(57)【要約】【課題】被膜密着性と鉄損特性に優れる方向性電磁鋼板を提供するとともに、その有利な製造方法を提案する。【解決手段】Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％を含有する鋼素材を熱間圧延し、冷間圧延し、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍して方向性電磁鋼板を製造する際、脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉを１〜７％、Ｎａを２０〜４０ｐｐｍ含有し、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｐｐｍ含有する焼鈍分離剤を用いることで、フォルステライト被膜の酸素目付量を両面で１．８〜２．８ｇ／ｍ２、上記フォルステライト被膜の表面を蛍光Ｘ線分析したときのＭｇに対するＴｉの強度比（ＩＴｉ／ＩＭｇ）を０．０３〜０．１２、上記フォルステライト被膜と地鉄との界面の複雑度Ｌｃを１．１〜１．９の範囲とする。【選択図】図４
2016145419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板であって、上記フォルステライト被膜の酸素目付量が両面で１．８〜２．８ｇ／ｍ２、上記フォルステライト被膜の表面を蛍光Ｘ線分析したときのＭｇに対するＴｉの強度比（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が０．０３〜０．１２、上記フォルステライト被膜断面における被膜と地鉄との界面の複雑度Ｌｃが１．１〜１．９の範囲にあることを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項２】
Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１ｍａｓｓ％未満、Ｎ：０．００５０ｍａｓｓ％未満、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％未満およびＳｅ：０．００５０ｍａｓｓ％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、
上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】
Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．００３〜０．０３０ｍａｓｓ％および／またはＳ：０．００２〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、
上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０ｍａｓｓ％およびＮ：０．００３〜０．０２０ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、
上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００３〜０．０２０ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．００３〜０．０３０ｍａｓｓ％および／またはＳ：０．００２〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、
上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項６】
上記鋼素材は、上記成分組成に加えてさらに、Ｎｉ：０．０１０〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｎ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｂｉ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．００５〜０．１００ｍａｓｓ％、Ｂ：０．０００２〜０．００２５ｍａｓｓ％、Ｔｅ：０．０００５〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．００１０〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００１〜０．０１０ｍａｓｓ％およびＴｉ：０．０００５〜０．０１０ｍａｓｓ％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項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、方向性電磁鋼板とその製造方法に関し、具体的には、優れた磁気特性と被膜特性を兼備する方向性電磁鋼板とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
方向性電磁鋼板は、主にトランスの鉄心材料として使用されることから、磁気特性に優れること、特に鉄損が低いことが強く求められている。そのため、方向性電磁鋼板は、従来、冷間圧延したＳｉ含有鋼板に、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施し、ＭｇＯを主剤とする焼鈍分離剤を塗布した後、仕上焼鈍において二次再結晶を起こさせ、結晶粒を｛１１０｝＜００１＞方位（いわゆる、ゴス方位）に高度に揃える方法で製造している。上記仕上焼鈍は、上記の二次再結晶させる焼鈍と、最高１２００℃程度の温度まで昇温する純化処理と合わせて１０日間程度を要するため、通常、コイルに巻いた状態で行うバッチ焼鈍により行われている。
【０００３】
上記仕上焼鈍中においては、脱炭焼鈍時に鋼板表面に形成されるＳｉＯ２を主体としたサブスケールと、脱炭焼鈍後に鋼板表面に塗布したＭｇＯを主剤とする焼鈍分離剤が、ＭｇＯ＋ＳｉＯ２→Ｍｇ２ＳｉＯ４の反応を起こし、鋼板表面にガラス質のフォルステライト被膜が形成される。上記フォルステライト被膜は、絶縁性や耐食性を付与することの他に、鋼板表面に引張応力を付与して磁気特性を改善する効果があるため、均一で、密着性に優れることが要求される。
