made a fundamental reexamination from all viewpoints in order to further reduce iron loss as compared with the prior art. That is, the inventor formed one or two or more kinds of tension films selected from various nitrides and carbides on the surface of a grain-oriented silicon steel sheet smoothed in a stable process to form an ultra-low iron loss. In order to obtain a product of the following, from the recognition that a fundamental review from the raw material composition of the unidirectional silicon steel sheet to the final processing step is necessary, from tracking the texture of the silicon steel sheet, Smoothness of steel sheet surface and final CVD and P
Intensive studies were conducted up to the VD processing step. as a result,
The following findings were obtained.
【0013】(1) 珪素鋼板に被覆したセラミック (代表
例として TiN膜を使用) の薄膜は、1.5 μm 以上の厚み
に被成しても、鉄損向上の度合いは少なくなる。すなわ
ち1.5 μm 以上の厚みのTiN 膜は、鉄損については僅か
の向上しか期待できず、むしろ占積率および磁束密度の
劣化を招く。 (2) この場合の TiNの役割は、セラミック特有の張力付
加に加えて、珪素鋼板との密着性の役割の方がより重要
である。すなわち TiN横断面の透過電子顕微鏡観察 (井
口征夫:日本金属学会誌, 60 (1996), P.781〜786 参
照) では、10nmの横縞が観察され、これは珪素鋼板の
〔011〕方向のFe−Fe原子の5原子層に相当する。 (3) TiN 被覆領域および化学研磨領域のX線による二層
の集合組織の同時測定(Y.Inokuti:ISIJ Internationa
l, 36 (1996), P.347〜352 参照) では、研磨領域のFe
の{200}ピーク形状は円形である。しかし TiN被覆
領域でのFeの{200}ピーク形状は楕円形であり、珪
素鋼板の〔100〕si-steel方向に強力に張力付加され
た状況になっている。 (4) TiN 薄膜の張力 (井口征夫、鈴木一弘、小林康宏:
日本金属学会誌、60 (1996), P.674〜678 参照) は8〜
10 MPaで、これにより 0.014〜0.016 T程度の磁束密度
の向上が期待できる。(これは約1°のGoss方位集積度
を向上させたことに相当する。)(1) Even if a thin film of ceramic (a TiN film is used as a representative example) coated on a silicon steel sheet is formed to a thickness of 1.5 μm or more, the degree of improvement in iron loss is reduced. In other words, a TiN film having a thickness of 1.5 μm or more can only expect a slight improvement in iron loss, but rather causes a decrease in space factor and magnetic flux density. (2) In this case, the role of TiN is more important in the role of adhesion to the silicon steel sheet, in addition to the addition of tension specific to ceramic. That is, in the transmission electron microscope observation of the cross section of TiN (see Iguchi, Y .: Journal of the Japan Institute of Metals, 60 (1996), pp. 781-786), horizontal stripes of 10 nm are observed, which are caused by the [011] -Corresponds to a 5-atomic layer of Fe atoms. (3) Simultaneous measurement of texture of two layers by X-ray in TiN coating area and chemical polishing area (Y. Inokuti: ISIJ Internationala)
l, 36 (1996), pp. 347-352).
The {200} peak shape is circular. However, the shape of the {200} peak of Fe in the TiN coating region is elliptical, and the silicon steel sheet is strongly tensioned in the [100] si-steel direction. (4) Tension of TiN thin film (Ichio Iguchi, Kazuhiro Suzuki, Yasuhiro Kobayashi:
Journal of the Japan Institute of Metals, 60 (1996), p.674-678)
At 10 MPa, an improvement in magnetic flux density of about 0.014 to 0.016 T can be expected. (This is equivalent to increasing the degree of Goss orientation integration by about 1 °.)
【0014】以上が、セラミック被覆についての新規知
見であるが、さらにセラミック膜と鋼板の表面状態に関
し、以下に述べる知見を得た。 (5) 珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを
施すことによって溝を形成し、さらに2次再結晶処理後
の鋼板表面を研磨により平滑化した後、 TiNセラミック
膜を被覆した場合には、導入した溝に起因した反磁界効
果による磁区細分化に加えて、さらにセラミック被膜に
よる張力付加により、効果的に鉄損が低減する。 (6) セラミック被覆前に、鋼板表面上に凹状の溝を形成
した場合の引張りによる鉄損の低減効果は、通常の研磨
により平滑化した珪素鋼板の場合よりも大きい(特公平
3-32889号公報参照)。すなわち、溝を導入した場合に
は珪素鋼板表面上に異張力が作用し、引張り張力による
鉄損の低減度合いが増大する。 (7) 凹状の溝を形成した珪素鋼板上にセラミック膜を被
覆した場合は、通常の研磨により平滑化しセラミック膜
を被覆した場合よりも、鉄損の低減効果がより効果的で
ある。すなわち、線状の溝を導入し、溝による反磁界効
果を応用して磁区を細分化したのち、セラミック張力被
膜を被成して、さらに 180°主磁区を細分化する方が一
層効果的で、超低鉄損が得られる。 (8) 珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを
施すことによって溝を形成した場合は、2次再結晶処理
を施した後の鋼板表面を研磨により平滑化しない表面状
態で TiNセラミック膜を被成した場合であっても、かな
りの鉄損低減効果が発揮される。すなわち、研磨により
平滑化しない状態、例えば酸洗処理等により表面に小さ
な凹凸が存在する状態であっても、熱膨張係数の小さな
セラミック膜を被覆することによって、珪素鋼板の表面
に強力な張力を付加することが可能であり、これによっ
て鉄損を有利に低減することができる。The above is new knowledge on ceramic coating. Further, the following knowledge has been obtained on the surface condition of the ceramic film and the steel sheet. (5) When the final cold-rolled silicon steel sheet is subjected to local electrolytic etching to form grooves, and after the secondary recrystallization treatment, the steel sheet surface is smoothed by polishing and then coated with a TiN ceramic film In addition, in addition to the magnetic domain segmentation caused by the demagnetizing field effect caused by the introduced grooves, the core loss is effectively reduced by the addition of tension by the ceramic coating. (6) The effect of reducing iron loss by tension when a concave groove is formed on the surface of a steel sheet before ceramic coating is greater than that of a silicon steel sheet smoothed by ordinary polishing (Japanese Patent Publication No. 3-32889). Gazette). That is, when grooves are introduced, different tension acts on the surface of the silicon steel sheet, and the degree of reduction in iron loss due to tensile tension increases. (7) When the ceramic film is coated on the silicon steel plate having the concave grooves, the effect of reducing iron loss is more effective than the case where the ceramic film is smoothed by ordinary polishing and coated with the ceramic film. In other words, it is more effective to introduce a linear groove and subdivide the magnetic domain by applying the demagnetizing effect of the groove, and then form a ceramic tension coating and further subdivide the 180 ° main domain. And extremely low iron loss. (8) If grooves are formed by performing local electrolytic etching on the final cold-rolled sheet of silicon steel sheet, the surface of the steel sheet after the secondary recrystallization treatment is not smoothed by polishing and the TiN ceramic Even when a film is formed, a considerable iron loss reduction effect is exhibited. In other words, even when the surface is not smoothed by polishing, for example, even when there are small irregularities on the surface due to pickling treatment or the like, a strong tension is applied to the surface of the silicon steel sheet by coating the ceramic film having a small coefficient of thermal expansion. It is possible to add, and thereby the iron loss can be advantageously reduced.
【0015】そこで、発明者は、上記の新規知見を基
に、所期した目的を達成すべく数多くの実験と検討を重
ねた結果、表面を平滑化した珪素鋼板および線状の溝を
導入した珪素鋼板いずれであっても、該珪素鋼板の表面
に被成するセラミック張力被膜を複数種とし、しかもこ
のセラミック張力被膜について、その熱膨張係数が外側
にいくほど小さくすることが、鉄損の低減に極めて有効
であることの知見を得、これに基づき極めて鉄損の低い
一方向性珪素鋼板を新たに開発した(特願平9−328042
号明細書)。Therefore, based on the above-mentioned new findings, the inventor repeated numerous experiments and studies to achieve the desired object, and as a result, introduced a silicon steel sheet having a smooth surface and linear grooves. Regardless of the silicon steel sheet, it is possible to reduce the iron loss by using a plurality of types of ceramic tension coatings formed on the surface of the silicon steel sheet, and reducing the coefficient of thermal expansion of the ceramic tension coating as it goes outward. Was found to be extremely effective, and based on this, a unidirectional silicon steel sheet with extremely low iron loss was newly developed (Japanese Patent Application No. 9-328042).
Specification).
