具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板及其製造方法

2023-05-24 02:58:36

專利名稱：具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板及其製造方法，更具體而 言，涉及一種其磁性能可通過調節組分含量和改進位造方法而顯著改善至在現有技術的相 似組分體系中無法預料的程度的晶粒取向電工鋼板，及其製造方法。
背景技術：
電工鋼板是指用於製造電工機械或設備的矽鋼板。電工鋼板可廣義地分為晶粒取 向電工鋼板和無取向電工鋼板。具體而言，晶粒取向電工鋼板由具有被稱為高斯織構(Goss texture)的晶粒組成，如高斯發現並提出的，在所述織構中，晶粒的晶面取向為{110}晶 面，並且晶粒在軋制方向上的晶體取向平行於軸向。因此，這些鋼板在軋制方向上具 有優良的磁性能。晶粒取向電工鋼板的晶體取向對其磁性能的影響可參照圖1簡要說明(援引文 獻Arai ken et.al,Recent Development of Electrical SteelSheets, the Iron & Steel Institute of Japan,pp 15，1995)。圖1是示出對單晶所進行的確定鐵損與鋼板的實際晶 體取向相對於高斯取向的偏移角之間的相互關係的實驗的結果的圖表。如圖1圖表所示， 相對於高斯取向的偏移角(即所稱的β角的絕對值，將在下文對其進行描述)為約2°C時 顯示出最低鐵損。因此，晶粒取向電工鋼板通常製造為使其晶體取向相對於高斯取向的偏 移角儘可能接近2。電工鋼板為多晶材料，其取向可通過計算考慮晶粒面積時各晶粒的取 向偏離高斯取向的角度中β角的絕對值的面積權重平均值(area-weight average)而獲 得。為簡便起見，表述「各晶粒的取向偏離高斯取向的角度中β角的絕對值的面積權重平 均值」簡稱為「高斯取向偏移角」。參考圖2，高斯取向偏移角由角α、β和Y表示。公知的是，控制角β是控制電 工鋼板磁性能的最有效方式。因此，高斯取向偏移角β在本發明說明書整篇中簡稱為高斯 取向偏移角。為了製造取向接近高斯取向的鋼板，必須使所有晶體的取向均與高斯取向匹配。 然而，由於電工鋼板通過軋制板坯製造，因而它們都不可避免地具有多晶結構。因此，各個 晶體具有不同的取向，要使各晶體的取向接近於高斯取向還需要專門的操作。換言之，儘管具有多晶結構的軋制鋼板包括取向接近於高斯取向的晶體，但其主 要包括取向與高斯取向極為不同的晶體。因此，當以其本身的形式使用取向不同於高斯取 向的晶體時，難以生產出具有優良磁性能的電工鋼板。因此，具有多晶結構的鋼板必須再結 晶以使鋼板中僅存留取向接近於高斯取向的晶體。再結晶過程中優先生長的晶體的取向由 再結晶溫度決定。因而，當適當控制再結晶溫度時，取向接近於高斯取向的晶體可優先生 長。因此，鋼板在再結晶過程之前具有小部分取向接近高斯取向的晶體，而在再結晶過程之 後具有大部分取向接近高斯取向的晶體。這種再結晶過程稱為二次再結晶，從而使其可區 別於之前的初次再結晶(將在下文描述)。在二次再結晶之前，實施初次再結晶以使晶體均勻分布。通常，初次再結晶在冷軋過程後進行的脫碳退火之後立即進行或與之同時進行。通過初次再結晶過程，可形成粒徑 均勻適宜的晶粒。毫無疑問，由於所述晶粒在各個方向上取向均勻，該晶粒取向電工鋼板中 具有高斯取向的晶粒所佔最終分數極低。如上所述，初次再結晶鋼板可通過將其在能使鋼板具有高斯取向的適宜溫度下進 行二次再結晶而製造為具有高斯取向和優良磁性能的鋼板。在此期間，如果初次再結晶鋼 板中具有不同取向的晶粒具有不同的尺寸，則由於「尺寸優勢」(即較大晶粒比較小晶粒穩 定)，無論晶粒的取向如何，較大晶粒很可能在數量上超過較小晶粒，即便該初次再結晶鋼 板是在能使鋼板具有高斯取向的適宜溫度下進行二次再結晶。因此，取向偏離高斯取向的 晶粒的分數可能增加。因此，在初次再結晶期間，晶粒必須以均勻和適宜的尺寸分布。如果晶粒過細，則 界面能可由於晶體界面面積的增加而增加，從而導致晶粒不穩定。在該情況下，二次再結晶 在過低溫度下進行，因而取向偏離高斯取向的晶粒可能不利地大量產生。晶粒的適宜尺寸 可根據所添加元素(抑制劑)的種類而變化，將在下文對此進行說明。當初次再結晶晶粒在適宜溫度下進行再結晶時，可優先較大量產生適於晶粒取向 電工鋼板並具有高斯取向的晶粒。因此，必須將晶粒加熱至適宜溫度。然而，晶粒在加熱至 適宜溫度之前會不可避免地暴露於低溫範圍。如果晶粒在該低溫範圍再結晶，具有高斯取 向的晶粒就不能優先較大量獲得。因此，需要一種能抑制晶粒生長以防止晶粒在加熱至適 宜溫度之前再結晶的方法。在鋼板中起該作用的方法可通過使添加至鋼板中的元素進行偏 析或沉澱而獲得。起該作用的成分稱為抑制劑。在將晶粒加熱至適宜的二次再結晶溫度之前，抑制劑以沉澱物或偏析物的形式存 在於晶界周圍，以抑制晶粒的進一步生長。而後，當晶粒加熱至適宜(二次再結晶)溫度時， 抑制劑即溶解或分解，從而促使晶粒不受限制地生長。廣泛用作抑制劑的上述成分的實例包括MnS和MnSe。例如，日本專利公布文本No. Sho 51-13469公開了一種製造電工鋼板的方法。在 該文本中，晶粒取向鋼板通過一系列工藝製造，包括板坯的加熱、熱軋、熱軋板的退火、第一 冷軋、中間退火、第二冷軋、脫碳退火和最終退火，並且使用MnSe和Sb作為抑制劑。此外， 日本專利公布文本No. Sho 30-3651公開了一種製造晶粒取向電工鋼板的技術。在該文本 中，晶粒取向電工鋼板通過包括中間退火的兩個冷軋步驟製造，並且使用MnS作為抑制劑。 使用MnS作為抑制劑的方法的另一個實例公開於日本專利公布文本No. Sho 40-15644中。 在該文本中，使用MnS和AlN作為抑制劑，並通過一步冷軋工藝以超過80 %的高壓下率獲得 了具有高磁通密度的產品。同時，使用MnS作為抑制劑的方法的缺點在於，必須將板坯在極高的溫度下再熱 以形成MnS。換言之，由於MnS在板坯中以粗沉澱物的形式存在，因而其不能作為用於製造 晶粒取向電工鋼板的抑制劑。因此，必須將MnS溶解然後均勻分布。為此目的，必須將板坯 加熱至MnS可以溶解的溫度。使MnS溶解的溫度極高，即約1300°C或更高，甚至當考慮到熱 力學平衡時也是如此。事實上，板坯必須再熱至更加高得多的溫度，例如約1400°C，以足夠 快速地將MnS溶解，從而使MnS可用於各種工業應用領域。然而，當將板坯加熱至所述高溫時，加熱板坯可消耗大量能量，並且板坯的表面可 能熔化，從而導致維修再熱爐的費用較高以及再熱爐的壽命降低。