【０００４】
上記フォルステライト被膜は、地鉄の内部に喰い込んだ形で形成され、鋼板表面に機械的に接着している。しかし、被膜と地鉄との界面の凹凸が激しくなると、凹凸部に残留磁化が生じるため、ヒステリシス損が増加する。そのため、被膜密着性とヒステリシス損は、トレードオフの関係にあり、この二つを両立させることは困難である。
【０００５】
なお、フォルステライト被膜を形成させずに、鋼板表面に直接絶縁被膜を被成する技術も開発されているが、現時点においては、被膜密着性を確保するのが難しく、絶縁性や耐電圧特性、耐食性も不十分である。そのため、フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板に対するニーズは依然として高い。さらに、近年、省エネルギーに対する要求を背景として、方向性電磁鋼板には、さらなる鉄損特性の改善が求められるようになってきており、ヒステリシス損をさらに低減することは必須の課題となってきている。
【０００６】
上記課題に対して、フォルステライト被膜を改善する技術が幾つか提案されている。
例えば、特許文献１には、表面から１０μｍ深さの範囲に存在する内部酸化物量を適正化することによって、曲げ密着性を改善する技術が開示されている。また、特許文献２には、フォルステライト被膜のＴｉとＢの目付量、および、これらとＮのモル比を適正化することによって、レーザによる磁区細分化処理を施したときの被膜損傷を抑え、鉄損を低減する技術が開示されている。また、特許文献３には、一次被膜（フォルステライト被膜）中にＣａ，Ｓｒ，Ｂａの中から選ばれる１種または複数の元素と希土類元素と硫黄を含む化合物を含有させることによって、一次被膜の根の部分に硫化物を残存させ、強加工下での被膜密着性を改善する技術が開示されている。さらに、特許文献４には、被膜剥離試験後の鋼板側剥離部に観察される下地被膜構成粒子跡の平均粒径を特定することによって、双晶発生率を抑える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２３８７３４号公報
【特許文献２】特開平０９−１８４０１７号公報
【特許文献３】特表２００８−０６２８５３号公報
【特許文献４】特表２０１２−０７６７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術は、フォルステライト被膜と地鉄との界面の凹凸が大きくなり過ぎて、磁化した際に鋼板表面に磁極が残留し、ヒステリシス損が却って増加してしまうという問題がある。また、特許文献２に開示の技術は、積鉄心など、歪取焼鈍を行わない用途に限定されることに加え、ＴｉやＢとＮの関係を狭い範囲内に収める必要があり、また、焼鈍におけるコイルの内巻と外巻あるいは板幅方向での条件変動の影響を受け、コイルの全長全幅に亘って磁気特性を改善するのは困難である。また、特許文献３に開示の技術は、一次被膜の根の部分に硫化物を残存させるために、被膜−地鉄界面の凹凸が激しくなり、却ってヒステリシス損が増加するという問題がある。さらに、特許文献４に開示の技術は、被膜と地鉄界面の凹凸を低減し、双晶などでの破壊の起点を低減することには有効であるが、凹凸が微細過ぎるため、被膜密着性の改善に対しては大きな効果が得られないという問題がある。
【０００９】
本発明は、従来技術が抱える上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォルステライト被膜−地鉄界面の凹凸を適正化することによって、被膜密着性を確保しつつヒステリシス損を低減した方向性電磁鋼板を提供するとともに、その有利な製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者らは、上記課題の解決に向けて鋭意検討を重ねた。その結果、脱炭焼鈍後の鋼板表層の酸素目付量を適正化するとともに、ＭｇＯを主剤とする焼鈍分離剤中に、添加剤として、Ｔｉに加えてＮａを極微量適正範囲で添加し、さらにＭｇＯまたは添加物中にＢａを適正量含有させることで、フォルステライト被膜−地鉄界面の凹凸を適正化し、被膜密着性を改善しつつヒステリシス損を低減できることを見出し、本発明を開発するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板であって、上記フォルステライト被膜の酸素目付量が両面で１．８〜２．８ｇ／ｍ２、上記フォルステライト被膜の表面を蛍光Ｘ線分析したときのＭｇに対するＴｉの強度比（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が０．０３〜０．１２、上記フォルステライト被膜断面における被膜と地鉄との界面の複雑度Ｌｃが１．１〜１．９の範囲にあることを特徴とする方向性電磁鋼板である。
【００１２】
また、本発明は、Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１ｍａｓｓ％未満、Ｎ：０．００５０ｍａｓｓ％未満、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％未満およびＳｅ：０．００５０ｍａｓｓ％未満を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法を提案する。
【００１３】
また、本発明は、Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．００３〜０．０３０ｍａｓｓ％および／またはＳ：０．００２〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法を提案する。
【００１４】
また、本発明は、Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０ｍａｓｓ％およびＮ：０．００３〜０．０２０ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法を提案する。
【００１５】
