(57)【要約】  この方向性電磁鋼板は、母材鋼板と、酸化物層と、張力付与性絶縁被膜とを有する。張力付与性絶縁被膜の表面から母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析したとき、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．５倍となるスパッタ時間Ｆｅ０．５と、飽和値の０．０５倍となるスパッタ時間Ｆｅ０．０５とが、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、また、Ｆｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に、Ｃｒ発光強度が極大点を有する。また、この方向性電磁鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８は、１．９０Ｔ以上である。
2020162608.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さない方向性電磁鋼板において、
前記方向性電磁鋼板が、
母材鋼板と、
前記母材鋼板に接して配された酸化物層と、
前記酸化物層に接して配された張力付与性絶縁被膜と、を備え、
前記母材鋼板が、化学組成として、質量％で、
Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、
Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、
Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、
Ｃ：０以上０．０１％以下、
Ｓ＋Ｓｅ：０以上０．００５％以下、
酸可溶性Ａｌ：０以上０．０１％以下、
Ｎ：０以上０．００５％以下、
Ｂｉ：０以上０．０３％以下、
Ｔｅ：０以上０．０３％以下、
Ｐｂ：０以上０．０３％以下、
Ｓｂ：０以上０．５０％以下、
Ｓｎ：０以上０．５０％以下、
Ｃｕ：０以上１．０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、
前記張力付与性絶縁被膜が、平均厚みが１〜３μｍのリン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜であり、
前記張力付与性絶縁被膜の表面から前記母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析した際に、デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．５倍となるスパッタ時間を単位秒でＦｅ０．５とし、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．０５倍となるスパッタ時間を単位秒でＦｅ０．０５としたとき、Ｆｅ０．５とＦｅ０．０５とが、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、
前記デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間を単位秒でＦｅｓａｔとし、Ｃｒ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＣｒｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上のＦｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれ、
前記方向性電磁鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８が、１．９０Ｔ以上である、
ことを特徴とする方向性電磁鋼板。
【請求項２】
フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法において、
前記絶縁被膜形成方法が、鋼基材上に張力付与性絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程を備え、
前記絶縁被膜形成工程では、
前記鋼基材が、
母材鋼板と、
前記母材鋼板に接して配された酸化物層と、を有し、
前記母材鋼板が、化学組成として、質量％で、
Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、
Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、
Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、
Ｃ：０以上０．０１％以下、
Ｓ＋Ｓｅ：０以上０．００５％以下、
酸可溶性Ａｌ：０以上０．０１％以下、
Ｎ：０以上０．００５％以下、
Ｂｉ：０以上０．０３％以下、
Ｔｅ：０以上０．０３％以下、
Ｐｂ：０以上０．０３％以下、
Ｓｂ：０以上０．５０％以下、
Ｓｎ：０以上０．５０％以下、
Ｃｕ：０以上１．０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、
前記酸化物層の表面から前記母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析した際に、デプスプロファイル上でＦｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間を単位秒でＦｅｓａｔとしたとき、前記デプスプロファイル上の０秒からＦｅｓａｔまでの間に、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．４０倍以上０．８０倍以下の範囲内にＦｅｓａｔ×０．１秒以上留まるＦｅ発光強度のプラトー領域が含まれ、
前記デプスプロファイル上でＣｒ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＣｒｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上の前記プラトー領域からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０１倍以上０．０３倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれ、かつ、
前記デプスプロファイル上でＳｉ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＳｉｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上のＣｒｍａｘからＦｅｓａｔまでの間に、ＳｉｍａｘでのＳｉ発光強度がＳｉｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０６倍以上０．１５倍以下となるＳｉ発光強度の極大点が含まれ、
前記鋼基材の前記酸化物層上に、リン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍとなるように張力付与性絶縁被膜を形成する、
ことを特徴とする方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法。
【請求項３】
フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法において、
前記製造方法が、
鋼片を加熱した後に熱間圧延して熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
前記熱延鋼板を必要に応じて焼鈍して熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程と、
前記熱延鋼板または前記熱延焼鈍鋼板に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
