(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板と、前記鋼板上に配置された結晶質を含む被膜Ａと、前記被膜Ａ上に配置されたガラス質を含む被膜Ｂと、を備える方向性電磁鋼板であって、
前記被膜Ａの片面の膜厚が０．２０〜２．００μｍであり、
前記被膜Ａの膜厚は、前記被膜Ａが２層以上である場合は、各層の合計の膜厚であり、
前記被膜Ｂの片面の膜厚が０．９〜６．０μｍであり、
前記被膜Ｂの膜厚は、前記被膜Ｂが２層以上である場合は、各層の合計の膜厚であり、
高周波グロー放電発光表面分析法を用いて得られる、前記被膜Ｂから前記鋼板に向かう方向の元素プロファイルが、下記式（１）および（２）を満たす、方向性電磁鋼板。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５・・・（１）
０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００・・・（２）
ただし、ｔＡはアルカリ金属元素のプロファイルのピーク時間、ｔＡ／２はアルカリ金属元素のプロファイルの半価時間、ｔＦｅ／２はＦｅのプロファイルの半価時間を示す。
【請求項２】
前記被膜Ａが含む前記結晶質が、酸化物である、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記酸化物が、フォルステライトおよびコーディエライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項２に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項４】
前記被膜Ａが含む前記結晶質が、窒化物である、請求項１に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項５】
前記窒化物が、窒化チタン、窒化アルミニウムおよび窒化クロムからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項４に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項６】
前記被膜Ｂが含む前記ガラス質が、珪リン酸塩ガラスである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項７】
前記珪リン酸塩ガラスが、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔａ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を含む珪リン酸塩ガラスである、請求項６に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項８】
前記アルカリ金属元素が、ＮａおよびＫからなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
前記鋼板上に前記被膜Ａが配置された被膜Ａ付き鋼板を得る工程と、
前記被膜Ａ付き鋼板の前記被膜Ａ上に、前記被膜Ｂを形成する工程と、を備え、
前記被膜Ｂを形成する前に、前記被膜Ａ付き鋼板を、アルカリ金属化合物の水溶液に浸漬し、その後、水洗し、乾燥し、
前記乾燥後の前記被膜Ａ付き鋼板における、前記アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量が、両面で、１．０×１０−５ｍｏｌ／ｍ２以上である、方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１０】
前記目付量が、１．０×１０−２ｍｏｌ／ｍ２以下である、請求項９に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向性電磁鋼板は、変圧器および発電機等の鉄心材料として用いられる軟磁性材料である。方向性電磁鋼板は、鉄の磁化容易軸である〈００１〉方位が、鋼板の圧延方向に高度に揃った結晶組織を有する。このような集合組織は、方向性電磁鋼板の製造工程において、いわゆるゴス（Ｇｏｓｓ）方位と称される｛１１０｝〈００１〉方位の結晶粒を優先的に巨大成長させる、仕上げ焼鈍（二次再結晶焼鈍）を通じて形成される。【０００３】
一般に、方向性電磁鋼板は、鋼板と接する側から順に、フォルステライト被膜、および、珪リン酸塩ガラス被膜を有する。珪リン酸塩ガラス被膜は、絶縁性、加工性および防錆性等を方向性電磁鋼板に付与する目的を持つ。しかし、ガラスと金属とは密着性が低い。このため、フォルステライト被膜を、鋼板と珪リン酸塩ガラス被膜との間に形成することが一般的である。
これらの被膜は、高温で形成され、しかも鋼板と比較して低い熱膨張率を持つことから、室温まで下がったときの鋼板と被膜との熱膨張率の差異により鋼板に張力が付与され、鉄損が低減する。例えば、８ＭＰａ以上（特許文献１の［請求項２］を参照）という高い張力を鋼板に付与することが要求される場合がある。【０００４】
このような要求を満たすため、従来から、ガラス質を含む被膜が提案されている。例えば、特許文献２には、リン酸マグネシウム、コロイド状シリカおよび無水クロム酸を含有するコーティング液を用いて形成される被膜が提案されている。特許文献３には、リン酸アルミニウム、コロイド状シリカおよび無水クロム酸を含有するコーティング液を用いて形成される被膜が提案されている。
更に、より高張力な被膜を形成して磁気特性を向上させる技術として、例えば、特許文献４には、コロイド状シリカのガラス転移点を適正化する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−０６７９１３号公報
【特許文献２】特開昭５０−０７９４４２号公報
【特許文献３】特開昭４８−０３９３３８号公報
【特許文献４】特開平１１−０７１６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、方向性電磁鋼板においては、被膜が鋼板に高い張力を付与することが要求される。更に、良好な被膜密着性も要求される。【０００７】
本発明者らは、鋼板上に、結晶質を含む被膜（以下「被膜Ａ」ともいう）およびガラス質を含む被膜（以下「被膜Ｂ」ともいう）をこの順に有する方向性電磁鋼板について検討した。
具体的には、このような方向性電磁鋼板に対して、せん断加工やスリット加工などの歪速度の速い加工を施した。その結果、加工端部において被膜が剥離する場合があった。この場合、被膜密着性が良好であると評価され得ない。加工端部の被膜剥離幅が大きいと、粉塵発生などの作業環境の悪化が生じたり、方向性電磁鋼板を積層したときに導通が生じたりするおそれがある。【０００８】