また、本発明は、Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００３〜０．０２０ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．００３〜０．０３０ｍａｓｓ％および／またはＳ：０．００２〜０．０３ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とし、熱延板焼鈍を施すことなくあるいは熱延板焼鈍を施した後、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍する一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、脱炭焼鈍後の酸素目付量を両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２とし、上記焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して少なくともＴｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％およびＮａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％含有し、かつ、上記主剤中および／または添加剤中にＢａを５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の方向性電磁鋼板の製造方法を提案する。
【００１６】
また、本発明における上記鋼素材は、上記成分組成に加えてさらに、Ｎｉ：０．０１０〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｎ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｂｉ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．００５〜０．１００ｍａｓｓ％、Ｂ：０．０００２〜０．００２５ｍａｓｓ％、Ｔｅ：０．０００５〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．００１０〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００１〜０．０１０ｍａｓｓ％およびＴｉ：０．０００５〜０．０１０ｍａｓｓ％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フォルステライト被膜の密着性を損なうことなく被膜−地鉄界面の凹凸を低減して、鉄損特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】焼鈍分離剤に含まれるＮａ，Ｂａが、鉄損およびフォルステライト被膜の密着性に及ぼす影響を示すグラフである。
【図２】焼鈍分離剤に含まれるＮａ，Ｂａが、フォルステライト被膜に及ぼす影響を観察した断面写真である。
【図３】フォルステライト被膜−地鉄界面の複雑度Ｌｃを説明する図である
【図４】焼鈍分離剤に含まれるＮａ，Ｂａが、フォルステライト被膜−地鉄界面の複雑度Ｌｃおよびフォルステライト被膜中に侵入するＴｉ量に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、本発明を開発する契機となった実験について説明する。
＜実験１＞
Ｃ：０．０６５ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．４４ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０８ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０３ｍａｓｓ％およびＮ：０．００８ｍａｓｓ％を含有する鋼を溶製し、連続鋳造法で鋼スラブとした後、１４１０℃の温度に再加熱し、熱間圧延して板厚２．４ｍｍの熱延板とし、１０５０℃×６０秒の熱延板焼鈍を施した後、一次冷間圧延して中間板厚の１．８ｍｍとし、１１２０℃×８０秒の中間焼鈍を施した後、２００℃温度で温間圧延して最終板厚０．２３ｍｍの冷延板とした。
次いで、上記冷延板に、一次再結晶焼鈍を兼ねて、５０ｖｏｌ％Ｈ２−５０ｖｏｌ％Ｎ２、露点５５℃の湿潤雰囲気下で８４０℃×１００秒の脱炭焼鈍を施した。なお、このときの脱炭焼鈍後の酸素目付量は両面で０．９ｇ／ｍ２であった。なお、上記酸素目付量は、脱炭焼鈍後の鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析により求め、単位面積あたりの目付量に換算した値である。
その後、上記鋼板表面に、酸化マグネシウムＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して、酸化チタンをＴｉ換算で５ｍａｓｓ％、水酸化ストロンチウムをＳｒ換算で３ｍａｓｓ％、水酸化ナトリウムをＮａ換算で０〜６０ｍａｓｓｐｐｍ含有し、さらに、不純物としてＢａを種々の濃度で含有するＭｇＯを使用することによりＢａを焼鈍分離剤全体に対して０〜３５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で種々に変化して含有する焼鈍分離剤（スラリー）を鋼板表面に塗布し、乾燥した。なお、上記ＭｇＯ、酸化チタンおよび水酸化ストロンチウム中に含まれるＮａ濃度および酸化チタン、水酸化ストロンチウム中に含まれるＢａ濃度を分析したところ、いずれも検出限界以下であった。
次いで、上記鋼板に、二次再結晶させてから、水素雰囲気下で１２００℃×７時間の純化処理を行う仕上焼鈍を施した後、未反応の焼鈍分離剤を除去し、絶縁被膜液を塗布し、絶縁被膜の焼付けと形状矯正を兼ねた平坦化焼鈍を８００℃×３０秒で施し、方向性電磁鋼板とした。
【００２０】
斯くして得た方向性電磁鋼板について、鉄損Ｗ１７／５０と、被膜密着性（曲げ剥離径）を測定し、その結果を図１に示した。