前記冷延鋼板を脱炭焼鈍して脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程と、
前記脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布した後に仕上げ焼鈍して仕上げ焼鈍鋼板を得る仕上げ焼鈍工程と、
前記仕上げ焼鈍鋼板に、洗浄処理と、酸洗処理と、熱処理とを順に施して酸化処理鋼板を得る酸化処理工程と、
前記酸化処理鋼板の表面に、リン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍとなるように張力付与性絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、を備え、
前記熱間圧延工程では、
前記鋼片が、化学組成として、質量％で、
Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、
Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、
Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、
Ｃ：０．０２％以上０．１０％以下、
Ｓ＋Ｓｅ：０．００５％以上０．０８０％以下、
酸可溶性Ａｌ：０．０１％以上０．０７％以下、
Ｎ：０．００５％以上０．０２０％以下、
Ｂｉ：０以上０．０３％以下、
Ｔｅ：０以上０．０３％以下、
Ｐｂ：０以上０．０３％以下、
Ｓｂ：０以上０．５０％以下、
Ｓｎ：０以上０．５０％以下、
Ｃｕ：０以上１．０％以下、
を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、
前記酸化処理工程では、
前記洗浄処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板の表面を洗浄し、
前記酸洗処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板を２〜２０質量％で且つ７０〜９０℃の硫酸にて酸洗し、
前記熱処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板を、露点が１０〜３０℃であり且つ水素濃度が０〜４体積％の窒素−水素混合雰囲気中で、７００〜９００℃の温度で、１０〜６０秒間保持する、
ことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記仕上げ焼鈍工程では、
前記焼鈍分離剤が、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とビスマス塩化物とを含有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】
前記熱間圧延工程では、
前記鋼片が、化学組成として、質量％で、
Ｂｉ：０．０００５％〜０．０３％、
Ｔｅ：０．０００５％〜０．０３％、
Ｐｂ：０．０００５％〜０．０３％、
のうちの少なくとも一種を含有する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４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、方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法、及び方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
本願は、２０１９年２月８日に、日本に出願された特願２０１９−０２１２８４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
方向性電磁鋼板は、ケイ素（Ｓｉ）を０．５〜７質量％程度含有し、二次再結晶と呼ばれる現象を活用して結晶方位を｛１１０｝＜００１＞方位（Ｇｏｓｓ方位）に集積させた鋼板である。なお、｛１１０｝＜００１＞方位とは、結晶の｛１１０｝面が圧延面と平行に配し、且つ結晶の＜００１＞軸が圧延方向と平行に配することを意味する。【０００３】
方向性電磁鋼板は、軟磁性材料として主にトランスなどの鉄心に用いられている。方向性電磁鋼板はトランス性能に大きな影響を及ぼすため、方向性電磁鋼板の励磁特性と鉄損特性とを改善する検討が鋭意進められてきた。【０００４】
方向性電磁鋼板の一般的な製造方法は、次の通りである。
まず、所定の化学組成を有する鋼片を加熱して熱間圧延を行い、熱延鋼板を製造する。この熱延鋼板に必要に応じて熱延板焼鈍を行う。その後、冷間圧延を行って、冷延鋼板を製造する。この冷延鋼板に脱炭焼鈍を行って、一次再結晶を発現させる。その後、脱炭焼鈍後の脱炭焼鈍鋼板に仕上げ焼鈍を行って、二次再結晶を発現させる。【０００５】
上述の脱炭焼鈍後であって仕上げ焼鈍前に、脱炭焼鈍鋼板の表面に、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を含有する水性スラリーを塗布し、乾燥させる。この脱炭焼鈍鋼板をコイルに巻取り、仕上げ焼鈍を行う。仕上げ焼鈍中、焼鈍分離剤のＭｇＯと、脱炭焼鈍時に鋼板の表面に形成された内部酸化層のＳｉＯ２とが反応し、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）を主成分とする一次被膜（「グラス被膜」や「フォルステライト被膜」とも称される。）が鋼板表面に形成される。加えて、グラス被膜を形成後に（すなわち仕上げ焼鈍後に）、仕上げ焼鈍鋼板の表面に、例えばコロイダルシリカ及びリン酸塩を主成分とする溶液を塗布して焼き付けることにより、張力付与性絶縁被膜（「二次被膜」とも称される。）が形成される。【０００６】
上記のグラス被膜は、絶縁体として機能するほか、グラス被膜上に形成される張力付与性絶縁被膜の密着性を向上させる。グラス被膜と張力付与性絶縁被膜と母材鋼板とが密着することによって、母材鋼板に張力が付与され、その結果、方向性電磁鋼板としての鉄損を低減する。【０００７】
しかしながら、グラス被膜は非磁性体であり、磁気特性の観点からはグラス被膜の存在が好ましくない。また、母材鋼板とグラス被膜との界面は、グラス被膜の根が入り組んだ嵌入構造を有しており、この嵌入構造が方向性電磁鋼板の磁化過程で磁壁移動を阻害しやすい。そのため、グラス被膜の存在が鉄損の増加を引き起こす場合もある。【０００８】
例えば、グラス被膜の形成を抑制すれば、上記した嵌入構造の形成が回避され、磁化過程にて磁壁移動が容易になるかもしれない。ただ、グラス被膜の形成を単に抑制するだけでは、張力付与性絶縁被膜の密着性を担保できず、母材鋼板に十分な張力を付与できない。そのため、鉄損を低減することが難しくなる。【０００９】
上述のように、現状、グラス被膜を方向性電磁鋼板から省けば、磁壁移動が容易になって磁気特性が向上することが期待されるが、一方、母材鋼板への張力付与が難しくなり磁気特性（特に鉄損特性）が低下することが避けられない。もし、グラス被膜を有さないが被膜密着性を担保できる方向性電磁鋼板を実現できれば、磁気特性に優れることが期待される。【００１０】
これまで、グラス被膜を有していない方向性電磁鋼板に関して、張力付与性絶縁被膜の密着性を向上させる検討が行われている。【００１１】
例えば、特許文献１には、張力付与性絶縁被膜を施す前に、鋼板を硫酸或いは硫酸塩を硫酸濃度として２〜３０％の水溶液に浸漬洗浄する技術が開示されている。また、特許文献２には、張力付与性絶縁被膜を施す際に、酸化性酸を用いて鋼板表面を前処理した後、張力付与性絶縁被膜を形成する技術が開示されている。また、特許文献３には、シリカ主体の外部酸化型酸化膜を有し、かつ、外部酸化型酸化膜中に、断面面積率で３０％以下の金属鉄を含有させた方向性ケイ素鋼板が開示されている。また、特許文献４には、方向性電磁鋼板の地鉄表面に直接施された深さ０．０５μｍ以上２μｍ以下の微細筋状溝を、０．０５μｍ以上２μｍ以下の間隔で有する方向性電磁鋼板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国特開平５−３１１４５３号公報