【0016】かくして得られた一方向性珪素鋼板は、極
めて薄く、かつ密着性に優れたセラミック膜の張力被膜
をそなえ、超低鉄損の達成が可能なだけでなく、絶縁性
を具備し、しかも占積率にも優れているため、まさに理
想的な珪素鋼板といえる。The thus obtained unidirectional silicon steel sheet has an extremely thin ceramic film having excellent adhesion and a tensile coating, and is capable of achieving not only an ultra-low iron loss but also an insulating property. Moreover, since it has an excellent space factor, it can be said that it is an ideal silicon steel sheet.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな緻密なセラミック膜を被成するには、真空中で高プ
ラズマ雰囲気下での処理が不可欠なだけでなく、プラズ
マ・コ−ティングの際に使用する材料(例えば TiNの成
膜に際しては純Ti材料、 Si3N4の成膜に際しては高純度
Si等)が非常に高価なため、工業化に際して、コストア
ップになるというところに問題を残していた。However, in order to form such a dense ceramic film, not only treatment in a vacuum but in a high plasma atmosphere is indispensable, but also in plasma coating. Materials used (for example, pure Ti material for TiN film formation, high purity for Si 3 N 4 film formation)
(Si, etc.) is very expensive, so that there is a problem that the cost is increased in industrialization.
【0018】そこで、発明者らは、珪素鋼板を安価に製
造するために、AlやCrの窒化物や炭化物のプラズマ・コ
−ティングに使用する際の、AlやCrのタ−ゲットのコス
トダウン化に取り組んだ。すなわち、現行の AlNやCrN
等の窒化物や AlCやCrC 等の炭化物のセラミック・コ−
ティングにおいては、マグネトロン・スパッタ法がセラ
ミックの膜質、被膜の均一性、成膜速度および長時間連
続コ−ティングの安定性の観点から最も信頼性があるた
め一般的に使用されているが、現在このマグネトロン・
スパッタ法に使用されているAlやCrのタ−ゲットとして
は、コ−ティング膜質の高純化と真空槽の汚れを防止す
るため、99.9999 wt%から99.99 wt%程度の高純度Alや
高純度Crが用いられている。しかしながら、これらの高
純度AlやCrは、溶解を始めとして多くの手法を採用して
高純化を行うために材料費が高価となり、結果として使
用するタ−ゲットの値段も極めて高価となる。[0018] In view of the above, the present inventors have proposed to reduce the cost of an Al or Cr target used in plasma coating of nitride or carbide of Al or Cr in order to manufacture silicon steel plates at low cost. Worked on That is, the current AlN and CrN
Of ceramics such as nitrides and carbides such as AlC and CrC
In magnet coating, magnetron sputtering is generally used because it is the most reliable in terms of ceramic film quality, uniformity of film, film forming speed and stability of long-time continuous coating. This magnetron
The targets of Al and Cr used in the sputtering method include high-purity Al and high-purity Cr of about 99.9999 wt% to 99.99 wt% in order to purify the coating film quality and prevent contamination of the vacuum chamber. Is used. However, since these high-purity Al and Cr are highly purified by employing many techniques including melting, the material cost is high, and as a result, the target used is extremely expensive.
【0019】そこで、発明者らは、上記の問題を解決す
べく、種々のAlおよびCr材料について検討を加えた。そ
の中で、製鋼段階での鉄鋼製品の成分調整用に一般的に
使用されている極めて安価なフェロ−クロムや地金アル
ミニウムをタ−ゲット材料として用いてみたところ、こ
れらの材料は単に安価というだけでなく、被成したセラ
ミック被膜の密着性を高めて、鉄損特性の改善にも有効
に寄与することの知見を得た。本発明は、上記の知見に
立脚するものである。Therefore, the present inventors have studied various Al and Cr materials in order to solve the above problems. Among them, extremely inexpensive ferro-chrome and ingot aluminum commonly used for adjusting the composition of steel products at the steelmaking stage were used as target materials, and these materials were simply inexpensive. Not only that, it has been found that the adhesiveness of the formed ceramic coating is enhanced, which effectively contributes to the improvement of iron loss characteristics. The present invention is based on the above findings.
【0020】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 1.板厚が0.05〜0.5 mmの仕上焼鈍済みの一方向性珪素
鋼板の表面に、プラズマ・コーティングによってCrまた
はAlの窒化物または炭化物からなるセラミック張力被膜
を被成して超低鉄損一方向性珪素鋼板を製造するに際
し、プラズマ・コ−ティングの際のタ−ゲットとして、
フェロ−クロムまたは地金アルミニウム材料を用いるこ
とを特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。That is, the gist of the present invention is as follows. 1. Ultra-low iron loss unidirectional by applying a ceramic tension coating consisting of Cr or Al nitride or carbide by plasma coating on the surface of a finish-annealed unidirectional silicon steel plate with a thickness of 0.05 to 0.5 mm When manufacturing silicon steel sheet, as a target for plasma coating,
A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, comprising using ferro-chromium or ingot aluminum material.
【0021】2.上記1において、仕上焼鈍済みの一方
向性珪素鋼板の表面に、圧延方向と交差する向きに2〜
10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm
の線状の凹領域を設けたことを特徴とする超低鉄損一方
向性珪素鋼板の製造方法。2. In the above item 1, the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet has a thickness of 2 to 2 in a direction crossing the rolling direction.
At intervals of 10 mm, width: 50-500 μm, depth: 0.1-50 μm
A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, characterized in that a linear concave region is provided.
【0022】3.上記1または2において、仕上焼鈍済
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施した表
面である超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。 4.上記1または2において、仕上焼鈍済みの一方向性
珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施さない、酸洗処理ま
まの表面である超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。3. In 1 or 2, the method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is a surface subjected to a smoothing treatment. 4. In the above 1 or 2, a method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, in which the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is a surface that has not been subjected to a smoothing treatment and is still pickled.
【0023】5.上記1〜4のいずれかにおいて、セラ
ミック張力被膜が、窒化物および/または炭化物からな
る2層以上の複数層で、その熱膨張係数が外層側にいく
ほど小さく、かつ最外層のセラミック張力被膜は絶縁性
を有することを特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の
製造方法。5. In any one of the above items 1 to 4, the ceramic tension coating is a multilayer film composed of two or more layers composed of nitride and / or carbide, the thermal expansion coefficient of which is smaller toward the outer layer side, and the outermost ceramic tension coating is A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet having an insulating property.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明による成功が導かれるに至った経過に
ついて説明する。 C:0.071 wt%、Si:3.36wt%、Mn:0.070 wt%、Se:
0.020 wt%、Sb:0.025 wt%、Al:0.020 wt%、N:0.
0068wt%およびMo:0.012 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃、4時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して板厚:2.0 mmの熱延板
とした。この熱延板に1020℃、3分間の均一化焼鈍を施
した後、1050℃の中間焼鈍を挟む2回の圧延を施して板
厚:0.23mmの最終冷延板とした。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. First, the process that led to success according to the present invention will be described. C: 0.071 wt%, Si: 3.36 wt%, Mn: 0.070 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb: 0.025 wt%, Al: 0.020 wt%, N: 0.
A silicon steel continuous cast slab containing 0068 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was subjected to a heat treatment at 1350 ° C. for 4 hours, followed by hot rolling to obtain a sheet thickness of 2.0 mm. Hot rolled sheet. This hot-rolled sheet was subjected to uniform annealing at 1020 ° C. for 3 minutes, and then twice rolled with intermediate annealing at 1050 ° C. to obtain a final cold-rolled sheet having a sheet thickness of 0.23 mm.
【0025】その後、最終冷延板は次のように処理し
た。この最終冷延板の表面に、アルキド系樹脂を主成分
とするエッチングレジストインキをグラビアオフセット
印刷により、非塗布部が圧延方向にほぼ直角に幅:200
μm 、間隔:4mmで線状に残存するように塗布したの
ち、200 ℃で3分間焼き付けた。このときのレジスト厚
は2μm であった。このようにしてエッチングレジスト
を塗布した鋼板に、電解エッチングを施すことにより、
幅:200 μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、つい
で有機溶剤中に浸漬してレジストを除去した。このとき
の電解エッチングは、NaCl電解液中で電流密度:10 A/d
m2、処理時間:20秒の条件で行った。Thereafter, the final cold-rolled sheet was processed as follows. On the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd-based resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that a non-applied portion has a width of approximately 200 at right angles to the rolling direction.
The coating was performed so as to remain in a linear shape at a distance of 4 mm and baked at 200 ° C. for 3 minutes. At this time, the resist thickness was 2 μm. By performing electrolytic etching on the steel sheet coated with the etching resist in this way,
A linear groove having a width of 200 μm and a depth of 20 μm was formed, and then immersed in an organic solvent to remove the resist. At this time, the current density in the electrolytic etching was 10 A / d in a NaCl electrolytic solution.
m 2 , treatment time: 20 seconds.
【0026】その後、 840℃の湿H2中で脱炭・1 次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面に MgO(10%), Al2O3(55%),
CaSiO3(5%), SiO2(30%)の組成になる焼鈍分離剤をスラ
リ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、 850℃か
ら12℃/hの速度で1150℃まで昇温してゴス方位に強く集
積した2次再結晶粒を発達させた後、1220℃の乾H2中で
純化処理した。Thereafter, after decarburization and primary recrystallization annealing in wet H 2 at 840 ° C., MgO (10%), Al 2 O 3 (55%),
Slurry coating of an annealing separating agent with the composition of CaSiO 3 (5%) and SiO 2 (30%), then annealing at 850 ° C for 15 hours, then rising from 850 ° C to 1150 ° C at a rate of 12 ° C / h After heating to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation, they were purified in 1220 ° C. dry H 2 .