図１（ａ）から、鉄損Ｗ１７／５０は、焼鈍分離剤中のＢａ含有量が３０ｍａｓｓｐｐｍ未満において良好となること、ただし、Ｂａ含有量が低い場合でも、Ｎａ添加量が２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍの範囲から外れて、高過ぎたり低過ぎたりしたときには、鉄損が増加していることがわかる。
また、図１（ｂ）から、被膜密着性は、Ｎａ添加量が高い方ほど良好となるが、Ｂａ含有量には適正範囲があり、５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で良好であるが、その範囲より低過ぎても高過ぎても、被膜密着性が劣る傾向となることがわかる。
これらの結果から、ＢａおよびＮａは、極微量ではあるが、それぞれ適正範囲に収めて添加することで、鉄損特性と被膜密着性とを両立できることがわかる。
【００２１】
＜実験２＞
次に、上記のような結果が得られた原因を調査するため、仕上焼鈍によって形成されたフォルステライト被膜と地鉄との界面形状、フォルステライト被膜中へのＴｉ侵入量およびフォルステライト被膜の酸素目付量を測定した。なお、上記酸素目付量は、フォルステライト被膜形成後、即ち、上記実験１で得られた鋼板の表面から絶縁被膜を除去した鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析で求め、単位面積あたりの目付量に換算した値である。
ここで、上記フォルステライト被膜と地鉄との界面形状は、光学顕微鏡を用いて倍率１０００倍で観察した。
また、フォルステライト被膜中へのＴｉ侵入量については、フォルステライト被膜形成後、即ち、上記実験１で得られた鋼板の表面から絶縁被膜を除去した表面を蛍光Ｘ線分析し、得られたＴｉ強度ＩＴｉをＭｇ強度ＩＭｇで規格化した（ＩＴｉ／ＩＭｇ）を求めた。
【００２２】
図２に、フォルステライト被膜の断面写真と、Ｔｉ侵入量および酸素目付量の調査結果を示した。
図２から、ＮａもＢａも含有していない条件（ａ）では、被膜と地鉄との界面が平坦で、Ｔｉの侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）も低いことがわかる。
これに対して、Ｂａのみを含有する条件（ｂ）では、被膜と地鉄との界面の凹凸が激しくなっているが、Ｔｉの侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）については無添加の条件（ａ）より若干高まるものの大きな変化はない。酸素目付量については、Ｂａを含有することによって若干低下する傾向にある。
また、Ｎａのみを添加した条件（ｃ）では、被膜と地鉄との界面の凹凸は、条件（ａ）と大きな違いはないが、Ｔｉの侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が著しく高くなっている。酸素目付量は、他の２条件と大きな変化はないが、若干増大する傾向にある。
また、ＢａとＮａの両方を含有する条件（ｄ）では、被膜と地鉄との界面の凹凸が大きくなり、Ｔｉの侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）も高くなる。
これらの結果から、Ｂａを含有すると、被膜と地鉄との界面の凹凸が大きくなり、鉄損が増大し、密着性は向上する傾向にあり、一方、Ｎａを添加すると、Ｔｉの侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が増加して鉄損特性が向上し、密着性が改善する傾向にある、したがって、鉄損を改善するには、被膜の凹凸を平坦にすること、密着性を改善するには、被膜と地鉄との界面の凹凸と被膜中のＴｉ量を増やすことが有効であると示唆される。
【００２３】
＜実験３＞
次に、上記＜実験２＞の写真観察では、フォルステライト被膜と地鉄との界面の凹凸を定性的にしか評価できないため、図３に示した方法で、界面の凹凸を数値化した。具体的には、上記１０００倍の光学顕微鏡の断面写真から、鋼板表面に平行な長さＬ０（＝５０μｍ）の線分における被膜−地鉄界面の長さＬを画像処理装置で測定し、これをＬ０で規格化した値（Ｌ／Ｌ０）を界面の複雑度Ｌｃと定義して数値化した。なお、図２の（ａ）や（ｄ）の写真の被膜上部から遊離した粒子については、この測定においては考慮しなかった。
【００２４】
図４に、ＢａおよびＮａの含有量と、界面の複雑度Ｌｃ（＝Ｌ／Ｌ０）およびＴｉ侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）との関係を示した。図４（ａ）から、Ｂａを含有することによって、界面の複雑度Ｌｃは大きくなるが、Ｎａ添加の影響は小さいこと、また、図４（ｂ）から、Ｎａを添加することによってＴｉ濃化量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）は増大するが、Ｎａ添加の影響は小さいことがわかる。
以上の結果から、焼鈍分離剤中に極微量のＮａの添加と、ＭｇＯ中に微量に存在するＢａにより、鉄損特性と被膜密着性を両立することができることがわかった。
【００２５】
上記理由について、本発明者らは以下のように考えている。
まず、Ｂａ（Ｂａ２＋イオン）が、被膜密着性に及ぼす影響について説明する。
脱炭焼鈍によって鋼板表層に形成されるサブスケールは、主に非晶質のＳｉＯ２粒子が鋼板表層中に分散した形態をとっている。このＳｉＯ２は、密度が約２．２ｇ／ｃｍ３で、地鉄の約７．７ｇ／ｃｍ３と比べて低い。そのため、脱炭焼鈍によって低密度のＳｉＯ２が形成されると、鋼板表層部は膨張する。脱炭焼鈍後の鋼板は、その後、焼鈍分離剤を鋼板表面に塗布して仕上焼鈍を施されるが、この仕上焼鈍中に、上記ＳｉＯ２粒子は地鉄表層側に移動し、濃化する。その結果、地鉄表層から、膨張の原因となっていた低密度の粒子がなくなり、それを緩和するため、フォルステライト被膜に圧縮応力が働き、被膜と地鉄との界面に凹凸が形成される。
【００２６】
ここで、Ｂａ（Ｂａ２＋イオン）は、非晶質ＳｉＯ２のＳｉ−Ｏ間の結合を切断することにより、ＳｉＯ２の可動度を高めて表層濃化（地鉄表面への濃化）を促進する働きがある。Ｂａが無添加のときには、ＳｉＯ２の表層濃化が緩やかに進行するため、Ｆｅの拡散も同時に起こり、表面応力が発生しにくくなる結果、界面の凹凸は小さくなるが、Ｂａを添加すると、ＳｉＯ２が速やかに表層濃化するため、圧縮応力が発生して、フォルステライト被膜と地鉄との界面の変形が起こり、凹凸が形成されやすくなる。被膜−地鉄界面に凹凸が形成された状態では、被膜が地鉄にめり込んでいるため、曲げ応力を加えたときでも密着性が確保される。