【特許文献２】日本国特開２００２−２４９８８０号公報
【特許文献３】日本国特開２００３−３１３６４４号公報
【特許文献４】日本国特開２００１−３０３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述のように、グラス被膜を有していない方向性電磁鋼板は、張力付与性絶縁被膜の密着性に劣る。例えば、このような方向性電磁鋼板を放置すると、張力付与性絶縁被膜が剥離してしまうことがある。この場合、母材鋼板に張力を付与できない。そのため、方向性電磁鋼板にとって、張力付与性絶縁被膜の密着性向上は極めて重要である。【００１４】
上記の特許文献１〜特許文献４に開示されている技術は、いずれも張力付与性絶縁被膜の密着性向上を意図しているものの、安定した密着性が得られるか、その上で鉄損低減効果が得られるかが必ずしも明らかでなく、未だ検討の余地があった。【００１５】
また、グラス被膜を有しない方向性電磁鋼板は、鉄損低減を目的としてレーザ照射等により磁区細分化処理を実施すると、鉄損低減効果が安定的に得られない（鉄損にばらつきが生じてしまう）ことが多かった。【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされた。本発明では、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有さずに、張力付与性絶縁被膜の密着性に優れ、鉄損低減効果が安定的に得られる（鉄損のばらつきが小さい）方向性電磁鋼板を提供することを課題とする。また、このような方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法および製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の要旨は、以下の通りである。【００１８】
（１）本発明の一態様に係る方向性電磁鋼板は、フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板であって、前記方向性電磁鋼板が、母材鋼板と、前記母材鋼板に接して配された酸化物層と、前記酸化物層に接して配された張力付与性絶縁被膜と、を備え、前記母材鋼板が、化学組成として、質量％で、Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、Ｃ：０以上０．０１％以下、Ｓ＋Ｓｅ：０以上０．００５％以下、酸可溶性Ａｌ：０以上０．０１％以下、Ｎ：０以上０．００５％以下、Ｂｉ：０以上０．０３％以下、Ｔｅ：０以上０．０３％以下、Ｐｂ：０以上０．０３％以下、Ｓｂ：０以上０．５０％以下、Ｓｎ：０以上０．５０％以下、Ｃｕ：０以上１．０％以下、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、前記張力付与性絶縁被膜が、平均厚みが１〜３μｍのリン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜であり、前記張力付与性絶縁被膜の表面から前記母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析した際に、デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．５倍となるスパッタ時間を単位秒でＦｅ０．５とし、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．０５倍となるスパッタ時間を単位秒でＦｅ０．０５としたとき、Ｆｅ０．５とＦｅ０．０５とが、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、前記デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間を単位秒でＦｅｓａｔとし、Ｃｒ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＣｒｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上のＦｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれ、前記方向性電磁鋼板の圧延方向の磁束密度Ｂ８が、１．９０Ｔ以上である。
（２）本発明の一態様に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法は、フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法であって、前記絶縁被膜形成方法が、鋼基材上に張力付与性絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程を備え、前記絶縁被膜形成工程では、前記鋼基材が、母材鋼板と、前記母材鋼板に接して配された酸化物層と、を有し、前記母材鋼板が、化学組成として、質量％で、Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、Ｃ：０以上０．０１％以下、Ｓ＋Ｓｅ：０以上０．００５％以下、酸可溶性Ａｌ：０以上０．０１％以下、Ｎ：０以上０．００５％以下、Ｂｉ：０以上０．０３％以下、Ｔｅ：０以上０．０３％以下、Ｐｂ：０以上０．０３％以下、Ｓｂ：０以上０．５０％以下、Ｓｎ：０以上０．５０％以下、Ｃｕ：０以上１．０％以下、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、前記酸化物層の表面から前記母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析した際に、デプスプロファイル上でＦｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間を単位秒でＦｅｓａｔとしたとき、前記デプスプロファイル上の０秒からＦｅｓａｔまでの間に、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．４０倍以上０．８０倍以下の範囲内にＦｅｓａｔ×０．１秒以上留まるＦｅ発光強度のプラトー領域が含まれ、前記デプスプロファイル上でＣｒ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＣｒｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上の前記プラトー領域からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０１倍以上０．０３倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれ、かつ、前記デプスプロファイル上でＳｉ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＳｉｍａｘとしたとき、前記デプスプロファイル上のＣｒｍａｘからＦｅｓａｔまでの間に、ＳｉｍａｘでのＳｉ発光強度がＳｉｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０６倍以上０．１５倍以下となるＳｉ発光強度の極大点が含まれ、前記鋼基材の前記酸化物層上に、リン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍとなるように張力付与性絶縁被膜を形成する。