本発明は、以上の点を鑑みてなされた発明であり、鋼板への付与張力が高く、かつ、被膜密着性に優れる方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した。
まず、加工端部を詳細に調査したところ、被膜Ａと被膜Ｂとの界面を起点として被膜剥離が生じている場合が多かった。この調査結果に基づいて検討を重ねた結果、被膜Ｂにアルカリ金属元素を多く含有させることにより、被膜Ｂの焼付中の軟化が促進し（つまり粘性が低下し）、被膜Ａと被膜Ｂとの界面の濡れ性が増して、被膜Ａと被膜Ｂとの密着性が向上することが見出された。
しかし、特許文献４の段落［００２３］に記載されているように、アルカリ金属元素の添加は、コロイド状シリカのガラス転移温度を低下させ、鋼板への付与張力の低下を招くおそれがある。
そこで、更に検討した結果、被膜Ａと被膜Ｂとの界面にアルカリ金属元素を濃化させることにより、鋼板への付与張力の低下を回避できることを見出し、本発明を完成させた。【００１０】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１０］を提供する。
［１］鋼板と、上記鋼板上に配置された結晶質を含む被膜Ａと、上記被膜Ａ上に配置されたガラス質を含む被膜Ｂと、を備える方向性電磁鋼板であって、高周波グロー放電発光表面分析法を用いて得られる、上記被膜Ｂから上記鋼板に向かう方向の元素プロファイルが、下記式（１）および（２）を満たす、方向性電磁鋼板。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５・・・（１）
０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００・・・（２）
ただし、ｔＡはアルカリ金属元素のプロファイルのピーク時間、ｔＡ／２はアルカリ金属元素のプロファイルの半価時間、ｔＦｅ／２はＦｅのプロファイルの半価時間を示す。
［２］上記被膜Ａが含む上記結晶質が、酸化物である、上記［１］に記載の方向性電磁鋼板。
［３］上記酸化物が、フォルステライトおよびコーディエライトからなる群から選ばれる少なくとも１種である、上記［２］に記載の方向性電磁鋼板。
［４］上記被膜Ａが含む上記結晶質が、窒化物である、上記［１］に記載の方向性電磁鋼板。
［５］上記窒化物が、窒化チタン、窒化アルミニウムおよび窒化クロムからなる群から選ばれる少なくとも１種である、上記［４］に記載の方向性電磁鋼板。
［６］上記被膜Ｂが含む上記ガラス質が、珪リン酸塩ガラスである、上記［１］〜［５］のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
［７］上記珪リン酸塩ガラスが、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔａ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を含む珪リン酸塩ガラスである、上記［６］に記載の方向性電磁鋼板。
［８］上記アルカリ金属元素が、ＮａおよびＫからなる群から選ばれる少なくとも１種である、上記［１］〜［７］のいずれかに記載の方向性電磁鋼板。
［９］上記［１］〜［８］のいずれかに記載の方向性電磁鋼板を製造する方法であって、上記鋼板上に上記被膜Ａが配置された被膜Ａ付き鋼板を得る工程と、上記被膜Ａ付き鋼板の上記被膜Ａ上に、上記被膜Ｂを形成する工程と、を備え、上記被膜Ｂを形成する前に、上記被膜Ａ付き鋼板を、アルカリ金属化合物の水溶液に浸漬し、その後、水洗し、乾燥し、上記乾燥後の上記被膜Ａ付き鋼板における、上記アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量が、両面で、１．０×１０−５ｍｏｌ／ｍ２以上である、方向性電磁鋼板の製造方法。
［１０］上記目付量が、１．０×１０−２ｍｏｌ／ｍ２以下である、上記［９］に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、鋼板への付与張力が高く、かつ、被膜密着性に優れる方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】比較例の方向性電磁鋼板において測定した元素プロファイルの一例である。
【図２】本発明の方向性電磁鋼板において測定した元素プロファイルの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［方向性電磁鋼板およびその製造方法］
本発明の方向性電磁鋼板は、鋼板と、上記鋼板上に配置された結晶質を含む被膜Ａと、上記被膜Ａ上に配置されたガラス質を含む被膜Ｂと、を備える方向性電磁鋼板であって、高周波グロー放電発光表面分析法を用いて得られる、上記被膜Ｂから上記鋼板に向かう方向の元素プロファイルが、下記式（１）および（２）を満たす、方向性電磁鋼板である。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５・・・（１）
０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００・・・（２）
ただし、ｔＡはアルカリ金属元素のプロファイルのピーク時間、ｔＡ／２はアルカリ金属元素のプロファイルの半価時間、ｔＦｅ／２はＦｅのプロファイルの半価時間を示す。
【００１４】
本発明の方向性電磁鋼板は、鋼板への付与張力が高く、かつ、被膜密着性に優れる。被膜密着性は、被膜Ｂと被膜Ａとの密着性、および、被膜Ａと鋼板との密着性を含む。
以下、本発明の方向性電磁鋼板を、より詳細に説明する。まず、元素プロファイルについて説明した後、各構成（鋼板、被膜Ａおよび被膜Ｂ）を説明する。以下の説明は、本発明の方向性電磁鋼板を製造する方法の説明も兼ねる。
【００１５】
〈元素プロファイル〉
被膜Ｂから鋼板に向かう方向（「板厚方向」ともいう）の元素プロファイルは、高周波グロー放電発光表面分析（ｒｆ−ＧＤ−ＯＥＳ）法を用いて測定する。
具体的には、堀場製作所社製のマーカス型高周波グロー放電発光表面分析装置「ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２」を用い、プラズマガスとしてＡｒ１００％を用い、ガス圧力：６００Ｐａ、高周波出力：３５Ｗ、測定間隔：０．１秒／点の条件にて測定する。
【００１６】
元素プロファイルのグラフは、横軸がスパッタ時間（測定時間）を示し、縦軸が元素の発光強度（強度値）を示す。例えば、図１および図２を参照されたい。