【００２７】
ただし、Ｂａには、焼鈍分離剤の主剤をなすＭｇＯ中に含まれるＭｇ（Ｍｇ２＋イオン）やＯ（Ｏ２−イオン）の仕上焼鈍中における体拡散を抑える働きもある。そのため、Ｂａが多量に含有されていると、被膜の形成が抑制されて被膜形成不良を起こし、密着性も低下する。そのため、被膜密着性に対しては、Ｂａ含有量には適正範囲がある。
【００２８】
上記のＢａの効果は、Ｂａが焼鈍分離剤の主剤であるＭｇＯや添加剤中に含まれているときに特に効果的に発現する。というのは、Ｂａ化合物を、主剤であるＭｇＯや添加剤と混合してスラリー化するときに添加すると、スラリー内でＢａ化合物が凝集して不均一に分布するため局所的にしかＢａの添加効果が得られない。これに対して、Ｂａが主剤であるＭｇＯや添加剤中に不純物のように均一な状態で含まれている場合には、上記のような不均一分布となり難いため、極微量であってもＢａの添加効果が均一に発現させることができるからである。
【００２９】
Ｂａの鉄損に対する影響についても、上記と同様に説明することができる。
つまり、Ｂａの含有量を増やすと、被膜−地鉄界面の凹凸が増大する。このような状態で磁化させると、界面の凹凸部で残留磁化が発生し、ヒステリシス損が増大する。したがって、Ｂａの過度な含有は、鉄損を劣化させるため、Ｂａ添加量には上限が存在する。
【００３０】
次に、Ｎａ（Ｎａ＋イオン）の被膜密着性改善効果について説明する。
Ｎａは、他の金属イオンと容易に結合して、低融点化合物を形成する。焼鈍分離剤中には、Ｍｇ２＋やＴｉ４＋などの金属イオンがイオン結合して化合物として存在しているが、Ｎａの添加によりＭｇ２＋，Ｔｉ４＋イオンの一部が溶融し、液相拡散によって鋼板表面まで速やかに到達して、フォルステライト被膜を形成する。そのため、Ｎａを添加すると、フォルステライト被膜中にＴｉが侵入しやすくなり、被膜中のＴｉ濃度が高まる。このＴｉには、フォルステライト被膜の粒界に濃化して被膜強度を高める働きがあるため、被膜密着性が高まる。
【００３１】
Ｎａの磁気特性に対する影響については、上記のように、Ｎａの添加により被膜中へのＴｉの侵入が促進され、Ｔｉ濃度が高まるが、Ｔｉは、被膜強度を高め、引張張力付与効果を高める効果があるため、渦電流損が低下して鉄損が改善される。ただし、Ｎａを添加し過ぎると、Ｔｉの侵入が促進され過ぎ、地鉄にまでＴｉが侵入するため、却って鉄損の増大を招く。そのため、Ｎａ添加量にも適正範囲が存在する。
【００３２】
前述したように、Ｂａの効果は主剤であるＭｇＯ中や添加剤中に含まれているときに最も効果的に発現する。しかし、Ｎａの場合、スラリー化するときにＮａ化合物として添加しても所望の効果を発現させることができる。その理由は十分に明確になっていないが、Ｎａの添加量はＢａのように微量ではないことと、Ｎａ化合物は低融点であるため、仕上焼鈍中に溶融し、拡散して分布が均一化するためであると考えられる。
【００３３】
次に、本発明の方向性電磁鋼板の製造に用いる鋼素材（スラブ）の成分組成について説明する。
Ｃ：０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％
Ｃは、０．００２ｍａｓｓ％未満であると、Ｃによる粒界強化効果が失われ、スラブに割れが生じるなどして製造に支障を来たすようになる。一方、０．１０ｍａｓｓ％を超えると、製造工程の脱炭焼鈍において、磁気時効の起こらない０．００５ｍａｓｓ％以下に低減することが難しくなる。よって、Ｃは０．００２〜０．１０ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは０．０１０〜０．０８０ｍａｓｓ％の範囲である。
【００３４】
Ｓｉ：２．０〜８．０ｍａｓｓ％
Ｓｉは、鋼の比抵抗を高め、鉄損を低減するのに必要な元素である。上記効果は、２．０ｍａｓｓ％未満では十分ではなく、一方、８．０ｍａｓｓ％を超えると、加工性が低下し、圧延して製造すること困難となる。よって、Ｓｉは２．０〜８．０ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは２．５〜４．５ｍａｓｓ％の範囲である。
【００３５】
Ｍｎ：０．００５〜１．０ｍａｓｓ％
Ｍｎは、鋼の熱間加工性を改善するために必要な元素である。上記効果は、０．００５ｍａｓｓ％未満では十分ではなく、一方、１．０ｍａｓｓ％を超えると、製品板の磁束密度が低下するようになる。よって、Ｍｎは０．００５〜１．０ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは０．０２〜０．２０ｍａｓｓ％の範囲である。
【００３６】
上記Ｃ，ＳｉおよびＭｎ以外の成分については、二次再結晶を生じさせるために、インヒビターを利用する場合と、しない場合とに分けられる。
まず、二次再結晶を生じさせるためにインヒビターを利用する場合で、例えば、ＡｌＮ系インヒビターを利用するときには、ＡｌおよびＮは、それぞれＡｌ：０．０１０〜０．０５０ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００３〜０．０２０ｍａｓｓ％の範囲で含有させるのが好ましい。また、ＭｎＳ・ＭｎＳｅ系インヒビターを利用する場合には、前述した量のＭｎと、Ｓ：０．００２〜０．０３０ｍａｓｓ％およびＳｅ：０．００３〜０．０３０ｍａｓｓ％のうちの１種または２種を含有させるのが好ましい。それぞれの添加量が、上記下限値より少ないと、インヒビター効果が十分に得られず、一方、上記上限値を超えると、インヒビター形成成分がスラブ加熱時に未固溶で残存し、磁気特性の低下をもたらす。なお、ＡｌＮ系とＭｎＳ・ＭｎＳｅ系のインヒビターは併用して用いてもよい。
【００３７】
一方、二次再結晶を生じさせるためにインヒビターを利用しない場合には、上述したインヒビター形成成分であるＡｌ，Ｎ，ＳおよびＳｅの含有量を極力低減し、Ａｌ：０．０１ｍａｓｓ％未満、Ｎ：０．００５０ｍａｓｓ％未満、Ｓ：０．００５０ｍａｓｓ％未満およびＳｅ：０．００５０ｍａｓｓ％未満に低減した鋼素材を用いるのが好ましい。