（３）本発明の一態様に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法であって、前記製造方法が、鋼片を加熱した後に熱間圧延して熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、前記熱延鋼板を必要に応じて焼鈍して熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程と、前記熱延鋼板または前記熱延焼鈍鋼板に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、前記冷延鋼板を脱炭焼鈍して脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程と、前記脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布した後に仕上げ焼鈍して仕上げ焼鈍鋼板を得る仕上げ焼鈍工程と、前記仕上げ焼鈍鋼板に、洗浄処理と、酸洗処理と、熱処理とを順に施して酸化処理鋼板を得る酸化処理工程と、前記酸化処理鋼板の表面に、リン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍとなるように張力付与性絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程と、を備え、前記熱間圧延工程では、前記鋼片が、化学組成として、質量％で、Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、Ｃ：０．０２％以上０．１０％以下、Ｓ＋Ｓｅ：０．００５％以上０．０８０％以下、酸可溶性Ａｌ：０．０１％以上０．０７％以下、Ｎ：０．００５％以上０．０２０％以下、Ｂｉ：０以上０．０３％以下、Ｔｅ：０以上０．０３％以下、Ｐｂ：０以上０．０３％以下、Ｓｂ：０以上０．５０％以下、Ｓｎ：０以上０．５０％以下、Ｃｕ：０以上１．０％以下、を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、前記酸化処理工程では、前記洗浄処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板の表面を洗浄し、前記酸洗処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板を２〜２０質量％で且つ７０〜９０℃の硫酸にて酸洗し、前記熱処理として、前記仕上げ焼鈍鋼板を、露点が１０〜３０℃であり且つ水素濃度が０〜４体積％の窒素−水素混合雰囲気中で、７００〜９００℃の温度で、１０〜６０秒間保持する。
（４）上記（３）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法は、前記仕上げ焼鈍工程で、前記焼鈍分離剤が、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とビスマス塩化物とを含有してもよい。
（５）上記（３）または（４）に記載の方向性電磁鋼板の製造方法は、前記熱間圧延工程で、前記鋼片が、化学組成として、質量％で、Ｂｉ：０．０００５％〜０．０３％、Ｔｅ：０．０００５％〜０．０３％、Ｐｂ：０．０００５％〜０．０３％、のうちの少なくとも一種を含有してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の上記態様によれば、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有さずに、張力付与性絶縁被膜の密着性に優れ、鉄損低減効果が安定的に得られる（鉄損のばらつきが小さい）方向性電磁鋼板を提供することができる。また、このような方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法および製造方法を提供することができる。【００２０】
具体的には、本発明の上記態様によれば、グラス被膜を有さないので嵌入構造の形成が回避されて磁壁移動が容易となり、加えて、被膜形態を制御するので張力付与性絶縁被膜の密着性が担保されて母材鋼板に十分な張力が付与される。その結果、方向性電磁鋼板として優れた磁気特性が得られる。加えて、本発明の上記態様によれば、鉄損低減効果が安定的に得られる（鉄損のばらつきが小さい）。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板の断面模式図である。
【図１Ｂ】本実施形態に係る方向性電磁鋼板の変形例を示す断面模式図である。
【図２】本実施形態に係る方向性電磁鋼板のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。
【図３】本実施形態とは異なる方向性電磁鋼板のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。
【図４】本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法の流れ図である。
【図５】本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法に用いる鋼基材のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。
【図６】本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法に用いない鋼基材のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。
【図７】本発明の一実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい一実施形態を詳細に説明する。ただ、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、下記する数値限定範囲には、下限値及び上限値がその範囲に含まれる。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。また、化学組成に関する「％」は特に断りがない限り「質量％」を意味する。
【００２３】
なお、本実施形態及び図面では、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
本発明者らは、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有しない方向性電磁鋼板に関して、張力付与性絶縁被膜の密着性向上について鋭意検討を行った。その結果、仕上げ焼鈍後のグラス被膜を有していない仕上げ焼鈍鋼板に対し、表面を洗浄する洗浄処理を施し、硫酸による酸洗処理を施し、更に、特定の雰囲気中で熱処理を施すことで好適な酸化物層を形成させれば、グラス被膜を有さないにもかかわらず被膜密着性を確保することが可能であると知見した。
【００２５】
また、グラス被膜を有しない方向性電磁鋼板では、レーザ照射後の鉄損がばらつくという問題を有していたが、上記の層構造に制御することで、鉄損のばらつきも改善されるとの知見を得た。これは、上記の層構造に制御すれば、張力付与性絶縁被膜中のＦｅ成分が制御されて外観が変化し、その結果、レーザ照射の効果が安定的に得られるようになったためと推察される。
【００２６】
＜方向性電磁鋼板について＞
まず、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の主要な構成について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の構造を模式的に示した説明図である。