【0027】かくして得られた製品の表面被膜を除去
し、ついで化学研磨により珪素鋼板の表面を平滑化した
後、珪素鋼板の表面にマグネトロン・スパッタ法(PV
D法の一手法)用いて約 0.5μm 厚の薄 CrNおよび AlN
被膜を被成した。その際使用したCrターゲットおよびAl
タ−ゲットは、以下に述べる4つの方法で作製した。 (A) フェロ−クロム素材を、100kg の真空溶解炉で溶解
した後、熱間圧延を施して12mm厚に圧延してから、その
表面を研磨し、ついで10mm×127mm ×476mm に剪断した
のち、ボンディング処理を行った。このボンディング処
理は、Cr基板の片面をCuメッキ後、Inを用いてCuの基板
(この水冷されたCu基板の裏側にマグネットを設置でき
るようになっている) 上に張り付けることによってCrタ
−ゲットとして使用するために行うものである。なお、
このフェロ−クロム・タ−ゲットの主成分は、Cr:92.5
wt%, Si:2.0 wt%, Fe:1.5 wt%, Al:1.4wt%, T
i:1.3 wt%, C:0.7 wt%, S:0.04wt%, P:0.02w
t%で、その他微量元素を若干含んでいた。このフェロ
−クロム・タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に
装入し、電圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いて
マグネトロン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.5μ
m 厚の CrN膜をコ−ティングした。After removing the surface coating of the product thus obtained and then smoothing the surface of the silicon steel sheet by chemical polishing, the surface of the silicon steel sheet is magnetron-sputtered (PV
0.5Nm thin CrN and AlN
A coating was applied. Cr target and Al used at that time
Targets were prepared by the following four methods. (A) The ferro-chromium material was melted in a 100 kg vacuum melting furnace, hot-rolled and rolled to a thickness of 12 mm, the surface was polished, and then sheared to 10 mm x 127 mm x 476 mm. A bonding process was performed. In this bonding process, after plating one side of the Cr substrate with Cu, the substrate of Cu
(A magnet can be installed on the back side of this water-cooled Cu substrate.) This is to use it as a Cr target by attaching it on top. In addition,
The main component of this ferro-chromium target is Cr: 92.5
wt%, Si: 2.0 wt%, Fe: 1.5 wt%, Al: 1.4 wt%, T
i: 1.3 wt%, C: 0.7 wt%, S: 0.04 wt%, P: 0.02w
At t%, it contained some other trace elements. The ferro-chromium target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and a voltage of 400 V and a current of about 0.5 μm were formed on a silicon steel plate by a magnetron sputtering method using an operating power of 50 A.
An m-thick CrN film was coated.
【0028】(B) 高純度Cr素材(Cr:99.99 wt%)を、
100kg の真空溶解炉で溶解したのち、10mm×127mm ×47
6mm に剪断し、ついでボンディング処理を行った。な
お、この高純度クロム・タ−ゲットの主成分の化学分析
値は、Cr:99.99 wt%である。この高純度クロム・タ−
ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入し、電圧:
400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマグネトロン・
スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.5μm 厚の CrN膜を
コ−ティングした。(B) High-purity Cr material (Cr: 99.99 wt%)
After melting in a 100kg vacuum melting furnace, 10mm x 127mm x 47
It was sheared to 6 mm and then subjected to a bonding treatment. The chemical analysis value of the main component of this high-purity chromium target is Cr: 99.99 wt%. This high purity chrome tar
The get is charged into the magnetron sputtering device, and the voltage:
400V, current: 50A operating power using magnetron
A CrN film having a thickness of about 0.5 μm was coated on a silicon steel plate by sputtering.
【0029】(C) 地金のAl素材を、100kg の真空溶解炉
で溶解した後、熱間圧延を施して12mm厚に圧延してか
ら、その表面を研磨し、ついで10mm×127mm ×476mm に
剪断したのち、ボンディング処理を行った。なお、この
地金のAlタ−ゲットの主成分はAl:98.5wt%, Fe:0.40
wt%, Si:0.18, Ti:0.08wt%, Cu:0.04wt%を含有
し、その他微量元素を若干含有する。この地金アルミニ
ウム・タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入
して、電圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマ
グネトロン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.5μm
厚の AlN膜をコ−ティングした。(C) The aluminum material of the base metal is melted in a 100 kg vacuum melting furnace, hot-rolled and rolled to a thickness of 12 mm, the surface thereof is polished and then reduced to 10 mm × 127 mm × 476 mm. After shearing, a bonding process was performed. The main components of the Al target of this metal were Al: 98.5 wt%, Fe: 0.40
wt%, Si: 0.18, Ti: 0.08 wt%, Cu: 0.04 wt%, and other trace elements. This metal aluminum target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and a voltage of 400 V and a current of about 0.5 μm were formed on a silicon steel plate by a magnetron sputtering method using an operating power of 50 A.
A thick AlN film was coated.
【0030】(D) 高純度Al(Al:99.9999 wt%)を出発
材料として、再溶解したのち、10mm×127mm ×476mm に
剪断し、ついでボンディング処理を行って、高純度アル
ミニウム・タ−ゲットとして使用した。この高純度アル
ミニウム・タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に
装入して、電圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用い
てマグネトロン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.5
μm 厚の AlN膜をコ−ティングした。かくして得られた
各製品の磁気特性および密着性について調べた結果を表
1に示す。(D) Using high-purity Al (Al: 99.9999 wt%) as a starting material, redissolve, shear to 10 mm × 127 mm × 476 mm, and then perform a bonding process to obtain a high-purity aluminum target. used. This high-purity aluminum target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and about 0.5 V was applied on a silicon steel plate by magnetron sputtering using an operating power of a voltage of 400 V and a current of 50 A.
An AlN film having a thickness of μm was coated. Table 1 shows the results obtained by examining the magnetic properties and adhesion of each product thus obtained.
【0031】[0031]
【表1】 [Table 1]
【0032】表1から明らかなように、珪素鋼板上に本
発明に従う(A) のフェロ−クロム・タ−ゲットおよび
(C) の地金アルミニウム・タ−ゲットを用いて成膜した
場合、磁気特性とくに鉄損W17/50は0.49および 0.51 W/
kgと極めて低い値を示しただけでなく、そのときの密着
性も10mmφと格段に優れていることが注目される。一
方、(B) の高純度クロム・タ−ゲットや(D) の高純度ア
ルミニウム・タ−ゲットを用いたときの磁気特性特に鉄
損W17/50は0.63や0.68 W/kg 程度にすぎず、また密着性
も30mmφや40mmφ程度と劣っていた。As is apparent from Table 1, the ferro-chromium target (A) according to the present invention and the
When the film was formed using the aluminum base target of (C), the magnetic properties, especially the iron loss W 17/50, were 0.49 and 0.51 W /
It is noteworthy that not only did it exhibit an extremely low value of kg, but the adhesion at that time was also remarkably excellent at 10 mmφ. On the other hand, when the high-purity chromium target (B) and the high-purity aluminum target (D) are used, the magnetic properties, particularly the iron loss W 17/50, are only about 0.63 or 0.68 W / kg. Also, the adhesion was inferior to about 30 mmφ or 40 mmφ.
【0033】このようにプラズマ・コ−ティングの際の
ターゲットとして、材料コストの安価な(A) のフェロ−
クロム・タ−ゲットおよび(C) の地金アルミニウム・タ
−ゲットを用いて成膜した場合に、珪素鋼板の磁気特性
とくに鉄損特性が格段に向上する理由は、これらセラミ
ック膜と珪素鋼板との界面にセラミック膜中の微量のF
e, Al, Ti等の窒化物が存在することにより、密着性が
効果的に向上することによるものと考えられる。この
点、(B) の高純度クロム・タ−ゲットや(D) の高純度ア
ルミニウム・タ−ゲットを用いた場合には、セラミック
膜中にこれらの元素が存在していないために密着性の向
上を図ることができず、結果として強力な引張張力を珪
素鋼板に付加することができないことから、鉄損の低減
度合いが小さくなるものと考えられる。As described above, as a target for plasma coating, a ferromagnetic material (A) having a low material cost can be used.
When a film is formed using a chromium target and a base metal aluminum target (C), the magnetic properties, particularly iron loss properties, of the silicon steel sheet are significantly improved because of the ceramic film and the silicon steel sheet. Traces of F in the ceramic film at the interface of
It is considered that the presence of nitrides such as e, Al, and Ti effectively improves the adhesion. In this regard, when a high-purity chromium target (B) or a high-purity aluminum target (D) is used, the adhesion is low because these elements are not present in the ceramic film. Since no improvement can be achieved, and as a result a strong tensile tension cannot be applied to the silicon steel sheet, it is considered that the degree of reduction in iron loss is reduced.