【００３８】
なお、本発明の方向性電磁鋼板は、上記成分以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。ただし、磁気特性の改善を目的として、Ｎｉ：０．０１０〜１．５０ｍａｓｓ％、Ｃｒ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０１〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｓｎ；０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｂｉ：０．００５〜０．５０ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．００５〜０．１００ｍａｓｓ％、Ｂ：０．０００２〜０．００２５ｍａｓｓ％、Ｔｅ：０．０００５〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．００１０〜０．０１００ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００１〜０．０１０ｍａｓｓ％およびＴｉ：０．０００５〜０．０１０ｍａｓｓ％のうちから選ばれる１種または２種以上を適宜添加してもよい。
【００３９】
次に、本発明の方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
前述した成分組成を有する鋼を常法の精錬プロセスで溶製した後、常法の造塊−分塊圧延法または連続鋳造法で鋼素材（スラブ）を製造してもよいし、あるいは、直接鋳造法で１００ｍｍ以下の厚さの薄鋳片を製造してもよい。上記スラブは常法に従い、例えば、インヒビター成分を含有する場合には、１４００℃程度の温度に再加熱し、一方、インヒビター成分を含まない場合は、１３００℃以下の温度に再加熱した後、従来公知の条件で熱間圧延に供する。なお、インヒビター成分を含有しない場合には、連続鋳造後、再加熱することなく直ちに熱間圧延に供してもよい。また、薄鋳片の場合には、熱間圧延してもよいし、熱間圧延を省略してそのまま以後の工程に進めてもよい。
【００４０】
次いで、上記熱間圧延して得た熱延板は、必要に応じて熱延板焼鈍を施す。この熱延板焼鈍の温度は、良好な磁気特性を得るためには、８００〜１１５０℃の範囲とするのが好ましい。８００℃未満では、熱間圧延で形成されたバンド組織が残留し、整粒の一次再結晶組織を得ることが難しくなり、二次再結晶の発達が阻害される。一方、１１５０℃を超えると、熱延板焼鈍後の粒径が粗大化し過ぎて、やはり整粒の一次再結晶組織を得ることが難しくなる。
【００４１】
熱間圧延後あるいは上記熱延板焼鈍後の熱延板は、１回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延により最終板厚の冷延板とする。上記中間焼鈍の温度は、９００〜１２００℃の範囲とするのが好ましい。９００℃未満では、中間焼鈍後の再結晶粒が細かくなり、一次再結晶組織におけるＧｏｓｓ核が減少して製品板の磁気特性が低下する傾向がある。一方、１２００℃を超えると、熱延板焼鈍のときと同様、結晶粒が粗大化し過ぎて、整粒の一次再結晶組織を得ることが難しくなる。
【００４２】
また、最終板厚とする冷間圧延（最終冷間圧延）は、冷間圧延時の鋼板温度を１００〜３００℃の温度に昇温して行う温間圧延とすることや、冷間圧延の途中で１００〜３００℃の温度で時効処理を１回または複数回施すことが、一次再結晶集合組織を改善し、磁気特性を向上させるのに有効である。
【００４３】
最終板厚とした冷延板は、その後、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施す。この焼鈍温度は７００〜９００℃、保持時間は３０〜３００秒の範囲とするのが好ましい。焼鈍温度が７００℃未満、もしくは、保持時間が３０秒未満では、脱炭が不十分となったり、一次再結晶粒径が小さ過ぎたりして磁気特性が劣化する。一方、焼鈍温度が９００℃を超えたり、保持時間が３００秒を超えたりすると、一次再結晶粒径が大きくなり過ぎて磁気特性が劣化する。
【００４４】
上記脱炭焼鈍においては、鋼板の表層にサブスケールを形成させるが、そのサブスケールの酸素目付量は、両面で０．７〜１．１ｇ／ｍ２の低い範囲に抑えることが必要である。表層に形成されるサブスケール中のＳｉＯ２は低密度であるため、鋼板表層と中心層の間に応力を付与する効果を有するが、酸素目付量が多いと、仕上焼鈍中における地鉄からのＳｉＯ２の消失により、フォルステライト被膜に圧縮応力が加わり、ＳｉＯ２粒子が抜けた空隙部に被膜が入り込み、被膜と地鉄との界面の凹凸が激しくなるため、鉄損が劣化する。逆に、少な過ぎると、フォルステライト被膜の形成量が不足して、被膜の密着性が低下する。
【００４５】
上記脱炭焼鈍した鋼板は、その後、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布する。この焼鈍分離剤は、主剤として少なくとも５０ｍａｓｓ％以上のＭｇＯを含み、さらに、添加剤として、焼鈍分離剤全体に対して、Ｔｉ化合物をＴｉ換算で１〜７ｍａｓｓ％、Ｎａ化合物をＮａ換算で２０〜４０ｍａｓｓｐｐｍ含有し、磁気特性や被膜特性を改善するため、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物のうちから選ばれる１種または２種以上を該金属換算の合計で０．１〜５ｍａｓｓ％の範囲で含有し、さらに、Ｂａを主剤および／または添加剤中に、焼鈍分離剤全体に対して５〜２５ｍａｓｓｐｐｍの範囲で含有することが必要である。
【００４６】
ここで、上記Ｔｉ化合物の種類は特に限定されず、酸化物や塩化物、硫酸塩、硝酸塩、チタン酸塩、水酸化物などを用いることができる。添加量が上記下限値より少ないと、フォルステライト被膜中に含有されるべきＴｉ量が少なくなって密着性が低下し、逆に、上記上限値より多いと、鋼中にまで浸Ｔｉして鉄損特性が低下する。