【００２７】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０は、図１Ａに模式的に示したように、母材鋼板１１と、母材鋼板１１に接して配された酸化物層１５と、酸化物層１５に接して配された張力付与性絶縁被膜１３と、を有する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、母材鋼板１１と張力付与性絶縁被膜１３との間には、グラス被膜（フォルステライト被膜）が存在していない。また、グロー放電発光分析法（Ｇｌｏｗ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｙ：ＧＤＳ）による分析結果から鑑みて、酸化物層１５は、特定の酸化物を含む。本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、張力付与性絶縁被膜１３及び酸化物層１５は、通常、図１Ａに模式的に示したように、母材鋼板１１の両面に形成されるが、図１Ｂに模式的に示したように、母材鋼板１１の一方の板面に形成されていてもよい。
【００２８】
以下では、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０について、特徴的な構成を中心に説明する。なお、以下の説明では、公知の構成や、当業者が実施可能な一部の構成については、詳細な説明を省略しているところがある。
【００２９】
［母材鋼板１１について］
母材鋼板１１は、所定の化学組成を含有する鋼片を用いて、所定の製造条件を適用して製造することで、化学組成および集合組織が制御される。母材鋼板１１の化学組成については、以下で改めて詳述する。
【００３０】
［張力付与性絶縁被膜１３について］
張力付与性絶縁被膜１３は、母材鋼板１１の上方（より詳細には、以下で詳述する酸化物層１５の上方）に位置している。張力付与性絶縁被膜１３は、方向性電磁鋼板１０に電気絶縁性を付与することで渦電流損を低減し、その結果、磁気特性（より詳細には、鉄損）を向上させる。また、張力付与性絶縁被膜１３は、上記の電気絶縁性に加えて、方向性電磁鋼板１０に、耐蝕性、耐熱性、すべり性などを付与する。
【００３１】
更に、張力付与性絶縁被膜１３は、母材鋼板１１に張力を付与する。母材鋼板１１に張力を付与することで、磁化過程で磁壁移動が容易になり、方向性電磁鋼板１０の鉄損特性を向上させる。
【００３２】
また、この張力付与性絶縁被膜１３の表面から、連続波レーザビーム又は電子ビームを照射して、磁区細分化処理を施してもよい。
【００３３】
この張力付与性絶縁被膜１３は、例えば、金属リン酸塩とシリカとを主成分とする張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を、母材鋼板１１に接して配された酸化物層１５の表面に塗布して焼き付けることによって形成される。
【００３４】
この張力付与性絶縁被膜１３の平均厚み（図１Ａ及び図１Ｂにおける厚みｄ１）は、特に限定されないが、例えば、１μｍ以上３μｍ以下とすればよい。張力付与性絶縁被膜１３の平均厚みが、上記範囲内となることで、電気絶縁性、耐蝕性、耐熱性、すべり性、張力付与性といった種々の特性を好ましく実現することができる。張力付与性絶縁被膜１３の平均厚みｄ１は、２．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましく、２．５μｍ以上３．０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３５】
ここで、上記のような張力付与性絶縁被膜１３の平均厚みｄ１は、電磁誘導式膜厚計（例えば、株式会社ケツト科学研究所製ＬＥ−３７０）により測定することが可能である。
【００３６】
［酸化物層１５について］
酸化物層１５は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０にて、母材鋼板１１と張力付与性絶縁被膜１３との間の中間層として機能する酸化物層である。この酸化物層１５は、以下で詳述するような母材鋼板１１中のＣｒが濃化したＣｒ濃化層を有する。
【００３７】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、後述する（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を示すとき、上記の酸化物層１５が含まれると判断する。なお、フォルステライト被膜や従来の酸化物層を含む方向性電磁鋼板は、上記の条件を満足しない。
【００３８】
この酸化物層１５は、例えば、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、ファイアライト（Ｆｅ２ＳｉＯ４）等の鉄系酸化物や、Ｃｒ含有酸化物を主に含むことが多い。これらの酸化物以外に、シリコン含有酸化物（ＳｉＯ２）等が含有されることもある。この酸化物層１５の存在は、グロー放電発光分析法（ＧＤＳ）により方向性電磁鋼板１０を分析することによって確認することができる。
【００３９】
上記のような各種の酸化物は、例えば、仕上げ焼鈍鋼板の表面と酸素とが反応することで形成される。酸化物層１５が主に鉄系酸化物やＣｒ含有酸化物を含むことにより、母材鋼板１１との間の密着性が良好となる。なお、一般に、金属とセラミックスとの間の密着性を向上させることは、困難を伴うことが多い。しかしながら、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、母材鋼板１１と、セラミックスの一種である張力付与性絶縁被膜１３との間に酸化物層１５が位置することで、グラス被膜が存在しなくても張力付与性絶縁被膜１３の密着性を向上させ、レーザ照射後でも鉄損のばらつきを小さくできる。
【００４０】
なお、酸化物層１５の構成相は特に限定されないが、必要に応じて、Ｘ線結晶構造解析法、Ｘ線光電子分光法（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＸＰＳ）、または透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）などから構成相を特定することが可能である。
【００４１】
＜方向性電磁鋼板１０の板厚について＞
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０の平均板厚（図１Ａ及び図１Ｂにおける平均厚みｔ）は、特に限定されないが、例えば０．１７ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすればよい。
【００４２】
＜母材鋼板１１の化学組成について＞
続いて、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０の母材鋼板１１の化学組成について、詳細に説明する。なお、以下では、特に断りのない限り、「％」との表記は「質量％」を表わす。
【００４３】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、母材鋼板１１が、化学組成として、基本元素を含み、必要に応じて選択元素を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。
【００４４】
本実施形態では、母材鋼板１１が、基本元素（主要な合金元素）として、Ｓｉ、Ｍｎ、およびＣｒを含有する。
【００４５】
［Ｓｉ：２．５〜４．０％］
Ｓｉ（ケイ素）は、鋼の電気抵抗を高めて渦電流損を低減する元素である。Ｓｉの含有量が２．５％未満である場合には、上記のような渦電流損の低減効果を十分に得られない。一方、Ｓｉの含有量が４．０％を超えると、鋼の冷間加工性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１のＳｉ含有量を２．５〜４．０％とする。Ｓｉの含有量は、好ましくは２．７％以上であり、より好ましくは２．８％以上である。一方、Ｓｉ含有量は、好ましくは３．９％以下であり、より好ましくは３．８％以下である。
【００４６】
［Ｍｎ：０．０５〜１．００％］