4
在這方面，需要一種可降低板坯再熱溫度的抑制劑。為了應對該需求，已提供了一 種氮化物基抑制劑。所述氮化物基抑制劑的優點如下所述。氮可通過氮氣氣氛中所形成的 條件引入，所述條件能使氮在脫碳退火之後立即或與脫碳退火同時容易地引入鋼板中。因 此，引入鋼板中的氮與鋼板中能形成氮化物的成分反應以形成氮化物，該氮化物起抑制劑 的作用。所述氮化物的實例包括諸如A1N、(Al，Si)N等成分。由於冷軋鋼板可在適宜溫度下在對其脫碳退火的同時或在對其脫碳退火之後被 氮化，因而冷軋鋼板的再熱溫度可接近熱軋過程中的常規再熱溫度。這種再熱模式在製造 晶粒取向電工鋼板領域稱為「低溫再熱」。通過上述低溫再熱製造晶粒取向電工鋼板的方法的實例公開於日本專利公布 文本No. Hei 1-230721和Hei 1-283324以及韓國專利特開公布文本No. 97-48184和 97-28305中。在上述方法中，使用氨氣來產生氮氣氣氛。通常，氨氣在約500°C或更高的溫 度易於分解為氫氣和氮氣。因此，可利用氨氣的特性來向鋼板提供氮。然而，基於上述氮化方法的低溫再熱工藝的問題還在於，僅通過使用氮不可能提 高鋼板的磁性能。為了進一步提高晶粒取向電工鋼板的磁性能，在二次再結晶期間以高斯取向生長 的晶粒的分數可通過添加其他可作為抑制劑的成分而增加。或者，在二次再結晶期間具有 高斯取向的晶粒的分數可通過提高在初次再結晶期間具有高斯取向的晶粒的分數而增加。 此外，初次再結晶晶粒的尺寸可均勻分布以防止不具有高斯取向的晶粒在二次再結晶期間 由於尺寸優勢而生長得更大。所提出的常規方法可通過例如改善鋼板組成而實施。換言之，當將元素例如Sn、 Sb和P添加至電工鋼板中時，該電工鋼板的磁性能可由於下述原因而大大改善。這就是說，Sb和Sn用以提高在初次再結晶組織中具有{110}取向的晶粒的 分數，並使硫化物均勻沉澱。此外，當添加的Sb和Sn的含量超過預定值時，可防止在脫碳 退火期間發生氧化反應。因此，可提高脫碳退火的溫度，而這又使晶粒取向電工鋼板上更易 形成第一塗膜。此外，由於上述元素可通過晶界處的沉澱作用防止晶粒生長，因而可使二次 再結晶晶粒的粒徑減小。此處，精細二次再結晶晶粒的形成會引起磁疇最小化效應。已知P用於改善初次再結晶期間的織構。也就是說，P用於提高初次再結晶期間 具有高斯取向的晶粒的分數。日本專利公布文本 No.Hei 2-294428 和 Hei 11-335794 以及 No. 2006-241503、 2007-254829和2007-051338公開了將諸如Sn、Sb和P等元素加入晶粒取向電工鋼板中。特別是，在這些文獻中，日本專利公布文本No. Hei 2_294428公開了一種具有高 磁通密度的晶粒取向電工鋼板，其中將0. 0007至0. 045重量％的P加入晶粒取向電工鋼板 中。此外，日本專利公布文本No. 2006-241503公開了一種製造具有穩定磁性能的矽鋼板的 方法，所述方法通過將0. 015至0. 07重量％的P與其他成分一起加入，必要時還加入0. 005 至0. 2重量％的Sb和0. 01至0. 5重量％的Sn中的一種或多種而進行。日本專利公布文本No. 2007-254829公開了一種製造具有優良磁性能的晶粒取向 電工鋼板的方法，所述方法通過必要時加入0. 02至0. 30重量％的Sn、Sb和P中的一種或 多種而進行。此外，日本專利公布文本No. 2007-051338公開了一種製造在45度方向上具 有出色磁性能的晶粒取向電工鋼板的方法，所述方法通過加入0. 2重量％或更少的P，必要
5時還加入0. 001至0. 02重量％的Sb和0. 002至0. 1重量％的Sn中的一種或多種而進行。日本專利公布文本No. Hei 11-335794還公開了一種通過向電工鋼板的組分體系 中加入0. 0005 M 2.0重量％的至少一種選自Sn、Sb、P、B、Bi、Mo、Te和Ge的元素而製造電 工鋼板的方法。儘管上述專利文獻公開了添加諸如Sn、Sb和P等元素，但是所公開的上述元素的 含量範圍很寬。此外，專利文獻中僅簡單地公開了鋼板中含有一種或多種所述元素。也就 是說，儘管常規的研究已發現了加入SruSb和P可改善電工鋼板的磁性能，但是它們並沒有 公開各種元素的適宜含量以及所述元素間的相互作用可能產生的協同效應。因此，通過加 入適宜含量的元素來改善電工鋼板磁性能的具體方案仍有待提供。含有SruSb和P的電工鋼板的初次再結晶和二次再結晶行為與僅含有抑制劑的常 規電工鋼板不同。然而，現有技術中並沒有提供針對此問題的解決方案。也就是說，具有上 述元素的鋼，與不具有上述元素的鋼相比，初次再結晶粒徑更小，對二次再結晶的抑制作用 更強。然而，現有技術沒有公開考慮上述觀點而控制退火過程的有關內容。除了上述考慮之外，二次再結晶發生在製造電工鋼板的方法的一系列過程例如板 坯熱軋、熱軋鋼板的退火、冷軋、脫碳退火和最終退火中的最終退火過程中。當開始溫度過 度增加並維持較長時間以進行二次再結晶時，可能導致生產率的下降。這就是說，由於最終退火通過將捲曲鋼板加熱至高溫而進行，因而捲曲鋼板之間 可能彼此粘附。因此，將各捲曲鋼板的表面塗布退火隔離劑(其主要含有MgO)，然後再進 行最終退火。此處，由於各捲曲鋼板表面塗布了 MgO和水分(即以漿體形式)，因而各冷軋 鋼板要進行兩步均熱過程。所述兩步均熱過程分為第一均熱過程，其中將鋼板中的水分從 漿體中除去；以及第二均熱過程，其中在第一均熱過程之後，將鋼板加熱至二次再結晶溫度 後，將鋼板維持在適宜溫度。在第一均熱過程中，與MgO共存的水分被除去，並且鋼板中所含的Si發生反應，從 而在鋼板表面上形成一層MgO-SiO複合氧化物膜。如上所述，優先生長的晶粒的取向由二次再結晶溫度決定。因此，二次再結晶溫度 必須精確控制。也就是說，當抑制劑例如MnS或AlN再溶解於鋼板中時二次再結晶發生。因 此，最有利的是，在儘可能窄的溫度範圍內迅速除去抑制劑。