【００４７】
また、Ｎａ化合物も、種類は特に限定されず、酸化物や塩化物、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物などを用いることができる。添加量が上記上限値より多いと、鋼中に浸Ｔｉが発生し、また、上記下限値より低いと、被膜形成が不十分となり、鉄損特性や被膜密着性が低下する。
【００４８】
また、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｋ，Ｌｉ，Ｓｂの酸化物、水酸化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩、ホウ酸塩、塩化物および硫化物の添加量は、該金属換算の合計で０．１ｍａｓｓ％よりも少ないと、添加効果が十分ではなく、一方、５ｍａｓｓ％よりも多いと、添加効果が強すぎ、却って磁気特性や被膜が劣化する。
【００４９】
また、Ｂａは、フォルステライト被膜−地鉄界面に適度の凹凸を形成させるために必要であり、上記上限値より多いと、界面の凹凸が激しくなり、鉄損特性が低下する。逆に、上記下限値より少ないと、界面の凹凸が少な過ぎて、被膜密着性が低下する。
【００５０】
ここで、上記Ｂａは、主剤であるＭｇＯ中および／または添加剤中に含有させることが重要である。含有させる方法としては、例えば、ＭｇＯ中に含有させる場合には、製造原料であるＭｇ（ＯＨ）２の段階でＢａ化合物を添加し、その後、焼成する方法がある。なお、添加剤中に含ませる場合も同様の方法で含有させることができる。
【００５１】
上記焼鈍分離剤を塗布、乾燥した鋼板は、その後、コイルに巻き取った状態で仕上焼鈍を施し、Ｇｏｓｓ方位に高度に集積させた二次再結晶組織を発達させるとともに、フォルステライト被膜を形成させる。上記仕上焼鈍は、二次再結晶を発現させるためには８００℃以上の温度に昇温することが、また、二次再結晶を完了させるためには１１００℃の温度まで昇温することが好ましい。また、フォルステライト被膜を形成させたり、純化処理を施したりするためには、上記二次再結晶焼鈍に引き続いて１２００℃程度の温度まで昇温するのが好ましい。
【００５２】
上記仕上焼鈍を施した鋼板は、その後、水洗やブラッシング、酸洗等で、鋼板表面に付着した未反応の焼鈍分離剤を除去した後、平坦化焼鈍を施して、最終製品である方向性電磁鋼板とする。
【００５３】
上記のようにして製造した本発明の方向性電磁鋼板は、下地被膜（フォルステライト被膜）の酸素目付量が１．８〜２．８ｇ／ｍ２、鋼板表面を蛍光Ｘ線分析したときのＭｇに対するＴｉの強度比（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が０．０３〜０．１２、フォルステライト被膜と地鉄との界面の複雑度Ｌｃが１．１〜１．９の範囲において鉄損特性と被膜特性とが優れるものとなる。
酸素目付量が１．８ｇ／ｍ２未満では、フォルステライト被膜の形成量が少な過ぎ、外部応力により被膜が破壊され易くなって密着性が低下し、一方、２．８ｇ／ｍ２より多いと、仕上焼鈍中に形成されるフォルステライトが過剰となるため、フォルステライト被膜と地鉄との界面の凹凸が十分に形成されず、密着性が保てなくなる。
また、（ＩＴｉ／ＩＭｇ）が０．０３未満では、フォルステライト被膜中へのＴｉの侵入量が不足しているため、被膜密着性が劣り、一方、０．１２を超えると、Ｔｉが浸入し過ぎて、鋼中にも浸Ｔｉして、鉄損特性が低下する。
さらに、界面の複雑度Ｌｃは、１．１未満では十分な被膜密着性が得られず、一方、１．９を超えると、界面の凹凸が激しくなり過ぎて、鉄損特性が低下する。
【００５４】
なお、鉄損をより低減するためには、磁区細分化処理を施すことが有効である。処理方法としては、一般的に実施されている、最終製品板にレーザや電子ビーム、プラズマを照射して線状または点状の熱歪や衝撃歪を導入したり、ローラ等で加圧して線状または点状の溝や歪を付与したりする方法、最終板厚に冷間圧延した以降の中間工程で、鋼板表面にエッチング加工を施して溝等を形成する方法等を用いることができる。
【実施例１】
【００５５】
Ｃ：０．０７０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．４３ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０８ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．００７ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００３ｍａｓｓ％およびＳ：０．００２ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを連続鋳造法で製造し、１２５０℃の温度に再加熱した後、熱間圧延して板厚２．４ｍｍの熱延板とし、１０００℃×５０秒の熱延板焼鈍を施した後、一次冷間圧延して１．８ｍｍの中間板厚とし、１１００℃×２０秒の中間焼鈍を施した後、二次冷間圧延して最終板厚０．２３ｍｍの冷延板とし、その後、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した。
ここで、上記脱炭焼鈍は、５０ｖｏｌ％Ｈ２−５０ｖｏｌ％Ｎ２、露点５０〜６５℃の湿潤雰囲気下で、８４０℃の温度に１００秒間保持し、露点を変えて酸素目付量を表１に示したように変化させた。なお、上記酸素目付量は、脱炭焼鈍後の鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析して求め、単位面積当たりの目付量に換算して得た値である。
次いで、上記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して、ＴｉＯ２をＴｉ換算で２ｍａｓｓ％添加し、硫酸Ｎａの添加量およびＴｉＯ２中に含まれるＢａ濃度を種々に変化させることにより、焼鈍分離剤全体に対するＮａおよびＢａの含有量を表１に示したように種々に変化させた焼鈍分離剤をスラリー状にして塗布、乾燥した後、二次再結晶焼鈍させてから、１２００℃×１０時間の純化処理を行う仕上焼鈍を施し、方向性電磁鋼板とした。なお、上記仕上焼鈍の雰囲気は、純化処理における１２００℃保定時はＨ２、昇温時（二次再結晶焼鈍時を含む）および降温時はＮ２とした。