Ｍｎ（マンガン）は、製造過程で後述するＳ及びＳｅと結合して、ＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。これらの析出物は、インヒビター（正常結晶粒成長の抑制剤）として機能し、仕上げ焼鈍時に鋼に二次再結晶を発現させる。Ｍｎは、更に、鋼の熱間加工性も高める元素である。Ｍｎの含有量が０．０５％未満である場合には、上記のような効果を十分に得ることができない。一方、Ｍｎの含有量が１．００％を超えると、二次再結晶が発現せずに、鋼の磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１のＭｎ含有量を０．０５〜１．００％とする。Ｍｎ含有量は、好ましくは０．０６％以上であり、好ましくは０．５０％以下である。
【００４７】
［Ｃｒ：０．０２〜０．５０％］
Ｃｒ（クロム）は、磁気特性を向上させる元素である。また、Ｃｒ濃化層を有する酸化物層１５を得るために必要な元素である。母材鋼板１１がＣｒを含有することに起因して、酸化物層１５が制御され、その結果、被膜密着性が向上し、レーザ照射後でも鉄損のばらつきが小さくなる。Ｃｒ含有量が０．０２％未満である場合には、上記の効果を得ることができない。そのため、本実施形態では、母材鋼板１１のＣｒ含有量を０．０２％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．０３％以上であり、より好ましくは０．０４％以上である。一方、Ｃｒ含有量が０．５０％を超えると、上記の効果を得ることができない。そのため、本実施形態では、母材鋼板１１のＣｒ含有量を０．５０％以下とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．４０％以下であり、より好ましくは０．３５％以下である。
【００４８】
本実施形態では、母材鋼板１１が、不純物を含有してもよい。なお、「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、原料としての鉱石やスクラップから、または製造環境等から混入するものを指す。
【００４９】
また、本実施形態では、母材鋼板１１が、上記した基本元素および不純物に加えて、選択元素を含有してもよい。例えば、上記した残部であるＦｅの一部に代えて、選択元素として、Ｃ、Ｓ、Ｓｅ、ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶性Ａｌ）、Ｎ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕなどを含有してもよい。これらの選択元素は、その目的に応じて含有させればよい。よって、これらの選択元素の下限値を限定する必要がなく、下限値が０％でもよい。また、これらの選択元素が不純物として含有されても、上記効果は損なわれない。
【００５０】
［Ｃ：０〜０．０１％］
Ｃ（炭素）は、選択元素である。Ｃは、製造過程にて、脱炭焼鈍工程の完了までの組織制御に有効な元素であり、方向性電磁鋼板としての磁気特性を向上させる。しかしながら、最終製品として、母材鋼板１１のＣ含有量が０．０１％を超えると、方向性電磁鋼板１０の磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１のＣ含有量を０．０１％以下とする。Ｃの含有量は、好ましくは０．００５％以下である。一方、母材鋼板１１のＣ含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。Ｃの含有量は、低ければ低いほうが好ましい。ただ、Ｃの含有量を０．０００１％未満に低減しても、組織制御の効果は飽和し、製造コストが高くなる。従って、Ｃの含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。
【００５１】
［Ｓ＋Ｓｅ：合計で０〜０．００５％］
Ｓ（硫黄）及びＳｅ（セレン）は、選択元素である。Ｓ及びＳｅは、製造過程でＭｎと結合して、インヒビターとして機能するＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。しかしながら、Ｓ及びＳｅの含有量が合計で０．００５％を超える場合には、母材鋼板１１にインヒビターが残存して、磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１のＳ及びＳｅの合計含有量を０．００５％以下とする。一方、母材鋼板１１のＳ及びＳｅの合計含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。Ｓ及びＳｅの合計含有量は、なるべく低いほうが好ましい。しかしながら、Ｓ及びＳｅの合計含有量を０．０００１％未満に低減するには、製造コストが高くなる。従って、Ｓ及びＳｅの合計含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。
【００５２】
［酸可溶性Ａｌ：０〜０．０１％］
酸可溶性Ａｌ（酸可溶性アルミニウム）は、選択元素である。Ａｌは、製造過程でＮと結合して、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。しかしながら、酸可溶性Ａｌの含有量が０．０１％を超えると、母材鋼板１１にインヒビターが過剰に残存して、磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１の酸可溶性Ａｌ含有量を０．０１％以下とする。酸可溶性Ａｌ含有量は、好ましくは０．００５％以下であり、より好ましくは０．００４％以下である。なお、母材鋼板１１の酸可溶性Ａｌ含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。ただ、酸可溶性Ａｌ含有量を０．０００１％未満に低減するには、製造コストが高くなる。従って、酸可溶性Ａｌ含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。
【００５３】
［Ｎ：０〜０．００５％］
Ｎ（窒素）は、選択元素である。Ｎは、製造過程でＡｌと結合して、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。しかしながら、Ｎの含有量が０．００５％を超えると、母材鋼板１１にインヒビターが過剰に残存して、磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、母材鋼板１１のＮ含有量を０．００５％以下とする。Ｎの含有量は、好ましくは０．００４％以下である。一方、母材鋼板１１のＮ含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。ただ、Ｎ含有量を０．０００１％未満に低減するには、製造コストが高くなる。従って、Ｎの含有量は、０．０００１％以上であることが好ましい。
【００５４】
［Ｂｉ：０〜０．０３％］
［Ｔｅ：０〜０．０３％］
［Ｐｂ：０〜０．０３％］
Ｂｉ（ビスマス）、Ｔｅ（テルル）、及びＰｂ（鉛）は、選択元素である。これらの元素が、母材鋼板１１にそれぞれ０．０３％以下含有されると、方向性電磁鋼板１０の磁気特性を好ましく高めることができる。しかしながら、これらの元素の含有量がそれぞれ０．０３％を超えると、熱間での脆化を引き起こす。従って、本実施形態では、母材鋼板１１に含まれるこれらの元素の含有量を０．０３％以下とする。一方、母材鋼板１１に含まれるこれらの元素の含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。また、これらの元素の含有量の下限値は、それぞれ０．０００１％であってもよい。
【００５５】
［Ｓｂ：０〜０．５０％］
［Ｓｎ：０〜０．５０％］
［Ｃｕ：０〜１．０％］
Ｓｂ（アンチモン）、Ｓｎ（スズ）、及びＣｕ（銅）は、選択元素である。これらの元素が、母材鋼板１１に含有されると、方向性電磁鋼板１０の磁気特性を好ましく高めることができる。従って、本実施形態では、母材鋼板１１に含まれるこれらの元素の含有量を、Ｓｂ：０．５０％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｃｕ：１．０％以下とすることが好ましい。一方、母材鋼板１１に含まれるこれらの元素の含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。ただ、上記の効果を好ましく得るためには、これらの元素の含有量が、それぞれ０．０００５％以上であることが好ましい。これらの元素の含有量は、それぞれ０．００１％以上であることがより好ましい。