【0034】[0034]
【作用】本発明の素材である含珪素鋼としては、従来公
知の成分組成いずれもが適合するが、代表組成を掲げる
と次のとおりである。 C:0.01〜0.08wt% Cは、0.01wt%より少ないと熱延集合組織の抑制が不十
分となって大きな伸長粒が形成されるため磁気特性が劣
化し、一方0.08wt%より多いと脱炭工程で脱炭に時間が
かかり経済的でないので、0.01〜0.08wt%程度とするの
が好ましい。The silicon-containing steel used as the material of the present invention is compatible with any of the conventionally known component compositions, but typical compositions are as follows. C: 0.01 to 0.08 wt% If the content of C is less than 0.01 wt%, the suppression of hot rolled texture is insufficient and large elongated grains are formed, thereby deteriorating the magnetic properties. Since it takes a long time to decarburize in the charcoal process and is not economical, it is preferable to set the content to about 0.01 to 0.08 wt%.
【0035】Si:2.0 〜4.0wt % Siは、 2.0wt%より少ないと十分な電気抵抗が得られな
いため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0
wt%より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くなるの
で、 2.0〜4.0 wt%程度の範囲とすることが好ましい。Si: 2.0 to 4.0 wt% If the content of Si is less than 2.0 wt%, sufficient electric resistance cannot be obtained, so that eddy current loss increases and iron loss deteriorates.
If the content is more than wt%, brittle cracks are likely to occur during cold rolling, so it is preferable to be in the range of about 2.0 to 4.0 wt%.
【0036】Mn:0.01〜0.2 wt% Mnは、一方向性珪素鋼板の2次再結晶を左右する分散析
出相としてのMnSあるいはMnSeを決定する重要な成分で
ある。Mn量が0.01wt%を下回ると2 次再結晶を生じさせ
るのに必要なMnS等の絶対量が不足し、不完全2次再結
晶を起こすと同時に、ブリスタ−と呼ばれる表面欠陥が
増大する。一方、 0.2wt%を超えると、スラブ加熱等に
おいてMnS等の解離固溶が行われたとしても、熱延時に
析出する分散析出相が粗大化し易く、抑制剤として望ま
れる最適サイズ分布が損なわれて磁気特性が劣化するの
で、Mnは0.01〜0.2 wt%程度とすることが好ましい。Mn: 0.01 to 0.2 wt% Mn is an important component that determines MnS or MnSe as a dispersed precipitation phase that affects secondary recrystallization of a grain-oriented silicon steel sheet. If the amount of Mn is less than 0.01% by weight, the absolute amount of MnS or the like necessary for causing secondary recrystallization becomes insufficient, causing incomplete secondary recrystallization and increasing the number of surface defects called blisters. On the other hand, if the content exceeds 0.2 wt%, even if dissociated solid solution of MnS or the like is performed in slab heating or the like, the dispersed precipitate phase precipitated during hot rolling is likely to be coarse, and the optimal size distribution desired as an inhibitor is impaired. Therefore, Mn is preferably set to about 0.01 to 0.2 wt%.
【0037】 S:0.008 〜0.1 wt%、Se:0.003 〜0.1 wt% SおよびSeはいずれも、 0.1wt%以下、中でもSは 0.0
08〜0.1 wt%、またSeは 0.003〜0.1 wt%の範囲とする
ことが好ましい。というのは、これらが 0.1wt%を超え
ると熱間および冷間加工性が劣化し、一方それぞれ下限
値に満たないとMnS、MnSeとしての1 次粒成長抑制機能
に格別の効果を生じないからである。その他、インヒビ
タ−として従来公知のAl, Sb, Cu, SnおよびB 等を複合
添加しても、本発明の効果を妨げるものではない。S: 0.008 to 0.1 wt%, Se: 0.003 to 0.1 wt% Both S and Se are 0.1 wt% or less, and among them, S is 0.0
Preferably, the content of Se is in the range of 08 to 0.1 wt%, and the content of Se is in the range of 0.003 to 0.1 wt%. The reason is that if these contents exceed 0.1 wt%, the hot and cold workability deteriorates, and if they do not reach the lower limits, respectively, there is no particular effect on the primary grain growth suppressing function as MnS and MnSe. It is. In addition, even if Al, Sb, Cu, Sn, B and the like which are conventionally known as inhibitors are added in combination, the effect of the present invention is not hindered.
【0038】次に、本発明に従う超低鉄損一方向性珪素
鋼板の製造工程について説明する。まず、素材を溶製す
るには、LD転炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼炉
を用い得ることは勿論のこと、真空溶解やRH脱ガス処
理を併用することもできる。Next, the manufacturing process of the ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to the present invention will be described. First, in order to smelt the raw material, not only an LD converter, an electric furnace, an open hearth furnace, and other known steelmaking furnaces can be used, but also vacuum melting and RH degassing can be used together.
【0039】本発明に従い、素材中に含有されるS、Se
あるいはその他の1 次粒成長抑制剤を溶鋼中に微量添加
する方法としては、従来公知の何れの方法を用いても良
く、例えばLD転炉、RH脱ガス終了時あるいは造塊時
の溶鋼中に添加することができる。また、スラブ製造
は、コスト低減、さらにはスラブ長手方向における成分
あるいは品質の均一性等の経済的・技術的利点のため連
続鋳造法の採用が有利ではあるが、従来の造塊スラブの
使用を妨げるものではない。According to the present invention, S, Se contained in the raw material
Alternatively, as a method of adding a small amount of another primary grain growth inhibitor to molten steel, any conventionally known method may be used. For example, LD converter, RH degassing at the end of molten steel or at the time of ingot casting Can be added. In slab production, it is advantageous to use the continuous casting method because of economic and technical advantages such as cost reduction and uniformity of components or quality in the slab longitudinal direction. It does not hinder.
【0040】連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ
−を解離・固溶させるために、1300℃以上の温度に加熱
される。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕
上圧延が施されて、通常厚み 1.3〜3.3 mm程度の熱延板
とされる。The continuous cast slab is heated to a temperature of 1300 ° C. or more in order to dissociate and form a solid solution of the inhibitor in the slab. Thereafter, the slab is subjected to hot rough rolling and then hot finish rolling to form a hot-rolled sheet having a thickness of usually about 1.3 to 3.3 mm.
【0041】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃程
度の温度範囲で熱延板焼鈍(均一化焼鈍ともいう)を施
したのち、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を
施して最終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を
有する製品を得るには最終冷延率(通常55〜90%)に注
意を払う必要がある。このとき、珪素鋼板の渦電流損を
できるかぎり小さくする観点から、製品厚の上限は0.5
mmに、またヒステリシス損の弊害を避けるために板厚の
下限は0.05mmに限定した。Next, the hot-rolled sheet is subjected to hot-rolled sheet annealing (also referred to as homogenization annealing) in a temperature range of about 850 to 1100 ° C. as necessary, and then is subjected to one or two cold-pressing steps including intermediate annealing. Rolling is performed to obtain a final thickness, but in order to obtain a product having high magnetic flux density and low iron loss, attention must be paid to the final cold rolling rate (normally 55 to 90%). At this time, the upper limit of the product thickness is 0.5 from the viewpoint of minimizing the eddy current loss of the silicon steel sheet.
mm, and the lower limit of the plate thickness was limited to 0.05 mm in order to avoid the adverse effect of hysteresis loss.
【0042】鋼板表面に線状の溝を形成する場合には、
この最終冷延を終え製品板厚となった鋼板に対して行う
のがとりわけ有利である。すなわち、最終冷延板または
2次再結晶前後の鋼板の表面に、圧延方向と交差する向
きに2〜10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1
〜50μm の線状の凹領域を形成させるのである。ここ
に、線状凹領域の間隔を2〜10mmの範囲に限定したの
は、2mmに満たないと鋼板凹凸があまりにも顕著で磁束
密度が低下し経済的でなくなり、一方10mmを超えると磁
区細分化効果が小さくなるからである。また、凹領域の
幅が50μm に満たないと反磁界効果を利用することが困
難となり、一方 500μm を超えると磁束密度が低下し経
済的でなくなるので、凹領域の幅は50〜500 μm の範囲
に限定した。さらに、凹領域の深さが 0.1μm に満たな
いと反磁界効果を効果的に利用することができず、一方
50μm を超えると磁束密度が低下し経済的でなくなるの
で、凹領域の深さは 0.1〜50μm の範囲に限定した。な
お、線状凹領域の形成方向は、圧延方向と直角方向すな
わち板幅方向とするのが最適であるが、板幅方向に対し
±30°以内であればほぼ同様の効果を得ることができ
る。When forming a linear groove on the surface of a steel sheet,
It is particularly advantageous to carry out the process on a steel sheet which has finished the final cold rolling and has a product thickness. That is, on the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization, the width: 50 to 500 μm, the depth: 0.1 at intervals of 2 to 10 mm in a direction crossing the rolling direction.
That is, a linear concave region of about 50 μm is formed. Here, the interval between the linear concave regions is limited to the range of 2 to 10 mm. If it is less than 2 mm, the unevenness of the steel sheet is too remarkable, the magnetic flux density is lowered and it is not economical. This is because the conversion effect is reduced. If the width of the concave region is less than 50 μm, it will be difficult to use the demagnetizing effect, while if it exceeds 500 μm, the magnetic flux density will decrease and it will not be economical, so the width of the concave region will be in the range of 50 to 500 μm. Limited to. Furthermore, if the depth of the concave region is less than 0.1 μm, the demagnetizing effect cannot be effectively used.