如果溫度急劇升高，則抑制劑 可能就在寬的溫度範圍內除去。在該情況下，具有各種取向的晶粒也可生長。因此，難以獲 得具有優良磁性能並含有優先地較大量的取向接近高斯取向的晶粒的晶粒取向電工鋼板。 因此，在現有技術中，鋼板被極緩慢地、特別是以10至17°C的速率加熱至二次再結晶溫度。 然而，在以如此緩慢的速率加熱鋼板時，將鋼板加熱至第二均熱過程的溫度需要過長的時 間，從而導致低的生產率。此外，雖然已作為抑制劑使用的AlN和MnS可用於提高二次再結晶期間具有高斯 取向的晶粒的分數，但是它們不利於最終晶粒取向電工鋼板的磁性能。因此，有利的是，在 二次再結晶之後除去抑制劑。當電工鋼板在控制的氣氛中維持在高溫時，可將所述成分除 去。因此，第二均熱過程在高溫實施。由於使N和S元素以及孤島晶粒(island grain)降 低，第二均熱過程是極有利的。然而，在大多數電工鋼板中，為了形成大量抑制劑，即AlN和 MnS,將大量的N和S溶解至鋼板中後才進行初次和二次再結晶過程。因此，需要太長的時 間來實施第二均熱過程以除去大量的N和S，從而導致低的生產率。

發明內容
技術問題本發明旨在解決現有技術中的問題，因此，本發明一方面提供一種通過將Sn、Sb 和P的含量調節至適宜範圍、最優化所述元素之間的相互關係並加入另外的磁性改善元素 而具有進一步改善的磁性能的晶粒取向電工鋼板。此外，本發明的另一方面提供一種製造晶粒取向電工鋼板的方法，根據本發明的 一個示例性實施方案，其解決了製造具有優良性能的電工鋼板的過程中易於引起的生產率 低的問題。本發明的又一方面提供一種具有適合組分體系的加熱模式的製造晶粒取向電工 鋼板的方法。技術方案根據本發明的一方面，提供了這樣一種晶粒取向電工鋼板，其實質上包含 0. 03-0. 07 重量％的 Sn、0. 01-0. 05 重量％的 Sb 和 0. 01-0. 05 重量％的 P。在該情形下，P+0. 5Sb可在0. 0370-0. 0630範圍內(其中P和Sb分別代表相應元
素的含量(以重量％計))。此外，晶粒取向電工鋼板還可包含以下元素中的一種或多種1. 40重量％或更少 的As、0. 50重量％或更少的Cu、0. 1重量％或更少的Bi、l. 40重量％或更少的Te、l. 40重 量％或更少的Ni、0. 35重量％或更少的Cr、l. 40重量％或更少的Pb以及總量為1. 40重 量％或更少的至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。此外，晶粒取向電工鋼板還可包含2. 0-4. 0重量％的Si、0. 020-0. 040重量％的酸 溶性Al和0. 01-0. 20重量％的胞。此外，電工鋼板的晶體取向可偏離高斯取向小於3度。另外，晶粒取向電工鋼板可由一種還含有0. 04-0. 07重量％的C、10_55ppm的N和 0. 0010-0. 0055重量％的S的鋼板坯製造。此外，還提供一種製造電工鋼板的方法。此處，所述方法包括通過將一種鋼板 坯熱軋、退火和冷軋製造一種鋼板，其中所述鋼板坯實質上包含0. 03-0. 07重量％的Sn、 0. 01-0. 05重量％的Sb和0. 01-0. 05重量％的P ；將所述冷軋鋼板在800-950°C的溫度範 圍內進行脫碳和氮化退火過程；和對所述退火鋼板進行最終退火。其中，當所述最終退火操 作包括第一均熱、加熱和第二均熱操作時，加熱溫度開始時以18-75°C /小時的加熱速率上 升，然後在900-1020°C的範圍內以10-15°C /小時的速率上升。在此情況下，P+0. 5Sb可在0. 0370-0. 0630範圍內(其中P和Sb分別代表相應元
素的含量(以重量％計))。此外，所述鋼板坯還可包含以下元素中的一種或多種1.40重量％或更少的As、 0. 50重量％或更少的Cu、0. 1重量％或更少的Bi、l. 40重量％或更少的Te、l. 40重量％或 更少的Ni、0. 35重量％或更少的Cr、l. 40重量％或更少的Pb以及總量為1. 40重量％或更 少的至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。此外，所述鋼板坯還可包含2. 0-4. 0重量％的Si、0. 020-0. 040重量％的酸溶性 Α1、0· 01-0. 20 重量％&Μη、0. 04-0. 07 重量％ 的 C、10_55ppm 的 N 和 0. 0010-0. 0055 重量％的S。此外，再熱鋼板坯的操作可包括控制加熱溫度以使再溶解的N的含量可在 10-40ppm範圍內。另外，鋼板坯的加熱溫度可在1050_1250°C範圍內。此外，第二均熱溫度在1150_1250°C範圍內。有益效果根據本發明，具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板可通過優化添加元素的含量並 最大限度地利用所述元素之間的協同效應而製造，這可解決在晶粒取向電工鋼板製造過程 中易於引起的生產率低的問題。


圖1是示出鐵損隨鋼板晶體取向與高斯取向的偏移角(如圖2中所示的β角) 的變化的圖表。圖2是示出高斯取向偏移角的概念視圖，所述高斯取向偏移角由α、β和Y表
7J\ ο圖3是示出加入預定含量範圍的Sn、Sb和P時，鐵損改善超出現有技術所預期的 限度的圖表。圖4是示出具有含量固定的Sb和P及含量增加的Sn的鐵損改善的圖表。圖5是示出具有含量固定的Sn和P及含量增加的Sb的鐵損改善的圖表。圖6是示出具有含量固定的Sn和Sb及含量增加的P的鐵損改善的圖表。圖7是示出具有含量固定的Sn和含量增加的P和Sb的鐵損改善的圖表。圖8是示出使用式P+0. 5Sb的圖7的結果的圖表。