【００５６】
なお、Ｓｂ、Ｓｎ、およびＣｕは、少なくとも１種が母材鋼板１１に含有されればよい。すなわち、母材鋼板１１が、Ｓｂ：０．０００５％〜０．５０％、Ｓｎ：０．０００５％〜０．５０％、Ｃｕ：０．０００５％〜１．０％のうちの少なくとも１種を含有すればよい。
【００５７】
なお、方向性電磁鋼板では、脱炭焼鈍および二次再結晶時の純化焼鈍を経ることで、比較的大きな化学組成の変化（含有量の低下）が起きる。元素によっては純化焼鈍によって、一般的な分析手法では検出できない程度（１ｐｐｍ以下）にまで含有量が低減することもある。上記した化学組成は、最終製品（方向性電磁鋼板１０の母材鋼板１１）における化学組成である。一般に、最終製品の化学組成は、出発素材である鋼片（スラブ）の化学組成から変化する。
【００５８】
方向性電磁鋼板１０の母材鋼板１１の化学組成は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、化学組成は、ＩＣＰ−ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ａｔｏｍｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。具体的には、母材鋼板１１から採取した３５ｍｍ角の試験片を、島津製作所製ＩＣＰＳ−８１００等（測定装置）により、予め作成した検量線に基づいた条件で測定することにより、化学組成が特定される。なお、ＣおよびＳは燃焼−赤外線吸収法を用いて測定し、Ｎは不活性ガス融解−熱伝導度法を用いて測定すればよい。
【００５９】
なお、上記の化学組成は、方向性電磁鋼板１０の母材鋼板１１の成分である。測定試料となる方向性電磁鋼板１０が、表面に張力付与性絶縁被膜１３や酸化物層１５を有している場合は、被膜等を公知の方法で除去してから化学組成を測定する。
【００６０】
＜グロー放電発光分析による分析について＞
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、母材鋼板１１と張力付与性絶縁被膜１３との間に酸化物層１５が存在することで、たとえグラス被膜（フォルステライト被膜）を有してなくても、酸化物層１５と張力付与性絶縁被膜１３と母材鋼板１１とが密着する。
【００６１】
方向性電磁鋼板１０に酸化物層１５が存在する否かは、グロー放電発光分析による分析で確認できる。具体的には、グロー放電発光分析を行い、ＧＤＳデプスプロファイルを確認すればよい。以下、図２及び図３を参照しながら、ＧＤＳデプスプロファイルについて、詳細に説明する。
【００６２】
図２は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。この図２は、張力付与性絶縁被膜１３の表面から母材鋼板１１の内部に至る範囲をグロー放電発光分析して得られるＧＤＳデプスプロファイルである。図３は、フォルステライト被膜を有していないが本実施形態に係る方向性電磁鋼板とは異なる方向性電磁鋼板のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。この図３も、張力付与性絶縁被膜の表面から母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析して得られるＧＤＳデプスプロファイルである。
【００６３】
図２及び図３に関する方向性電磁鋼板の両方とも、張力付与性絶縁被膜として、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカとを主成分としたＣｒを含有するリン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜を形成している。また、図２及び図３に示したＧＤＳデプスプロファイルでは、方向性電磁鋼板の表面から４〜８μｍ程度の深さまでＧＤＳ分析を行っている。
【００６４】
ＧＤＳは、測定対象物の表面をスパッタしながら、測定対象物の厚み方向の各位置において、着目する元素がどれだけ存在しているかを測定する手法である。図２及び図３における横軸は、スパッタ時間［秒］（換言すれば、測定開始からの経過時間）に対応しており、スパッタ時間が０秒の位置が、着目している方向性電磁鋼板の表面の位置に対応している。また、図２及び図３の縦軸は、各元素に関する発光強度［ａ．ｕ．］である。
【００６５】
まず、図２及び図３で、Ｆｅに由来する発光強度（以下、Ｆｅ発光強度という。）が、スパッタ開始後から顕著に立ち上がり始めるまでの領域（図２及び図３ではスパッタ時間が０秒から４０秒程度までの領域）に着目する。図２から明らかなように、この領域では、Ａｌ由来の顕著な発光ピークが認められる。また、Ｓｉ及びＰの発光強度がなだらかに減衰し、なだらかでブロードに分布する発光ピークが存在しているように見受けられる。また、Ｃｒについても、発光ピークが認められる。この領域に検出されるＡｌ、Ｓｉ、Ｐは、張力付与性絶縁被膜として用いたリン酸アルミニウム及びコロイダルシリカに由来すると考えられる。そのため、Ｆｅ発光強度が立ち上がり始めるまでの領域（図２ではスパッタ時間が０秒から４０秒程度までの領域）は、方向性電磁鋼板の層構造における張力付与性絶縁被膜とみなすことができる。この領域よりもスパッタ時間の長い領域が、酸化物層及び母材鋼板とみなすことができる。
【００６６】
また、Ｆｅ発光強度は、方向性電磁鋼板の表面付近（図２ではスパッタ時間が０秒程度の位置）からゆるやかに増加し始め、ある位置（図２ではスパッタ時間が４０秒程度の位置）から急激に増加して、その後、所定の値に飽和するようなプロファイルとなっている。プロファイル中に検出されるＦｅは、主に母材鋼板に由来すると考えられる。そのため、Ｆｅ発光強度が飽和する領域は、方向性電磁鋼板の層構造における母材鋼板とみなすことができる。
【００６７】
本実施形態では、デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が、母材鋼板のＦｅ発光強度（すなわち、Ｆｅ発光強度の飽和値）の０．０５倍となる位置（スパッタ時間）を、張力付与性絶縁被膜１３及び酸化物層１５でＦｅ含有量が増加し始める位置とみなし、このスパッタ時間を単位秒で「Ｆｅ０．０５」と表す。
【００６８】
また、酸化物層１５と母材鋼板１１との界面は、水平面であることが少ない。本実施形態では、デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が、母材鋼板のＦｅ発光強度（すなわち、Ｆｅ発光強度の飽和値）の０．５倍となる位置（スパッタ時間）を、酸化物層１５と母材鋼板１１との界面とみなし、このスパッタ時間を単位秒で「Ｆｅ０．５」と表す。
【００６９】
また、「（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）」という値は、張力付与性絶縁被膜１３及び酸化物層１５内で、Ｆｅ含有量が高い領域（厚み）とみなすことができる。そのため、「（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５」という値は、張力付与性絶縁被膜１３及び酸化物層１５の合計の厚みに対する、Ｆｅ含有量が高い領域の厚みの割合となる。
【００７０】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０は、Ｆｅ０．５とＦｅ０．０５とが、以下の（式１０１）を満足する。
【００７１】
（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５  ・・・（式１０１）
【００７２】