If the thickness exceeds 50 μm, the magnetic flux density decreases and it becomes not economical. Therefore, the depth of the concave region is limited to the range of 0.1 to 50 μm. In addition, the forming direction of the linear concave region is optimally set to a direction perpendicular to the rolling direction, that is, the sheet width direction, but substantially the same effect can be obtained as long as it is within ± 30 ° with respect to the sheet width direction. .
【0043】さらに、線状凹領域の形成方法としては、
最終冷延板の表面に、印刷によりエッチングレジストを
塗布、焼き付けた後、エッチング処理を施し、しかるの
ち該レジストを除去する方法が、従来のナイフの刃先や
レーザー等を用いる方法に比較して、工業的に安定して
実施できる点、および引張り張力により一層効果的に鉄
損を低減できる点で有利である。Further, as a method of forming the linear concave region,
On the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist is applied by printing, after baking, an etching process is performed, and then the method of removing the resist is compared with a method using a conventional knife edge or a laser, This is advantageous in that it can be carried out industrially stably, and that iron loss can be more effectively reduced by tensile tension.
【0044】以下、上記のエッチングによる線状溝形成
技術の典型例について具体的に説明する。最終冷延板の
表面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッチングレジ
ストインキをグラビアオフセット印刷により、非塗布部
が圧延方向にほぼ直角に幅:200μm 、間隔:4mmで線
状に残存するように塗布したのち、 200℃で約20秒間焼
き付ける。このとき、レジスト厚は2μm 程度とする。
このようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、
電解エッチングまたは化学エッチングを施すことによ
り、幅:200 μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、
ついで有機溶剤中に浸漬してレジストを除去する。この
時の電解エッチング条件は、NaCl電解液中で電流密度:
10 A/dm2、処理時間:20秒程度、また化学エッチング条
件は、HNO3液中で浸漬時間:10秒間程度とすれば良い。Hereinafter, a typical example of the above-described linear groove forming technique by etching will be specifically described. An etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is gravure offset printed on the surface of the final cold-rolled sheet so that the non-applied portion remains linearly at a right angle to the rolling direction with a width of 200 μm and a spacing of 4 mm in a line. After applying, bake at 200 ° C for about 20 seconds. At this time, the resist thickness is about 2 μm.
The steel plate coated with the etching resist in this way,
By performing electrolytic etching or chemical etching, a linear groove having a width of 200 μm and a depth of 20 μm is formed.
Next, the resist is removed by immersion in an organic solvent. The electrolytic etching conditions at this time are as follows:
10 A / dm 2 , treatment time: about 20 seconds, and chemical etching conditions: immersion time in HNO 3 solution: about 10 seconds.
【0045】ついで、鋼板には脱炭焼鈍が施される。こ
の焼鈍は、冷延組織を1次再結晶組織にすると同時に、
最終焼鈍(仕上焼鈍とも呼ばれる)で{110}〈00
1〉方位の2次再結晶粒を発達させる場合に有害なCを
除去することを目的とし、例えば 750〜880 ℃の湿水素
中で行う。Next, the steel sheet is subjected to decarburizing annealing. This annealing makes the cold rolled structure the primary recrystallized structure,
{110} <00 in final annealing (also called finish annealing)
1) For the purpose of removing harmful carbon when secondary recrystallized grains having an orientation are developed, the process is performed in, for example, 750 to 880 ° C. in wet hydrogen.
【0046】最終焼鈍は、{110}〈001〉方位の
2次再結晶粒を十分発達させるために施されるもので、
通常箱焼鈍によって直ちに1000℃以上に昇温し、その温
度に保持することによって行われる。この最終焼鈍は通
常、マグネシア等の焼鈍分離剤を塗布して行い、表面に
フォルステライトと呼ばれる下地被膜も同時に形成す
る。しかしながら、この発明では、フォルステライト下
地被膜を形成させたとしても、次工程でこの下地被膜を
除去するため、かようなフォルステライト下地被膜を形
成させないような焼鈍分離剤の方が有利である。すなわ
ち、フォルステライト下地被膜を形成させる MgOの含有
比率を低減し(50%以下)、代わってかかる被膜を形成
させない CaO, Al2O3, CaSiO3, SiO2 等の含有比率を高
く(50%以上)した焼鈍分離剤が有利である。The final annealing is performed to sufficiently develop secondary recrystallized grains having a {110} <001> orientation.
Usually, it is carried out by immediately raising the temperature to 1000 ° C. or higher by box annealing and maintaining the temperature. This final annealing is usually performed by applying an annealing separating agent such as magnesia, and a base coat called forsterite is simultaneously formed on the surface. However, in the present invention, even if a forsterite undercoat is formed, an annealing separator that does not form such a forsterite undercoat is more advantageous because the undercoat is removed in the next step. That is, to reduce the content ratio of MgO to form a forsterite base coating (hereinafter 50%), CaO not to form a Kakaru replace film, Al 2 O 3, CaSiO 3 , high content of SiO 2 or the like (50% The annealed separator described above is advantageous.
【0047】この発明において{110}〈001〉方
位に高度に集積した2次再結晶組織を発達させるために
は、 820℃から900 ℃の低温で保定焼鈍する方が有利で
あるが、その他、例えば 0.5〜15℃/h程度の昇温速度の
徐熱焼鈍でも良い。In the present invention, in order to develop a secondary recrystallized structure highly integrated in the {110} <001> orientation, it is more advantageous to carry out the constant annealing at a low temperature of 820 ° C. to 900 ° C. For example, slow annealing at a heating rate of about 0.5 to 15 ° C./h may be used.
【0048】この純化焼鈍後に、鋼板表面のフォルステ
ライト下地被膜や酸化物被膜は、公知の酸洗などの化学
的方法や切削、研磨などの機械的方法またはそれらの組
み合わせにより除去して、鋼板表面を平滑化する。すな
わち、鋼板表面の種々の被膜を除去した後、化学研磨、
電解研磨等の化学研磨やバフ研磨等の機械的研磨あるい
はそれらの組み合わせなど従来の手法により、中心線平
均粗さRaで 0.4μm 以下程度まで鋼板表面を平滑化す
る。After this purification annealing, the forsterite undercoat or oxide film on the surface of the steel sheet is removed by a known chemical method such as pickling, or a mechanical method such as cutting or polishing, or a combination thereof. Is smoothed. That is, after removing various coatings on the steel sheet surface, chemical polishing,
The surface of the steel sheet is smoothed to a center line average roughness Ra of about 0.4 μm or less by a conventional method such as chemical polishing such as electrolytic polishing or mechanical polishing such as buff polishing or a combination thereof.
【0049】なお、本発明では、珪素鋼板の表面を必ず
しも平滑化する必要はない。従ってこの場合には、コス
トアップを伴う平滑化処理を行わなくても、酸洗処理の
みで十分な鉄損低減効果を発揮できるという利点があ
る。とはいえ、やはり平滑化処理を施すことが有利であ
ることに変わりはない。また、この段階で鋼板表面に凹
形状の溝を導入することもできる。溝の導入方法は、最
終冷延板または2次再結晶前後の鋼板の表面に施す場合
と同じ方法を用いれば良い。In the present invention, it is not always necessary to smooth the surface of the silicon steel sheet. Therefore, in this case, there is an advantage that a sufficient iron loss reducing effect can be exerted only by the pickling treatment without performing the smoothing treatment accompanied by the cost increase. Nevertheless, it is still advantageous to perform the smoothing process. At this stage, a concave groove can be introduced into the surface of the steel sheet. The grooves may be introduced by the same method as that used for the surface of the final cold-rolled sheet or the steel sheet before and after the secondary recrystallization.
【0050】上記の処理後、鋼板表面にプラズマ・コー
ティング法を用いて、AlやCrの窒化物(AlN, CrN)およ
び炭化物(AlC, CrC)からなるセラミック膜を被成す
る。本発明では、このようなセラミック膜を被成する際
のAlタ−ゲットおよびCrタ−ゲットとして、市販されて
いる安価なフェロ−クロムおよび地金アルミニウムを用
いることが重要である。というのは、かようなフェロ−
クロムや地金アルミニウムには、少量のFe, Ti, Si等を
含有していることから、珪素鋼板との密着性の確保の観
点から好適であり、かくしてAlタ−ゲットおよびCrタ−
ゲットについて、その大幅なコストダウンが、鉄損特性
の改善に併せて実現されるのである。After the above-mentioned treatment, a ceramic film made of nitride (AlN, CrN) and carbide (AlC, CrC) of Al or Cr is formed on the surface of the steel sheet by using a plasma coating method. In the present invention, it is important to use commercially available inexpensive ferro-chromium and bare metal aluminum as the Al target and the Cr target when forming such a ceramic film. Because, such ferro-
Since chromium and aluminum aluminum contain a small amount of Fe, Ti, Si, etc., they are suitable from the viewpoint of ensuring adhesion to silicon steel sheets, and thus are suitable for Al targets and Cr targets.
For the get, the significant cost reduction is realized together with the improvement of the iron loss characteristics.