具體實施例方式下文將詳細描述本發明的示例性實施方案。本發明發明人已經對含有SruSb和P的常規電工鋼板的組分體系中的SruSb和P 的含量以及對可通過控制上述元素而產生的電工鋼板磁性能改善的效果進行了深入研究。 在該深入研究中，本發明發明人發現，通過適當控制所述元素的含量範圍、控制所述元素之 間的相互關係以及除SruSb和P之外還添加As，可獲得比先前預想的優良得多的閾值效果。 因此，基於上述事實而作出本發明。本發明的概念示於圖3中。具體而言，圖3是概念性地示出鐵損相對於Sn、Sb或 P的含量的變化的圖表。在圖3中，橫軸代表SruSb或P的含量，縱軸代表鐵損。參照圖3，當SruSb或P的含量落入常規含量範圍內時，已知鐵損的變化形成一條 連續的線，所述線在適宜範圍內具有局部極小點。然而，根據本發明的一個示例性實施方 案，當在常規含量範圍內限定某一條件時，鐵損可明顯降低。也就是說，當Sn、Sb或P的含 量落入圖3所示的常規含量範圍內時，可預測的是，鐵損的變化會形成連續的線，鐵損沒有 顯著的改變。但是，本發明發明人所做實驗的結果表明，當所述元素的含量落入預定範圍內 時，對鐵損的改善可獲得現有技術所無法預料的顯著效果。控制相應元素的含量落入預定含量範圍不足以達到鐵損改善的效果。鐵損改善的
8效果可在三種元素同時添加時獲得。也就是說，即使在常規範圍內改變Sb的含量，也不可 能獲得圖3中所示的對鐵損改善的顯著效果。所述效果僅當Sn和P以適宜量同時添加時方 可獲得。因此，三種元素必須同時添加，並且其含量範圍必須同時控制在適宜含量。在此情 況下，可獲得本發明所追求的關鍵效果。這些實驗結果證實了這一點。也就是說，根據實驗 結果，當添加Sb和P而不使用Sn時，可局部檢測到小晶粒。所述局部檢測到的小晶粒被認 為是具有非高斯取向的取向的微量晶粒，因而可導致電工鋼板的磁性能變差。然而，當Sn、 Sb和P同時添加時，可獲得均勻的二次再結晶晶粒，並且RD//
織構可較強地形成於初 次再結晶鋼板中。此外，當同時控制P和Sb各自的含量範圍時，還可產生另外的關鍵的協同效應。因 此，P和Sb的含量需要通過一個式子來控制。因此，在本發明中，在電工鋼板的各元素中，SruSb和P的含量控制如下，並且P和 Sb含量之間的關係(如下式所定義)控制在適宜範圍內1) Sn 0. 03-0. 07 重量％2) Sb :0· 01-0. 05 重量％3)Ρ :0· 01 至 0. 05 重量％4)P+0. 5Sb:0.0370-0.0630(其中P和Sb分別代表相應元素的含量(以重量％ 計))。各元素的含量如上所示確定，原因如下。Sn :0· 03-0. 07 重量％Sn用於通過增加具有{110} 取向的次級核的數量來減小二次再結晶晶粒的 尺寸。因此，Sn的添加改善了鐵損性能。此外，Sn通過晶界偏析在抑制晶粒生長方面起重要 作用，並且補償了由於AlN顆粒變粗和Si含量增加而造成的抑制晶粒生長效果的降低。因 此，即使存在相對較高含量的Si，也能成功形成具有{110}取向的二次再結晶織構。 也就是說，可增加Si含量而不會對具有{110}取向的二次再結晶織構的形成產生任 何不利影響，而且還可減小最終厚度。如上所述，在其他元素的含量調節至適宜範圍的情況 下，Sn含量優選在0. 03-0. 07重量％範圍內。也就是說，當控制Sn含量使其如上所述落入 0.03-0. 07重量％範圍內時，可實現現有技術中無法預料的鐵損的不連續的突然降低。因 此，優選將Sn的含量控制在上述範圍內。此外，如果Sn含量過高，則會引起脆性增加。而 如果將Sn含量控制在上述範圍內，則可降低脆性。Sb :0. 01-0. 05 重量％Sb用於通過晶界偏析來抑制初次再結晶晶粒的過度生長。由於添加Sb以抑制初 次再結晶期間晶粒的生長，因而可消除鋼板在厚度方向上的初次再結晶晶粒尺寸的不均勻 化，同時還可以穩定的方式形成二次再結晶晶粒。由此，可製造具有更出色磁性能的晶粒取 向電工鋼板。特別是，當Sb含量在0.01-0. 5重量％範圍內時，Sb的效果可改善至現有技 術無法預料的程度。如上所述，Sb用於通過晶界偏析而抑制初次再結晶晶粒的過度生長。 然而，如果Sb的添加量為0. 01重量％或更少，則其可能不能恰當地發揮作用。如果Sb的 添加量為0. 05重量％或更多，則初次再結晶晶粒的尺寸會變得過小。因此，二次再結晶的 初始溫度可能較低，由此使磁性能變差，或者可能對晶粒生長產生過強的抑制效果，由此抑 制二次再結晶晶粒的形成。
P :0· 01-0. 5 重量％P用於促進低溫加熱的晶粒取向電工鋼板中初次再結晶晶粒的生長。因此，P會 提高二次再結晶的溫度，從而增加最終產品中{110}取向晶粒的集結密度。如果初 次再結晶晶粒過大，二次再結晶會變得不穩定。但只要發生二次再結晶，則大的初次再 結晶晶粒更有利於提高二次再結晶溫度。同時，P不僅能通過增加初次再結晶板中具有 {110}取向的晶粒的數目來降低最終產品的鐵損，而且還能通過使得初次再結晶板中 的{111}織構強壯生長來增加最終產品中{110}取向晶粒的集結密度，由此增 加最終產品的磁通密度。此外，P在二次再結晶退火期間甚至在約1000°c的高溫時在晶界 偏析，由此推遲沉澱物的分解，從而增強抑制效果。當P含量限於0. 01-0. 05重量％時，可 獲得現有技術中無法預料的對鐵損改善的顯著效果。為了充分表現出P的作用，P需要以 0. 01重量％或更多的量添加。然而，如果P的添加量為0. 05重量％或更多，則初次再結晶 晶粒的尺寸可能會減小而不是增加。這樣，二次再結晶就會不穩定地進行，而且鋼板的冷軋 性能可能變差，並且鋼的脆性增加。P+0. 5Sb :0. 0370-0. 0630 (其中P和Sb分別代表相應元素的含量(以重量％計))根據本發明發明人所做實驗的結果，當添加各元素並將P+0. 5Sb含量控制在上述 範圍內時，大大改善了鐵損性能。這是因為上述元素的添加產生了協同效應，並且當元素含 量滿足上式範圍時，與元素的其他數值範圍相比，所述協同效應突然達到最大值。因此，除 了控制各元素的含量外，更有利的是將p+0. 5Sb含量控制在上述範圍內。當將電工鋼板中各元素的含量限於上述範圍時，鋼板的取向變得接近高斯取 向，因而大大改善了鋼板的磁性能。因此，具有本發明有益效果的電工鋼板實質上包括 0. 03-0. 07重量％的Sn、0. 01-0. 5重量％的Sb和0. 01-0. 05重量％的P。除了將所述元素 的含量限制為上述相應範圍之外，還可將p+0. 5Sb的含量(其中P和Sb分別代表相應元素 的含量(以重量％計))限制為0. 0370-0. 0630。除了如上所述控制SruSb和P各自的含量之外，當適量添加至少一種選自As、Cu、 Bi、Te、Ni、Cr、Pb、Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素時，鋼板的磁性能可由於其有益效果而進 一步改善，所述有益效果例如控制二次再結晶的溫度和使晶粒尺寸均勻化。