図１は、比較例の方向性電磁鋼板において測定した元素プロファイルの一例である。図２は、本発明の方向性電磁鋼板において測定した元素プロファイルの一例である。図１および図２は、いずれも、Ｆｅ、ＭｇおよびＮａのプロファイルを示すグラフである。
【００１７】
図１および図２の元素プロファイルを測定するに際して、方向性電磁鋼板の試料を次のようにして作製した。
まず、公知の方法で製造された、板厚が０．２３ｍｍである仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板を、３００ｍｍ（圧延方向）×１００ｍｍ（圧延直角方向）の大きさにせん断し、未反応の焼鈍分離剤を除去した後、８００℃、２時間、Ｎ２雰囲気の条件で、歪取焼鈍を施した。鋼板の表面には、結晶質としてフォルステライトを含む被膜Ａが形成されていた。
次に、５質量％リン酸水溶液を用いて軽酸洗した。軽酸洗の後、図１の比較例においては、未処理とした。一方、図２の本発明においては、ＮａＯＨの１０質量％水溶液に２５℃で５秒間浸漬し、その後、水洗することにより、ＮａＯＨとしての目付量（両面）を、０．０１ｇ／ｍ２とした。
その後、リン酸マグネシウム水溶液（固形分換算で１００質量部）と、コロイド状シリカ（固形分換算で５０質量部）と、ＣｒＯ３（１５質量部）とを混合した水溶液を、純水で希釈して比重１．２０ｇ／ｃｃに調整して、コーティング液を得た。得られたコーティング液を、被膜Ａ付き鋼板の両面に、両面の乾燥後の塗布量が１０ｇ／ｍ２となるように、ロールコーターを用いて、塗布した。
コーティング液を塗布した被膜Ａ付き鋼板を、乾燥炉に装入して、３００℃で１分間乾燥し、その後、８００℃、２分間、Ｎ２１００％の条件で焼付した。焼付により、被膜Ａ上に、ガラス質として珪リン酸塩ガラスを含む被膜Ｂが形成された。
このようにして得られた方向性電磁鋼板（被膜Ｂ／被膜Ａ／鋼板）の試料を得た。
【００１８】
《Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２》
Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２は、Ｆｅのプロファイルがピークを持つ場合は、そのピークの強度値の２分の１強度値を示す時間（表面側の時間）とする。
Ｆｅのプロファイルがピークを持たない場合は、次のようにする。まず、長時間のスパッタを行ない、スパッタが十分に鋼板（地鉄）に到達し、Ｆｅの発光強度が一定値となるのを待つ。そして、一定値となったＦｅの発光強度（強度値）の２分の１強度値を示す最も表面側（被膜Ｂ側）の時間を、Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２とする。
【００１９】
《アルカリ金属元素のプロファイルのピーク時間ｔＡ》
アルカリ金属元素（以下、「Ａ」と表記する場合がある）のプロファイルのピーク時間ｔＡは、ピークが１つの場合はそのピーク時間とし、複数のピークが存在する場合は最も高いピークのピーク時間とする。
【００２０】
《アルカリ金属元素のプロファイルの半価時間ｔＡ／２》
アルカリ金属元素のプロファイルの半価時間ｔＡ／２は、ピーク（ピークが１つの場合はそのピーク、複数のピークが存在する場合は最も高いピーク）の強度値の２分の１強度値を示す時間とする。更に、表面側（被膜Ｂ側）の半価時間をｔＡ／２ｓｕｒ、鋼板側の半価時間をｔＡ／２ｍｅｔとする。ｔＡ／２は、ｔＡ／２ｓｕｒおよびｔＡ／２ｍｅｔの両方を含む概念である。
【００２１】
《式（１）：０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５》
式（１）：０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５について説明する。
ｔＡ／ｔＦｅ／２が０．３５未満である場合、アルカリ金属元素は被膜Ａと被膜Ｂとの界面に濃化しておらず主に被膜Ｂのみに含まれ、鋼板への付与張力が不十分となる。
ｔＡ／ｔＦｅ／２が０．７５よりも大きい場合、アルカリ金属元素は被膜Ａに浸潤して結晶界面に濃化した状態となり、粒界強度が低下し、被膜Ａと鋼板との密着性が劣る。
【００２２】
これに対して、ｔＡ／ｔＦｅ／２が０．３５以上０．７５以下であれば、アルカリ金属元素は被膜Ａと被膜Ｂとの界面に濃化している。この場合、被膜Ａと被膜Ｂとの界面の濡れ性が良好となり、被膜Ａと被膜Ｂとの密着性に優れる。加えて、アルカリ金属元素が被膜Ｂのみに多く含まれた状態が回避されており、鋼板への付与張力が優れる。更に、アルカリ金属元素が被膜Ａに浸潤した状態が回避されており、被膜Ａと鋼板との密着性が優れる。
ｔＡ／ｔＦｅ／２は、０．４０以上０．７５以下が好ましい。
【００２３】
《式（２）：０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００》
式（２）：０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００について説明する。
上述したように、ｔＡ／２は、ｔＡ／２ｓｕｒおよびｔＡ／２ｍｅｔの両方を含む概念である。ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２、および、ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２のどちらもが、０．２５以上１．００以下であることを要する。
ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２が０．２５未満である（すなわち、アルカリ金属元素のプロファイルがブロードである）場合、アルカリ金属元素が被膜Ａと被膜Ｂとの界面に濃化しているといえず、アルカリ金属元素は主として被膜Ｂのみに含まれており、密着性向上の効果はあるが、鋼板への付与張力が不十分となる。
ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２が１．００よりも大きい場合、アルカリ金属元素の被膜Ａへの浸潤量が大きく、結晶界面にアルカリ金属元素が濃化した状態となり、粒界強度が低下し、被膜Ａと鋼板との密着性が劣る。
【００２４】
これに対して、ｔＡ／２／ｔＦｅ／２（すなわち、ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２、および、ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２の両方）が０．２５以上１．００以下であれば、式（１）と同様に、アルカリ金属元素は被膜Ａと被膜Ｂとの界面に濃化している。この場合、被膜Ａと被膜Ｂとの界面の濡れ性が良好となり、被膜Ａと被膜Ｂとの密着性に優れる。加えて、アルカリ金属元素が被膜Ｂのみに多く含まれた状態が回避されており、鋼板への付与張力が優れる。更に、アルカリ金属元素が被膜Ａに浸潤した状態が回避されており、被膜Ａと鋼板との密着性が優れる。