【0051】ここに、プラズマ・コーティング法として
は、マグネトロン・スパッタ法が特に有利に適合する
が、その他、HCD法(イオンプレーティング法の一
種)やプラズマCVD法、(EB+RF)法、マルティ
アーク法等も使用できる。なお、実際にAlタ−ゲットや
Crタ−ゲットを作製するには、フェロ−クロムや地金ア
ルミニウムを溶解し、所定の大きさに剪断後、ボンディ
ング処理を施してやれば良い。As the plasma coating method, a magnetron sputtering method is particularly suitable, but in addition, an HCD method (one type of ion plating method), a plasma CVD method, an (EB + RF) method, a multi-arc method Etc. can also be used. In addition, Al target and
In order to produce a Cr target, ferro-chromium or ingot aluminum is melted, sheared to a predetermined size, and then subjected to a bonding treatment.
【0052】[0052]
【実施例】実施例1 C:0.074 wt%, Si:3.38wt%, Mn:0.076 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb:0.025 wt%, Al:0.020 wt%, N:0.
068 wt%およびMo:0.012 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃で4時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み:2.2 mmの熱延板
とした。ついで1010℃の均一化焼鈍を施した後、1050℃
の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して0.23mm厚の最
終冷延板とした。ついで、 840℃の湿H2中で脱炭・1次
再結晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(10%), Al2O3(70
%), CaSiO3(10%), SiO2(10%) の組成になる焼鈍分離剤
をスラリ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、 8
50℃から12℃/hの速度で1180℃まで昇温してゴス方位に
強く集積した2次再結晶粒を発達させた後、1220℃の乾
H2中で純化処理を施した。EXAMPLES Example 1 C: 0.074 wt%, Si: 3.38 wt%, Mn: 0.076 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb: 0.025 wt%, Al: 0.020 wt%, N: 0.
A continuously cast slab of silicon steel containing 068 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1350 ° C. for 4 hours and then hot-rolled to a thickness of 2.2 mm. Hot rolled sheet. Then, after subjecting to a uniform annealing at 1010 ° C, 1050 ° C
Was subjected to two times of cold rolling with intermediate annealing being carried out to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, after performing decarburization and primary recrystallization annealing in wet H 2 at 840 ° C., MgO (10%), Al 2 O 3 (70
%), CaSiO 3 (10%), SiO 2 (10%), and then annealed at a temperature of 850 ° C for 15 hours.
The temperature was raised from 50 ° C to 1180 ° C at a rate of 12 ° C / h to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation.
It was subjected to purification treatment in H 2.
【0053】かくして得られた珪素鋼板の表面の酸化物
被膜を除去し、一部についてはさらに化学研磨による平
滑化処理を施した。ついで、珪素鋼板の表面に、マグネ
トロン・スパッタ法を用いて CrNセラミック膜を 0.6μ
m 厚被成した。この時、プラズマ・コ−ティングに使用
するCrタ−ゲットは、次のようにして作製した。フェロ
−クロム素材を、100kg の真空溶解炉で溶解後、熱間圧
延を施して12mm厚に圧延したのち、表面を研磨してから
10mm×127mm ×476mm に剪断した。ついでボンディング
処理を行った。このボンディング処理は、Cr基板の片面
をCuメッキ後、Inを用いてCuの基板上に張り付けするこ
とによってCrタ−ゲットとして使用するために行うもの
である。なお、このフェロ−クロム・タ−ゲットの主成
分は、Cr:92.0wt%, Si:2.5 wt%, Fe:1.8 wt%, A
l:1.6 wt%, Ti:1.5 wt%, C:0.8 wt%, S:0.06w
t%, P:0.03wt%であった。このフェロ−クロム・タ
−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入して、電
圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマグネトロ
ン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.6μm 厚の CrN
膜をコ−ティングした。The oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained was removed, and a part thereof was further subjected to a smoothing treatment by chemical polishing. Next, a 0.6 μm CrN ceramic film was formed on the surface of the silicon steel plate by magnetron sputtering.
m thick coating. At this time, a Cr target used for plasma coating was prepared as follows. The ferro-chromium material is melted in a 100 kg vacuum melting furnace, hot-rolled and rolled to a thickness of 12 mm, and the surface is polished.
It was sheared to 10 mm x 127 mm x 476 mm. Next, a bonding process was performed. This bonding process is performed for use as a Cr target by plating one surface of a Cr substrate with Cu and then attaching the substrate to a Cu substrate using In. The main components of the ferro-chromium target are: Cr: 92.0 wt%, Si: 2.5 wt%, Fe: 1.8 wt%, A
l: 1.6 wt%, Ti: 1.5 wt%, C: 0.8 wt%, S: 0.06 w
t%, P: 0.03 wt%. The ferro-chromium target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and a CrN film having a thickness of about 0.6 .mu.m was formed on a silicon steel plate by a magnetron sputtering method using an operating power of a voltage of 400 V and a current of 50 A.
The membrane was coated.
【0054】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 平滑化処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.95 T W17/50 : 0.57 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。 酸洗処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.94 T W17/50 : 0.62 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8 : 1.95 TW 17/50 : 0.57 W / kg Adhesiveness Even after a 180 ° bending on a 10 mm diameter round bar, there was no peeling and good results. When subjected to pickling treatment Magnetic properties B 8: 1.94 T W 17/50: 0.62 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0055】これとは別に、フェロ−クロム・タ−ゲッ
トをマグネトロン・スパッタ装置に装入し、電圧:400
V、電流:50Aの操作電力を用いてマグネトロン・スパ
ッタ法により、珪素鋼板上に約 0.7μm 厚の CrC膜をコ
−ティングした。このときの製品の磁気特性および密着
性は次のとおりであった。 平滑化処理を施した場合 磁気特性 B8 : 1.95 T W17/50 : 0.59 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。Separately, a ferro-chromium target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and a voltage: 400
V, current: A CrC film having a thickness of about 0.7 μm was coated on a silicon steel sheet by a magnetron sputtering method using an operating power of 50 A. The magnetic properties and adhesion of the product at this time were as follows. Smoothing processing applied was the case where the magnetic properties B 8: 1.95 T W 17/50: 0.59 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0056】実施例2 C:0.070 wt%, Si:3.42wt%, Mn:0.073 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb:0.025 wt%, Al:0.020 wt%, N:0.
066 wt%およびMo:0.012 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃で5時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み:2.0 mmの熱延板
とした。ついで1000℃の均一化焼鈍を施した後、1030℃
の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して0.23mm厚の最
終冷延板とした。ついで、最終冷延板の表面に、アルキ
ド系樹脂を主成分とするエッチングレジストインキをグ
ラビアオフセット印刷により、非塗布部が圧延方向とほ
ぼ直角な方向に幅:200 μm 、圧延方向の間隔:4mmで
線状に残存するように塗布したのち、200 ℃で約20秒間
焼付けた。このときのレジスト厚は2μm であった。こ
のようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、電
解エッチングを施すことにより、幅:200 μm 、深さ:
20μm の線状の溝を形成し、ついで有機溶剤中に浸漬し
てレジストを除去した。この時の電解エッチングは、Na
Cl電解液中で電流密度:10 A/dm2、処理時間:20秒間の
条件で行った。 Example 2 C: 0.070 wt%, Si: 3.42 wt%, Mn: 0.073 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb: 0.025 wt%, Al: 0.020 wt%, N: 0.
A continuously cast slab of silicon steel containing 066 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1350 ° C. for 5 hours and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. Hot rolled sheet. Then, after performing uniform annealing at 1000 ° C, 1030 ° C
Was subjected to two times of cold rolling with intermediate annealing being carried out to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, on the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that the non-applied portion has a width of approximately 200 μm in a direction substantially perpendicular to the rolling direction, and a distance between the rolling directions of 4 mm. And then baked at 200 ° C. for about 20 seconds. At this time, the resist thickness was 2 μm. By subjecting the steel sheet coated with the etching resist in this way to electrolytic etching, the width: 200 μm and the depth:
A 20 μm linear groove was formed and then immersed in an organic solvent to remove the resist. The electrolytic etching at this time is
In a Cl electrolyte, the current density was 10 A / dm 2 , and the treatment time was 20 seconds.
【0057】その後、 840℃の湿H2中で脱炭・1次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(25%), Al2O3(55%),
CaSiO3(5%), SiO2(15%)の組成になる焼鈍分離剤をスラ
リ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、 850℃か
ら10℃/hの速度で1150℃まで昇温してゴス方位に強く集
積した2次再結晶粒を発達させた後、1220℃の乾H2中で
純化処理を施した。かくして得られた珪素鋼板の表面の
酸化物被膜を除去したのち、化学研磨により表面を平滑
化した。Then, after decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet H 2 at 840 ° C., MgO (25%), Al 2 O 3 (55%),
Slurry coating of an annealing separating agent with the composition of CaSiO 3 (5%) and SiO 2 (15%), then annealing at 850 ° C for 15 hours, then rising from 850 ° C to 1150 ° C at a rate of 10 ° C / h After heating to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation, a purification treatment was performed in dry H 2 at 1220 ° C. After removing the oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained, the surface was smoothed by chemical polishing.