添加各元素的 原因更詳細描述如下。As:1.40重量％或更少根據本發明發明人的研究，As是一種通過協助諸如P、Sb和Sn等抑制劑發揮作用 而進一步增強磁性能的元素。當添加As時，二次再結晶的開始溫度會增加，因而二次再結 晶可在有利於具有高斯取向的晶粒的生長的溫度穩定地發生。然而，如果As的添加量高於 1.40重量％，則會不可避免地使鋼板退火期間形成的膜劣化以及使磁性能劣化。因此，As 含量限於1.40重量％。即使As含量不足，磁性能也不會像絲毫不添加As—樣劣化。但是， 在此情況下，難以獲得添加As的有益效果。因此，更有利的是As的添加量為0. 003重量％ 或更高，以獲得有益效果。Cu :0· 50重量％或更少Cu可在熱軋期間沉澱為精細顆粒形式，其用作初次再結晶晶粒生長的抑制劑。特 別是，當脫碳過程與氮化過程同時進行時，Cu的效果顯著。然而，當脫碳過程與氮化過程同 時進行時，與氮化過程在脫碳過程之後進行相比，初次再結晶晶粒的尺寸變得更不均勻。當
10初次再結晶晶粒的尺寸變得更不均勻時，過度生長的晶粒會由於其尺寸優勢而被二次再結 晶，從而導致最終產品的磁性能劣化。該問題可通過適量添加Cu這一形成硫化物的元素來 解決。也就是說，當Cu的添加量極小時，可形成精細硫化物並增加其數量。換言之，Cu會在 熱軋期間精細地沉澱至硫化物中，並抑制初次再結晶晶粒的過度生長。因此，晶粒的尺寸可 變得均勻，從而可在二次再結晶期間僅選擇性地沉澱高斯晶粒。由此，可製造具有出色磁性 能的晶粒取向電工鋼板。如果Cu的添加量高於0. 50重量％，則初次再結晶晶粒的尺寸會變 得過小。這樣，可能會降低二次再結晶的開始溫度，而這又會使磁性能劣化。因此，Cu含量 可限於0.50重量％。即使Cu含量不足，與絲毫不添加Cu相比，磁性能也不會劣化。然而， 在此情況下，難以獲得添加Cu的有益效果。因此，更有利的是Cu的添加量為0. 05重量％ 或更高，以獲得有益效果。Bi 0. 1重量％或更少在本發明中，除了所需組成外，Bi可以0. 1重量％或更少的量添加。本發明發明 人的研究表明，Bi用作輔助抑制劑以提高二次再結晶的開始溫度並使二次再結晶穩定。因 此，添加Bi能夠產生具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板。如果Bi的添加量高於0. 1重 量％，則會無法避免地使在鋼板退火期間形成的膜劣化和使磁性能劣化。因此，Bi含量限於 0.1%。即使Bi含量不足，與絲毫不添加Bi相比，磁性能也不會劣化。然而，在此情況下， 難以獲得添加Bi的有益效果。因此，更有利的是Bi的添加量為0.005重量％或更高，以獲 得有益效果。Te :1· 40重量％或更少根據本發明發明人的研究，Te是一種通過協助諸如P、Sb和Sn等抑制劑發揮作用 而進一步增強磁性能的元素。當添加Te時，二次再結晶的引發溫度增加，因而二次再結晶 可在有利於具有高斯取向的晶粒的生長的溫度穩定地發生。然而，如果Te的添加量超過 1.40重量％，則不可避免地使鋼板退火期間形成的膜劣化和使磁性能劣化。因此，Te含量 限於1.40重量％。即使Te含量不足，與絲毫不添加Te相比，磁性能也不會劣化。然而，在 此情況下，難以獲得添加Te的有益效果。因此，更有利的是Te的添加量為0. 01重量％或 更高，以獲得有益效果。Ni 1 · 40重量％或更少根據本發明發明人的研究，Ni可改善熱軋鋼板的結構，並用作提高二次再結晶開 始溫度的輔助抑制劑，且使二次再結晶穩定。因此，當添加M時，可產生具有優良磁性能的 晶粒取向電工鋼板。如果Ni的添加量超過1.40重量％，則會不可避免地使鋼板退火期間 形成的膜劣化和使磁性能劣化。因此，Ni含量限於1.40重量％。即使Ni含量不足，與絲毫 不添加Ni相比，磁性能也不會劣化。然而，在此情況下，難以獲得添加Ni的有益效果。因 此，更有利的是M的添加量為0. 01重量％或更高，以獲得有益效果。Cr :0· 35重量％或更少Cr是一種形成鐵素體的元素，其可使初次再結晶晶粒生長並增加初次再結晶板中 具有{110}取向的晶粒的數量。因此，當添加Cr時，可產生具有低鐵損和高磁通密度 的晶粒取向電工鋼板。此處，如果Cr的添加量高於0. 35重量％，就會在同時進行的脫碳和 氮化退火過程期間於鋼板表面形成一層緻密氧化物膜，從而抑制氮化。因此，Cr含量限於 0.35重量％。即使Cr含量不足，與絲毫不添加Cr相比，磁性能也不會劣化。然而，在此情況下，難以獲得添加Cr的有益效果。因此，更有利的是Cr的添加量為0. 02重量％或更高， 以獲得有益效果。 13:1.4重量％或更少在本發明中，除了所需含量的元素外，可以以1.40重量％或更少的量添加Pb。本 發明發明人的研究表明，Pb作為輔助抑制劑而提高二次再結晶開始溫度，並使二次再結晶 穩定。因此，當添加Pb時，可產生具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板。如果Pb的添加量 高於1. 40重量％，則會不可避免地使鋼板退火期間形成的膜劣化和使磁性能劣化。因此， Pb含量限於1. 40重量％。即使Pb含量不足，與絲毫不添加Pb相比，磁性能也不會劣化。 然而，在此情況下，難以獲得添加Pb的有益效果。因此，更有利的是Pb的添加量為0. 005 重量％或更高，以獲得有益效果。至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素的總量1. 40重量％或更少在本發明中，除上述所需元素外，還優選以總量為1.40重量或更少的量加入至少 一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。根據本發明發明人的研究，所述元素可通過協助 諸如P、Sb和Sn等抑制劑發揮作用而進一步增強磁性能。當添加這些元素時，二次再結晶 的開始溫度提高，因而二次再結晶可在有利於具有高斯取向的晶粒的生長的溫度穩定地發 生。然而，如果這些元素的添加總量超過1. 40重量％，則會不可避免地使鋼板退火期間形 成的膜劣化和使磁性能劣化。因此，這些元素含量的總和限於1.40重量％。