ｔＡ／２／ｔＦｅ／２は、０．３０以上０．９０以下が好ましい。
【００２５】
《アルカリ金属元素の種類》
アルカリ金属元素（すなわち、被膜Ａと被膜Ｂとの界面に濃化させるアルカリ金属元素）としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられる。
これらのうち、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒよりも価格や入手性が優れるという理由から、Ｌｉ、ＮａおよびＫからなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましく、Ｌｉよりも鋼板への付与張力が高いという理由から、ＮａおよびＫからなる群から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。
【００２６】
アルカリ金属元素のプロファイルを調整する方法は、後述する。
次に、本発明の方向性電磁鋼板の各構成（鋼板、被膜Ａおよび被膜Ｂ）を説明する。
【００２７】
〈鋼板〉
鋼板としては、特に限定されないが、例えば、鋼板となる鋼スラブは、鋼中成分として、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．１０％、Ｓｉ：１．０〜５．０％、Ｍｎ：０．０１〜１．０％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．０５０％、Ｎ：０．００１〜０．０２０％、Ｓ：０．００１〜０．０５％、および／または、Ｓｅ：０．００１〜０．０５％を含有し、残部は不可避敵不十分およびＦｅからなることが、磁気特性の観点から好ましい。
【００２８】
Ｃは、ゴス方位の結晶粒の発生に有用な成分であり、この作用を有効に発揮させるためには、Ｃ含有量は０．００１質量％以上が好ましい。一方、Ｃが多すぎると、脱炭焼鈍によっても脱炭不良を起こす場合があることから、Ｃ含有量は、０．１０質量％以下が好ましい。
Ｓｉは、電気抵抗を高めて鉄損を低下させるとともに、鉄のＢＣＣ組織を安定化させて高温の熱処理を可能とするために必要な成分であり、Ｓｉ含有量は、１．０質量％以上が好ましく、２．０質量％以上がより好ましい。一方、Ｓｉが多すぎると、冷間圧延が困難になる場合があることから、Ｓｉ含有量は、５．０質量％以下が好ましい。
Ｍｎは、鋼の熱間脆性の改善に有効に寄与するだけでなく、ＳやＳｅが混在している場合には、ＭｎＳやＭｎＳｅ等の析出物を形成し、抑制剤（インヒビター）としての機能を発揮する。この効果を十分に得る観点から、Ｍｎ含有量は、０．０１質量％以上が好ましい。一方、Ｍｎが多すぎると、ＭｎＳｅ等の析出物の粒径が粗大化してインヒビターとしての効果が失われる場合があることから、Ｍｎ含有量は、１．０質量％以下が好ましい。
Ａｌは、鋼中でＡｌＮを形成して分散第二相としてインヒビターの作用を発揮する有用成分である。Ａｌが少なすぎると十分に析出量が確保できない場合がある。一方、Ａｌが多すぎるとＡｌＮが粗大に析出してインヒビターとしての作用が失われる場合がある。このため、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、０．００３〜０．０５０質量％が好ましい。
Ｎは、Ａｌと同様に、ＡｌＮを形成するための成分である。Ｎが少なすぎるとＡｌＮの析出が不十分となる場合がある。一方、Ｎが多すぎるとスラブ加熱時にふくれ等を生じる場合がある。このため、Ｎ含有量は、０．００１〜０．０２０質量％が好ましい。
ＳおよびＳｅは、ＭｎやＣｕと結合して、ＭｎＳｅ、ＭｎＳ、Ｃｕ２−ｘＳｅ、Ｃｕ２−ｘＳ等を形成し、鋼中の分散第二相としてインヒビターの作用を発揮する有用成分である。Ｓおよび／またはＳｅが少なすぎると添加効果に不十分な場合があり、多すぎるとスラブ加熱時の固溶が不完全となったり、製品表面の欠陥の原因となったりする場合がある。このため、Ｓおよび／またはＳｅの含有量は、０．００１〜０．０５質量％が好ましい。
【００２９】
鋼板となる鋼スラブは、更に、質量％で、Ｃｕ：０．０１〜０．２％、Ｎｉ：０．０１〜０．５％、Ｃｒ：０．０１〜０．５％、Ｓｂ：０．０１〜０．１％、Ｓｎ：０．０１〜０．５％、Ｍｏ：０．０１〜０．５％、および、Ｂｉ：０．００１〜０．１％からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有できる。補助的なインヒビターとしての作用を有する元素を添加することで磁気特性をより向上できる。このような元素として、上記元素が挙げられる。いずれの元素も、上記含有量に満たない場合は、その効果が得られにくい。一方、上記含有量を超えると被膜の外観の不良や二次再結晶不良が発生しやすくなる場合がある。このため、含有量は上記範囲内が好ましい。
【００３０】
鋼板となる鋼スラブは、更に、上記成分に加えて、質量％で、Ｂ：０．００１〜０．０１％、Ｇｅ：０．００１〜０．１％、Ａｓ：０．００５〜０．１％、Ｐ：０．００５〜０．１％、Ｔｅ：０．００５〜０．１％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％、および、Ｖ：０．００５〜０．１％からなる群から選ばれる少なくとも１種の元を含有できる。これにより、抑制力がより強化されて、より高い磁束密度が安定的に得られる。
【００３１】
鋼板は、例えば、次のように製造する。
まず、上記鋼スラブに、熱間圧延を施して熱延板を得る。熱延板に、必要に応じて熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して、最終板厚の冷延板を得る。冷延板に、一次再結晶焼鈍および脱炭焼鈍（一次再結晶焼鈍が脱炭焼鈍を兼ねるのが一般的である）を施し、その後、焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施す。こうして、ゴス方位の結晶粒（二次再結晶粒）が発達した鋼板（方向性電磁鋼板）が得られる。製造条件としては、従来公知の条件を採用でき、特に限定されない。
【００３２】
例えば、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を用いる場合、得られる鋼板の表面には、フォルステライトを含有する被膜（フォルステライト被膜）が形成される。
例えば、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする焼鈍分離剤を用いることにより、得られる鋼板の表面には、コーディエライトを含有する被膜（コーディエライト被膜）が形成される。