【００５６】
【表１】
2016145419.tif 000003
【００５７】
斯くして得た各種方向性電磁鋼板について、被膜特性（酸素目付量、Ｔｉ侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）、界面複雑度Ｌｃ）、磁気特性（鉄損Ｗ１７／５０）および被膜密着性（曲げ剥離径）を調査し、その結果を表１に併記した。なお、フォルステライト被膜の酸素目付量は、仕上焼鈍後の鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析して求め、単位面積当たりの目付量に換算することにより測定した。
同表から、本発明を適用することで、被膜密着性に優れ、かつ、磁気特性にも優れる方向性電磁鋼板を製造し得ることがわかる。
【実施例２】
【００５８】
表２に記載の各種成分組成を有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるＮｏ．１〜１９の鋼スラブを連続鋳造法で製造し、１３８０℃の温度に再加熱した後、熱間圧延して板厚２．０ｍｍの熱延板とし、１０３０℃×１０秒の熱延板焼鈍を施した後、冷間圧延して最終板厚０．２３ｍｍの冷延板とし、その後、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した。なお、上記脱炭焼鈍は、５０ｖｏｌ％Ｈ２−５０ｖｏｌ％Ｎ２、露点５５℃の湿潤雰囲気下で、８４０℃の温度に１００秒間保持した。
次いで、上記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として、焼鈍分離剤全体に対して、ＴｉＯ２をＴｉ換算で２ｍａｓｓ％、水酸化カルシウムをＣａ換算で３ｍａｓｓ％含有し、ＮａおよびＢａを表２に示したように種々の濃度で含有する焼鈍分離剤をスラリー状にして鋼板表面に塗布した。なお、上記焼鈍分離剤中のＮａの濃度は、硫酸Ｎａの添加量を変えることで、また、Ｂａ濃度は、水酸化カルシウム中に不純物として含まれるＢａ濃度を種々に変化させることで調製した。
次いで、上記焼鈍分離剤を塗布した鋼板は、二次再結晶させてから、１２２０℃×４時間の純化処理を行う仕上焼鈍を施し、方向性電磁鋼板とした。なお、上記仕上焼鈍の雰囲気は、純化処理する１２２０℃保定時はＨ２、昇温時（二次再結晶焼鈍時を含む）および降温時はＡｒとした。
【００５９】
【表２】
2016145419.tif 000004
【００６０】
上記のようにして得た各種方向性電磁鋼板について、実施例１と同様にして、被膜特性（酸素目付量、Ｔｉ侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）、界面複雑度Ｌｃ）および磁気特性（鉄損Ｗ１７／５０）を調査し、その結果を表２に示した。同表から、本発明の成分組成を満たし、かつ、本発明に適合する製造方法で製造された鋼板は、いずれも良好な被膜密着性と磁気特性が両立できていることがわかる。
【実施例３】
【００６１】
Ｃ：０．０６０ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．３８ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０６ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０１７ｍａｓｓ％、Ｎ：０．００８ｍａｓｓ％およびＳｅ：０．０１５ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分組成を有する鋼スラブを連続鋳造法で製造し、１４００℃の温度に再加熱した後、熱間圧延して板厚２．４ｍｍの熱延板とし、１０００℃×５０秒の熱延板焼鈍を施した後、一次冷間圧延して１．８ｍｍの中間板厚とし、１１００℃×２０秒の中間焼鈍を施した後、二次冷間圧延して最終板厚０．２３ｍｍの冷延板とし、その後、一次再結晶焼鈍を兼ねた脱炭焼鈍を施した。
ここで、上記脱炭焼鈍は、５０ｖｏｌ％Ｈ２−５０ｖｏｌ％Ｎ２、露点５５℃の湿潤雰囲気下で、８４０℃の温度に１００秒間保持して酸素目付量が１．０ｍ２／ｇとなるようなサブスケールを形成させた。なお、上記酸素目付量は、脱炭焼鈍後の鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析して求め、単位面積当たりの目付量に換算して得た値である。
次いで、上記脱炭焼鈍後の鋼板表面に、ＭｇＯを主剤とし、添加剤として焼鈍分離剤全体に対して、ＴｉＯ２をＴｉ換算で５ｍａｓｓ％、硫酸ＮａをＮａ換算で２５ｍａｓｓｐｐｍ、および、微量元素としてＢａを焼鈍分離剤全体に対して表３に示した量を含有する各種添加剤を添加した焼鈍分離剤をスラリー状にして塗布、乾燥させた。ここで、Ｂａは添加剤の製造工程の途中で添加することにより含有させた。
その後、二次再結晶焼鈍させてから、１２００℃×１０時間の純化処理を行う仕上焼鈍を施し、方向性電磁鋼板とした。なお、上記仕上焼鈍の雰囲気は、純化処理における１２００℃保定時はＨ２、昇温時（二次再結晶焼鈍時を含む）および降温時はＮ２とした。
【００６２】
【表３】
2016145419.tif 000005
【００６３】
斯くして得た各種方向性電磁鋼板について、被膜特性（酸素目付量、Ｔｉ侵入量（ＩＴｉ／ＩＭｇ）、界面複雑度（Ｌｃ）、磁気特性（鉄損Ｗ１７／５０）および被膜密着性（曲げ剥離径）を調査し、その結果を表３に併記した。なお、フォルステライト被膜の酸素目付量は、仕上焼鈍後の鋼板全体（全厚）の酸素量を化学分析して求め、単位面積当たりの目付量に換算することにより求めた。
同表から、本発明を適用することで、被膜密着性に優れ、かつ、磁気特性にも優れる方向性電磁鋼板を製造し得ることがわかる。
【図１】
2016145419.tif 000006
【図２】
2016145419.tif 000007
【図３】
2016145419.tif 000008
【図４】
2016145419.tif 000009