【0058】ついで、珪素鋼板の表面に、マグネトロン
・スパッタ法を用いて AlNセラミック膜を 0.7μm 厚被
成した。この時、プラズマ・コ−ティングに使用するAl
タ−ゲットは、次のようにして作製した。地金のAl素材
を、100kg の真空溶解炉で溶解後、熱間圧延を施して12
mm厚に圧延したのち、表面を研磨してから、10mm×127m
m ×476mm に剪断した。ついでボンディング処理を行っ
た。なお、この地金アルミニウム・タ−ゲットの主成分
はAl:98.0wt%, Fe:0.60wt%, Si:0.38wt%, Ti:0.
14wt%, Cu:0.19wt%であった。この地金アルミニウム
・タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入し
て、電圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマグ
ネトロン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.7μm 厚
の AlN膜をコ−ティングした。Then, a 0.7 μm thick AlN ceramic film was formed on the surface of the silicon steel plate by magnetron sputtering. At this time, Al used for plasma coating is used.
The target was prepared as follows. The aluminum ingot is melted in a 100 kg vacuum melting furnace and then hot-rolled.
After rolling to a thickness of 10 mm, the surface is polished and then 10 mm x 127 m
It was sheared to m × 476 mm. Next, a bonding process was performed. The main components of the metal aluminum target are Al: 98.0 wt%, Fe: 0.60 wt%, Si: 0.38 wt%, Ti: 0.
14 wt%, Cu: 0.19 wt%. This metal aluminum target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and an AlN film having a thickness of about 0.7 μm was formed on a silicon steel sheet by magnetron sputtering using an operating power of 400 V and a current of 50 A. Coated.
【0059】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.51 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.51 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0060】また、これとは別に、地金アルミニウム・
タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入し、電
圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマグネトロ
ン・スパッタ法により、珪素鋼板上に約 0.7μm 厚の A
lC膜をコ−ティングした。得られた製品の磁気特性およ
び密着性は次のとおりであった。 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.54 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。In addition, separately from this,
The target was placed in a magnetron sputtering apparatus, and a magnetron sputter method was used to apply a voltage of 400 V and a current of 50 A to a silicon steel plate to obtain a 0.7 μm thick A.
The 1C film was coated. The magnetic properties and adhesion of the obtained product were as follows. Magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.54 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0061】さらに、化学研磨をせず、酸洗処理ままの
鋼板の表面に、上記と同様にして、AlN セラミック被成
して得た製品の磁気特性および密着性は次のとおりであ
った。 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.59 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。Further, the magnetic properties and adhesion of the product obtained by applying the AlN ceramic on the surface of the as-picked steel sheet without chemical polishing in the same manner as described above were as follows. Magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.59 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0062】実施例3 C:0.044 wt%, Si:3.36wt%, Mn:0.071 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb:0.025 wt%およびMo:0.012 wt%を含
有し、残部は実質的にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブ
を、1330℃で5 時間加熱処理後、熱間圧延を施して厚
み:2.4 mmの熱延板とした。ついで、 950℃の均一化焼
鈍後、1000℃の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して
0.23mm厚の最終冷延板とした。その後、最終冷延板の表
面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッチングレジス
トインキをグラビアオフセット印刷により、非塗布部が
圧延方向とほぼ直角な方向に幅:200 μm 、圧延方向の
間隔:4mmで線状に残存するように塗布したのち、200
℃で約20秒間焼付けた。このときのレジスト厚は2μm
であった。このようにしてエッチングレジストを塗布し
た鋼板に、電解エッチングを施すことにより、幅:200
μm 、深さ:20μm の線状の溝を形成し、ついで有機溶
剤中に浸漬してレジストを除去した。この時の電解エッ
チングは、NaCl電解液中で電流密度:10 A/dm2、処理時
間:20秒間の条件で行った。 Example 3 C: 0.044 wt%, Si: 3.36 wt%, Mn: 0.071 wt%, Se:
A continuously cast silicon steel slab containing 0.020 wt%, Sb: 0.025 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1330 ° C for 5 hours and then hot-rolled. And a hot-rolled sheet having a thickness of 2.4 mm. Next, after uniform annealing at 950 ° C, cold rolling is performed twice with intermediate annealing at 1000 ° C.
The final cold-rolled sheet was 0.23 mm thick. Then, on the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd-based resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that the non-applied portion has a width of approximately 200 μm in a direction substantially perpendicular to the rolling direction, and a distance between the rolling directions of 4 mm. After applying so that it remains in a line with
Bake at ℃ for about 20 seconds. The resist thickness at this time is 2 μm
Met. The steel plate coated with the etching resist in this manner is subjected to electrolytic etching to obtain a width: 200
A linear groove having a thickness of 20 .mu.m and a depth of 20 .mu.m was formed, and then immersed in an organic solvent to remove the resist. The electrolytic etching at this time was performed in a NaCl electrolytic solution under the conditions of a current density of 10 A / dm 2 and a processing time of 20 seconds.
【0063】ついで、820 ℃の湿H2中で脱炭・1次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(10%), Al2O3(60%),
CaSiO3(15%), SiO2(15%) の焼鈍分離剤をスラリ−塗布
し、ついで 850℃で50時間の保定焼鈍によりゴス方位に
強く集積した2次再結晶粒を発達させた後、1200℃の乾
H2中で純化処理を施した。かくして得られた珪素鋼板の
表面の酸化物被膜を除去したのち、化学研磨により表面
を平滑化した。Then, after decarburization and primary recrystallization annealing in wet H 2 at 820 ° C., MgO (10%), Al 2 O 3 (60%),
After applying an annealing separator of CaSiO 3 (15%) and SiO 2 (15%), the secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation were developed by holding annealing at 850 ° C. for 50 hours. 1200 ℃ dry
It was subjected to purification treatment in H 2. After removing the oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained, the surface was smoothed by chemical polishing.
【0064】ついで、珪素鋼板の秒面に、マグネトロン
・スパッタ法を用いて AlNセラミック膜を 0.5μm 厚被
成した。この時、プラズマ・コ−ティングに使用するAl
タ−ゲットは、次のようにして作製した。地金のAl素材
を、100kg の真空溶解炉で溶解後、熱間圧延を施して12
mm厚に圧延したのち、表面を研磨してから、10mm×127m
m ×476mm に剪断した。ついでボンディング処理を行っ
た。なお、この地金アルミニウム・タ−ゲットの主成分
はAl:98.2wt%, Fe:0.55wt%, Si:0.35wt%, Ti:0.
12wt%, Cu:0.11wt%であった。この地金アルミニウム
・タ−ゲットをマグネトロン・スパッタ装置に装入し
て、電圧:400 V、電流:50Aの操作電力を用いてマグ
ネトロン・スパッタ法により珪素鋼板上に約 0.5μm 厚
の AlN膜をコ−ティングした。Then, a 0.5 μm thick AlN ceramic film was formed on the second surface of the silicon steel plate by magnetron sputtering. At this time, Al used for plasma coating is used.
The target was prepared as follows. The aluminum ingot is melted in a 100 kg vacuum melting furnace and then hot-rolled.
After rolling to a thickness of 10 mm, the surface is polished and then 10 mm x 127 m
It was sheared to m × 476 mm. Next, a bonding process was performed. The main components of the metal aluminum target are Al: 98.2 wt%, Fe: 0.55 wt%, Si: 0.35 wt%, Ti: 0.
12 wt%, Cu: 0.11 wt%. The bare aluminum target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and an AlN film having a thickness of about 0.5 μm was formed on a silicon steel sheet by a magnetron sputtering method using an operating power of a voltage of 400 V and a current of 50 A. Coated.
【0065】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 磁気特性 B8 : 1.88 T W17/50 : 0.63 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上での 180°曲げを行っても剥離が無く、良好 であった。The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. Magnetic properties B 8: 1.88 T W 17/50: 0.63 W / kg adhesion diameter: even if the 180 ° bending on a 10mm round bar no peeling was better.
【0066】実施例4 C:0.072 wt%, Si:3.41wt%, Mn:0.076 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb:0.025 wt%, Al:0.021 wt%, N:0.
066 wt%およびMo:0.012 wt%を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1340℃で5時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み:2.0 mmの熱延板
とした。ついで1000℃の均一化焼鈍を施した後、1050℃
の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して0.23mm厚の最
終冷延板とした。ついで、最終冷延板の表面に、アルキ
ド系樹脂を主成分とするエッチングレジストインキをグ
ラビアオフセット印刷により、非塗布部が圧延方向とほ
ぼ直角な方向に幅:200 μm 、圧延方向の間隔:4mmで
線状に残存するように塗布したのち、200 ℃で約20秒間
焼付けた。このときのレジスト厚は2μm であった。こ
のようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、電
解エッチングを施すことにより、幅:200 μm 、深さ:
20μm の線状の溝を形成し、ついで有機溶剤中に浸漬し
てレジストを除去した。この時の電解エッチングは、Na
Cl電解液中で電流密度:10 A/dm2、処理時間:20秒間の
条件で行った。 Example 4 C: 0.072 wt%, Si: 3.41 wt%, Mn: 0.076 wt%, Se:
0.020 wt%, Sb: 0.025 wt%, Al: 0.021 wt%, N: 0.