フォルステライト被膜およびコーディエライト被膜は、後述する被膜Ａに相当する。
これらの被膜を被膜Ａとして使用する場合は、そのまま後述する被膜Ｂを形成する。
これらの被膜を被膜Ａとして使用しない場合は、これらの被膜Ａを酸洗等によって除去した後、別の被膜Ａ（例えば、後述する窒化物を含む被膜Ａ）を形成し、その後、後述する被膜Ｂを形成する。
これらの被膜を形成させずに、方向性電磁鋼板（鋼板）を製造してもよい。
【００３３】
〈被膜Ａ〉
被膜Ａは、鋼板上に配置された、結晶質を含む被膜である。被膜Ａの製造方法としては、特に限定されず、上述した方法以外の方法としては、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ゾルゲル法、鋼板酸化法などの方法が挙げられる。
【００３４】
被膜Ａの結晶質としては、例えば、酸化物が挙げられ、その具体例としては、フォルステライトおよびコーディエライトからなる群から選ばれる少なくとも１種が好適に挙げられる。結晶質の酸化物としてフォルステライトを含む被膜Ａは、上述したフォルステライト被膜である。結晶質の酸化物としてコーディエライトを含む被膜Ａは、上述したコーディエライト被膜である。これら被膜を得る方法は、上述したとおりである。
【００３５】
被膜Ａの結晶質は、窒化物であってもよい。窒化物としては金属窒化物が挙げられる。金属窒化物としては、Ｔｉ、ＡｌおよびＣｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を含有する金属窒化物が好ましく、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化クロム（ＣｒＮ）からなる群から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。
窒化物を含む被膜Ａは、例えば、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法により形成される。
【００３６】
被膜Ａにおける結晶質の含有量は、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、１００質量％が更に好ましい。
被膜Ａにおける結晶質の含有量は、検量線を用いたＸ線回折により測定できる。
【００３７】
被膜Ａは、２層以上であってもよい。
被膜Ａの片面の膜厚（２層以上の場合は、各層の合計の膜厚）は、特に限定されないが、０．０５〜５．００μｍが好ましく、０．１０〜３．００μｍがより好ましい。
【００３８】
〈被膜Ｂ〉
被膜Ｂは、被膜Ａ上に配置されたガラス質を含む被膜であり、いわゆる絶縁張力被膜である。
被膜Ｂのガラス質としては、例えば、珪リン酸塩ガラスが挙げられ、その具体例としては、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔａ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を含む珪リン酸塩ガラスが好適に挙げられる。近年の環境規制の観点からは、Ｃｒを含有しないことがより好ましい。
【００３９】
被膜Ｂは、結晶質（ただし、被膜Ａが含む結晶質を除く）を含んでいてもよい。ガラス質以外の残部は、結晶質となる。
被膜Ｂにおけるガラス質の含有量は、１０質量％未満であると被膜Ａと被膜Ｂとの被膜密着性が劣化する場合があることから、１０〜１００質量％が好ましい。
また、ガラス質の中に結晶質を含ませて結晶化ガラスとすることにより、ガラス質単独では得られない特性（例えば、低熱膨張性、高耐熱性など）を付与できる。このため、被膜Ｂにおけるガラス質の含有量は、３０〜９０質量％がより好ましく、４０〜７０質量％以上が更に好ましい。
被膜Ｂを形成する方法が、後述する方法Ｂ１または方法Ｂ２である場合、形成される被膜Ｂにおけるガラス質の含有量は、１０質量％以上であるとみなすことができる。
【００４０】
被膜Ｂを形成する方法は、特に限定されないが、例えば、コーティング液を、被膜Ａ上に塗布し、その後、焼付することにより、被膜Ｂを得る方法（方法Ｂ１）が挙げられる。焼付は、焼付を兼ねた平坦化焼鈍であってもよい。
コーティング液は、リン酸および／またはリン酸塩と、コロイド状シリカとを含有することが好ましい。リン酸塩の金属種としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｎｉなどが挙げられる。
コーティング液は、更に、金属化合物を含有できる。金属化合物の金属種としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｔａ、ＣｕおよびＭｎからなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。Ｂ（ホウ素）は金属として扱う。
コーティング液中の各成分の含有量は、特に限定されず、適宜設定できる。
コーティング液を用いる場合、焼付温度は、例えば６００〜１０００℃である。焼付時間は、例えば１〜３００秒間である。焼付雰囲気は、例えば窒素雰囲気である。
【００４１】
被膜Ｂを形成する方法は、ガラスフリットを、被膜Ａ上に塗布し、その後、焼付することにより、被膜Ｂを得る方法（方法Ｂ２）であってもよい。
ガラスフリットは、例えば、酸化物基準で、ＰｂＯ、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＢａＯ、ＺｎＯなどを含有する。
ガラスフリットを用いる場合、焼付温度は、例えば６００〜１２００℃である。焼付時間は、例えば５〜２０分間である。焼付雰囲気は、例えば窒素雰囲気である。
【００４２】
被膜Ｂは、２層以上であってもよい。
被膜Ｂの片面の膜厚（２層以上の場合は、各層の合計の膜厚）は、良好な層間抵抗および占積率を得る観点から、１．０〜６．０μｍが好ましく、１．５〜４．０μｍがより好ましい。
【００４３】
被膜Ｂが鋼板に付与する張力は、例えば、８ＭＰａ以上であり、１０ＭＰａ以上が好ましく、１２ＭＰａ以上がより好ましい。鋼板への付与張力を高くすることにより、鉄損を低減したり、変圧器に用いた際の騒音を低減したりすることができる。
【００４４】
〈アルカリ金属元素のプロファイルの調整方法〉
本発明の方向性電磁鋼板を製造する方法は、概略的には、被膜Ａ付き鋼板を得る工程と、被膜Ａ付き鋼板の被膜Ａ上に被膜Ｂを形成する工程と、を備える方法である。
このとき、上述した式（１）および（２）を満たすようにするため、アルカリ金属元素のプロファイルを調整する方法は、特に限定されないが、例えば、以下に説明する方法１〜３が挙げられる。