即使各元素的 含量不足，與絲毫不添加各元素相比，磁性能也不會劣化。然而，在此情況下，難以獲得添加 所述元素的有益效果。因此，更有利的是所述元素的添加總量為0. 003重量％或更高，以獲 得有益效果。在這方面，本發明的電工鋼板優選實質上包括0. 03-0. 07重量％的Sn、0. 01-0. 05 重量％的Sb和0. 01-0. 05重量％ &Ρ。需要時，所述電工鋼板還可進一步包括一種或多種以 下成分1. 40重量％或更少的As、0. 50重量％或更少的Cu、0. 1重量％或更少的Bi、1. 40重 量％或更少的Te、l. 40重量％或更少的Ni、0. 35重量％或更少的Cr、l. 40重量％或更少的 Pb和總量為1. 40重量％或更少的至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。除了將各元 素的含量限制為其相應範圍之外，更有利的是將P+0. 5Sb的含量限制為0. 0370-0. 0630 (其 中分別代表相應元素的含量(以重量％計))。根據本發明發明人的研究，本發明的由上述元素組成的電工鋼板的晶體取向必須 偏離高斯取向小於3度，以確保出色的鐵損性能。除了上述元素之外，也可將電工鋼板中常規使用的其他元素(例如Si、Mn和Al) 以及其他不可避免的雜質添加至電工鋼板中。然而，這些其他元素可通過由常規電工鋼板 中所使用的組分及含量簡單推算其含量而施用於本發明的電工鋼板。因此，不需要限制其 他元素中每一種的含量範圍。也就是說，重要的是滿足Sn、Sb和P元素的含量及其之間的 關係，以及將任選添加的其他元素限制為上述相應的範圍。然而，下文將給出並簡要說明適合本發明組分體系的其他元素的更優選實例(例 如 Si、Mn 和 Al)。Si :2. 0-4. 0 重量％Si作為電工鋼板的基本元素使用並增加材料的電阻率以降低鐵芯損耗。如果Si 含量小於2. 0重量％，則材料的電阻率可能降低，因而鐵芯損耗性能可能劣化。另一方面，如果Si含量高於4. 0重量％，則鋼的脆性將增加，在此情況下，冷軋會變得非常困難，而且 二次再結晶晶粒的形成會變得不穩定。因此，Si含量限於2. 0-4. 0重量％。酸溶性Al 0. 020-0. 040 重量％Al最終形成氮化物，例如A1N、(Al，Si)N、(Al，Si，Mn)N，作為抑制劑。如果Al含量 低於0. 02重量％，則可能不足以達到其作為抑制劑的效果。如果Al含量過高，則Al基氮化 物會沉澱並過粗地生長，因而Al作為抑制劑的效果不足。因此，Al含量限於0. 020-0. 040
重量％。錳(Mn)0. 01-0. 20 重量％Mn與Si—樣，是一種用於提高材料的電阻率從而降低鐵損的元素。另外，Mn用於 與氮——其通過氮化處理過程與Si —起引入——反應以形成(Al，Si，Mn)N沉澱物。因此， Mn抑制初次再結晶晶粒的生長，從而促進二次再結晶。然而，如果Mn的添加量高於0. 20重 量％，則Mn可促進熱軋期間的奧氏體相轉變。因此，可能會降低初次再結晶晶粒的尺寸，從 而使二次再結晶不穩定。因此，Mn含量限於0. 20重量％或更少。此外，Mn是一種形成奧 氏體的元素，其可提高熱軋鋼板再熱期間的奧氏體分數，從而增加沉澱物的量，還可通過沉 澱物的精製和MnS的形成而防止初次再結晶晶粒過度生長。因此，Mn的添加量應當為0. 01 重量％或更高。因此，Mn含量限於0.01至0.2重量％。C在冷軋後實施的脫碳退火期間除去。N和S應當在第二均熱處理期間在氣氛控 制的條件下儘可能地除去。因此，N和S被視為電工鋼板組分體系中的雜質。然而，由於這 些元素在冷軋前由於各種原因而存在於電工鋼板中，因而在用於製造電工鋼板的鋼板坯、 熱軋鋼板和冷軋鋼板(即剛剛經過冷軋過程的鋼板)中可含有預定含量範圍的這些元素。 在本發明中，更有利的是將這些元素的含量控制在下述範圍內。C :0. 04-0. 07 重量％C是一種不能大程度地有助於改善本發明晶粒取向電工鋼板的磁性能的元素。因 此C應當儘可能地除去。然而，當所含的C含量大於預定量時，C可促進軋制過程期間鋼的 奧氏體相轉變，從而在熱軋期間獲得精細的熱軋組織，並有助於形成熱軋組織的均勻精細 組織。因此，C的添加量優選為0.04重量％或更高。然而，當C的使用量過高時，可能會沉 積粗的碳化物，使其不易於在脫碳期間除去。因此，C優選在開始時以上述範圍加入。N :10-55ppmN為一種通過與Al等反應而引發晶粒精細化的元素。當這些元素恰當分布時，可 使冷軋後具有適當精細的組織，這有助於確保初次再結晶晶粒的尺寸適宜。然而，如果N含 量過高，則初次再結晶晶粒會變得過於精細，而這又會提高促進二次再結晶期間晶粒生長 的驅動力。因此，具有不利取向的晶粒也會生長。此外，如果N含量過高，則在最終退火過 程中除去N會耗費大量的時間。因此，N含量的上限設定為55ppm。如下文將描述的，板坯 再熱期間溶解的N含量可為IOppm或更高。因此，考慮到可溶解的N的含量比例，N含量的 下限設定為lOppm。S 0. 0010-0. 0055%如果板坯中含有的S的量高於0. 0055%，則S在熱軋板坯的再熱期間會再溶解並 沉澱。因而，會使初次再結晶晶粒的尺寸減小，這會導致二次再結晶的開始溫度降低，從而 使鋼的磁性能劣化。此外，由於除去在最終退火過程的第二均熱工段中溶解的S需要大量
13的時間，因而晶粒取向電工鋼板的生產率較低。另一方面，如果S含量為0. 0055%或更少， 則冷軋前初始晶粒的尺寸會變粗，因而可增加初次再結晶過程中核在轉變帶處產生的具有 {110}取向的晶粒的數量。因此，可減小二次再結晶晶粒的尺寸，從而改善最終產品 的磁性能。因此，S含量設定為0. 0055%或更少。由於S可通過形成MnS而在一定程度上 影響初次再結晶晶粒的尺寸，因而S的添加量可為0. 001重量％或更高。因此，S含量限於