A continuously cast slab of silicon steel containing 066 wt% and Mo: 0.012 wt%, with the balance being substantially Fe, was heated at 1340 ° C. for 5 hours and then hot-rolled to a thickness of 2.0 mm. Hot rolled sheet. Then, after subjecting to homogenization annealing at 1000 ° C, 1050 ° C
Was subjected to two times of cold rolling with intermediate annealing being carried out to obtain a final cold-rolled sheet having a thickness of 0.23 mm. Then, on the surface of the final cold-rolled sheet, an etching resist ink containing an alkyd resin as a main component is subjected to gravure offset printing so that the non-applied portion has a width of approximately 200 μm in a direction substantially perpendicular to the rolling direction, and a distance between the rolling directions of 4 mm. And then baked at 200 ° C. for about 20 seconds. At this time, the resist thickness was 2 μm. By subjecting the steel sheet coated with the etching resist in this way to electrolytic etching, the width: 200 μm and the depth:
A 20 μm linear groove was formed and then immersed in an organic solvent to remove the resist. The electrolytic etching at this time is
In a Cl electrolyte, the current density was 10 A / dm 2 , and the treatment time was 20 seconds.
【0067】その後、 840℃の湿H2中で脱炭・1次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgO(25%), Al2O3(60%),
CaSiO3(5%), SiO2(10%)の組成になる焼鈍分離剤をスラ
リ−塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、 850℃か
ら10℃/hの速度で1150℃まで昇温してゴス方位に強く集
積した2次再結晶粒を発達させた後、1200℃の乾H2中で
純化処理を施した。かくして得られた珪素鋼板の表面の
酸化物被膜を除去したのち、化学研磨により表面を平滑
化した。Then, after decarburization and primary recrystallization annealing were performed in wet H 2 at 840 ° C., MgO (25%), Al 2 O 3 (60%),
Slurry coating of an annealing separating agent with the composition of CaSiO 3 (5%) and SiO 2 (10%), then annealing at 850 ° C for 15 hours, then rising from 850 ° C to 1150 ° C at a rate of 10 ° C / h After heating to develop secondary recrystallized grains strongly integrated in the Goss orientation, purification was performed in dry H 2 at 1200 ° C. After removing the oxide film on the surface of the silicon steel sheet thus obtained, the surface was smoothed by chemical polishing.
【0068】ついで、珪素鋼板の表面に、マグネトロン
・スパッタ法を用いて、 CrNセラミック膜を 0.7μm
厚被成し、ついで CrNの上に CrCを 0.2μm 厚被成
た。この時、プラズマ・コ−ティングに使用するCrタ−
ゲットは、次のようにして作製した。フェロクロム素材
(Cr:75.0wt%, Fe:23.0wt%, Al:0.3 wt%, Ti:0.
8 wt%、残部不純物)を、100kg の真空溶解炉で溶解
後、10mm×127mm ×476mm に剪断した。ついでボンディ
ング処理を行った。このフェロ−クロム・タ−ゲットを
マグネトロン・スパッタ装置に装入して、電圧:400
V、電流:50Aの操作電力を用いてマグネトロン・スパ
ッタ法により珪素鋼板上に、 0.7μm 厚の CrN膜をコ
−ティングし、さらにその上に 0.2μm 厚の CrC膜を
コ−ティングした。Next, a CrN ceramic film was formed on the surface of the silicon steel sheet by using a magnetron sputtering method to a thickness of 0.7 μm.
Then, CrC was formed on CrN to a thickness of 0.2 μm. At this time, a Cr tar used for plasma coating is used.
Gets were produced as follows. Ferrochrome material (Cr: 75.0 wt%, Fe: 23.0 wt%, Al: 0.3 wt%, Ti: 0.
(8 wt%, the remaining impurities) was melted in a 100 kg vacuum melting furnace and then sheared to 10 mm x 127 mm x 476 mm. Next, a bonding process was performed. This ferrochrome target was charged into a magnetron sputtering apparatus, and the voltage: 400
V, current: A CrN film having a thickness of 0.7 μm was coated on a silicon steel plate by magnetron sputtering using an operating power of 50 A, and a CrC film having a thickness of 0.2 μm was further coated thereon.
【0069】かくして得られた製品の磁気特性および密
着性は次のとおりであった。 の CrN膜のみの場合 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.51 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。 の(CrN+CrC)複合膜の場合 磁気特性 B8 : 1.91 T W17/50 : 0.48 W/kg 密着性 直径:10mmの丸棒上で 180°曲げを行っても剥離が無く、良好で あった。The magnetic properties and adhesion of the product thus obtained were as follows. The CrN film only if the magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.51 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good. Of (CrN + CrC) composite film when the magnetic properties B 8: 1.91 T W 17/50: 0.48 W / kg adhesion diameter on 10mm round bar 180 ° bend without peeling even if the were good.
【0070】[0070]
【発明の効果】かくして、本発明によれば、従来材に比
較して鉄損が格段に優れた超低鉄損一方向性珪素鋼板
を、極めて安価に得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet having extremely excellent iron loss as compared with conventional materials, at extremely low cost.
Claims (5)
方向性珪素鋼板の表面に、プラズマ・コーティングによ
ってCrまたはAlの窒化物または炭化物からなるセラミッ
ク張力被膜を被成して超低鉄損一方向性珪素鋼板を製造
するに際し、 プラズマ・コ−ティングの際のタ−ゲットとして、フェ
ロ−クロムまたは地金アルミニウム材料を用いることを
特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。1. A ceramic tension coating made of nitride or carbide of Cr or Al is formed on the surface of a finish-annealed unidirectional silicon steel sheet having a thickness of 0.05 to 0.5 mm by plasma coating. In producing an iron-loss unidirectional silicon steel sheet, a ferro-chromium or ingot aluminum material is used as a target in plasma coating. Production method.
向性珪素鋼板の表面に、圧延方向と交差する向きに2〜
10mmの間隔で、幅:50〜500 μm 、深さ:0.1 〜50μm
の線状の凹領域を設けたことを特徴とする超低鉄損一方
向性珪素鋼板の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is formed in a direction intersecting the rolling direction.
At intervals of 10 mm, width: 50-500 μm, depth: 0.1-50 μm
A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, characterized in that a linear concave region is provided.
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施した表
面である超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。3. The method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet is a surface subjected to a smoothing treatment.
みの一方向性珪素鋼板の表面が、平滑化処理を施さな
い、酸洗処理ままの表面である超低鉄損一方向性珪素鋼
板の製造方法。4. The ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the surface of the finish-annealed unidirectional silicon steel sheet has not been subjected to a smoothing treatment and is a surface as it is in an pickling treatment. Production method.
ミック張力被膜が、窒化物および/または炭化物からな
る2層以上の複数層で、その熱膨張係数が外層側にいく
ほど小さく、かつ最外層のセラミック張力被膜は絶縁性
を有することを特徴とする超低鉄損一方向性珪素鋼板の
製造方法。5. The ceramic tension coating according to claim 1, wherein the ceramic tension coating comprises a plurality of two or more layers made of a nitride and / or a carbide, and the thermal expansion coefficient decreases toward the outer layer, and A method for producing an ultra-low iron loss unidirectional silicon steel sheet, wherein the ceramic tension coating of the outer layer has insulating properties.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8971998A JPH11286775A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8971998A JPH11286775A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11286775A true JPH11286775A (en) | 1999-10-19 |
Family
ID=13978587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8971998A Withdrawn JPH11286775A (en) | 1998-04-02 | 1998-04-02 | Production of ultralow core loss grain-oriented silicon steel sheet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11286775A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004183086A (en) * | 2002-12-06 | 2004-07-02 | Nikko Materials Co Ltd | Method of producing high purity chromium, and high purity chromium |
JP2005220444A (en) * | 2005-03-31 | 2005-08-18 | Nikko Materials Co Ltd | High purity metal, sputtering target composed of high purity metal, thin film deposited by sputtering, and method for producing high purity metal |
CN100457965C (en) * | 2006-10-30 | 2009-02-04 | 北京航空航天大学 | Method for preparing Fe-6.5 wt% Si thin plate using continuous magnetic control sputtering physical gas phase depositing |
KR101353703B1 (en) * | 2010-12-27 | 2014-01-20 | 주식회사 포스코 | Oriented electrical steel sheet and method for manufacturing thereof |
JP2019123936A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | Jfeスチール株式会社 | Method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheets |
-
1998
- 1998-04-02 JP JP8971998A patent/JPH11286775A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100457965C (en) * | 2006-10-30 | 2009-02-04 | 北京航空航天大学 | Method for preparing Fe-6.5 wt% Si thin plate using continuous magnetic control sputtering physical gas phase depositing |
KR101353703B1 (en) * | 2010-12-27 | 2014-01-20 | 주식회사 포스코 | Oriented electrical steel sheet and method for manufacturing thereof |
JP2019123936A (en) * | 2018-01-12 | 2019-07-25 | Jfeスチール株式会社 | Method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheets |
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