【００４５】
《方法１》
方法１は、被膜Ｂを形成する前に、被膜Ａ付き鋼板を、アルカリ金属化合物の水溶液に浸漬し、その後、水洗し、乾燥する方法である。このとき、水洗時間などの水洗条件を調整することにより、アルカリ金属元素のプロファイルを調整する。
【００４６】
アルカリ金属化合物としては、例えば、特に限定されないが、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＨＰＯ４、Ｋ２ＨＰＯ４などが挙げられる。
【００４７】
方法１において、被膜Ａ付き鋼板を浸漬させる水溶液中のアルカリ金属化合物の含有量は、後述する目付量が得られやすいという理由から、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましい。一方、水洗によるアルカリ金属化合物の除去量が多くなりすぎず経済的であるという理由から、この含有量は、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
【００４８】
また、方法１において、被膜Ａ付き鋼板を浸漬させるアルカリ金属化合物の水溶液の温度は、後述する目付量が得られやすいという理由から、１０℃以上が好ましく、１５℃以上がより好ましい。一方、アルカリ金属化合物のＯＨ−、ＳＯ４２−、Ｃｌ−などのアニオンが被膜Ａおよび鋼板を腐食しにくいという理由から、この温度は、８０℃以下が好ましく、７０℃以下がより好ましい。
【００４９】
なお、方法１において、被膜Ａ付き鋼板をアルカリ金属化合物の水溶液に浸漬させる時間（浸漬時間）は、特に限定されず、例えば、１〜６０秒間であり、５〜３０秒間が好ましい。
【００５０】
乾燥後の被膜Ａ付き鋼板における、アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量は、両面で、例えば、１．０×１０−６ｍｏｌ／ｍ２以上であり、被膜密着性がより良好になるという理由から、１．０×１０−５ｍｏｌ／ｍ２以上が好ましい。
目付量の上限は、特に限定されないが、例えば、１．０×１０−２ｍｏｌ／ｍ２以下である。
【００５１】
上記アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量は、処理（アルカリ金属化合物の水溶液への浸漬、水洗および乾燥）の前後での被膜Ａ付き鋼板の質量変化から求められる。また、あらかじめ、アルカリ金属元素の目付量が異なる複数の被膜Ａ付き鋼板を準備し、これを標準板として、アルカリ金属元素の蛍光Ｘ線カウント数から検量線を作成しておけば、蛍光Ｘ線により、上記アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量は、簡便に測定できる。
【００５２】
方法１においては、乾燥後に、被膜Ａ上にコーティング液などを塗布および焼付して、被膜Ｂを形成する。このとき、被膜Ｂの焼付時間などの焼付条件を変更し調整することにより、アルカリ金属元素の拡散を制御し、アルカリ金属元素の分布を調整できる。
【００５３】
《方法２》
方法２は、コーティング液の塗布および焼付を複数回行ない、被膜Ａ上に、複数層の被膜Ｂを形成する方法である。コーティング液に用いるコロイド状シリカは、Ｎａなどのアルカリ金属元素を含有する場合がある。方法２においては、例えば、１層目の被膜Ｂに用いるコロイド状シリカのアルカリ金属元素量を、２層目のそれよりも多くする。これにより、アルカリ金属元素のプロファイルを調整して、上述した式（１）および（２）を満たすようにする。
【００５４】
《方法３》
方法３は、ガラスフリットの塗布および焼付を複数回行ない、被膜Ａ上に、複数層の被膜Ｂを形成する方法である。方法３においては、１層目の被膜Ｂに用いるガラスフリットに、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどアルカリ金属化合物を添加する。これにより、アルカリ金属元素のプロファイルを調整して、上述した式（１）および（２）を満たすようにする。
【実施例】
【００５５】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。【００５６】
［試験例１］
〈方向性電磁鋼板の作製〉
以下に説明するようにして、鋼板上に被膜Ａおよび被膜Ｂをこの順に有する方向性電磁鋼板の試料を作製した。【００５７】
まず、質量％で、Ｓｉ：３．３％、Ｃ：０．０６％、Ｍｎ：０．０８％、Ｓ：０．００１％、Ａｌ：０．０１５％、Ｎ：０．００６％、Ｃｕ：０．０５％、および、Ｓｂ：０．０１％を含有する珪素鋼スラブを準備した。
この珪素鋼スラブに、１１００℃で３０分間の加熱を施した後、熱間圧延を施して、２．２ｍｍの板厚の熱延板を得た。得られた熱延板に、１０００℃で１分間の焼鈍を施した後、冷間圧延を施して、０．２７ｍｍの最終板厚の冷延板コイルを得た。得られた冷延板コイルの中央部から、１００ｍｍ（圧延直角方向）×４００ｍｍ（圧延方向）のサイズの冷延板試料を採取した。採取した冷延板試料を、ラボにて室温から８２０℃まで加熱速度２０℃／ｓで昇温させ、湿潤雰囲気下で８２０℃６０秒間の一次再結晶焼鈍を施した。次いで、一次再結晶焼鈍を施した冷延板試料の表面に、ＭｇＯ１００質量部に対して１０質量部のＴｉＯ２を混合した焼鈍分離剤を、水スラリ状にしてから塗布し、乾燥した。乾燥後の冷延板試料を、３００℃から８００℃の間を１００時間かけて昇温させた後、１２００℃まで５０℃／ｈｒで昇温させ、１２００℃で５時間焼鈍する最終仕上げ焼鈍を行なった。これにより、結晶質としてフォルステライトを含む被膜Ａ（フォルステライト被膜）を形成し、被膜Ａ付きの鋼板を得た。被膜Ａ（フォルステライト被膜）の膜厚は、１．２０μｍであった。被膜Ａにおける結晶質の含有量は８０質量％以上であった。【００５８】
得られた被膜Ａ付き鋼板を、下記表１に記載のアルカリ金属化合物の５質量％水溶液に２５℃で１０秒間浸漬した。その後、純水を用いて水洗し、乾燥した。このとき、水洗の程度を調整することによって、乾燥後における、アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量（両面）を調整した。目付量は、上述した方法により測定した。【００５９】
次いで、リン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＰＯ３）２換算で３０ｍｏｌ％）と、コロイド状シリカ（ＳｉＯ２換算で６０ｍｏｌ％）と、ＣｒＯ３（１０ｍｏｌ％）とを含有する珪リン酸塩系の絶縁張力コーティング液を調製した。調製したコーティング液を、被膜Ａ上に塗布し、８５０℃で焼付した。これにより、被膜Ａ上に、ガラス質として珪リン酸塩ガラスを含む被膜Ｂを形成した。