0.0010 至 0. 0055 重量 ％。本領域普通技術人員應理解，在本發明的電工鋼板中，除了上述元素之外，還可含 有晶粒取向電工鋼板中所含的多種元素作為合金元素。顯然，在本發明的範圍內，可結合和 使用常規的已知元素。本發明的電工鋼板可使用本領域公知的製造電工鋼板的常規方法之一而製造。然 而，更有利的是通過使用下述方法製造電工鋼板。下文將詳細描述更優選的方法。然而，應 理解，下文未指明的條件與公知條件相同。在製造冷軋鋼板之前，使用常規的製造方法進行。也就是說，可從本領域技術人員 公知的常規方法中選擇一種方法，或必要時可使用該方法的改進方案，所述方法包括將鋼 板坯熱軋、將所述熱軋鋼板坯退火和將所述退火鋼板坯冷軋。此外，還可包括並相應地採用 熱軋和冷軋電工鋼板所需的其他過程(如，酸浸)。當將鋼板坯再熱以進行熱軋時，優選將再熱溫度調節至使N和S不完全溶解的範 圍。特別是，優選將N含量控制在10-40ppm範圍內。也就是說，本發明發明人的研究表明， 重要的是控制再熱期間再溶解的和冷卻期間沉澱的氮化物的量，而不是將N的總含量控制 在適宜範圍內。因此，將再熱過程中再熔融的N的含量控制在適宜範圍內。也就是說，晶粒 的精細化由沉澱的氮化物的量決定。如果晶粒過細，則取向不同於高斯取向的晶粒可能生 長。相反，如果晶粒過粗，則不想要的晶粒不會在二次再結晶過程中除去。因此，有利的是將 溶解N的含量限制為10-40ppm。用以控制溶解N的含量的板坯再熱溫度可根據鋼中所含的 Al的含量確定。考慮到本發明可優選包含的Al的含量，再熱溫度更優選在1050至1250°C 範圍內。由於冷軋過程之前的過程可適當地選自上述常規方法之一，為清楚起見不再對 其進行詳細描述。然而，當鋼板用以製造晶粒取向電工鋼板時，熱軋鋼板的厚度通常在
1.8-3. 5mm範圍內，冷軋鋼板的厚度通常在0. 18-0. 35mm範圍內。此處，熱軋鋼板的退火通 過以下方式進行將鋼板加熱至1000至1200°C，然後將該加熱的鋼板在850-950°C的溫度 進行均熱處理並冷卻所述鋼板。當進行上述過程時，熱軋或對熱軋鋼板進行退火後的沉澱 物的平均尺寸在300至3000的範圍內。然後，對冷軋鋼板進行脫碳退火和再結晶退火，現將對其進行詳細描述。將冷軋鋼板在氨氣、氫氣和氮氣的混合氣體氣氛下進行脫碳和氮化退火過程。上 述脫碳和氮化退火過程可使用常規氮化方法容易地實施。氮化退火可與脫碳退火同時實 施，或在其後實施。當脫碳在氮化退火之前實施時，形成諸如Si3N4或(Si，Mn)N等沉澱物。 這些沉澱物通常熱不穩定，因而易於分解。因此，由於所述沉澱物不能合適地用作抑制劑， 應當將其維持在高溫下較長時間，以使它們轉化為諸如AlN或(Al5Si, Mn)N等沉澱物。當 脫碳和氮化退火過程同時實施時，由於AlN和(Ai，Si)N同時形成，因而無需長的加工時間。 因此，更有利的是同時實施脫碳和氮化退火過程。然而，應注意的是，根據本發明，在氮化退火之前進行脫碳也可有效地用於製造具有有利性能的電工鋼板。也就是說，同時進行脫碳 和氮化退火過程更容易用於製造本發明的電工鋼板，但本發明不限於此。根據本發明發明人的研究，當將Sn、Sb和P的含量控制在本發明所指出的範圍內 時，晶粒尺寸與常規組分體系的晶粒尺寸明顯不同。因此，更有利的是考慮這一點。也就是 說，當將元素含量分別控制在所述範圍內時，初次再結晶晶粒的尺寸變得精細，並且二次再 結晶可在同樣的初次再結晶條件下容易地發生。當初次再結晶晶粒精細時，二次再結晶就 容易發生。然而這些元素具有防止相同尺寸的初次再結晶晶粒容易地發生二次再結晶的作 用。因此，需要根據哪種作用更主要而確定本發明的二次再結晶與常規情形相比是更易發 生還是較不易發生，然後再在脫碳退火條件下應用該確定結果。根據本發明發明人所做的 研究，由於促進二次再結晶的驅動力隨著初次再結晶晶粒變得精細而大大增加，因而有利 的是將脫碳退火溫度(也就是初次再結晶溫度)控制為當添加元素時不會使初次再結晶組 織變得太精細的程度。脫碳退火溫度可設定為800-950°C，比常規情況高10-30°C。如果脫 碳退火溫度較低，則不能充分地實現脫碳，而且所形成的晶粒會保持精細。這樣，具有不利 取向的晶粒就會在二次再結晶期間生長。反之，如果脫碳退火溫度過高，則初次再結晶晶粒 可能過度生長。在本發明的組分體系中，初次再結晶晶粒的有利尺寸在約18-25μπι範圍 內。本發明組分體系的露點可設定為50-70°C，比不含Sn、Sb和P的組分體系低2_4°C，這 更有利於更好地控制氧化物層，從而控制最終產品的晶粒取向並改善鐵損特性。如上所述，將脫碳退火後的鋼板塗布一種含有MgO作為基礎成分的退火隔離劑， 卷取，然後最終退火較長一段時間，以製造具有高斯取向的晶粒佔優勢分布的電工鋼板。具 體過程包括第一均熱過程，用於除去塗布於卷取鋼板上的退火隔離劑中的水分；升溫過程， 用於升高溫度以使初次再結晶鋼板進行二次再結晶；以及第二均熱過程，用於在進行再結 晶的同時除去雜質。此處，再熱溫度以極低速率上升，以使抑制劑在窄的溫度範圍內迅速再 溶解並除去晶粒生長的阻礙且在較窄的溫度範圍內開始二次再結晶，第二均熱時間設定為 較長時間以除去雜質。由於上述常規方法具有生產率差的問題，本發明發明人為發現應對 問題的線索進行了諸多嘗試，已發現在第一均熱過程之後將加熱速率分為兩步加熱速率是 有利的。也就是說，儘管溫度以高速率上升，但二次再結晶不會在低於抑制劑溶解的溫度 發生。因此，在開始時以高速率升高溫度，而後從發生二次再結晶時的溫度開始以低速 率升高溫度——其與常規方法中所用的加熱速率類似，可實現具有相同水平的二次再結 晶，而所需時間減少，由此可提高生產率。在本發明中，改變加熱速率的參考溫度設定為 900-1020°C。也就是說，鋼板在第一均熱過程之後先以高速率加熱，然後在考慮二次再結晶 的參考溫度範圍內以低速率加熱。在本發明中，初始加熱段的高加熱速率設定為18-75°C / 小時，考慮二次再結晶過程的低加熱速率設定為10-15°C/小時。在本發明中，當作為抑制 劑的再溶解氮的量限制為上述範圍、且S的總含量限於0. 0055重量％或更少時，與常規方 法相比，可減少除去這些元素所需的時間。由於第一和第二均熱溫度被調節為落入常規均熱溫度範圍內的溫度範圍，因而不 需要將第一和第二均熱溫度限制在特定範圍。然而，第一均熱溫度可在650-850°C範圍內， 第二均熱溫度可在1150-1250°C範圍內。所述溫度範圍可根據鋼板組成或通過改變除本發 明主要技術特徵之外的非關鍵特徵而略有不同。
15