このとき、下記表１に記載された焼付時間（単位：ｓ（秒））とした。
コロイド状シリカとしては、Ｎａ含有量が少ない酸性タイプである、日産化学社製のコロイド状シリカ「スノーテックス−Ｏ」（Ｎａ含有量：０．０３質量％）を使用した。
コーティング液の塗布量は、両面で１０ｇ／ｍ２とした。
被膜Ｂの膜厚は、片面２．５μｍであった。【００６０】
〈元素プロファイルの測定〉
作製した方向性電磁鋼板の試料について、堀場製作所社製の「ＧＤ−Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２」を用い、上述した条件にて、板厚方向の元素プロファイルを測定した。測定結果から、Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２、ならびに、アルカリ金属元素（Ａ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）のプロファイルのピーク時間ｔＡおよび半価時間ｔＡ／２（ｔＡ／２ｓｕｒ、ｔＡ／２ｍｅｔ）を求めた。更に、ｔＡ／ｔＦｅ／２、ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２、および、ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２を求めた。結果を下記表１に示す。【００６１】
〈評価〉
作製した方向性電磁鋼板の試料を、以下のように評価した。結果を下記表１に示す。【００６２】
《被膜剥離幅》
作製した方向性電磁鋼板の試料を、せん断機を用いて板厚方向にせん断加工した。その後、金属顕微鏡を用いて加工端部を観察し、加工端部において被膜（被膜ＡおよびＢの少なくともいずれか）が剥離している距離（加工端面からの距離）を測定し、これを加工端部の被膜剥離幅（単位：ｍｍ）とした。
被膜剥離幅が小さいほど被膜密着性に優れると評価でき、実用上、被膜剥離幅は３．０ｍｍ未満が好ましい。【００６３】
《曲げ剥離径》
作製した方向性電磁鋼板の試料に対して、８００℃で３時間、窒素雰囲気で歪取焼鈍を施した。その後、試料を、１０ｍｍ単位で直径が異なる複数の丸棒に巻き付けて、被膜（被膜ＡおよびＢの少なくともいずれか）に剥離やクラックが発生しない最小径（曲げ剥離径）を求めた。曲げ剥離径（単位：ｍｍ）が小さいほど被膜密着性に優れると評価でき、実用上、曲げ剥離径は４０ｍｍ未満が好ましい。【００６４】
《付与張力》
まず、作製した方向性電磁鋼板の試料の片面（全面）に、腐食防止テープを貼り付けた。その後、腐食防止テープを貼り付けた試料を、１１０℃の２５質量％ＮａＯＨ水溶液に、１０分間程度、浸漬させることにより、腐食防止テープを貼り付けていない側の面の被膜Ｂを除去した。片面側の被膜Ｂが除去されたことにより、試料には反りが生じた。腐食防止テープを除去し、試料の曲率半径を測定した。測定した曲率半径から、被膜Ｂによる鋼板への付与張力（単位：ＭＰａ）を求めた。
付与張力は、８．０ＭＰａ以上が好ましい。【００６５】
【表１】
0006573042.tif 000002
【００６６】
上記表１に示すように、０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５、および、０．２５≦（ｔＡ／２ｔＦｅ／２）≦１．００を満たす場合には、被膜剥離幅および曲げ剥離径が小さく被膜密着性に優れ、かつ、鋼板への付与張力も高いことが分かった。
更に、アルカリ金属化合物のアルカリ金属元素換算の目付量（両面）が、１．０×１０−５ｍｏｌ／ｍ２以上である場合には、被膜剥離幅が１．０ｍｍ以下となり、被膜密着性がより良好であることが分かった。【００６７】
これに対して、（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５を満たさないＮｏ．２は、被膜剥離幅および曲げ剥離径が大きく被膜密着性が劣っていた。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）および０．２５≦（ｔＡ／２ｓｕｒｔＦｅ／２）を満たさないＮｏ．１０は、鋼板への付与張力が不十分であった。
（ｔＡ／２ｔＦｅ／２）≦１．００を満たさないＮｏ．１２は、被膜剥離幅および曲げ剥離径が大きく被膜密着性が劣っていた。
０．２５≦（ｔＡ／２ｓｕｒｔＦｅ／２）を満たさないＮｏ．１４、１７および２３は、鋼板への付与張力が不十分であった。【００６８】
［試験例２］
〈方向性電磁鋼板の作製〉
以下に説明するようにして、鋼板上に被膜Ａおよび被膜Ｂをこの順に有する方向性電磁鋼板の試料を作製した。
まず、試験例１と同様にして、被膜Ａ（フォルステライト被膜）付き鋼板を得た。
次いで、リン酸と、コロイド状シリカと、金属化合物とを含有するコーティング液を調製した。リン酸の含有量は、Ｐ２Ｏ５換算で０．５ｍｏｌ／Ｌとした。コロイド状シリカの含有量は、ＳｉＯ２換算で１．５ｍｏｌ／Ｌとした。金属化合物の含有量は、下記表２に記載の金属酸化物換算で、同表に示す含有量（単位：ｍｏｌ／Ｌ）とした。
調製したコーティング液を、得られた被膜Ａ付き鋼板の表面に塗布し、焼付した。塗布および焼付は２回行なった。これにより、被膜Ａ上に、ガラス質として珪リン酸塩ガラスを含む被膜Ｂを２層形成した。
コーティング液のコロイド状シリカとして、１層目の被膜Ｂには、ＡＤＥＫＡ社製のコロイド状シリカ「ＡＴ−３００」（Ｎａ含有量：０．５５質量％）を使用し、２層目の被膜Ｂには、ＡＤＥＫＡ社製のコロイド状シリカ「ＡＴ−２０Ｎ」（Ｎａ含有量：０．０３質量％）を使用した。
被膜Ｂの焼付条件は、１層目および２層目ともに、９００℃で３０秒間、窒素雰囲気下とした。
被膜Ｂの膜厚（片面、単位：μｍ）は、下記表２に記載のとおりとした。膜厚は、断面ＳＥＭ観察にて評価した。【００６９】
〈元素プロファイルの測定〉
作製した方向性電磁鋼板の試料について、試験例１と同様にして、Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２、ならびに、アルカリ金属元素（Ｎａ）のプロファイルのピーク時間ｔＡおよび半価時間ｔＡ／２（ｔＡ／２ｓｕｒ、ｔＡ／２ｍｅｔ）を求めた。更に、ｔＡ／ｔＦｅ／２、ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２、および、ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２を求めた。結果を下記表２に示す。【００７０】
〈評価〉
作製した方向性電磁鋼板の試料について、試験例１と同様にして、被膜剥離幅、曲げ剥離径および付与張力を求めた。結果を下記表２に示す。
更に、作製した方向性電磁鋼板の試料について、ＪＩＳ Ｃ ２５５０に準拠して、層間抵抗および占積率を測定した。層間抵抗は、電流値（フランクリン電流値）により評価した。結果を下記表２に示す。【００７１】
【表２】
0006573042.tif 000003
【００７２】
上記表２に示すように、０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５、および、０．２５≦（ｔＡ／２ｔＦｅ／２）≦１．００を満たす場合には、被膜剥離幅および曲げ剥離径が小さく被膜密着性に優れ、かつ、鋼板への付与張力も高いことが分かった。
被膜Ｂに関して、膜厚が増加するにともなって、鋼板への付与張力がより高くなる傾向が見られた。【００７３】
これに対して、（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５を満たさないＮｏ．１および１１は、被膜密着性が劣っていた。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）および０．２５≦（ｔＡ／２ｓｕｒｔＦｅ／２）を満たさないＮｏ．１６および２０は、鋼板への付与張力が不十分であった。【００７４】
［試験例３］
〈方向性電磁鋼板の作製〉
以下に説明するようにして、鋼板上に被膜Ａおよび被膜Ｂをこの順に有する方向性電磁鋼板の試料を作製した。【００７５】
まず、質量％で、Ｓｉ：３．３％、Ｃ：０．０６％、Ｍｎ：０．０８％、Ｓ：０．００１％、Ａｌ：０．０１５％、Ｎ：０．００６％、Ｃｕ：０．０５％、および、Ｓｂ：０．０１％を含有する珪素鋼スラブを準備した。
この珪素鋼スラブに、１１００℃で３０分間の加熱を施した後、熱間圧延を施して、２．２ｍｍの板厚の熱延板を得た。得られた熱延板に、１０００℃で１分間の焼鈍を施した後、冷間圧延を施して、０．２３ｍｍの最終板厚の冷延板とした。引き続き、冷延板を、室温から８２０℃まで加熱速度２０℃／ｓで昇温させ、湿潤雰囲気下で８２０℃６０秒間の一次再結晶焼鈍を施した。次いで、一次再結晶焼鈍を施した冷延板の表面に、ＭｇＯ５０質量部に対して１５０質量部のＡｌ２Ｏ３と１質量部のＮａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏとを混合した焼鈍分離剤を、水スラリ状にしてから塗布し、乾燥した。乾燥後の冷延板を、３００℃から８００℃の間を１００時間かけて昇温させた後、１２００℃まで５０℃／ｈｒで昇温させ、１２００℃で５時間焼鈍する最終仕上げ焼鈍を行なった。これにより、結晶質としてコーディエライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ２Ｏ３・５ＳｉＯ２）を含む被膜Ａ付きの鋼板（コイル）を得た。得られたコイルの中央部から、１００ｍｍ（圧延直角方向）×４００ｍｍ（圧延方向）のサイズの試料を採取した。
一部の試料においては、硫酸とフッ酸との混酸を用いて被膜Ａ（コーディエライト被膜）を剥離し、ＰＶＤ法を用いて、結晶質として下記表３に示す窒化物を含む被膜Ａ（窒化物被膜）を形成した。
被膜Ａの膜厚（単位：μｍ）は、下記表３に示す。
被膜Ａにおける結晶質の含有量は、いずれも８０質量％以上であった。【００７６】
次に、下記表３に記載の旭硝子社製のガラスフリットを、被膜Ａ付き鋼板の表面に塗布し、焼付することにより、被膜Ｂを形成した。ガラスフリットは、粒度が大きかったのでボールミルを用いて粉砕し、粒度を平均粒径１．０μｍに調整してから使用した。
塗布および焼付は２回行ない、２層の被膜Ｂを形成した。１層目の被膜Ｂを形成する際には、ガラスフリットに０．２質量％のＫＯＨを添加した。
被膜Ｂの焼付条件は、１層目および２層目ともに、１０００℃で１０分間、窒素雰囲気下とした。
被膜Ｂの膜厚（片面、単位：μｍ）は、下記表３に記載のとおりとした。膜厚は、断面ＳＥＭ観察にて評価した。【００７７】
〈元素プロファイルの測定〉
作製した方向性電磁鋼板の試料について、試験例１と同様にして、Ｆｅのプロファイルの半価時間ｔＦｅ／２、ならびに、アルカリ金属元素（Ｋ）のプロファイルのピーク時間ｔＡおよび半価時間ｔＡ／２（ｔＡ／２ｓｕｒ、ｔＡ／２ｍｅｔ）を求めた。更に、ｔＡ／ｔＦｅ／２、ｔＡ／２ｓｕｒ／ｔＦｅ／２、および、ｔＡ／２ｍｅｔ／ｔＦｅ／２を求めた。結果を下記表３に示す。【００７８】
〈評価〉
作製した方向性電磁鋼板の試料について、試験例１と同様にして、被膜剥離幅、曲げ剥離径および付与張力を求めた。更に、試験例２と同様にして、層間抵抗（フランクリン電流値）および占積率を求めた。結果を下記表３に示す。【００７９】
【表３】
0006573042.tif 000004
【００８０】
上記表３に示すように、０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５、および、０．２５≦（ｔＡ／２ｔＦｅ／２）≦１．００を満たす場合には、被膜剥離幅および曲げ剥離径が小さく被膜密着性に優れ、かつ、鋼板への付与張力も高いことが分かった。
被膜Ｂに関して、膜厚が増加するにともなって、鋼板への付与張力がより高くなる傾向が見られた。【００８１】
これに対して、（ｔＡ／２ｔＦｅ／２）≦１．００を満たさないＮｏ．２は、被膜密着性が劣っていた。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）および０．２５≦（ｔＡ／２ｓｕｒｔＦｅ／２）の少なくともいずれかを満たさないＮｏ．３、８、９および１０は、鋼板への付与張力が不十分であった。
（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５を満たさないＮｏ．６は、被膜剥離幅および曲げ剥離径が大きく被膜密着性が劣っていた。
【要約】
鋼板への付与張力が高く、かつ、被膜密着性に優れる方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供する。上記方向性電磁鋼板は、鋼板と、上記鋼板上に配置された結晶質を含む被膜Ａと、上記被膜Ａ上に配置されたガラス質を含む被膜Ｂと、を備え、高周波グロー放電発光表面分析法を用いて得られる、上記被膜Ｂから上記鋼板に向かう方向の元素プロファイルが、下記式（１）および（２）を満たす。
０．３５≦（ｔＡ／ｔＦｅ／２）≦０．７５・・・（１）
０．２５≦（ｔＡ／２／ｔＦｅ／２）≦１．００・・・（２）
ただし、ｔＡはアルカリ金属元素のプロファイルのピーク時間、ｔＡ／２はアルカリ金属元素のプロファイルの半価時間、ｔＦｅ／２はＦｅのプロファイルの半価時間を示す。【図１】
0006573042.tif 000005
【図２】
0006573042.tif 000006