總之，本發明製造電工鋼板的方法包括再熱具有本發明所需組成的鋼板坯；通 過熱軋所述再熱鋼板坯而製造一種鋼板，將所述熱軋鋼板退火併冷軋所述退火鋼板；將所 述冷軋鋼板在800-950°C的溫度範圍內進行脫碳和氮化退火過程；以及將所述退火鋼板 進行最終退火。此外，所述最終退火操作包括第一均熱、加熱和第二均熱操作。在所述加 熱操作中，加熱速率開始時設定為18-75°C /小時，然後在900-1020°C範圍內加熱溫度以 10-15°C /小時的速率上升。本發明的方式下文將參照附圖更詳細地說明本發明的實施方案。然而，本文所作出的描述僅是 為說明目的而給出的優選實施例，而不意在限制本發明的範圍，因此，應理解，在不偏離本 發明主旨和範圍的前提下，也可對其作出其他等同方案和改進方案。實施例鐵損相對於所添加的Sn、Sb和P的含量的變化此處使用一種晶粒取向電工鋼板，其包含以重量計3. 26 %的Si、0. 055 %的C、 0. 12%的Μη、0· 026%的可溶性Α1、0. 0042%的Ν、0. 0045%的S、如下表1至4中所列出的 不同含量的SruSb和P，以及餘量的鐵和其它不可避免的雜質。然後，將電工鋼板的板坯在 1170°C的溫度加熱210分鐘，此時再溶解的N以25ppm的含量存在，然後熱軋以形成厚度為 2. 3mm的熱軋鋼板。而後，將所述熱軋鋼板加熱至1120°C，在920°C維持90秒，然後在水中 快速冷卻，酸浸，並冷軋，最終形成一種厚度為0. 30mm的冷軋鋼板。脫碳和氮化步驟通過以 下方式同時進行將75%氫氣和25%氮氣的混合氣體——其露點溫度為63°C，以及的 乾燥氨氣同時引入875 °C的爐內，並將所述冷軋鋼板在爐內保持180秒。接著，將所述熱退火鋼板塗布MgO，即退火隔離劑(annealings印arator)，然後 最終退火為卷材。在最終退火期間，將第一均熱溫度設定為700°C，第二均熱溫度設定為 12000C。此外，將700-950°C加熱範圍內的加熱速率設定為45°C /小時，950-1200°C溫度範 圍內的加熱速率設定為15°C /小時。此外，將1200°C時的均熱時間設定為15小時，最終退 火步驟在25%氮氣和75%氫氣的混合氣氛下進行至溫度接近120(TC。在溫度接近1200°C 後，將熱退火鋼板保持在100%氫氣氣氛中，然後將其在爐內冷卻。各種條件下所測定的磁 特徵列於下表1至4中。表 權利要求
一種晶粒取向電工鋼板，實質上含有0.03 0.07重量％的Sn、0.01 0.05重量％的Sb和0.01 0.05重量％的P。
2.權利要求1的晶粒取向電工鋼板，其中P+0.5Sb在0. 0370-0. 0630範圍內(其中P 和Sb分別代表相應元素的含量(以重量％計))。
3.權利要求1或2的晶粒取向電工鋼板，還含有一種或多種以下成分1.40重量％或 更少的As、0. 50重量％或更少的Cu、0. 1重量％或更少的Bi、1. 40重量％或更少的Te、1. 40 重量％或更少的Ni、0. 35重量％或更少的Cr、l. 40重量％或更少的Pb和總和為1. 40重 量％或更少的至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。
4.權利要求1或2的晶粒取向電工鋼板，還含有2.0-4. 0重量％的Si、0. 020-0. 040重 量％的酸溶性Al和0. 01-0. 20重量％的Mn。
5.權利要求1或2的晶粒取向電工鋼板，其中由取向β的絕對值計算的面積權重平均 值小於3°，所述取向β為電工鋼板的晶體取向偏離高斯取向的一種角度。
6.權利要求1或2的晶粒取向電工鋼板，其中所述晶粒取向電工鋼板由還含有0.04-0. 07重量％的C、10-55ppm的N和0. 0010-0. 0055重量％的S的鋼板坯製造。
7.—種製造電工鋼板的方法，所述方法包括通過熱軋、退火及冷軋一種鋼板坯而製造鋼板，其中所述鋼板坯實質上含有0. 03-0. 07 重量％的Sn、0. 01-0. 05重量％的Sb和0. 01-0. 05重量％的P ；將所述冷軋鋼板在800至45°C /小時的溫度範圍內進行脫碳和氮化退火過程；以及 將所述退火鋼板進行最終退火，其中，當所述最終退火操作包括第一均熱、加熱和第二均熱操作時，加熱溫度開始時以 18-75°C /小時的加熱速率上升，然後在900-1020°C的範圍內以10-15°C /小時的速率上升。
8.權利要求7的方法，其中P+0.5Sb在0. 0370-0. 0630範圍內(其中P和Sb分別代表 相應元素的含量(以重量％計))。
9.權利要求7或8的方法，其中所述鋼板坯還含有一種或多種以下成分1.40重量％ 或更少的As、0. 50重量％或更少的Cu、0. 1重量％或更少的Bi、l. 40重量％或更少的Te、1.40重量％或更少的Ni、0. 35重量％或更少的Cr、l. 40重量％或更少的Pb和總和為1. 40 重量％或更少的至少一種選自Mo、B、Ge、Nb、Ti和Zn的元素。
10.權利要求7或8的方法，其中所述鋼板坯還含有2.0-4. 0重量％&Si、0. 020-0. 040 重量％的酸溶性Al、0. 01-0. 20重量％的Mn、0. 04-0. 07重量％的C、10_55ppm的N和 0. 0010-0. 0055 重量％的 S。
11.權利要求7或8的方法，其中再熱鋼板坯的操作包括控制加熱溫度以使再溶解的 N的含量在10-40ppm範圍內。
12.權利要求11的方法，其中所述鋼板坯的加熱溫度在1050-1250°C範圍內。
13.權利要求7或8的方法，其中第二均熱溫度在1150-1250°C範圍內。
全文摘要
提供一種具有優良磁性能的晶粒取向電工鋼板及其製造方法。更具體而言，提供一種其磁性能可通過調節組分含量和改進位造方法而顯著改善至在現有技術的相似組分體系中無法預料的程度的晶粒取向電工鋼板，及其製造方法。所述晶粒取向電工鋼板實質上含有0.03-0.07重量％的Sn、0.01-0.5重量％的Sb和0.01-0.05重量％的P。
文檔編號B21B3/00GK101952462SQ200880127334
公開日2011年1月19日 申請日期2008年12月27日 優先權日2007年12月28日
發明者崔攇曹, 徐進旭, 朱炯暾, 樸鍾泰, 樸順福, 權玟錫, 林才洙, 金在寬, 金昌洙, 金柄久, 韓奎錫 申請人:Posco公司