更に、図２の本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０のＧＤＳデプスプロファイルには、Ｆｅ発光強度が表面から増加し飽和するまでの間のスパッタ時間が５５秒程度の位置に、Ｃｒ発光強度の極大点が存在している。このようなＣｒ発光強度の極大点の存在は、酸化物層１５と母材鋼板１１との界面近傍に、Ｃｒ濃化層が存在していることを表す。
【００７３】
本実施形態では、デプスプロファイル上で、Ｆｅ発光強度が、母材鋼板のＦｅ発光強度（すなわち、Ｆｅ発光強度の飽和値）となる位置（スパッタ時間）を、単位秒で「Ｆｅｓａｔ」と表す。また、本実施形態では、デプスプロファイル上で、Ｃｒ発光強度が極大値となる位置（スパッタ時間）を、単位秒で「Ｃｒｍａｘ」と表す。
【００７４】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０は、デプスプロファイル上のＦｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に、Ｃｒ発光強度が極大点を有する。具体的には、デプスプロファイル上のＦｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれる。このＣｒ発光強度の極大点を含む領域が、Ｃｒ濃化層とみなすことができる。
【００７５】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、上記の（式１０１）を満たし、かつ、上記のＣｒ濃化層が存在することによって、被膜密着性が向上し、レーザ照射後でも鉄損のばらつきが小さくなる。これらの効果が得られる理由は、現時点では明確ではない。ただ、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、上記の構造に起因して外観が黒褐色となる。そのため、磁区細分化処理に用いられるレーザ光の反射率が低減し、レーザ照射による鉄損低減効果が安定的に得られると考えられる。
【００７６】
一方、図３はフォルステライト被膜を有していないが本実施形態とは異なる方向性電磁鋼板のＧＤＳデプスプロファイルである。この図３のＧＤＳデプスプロファイルは、図２に示したＧＤＳデプスプロファイルと大きく相違する。また、図３のＧＤＳデプスプロファイルは、上記の条件を満足するＣｒ発光強度の極大点を有さず、上記（式１０１）も満たさない。なお、図３に関する方向性電磁鋼板は、その外観が明灰色となる。
【００７７】
なお、「（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５」は、０．３６以上であることが好ましく、０．３７以上であることがより好ましい。このとき、被膜密着性がより向上する。「（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５」の上限は、特に限定されず、例えば０．７５であればよい。
【００７８】
また、デプスプロファイル上のＦｅ０．０５からＦｅｓａｔまでの間に存在するＣｒ発光強度の極大点は、このＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して、０．０９倍以上であることが好ましく、０．１０倍以上であることがより好ましい。また、この値は、０．２３倍以下であることが好ましく、０．２２倍以下であることがより好ましい。
【００７９】
なお、ＧＤＳは、直径４ｍｍ程度の領域をスパッタしながら分析していく方法である。そのため、ＧＤＳデプスプロファイルは、サンプルの直径４ｍｍ程度の領域における各元素の平均的な挙動を観察していると考えられる。また、方向性電磁鋼板はコイル状に巻き取られることがあるが、コイルの頭部から任意の距離だけ離れた位置では、板幅方向のいずれの箇所でも同等のＧＤＳデプスプロファイルを示すと考えられる。加えて、コイルの頭部と尾部との双方で、同等のＧＤＳデプスプロファイルが得られれば、コイル全体で同等のＧＤＳデプスプロファイルを示すと考えることができる。
【００８０】
ＧＤＳは、張力付与性絶縁被膜の表面から母材鋼板の内部に至る範囲に対して行う。ＧＤＳ分析条件は、以下とすればよい。一般的なグロー放電発光分光分析装置（例えば、リガク社製ＧＤＡ７５０）の高周波モードにて、出力：３０Ｗ、Ａｒ圧力：３ｈＰａ、測定面積：４ｍｍφ、測定時間：１００秒で測定すればよい。
【００８１】
なお、上記した（式１０１）やＣｒ濃化層の判定は、測定後のＧＤＳデプスプロファイルをスムージングした後に実施することが好ましい。ＧＤＳデプスプロファイルをスムージングする方法は、例えば、単純移動平均法を用いればよい。また、上記したＦｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間は、例えば、１００秒として特定すればよい。
【００８２】
＜フォルステライト被膜について＞
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０は、フォルステライト被膜を有さない。本実施形態では、方向性電磁鋼板１０が、フォルステライト被膜を有するか否かを以下の方法によって判断すればよい。
【００８３】
方向性電磁鋼板１０がフォルステライト被膜を有さないことは、Ｘ線回折によって確認すればよい。例えば、方向性電磁鋼板１０から張力付与性絶縁被膜１３などを除去した表面に対してＸ線回折を行い、得られたＸ線回折スペクトルをＰＤＦ（Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ）と照合すればよい。例えば、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）の同定には、ＪＣＰＤＳ番号：３４−１８９を用いればよい。本実施形態では、上記Ｘ線回折スペクトルの主な構成がフォルステライトでない場合に、方向性電磁鋼板１０がフォルステライト被膜を有さないと判断する。
【００８４】
なお、方向性電磁鋼板１０から張力付与性絶縁被膜１３などを除去するには、被膜を有する方向性電磁鋼板１０を、高温のアルカリ溶液に浸漬すればよい。具体的には、ＮａＯＨ：３０質量％＋Ｈ２Ｏ：７０質量％の水酸化ナトリウム水溶液に、８０℃で２０分間、浸漬した後に、水洗して乾燥することで、方向性電磁鋼板１０から張力付与性絶縁被膜１３などを除去できる。通常、アルカリ溶液によって絶縁被膜などが溶解され、塩酸などの酸性溶液によってフォルステライト被膜が溶解される。そのため、フォルステライト被膜が存在する場合には、上記したアルカリ溶液への浸漬を行えば、張力付与性絶縁被膜１３などが溶解してフォルステライト被膜が露出する。
【００８５】
＜磁気特性について＞
方向性電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳ  Ｃ２５５０：２０１１に規定されたエプスタイン法や、ＪＩＳ  Ｃ２５５６：２０１５に規定された単板磁気特性測定法（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｈｅｅｔ  Ｔｅｓｔｅｒ：ＳＳＴ）に基づいて測定することができる。これらの方法のうち、本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０では、ＪＩＳ  Ｃ２５５６：２０１５に規定された単板磁気特性測定法を採用して磁気特性を評価すればよい。
【００８６】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板１０は、圧延方向の磁束密度Ｂ８（８００Ａ／ｍでの磁束密度）の平均値が、１．９０Ｔ以上であればよい。この磁束密度の上限は、特に限定されず、例えば２．０２Ｔであればよい。
【００８７】
なお、研究開発過程にて真空溶解炉などで鋼塊が形成された場合では、実操業ラインと同等サイズの試験片を採取することが困難となる。この場合、例えば、幅６０ｍｍ×長さ３００ｍｍとなるように試験片を採取して、単板磁気特性試験法に準拠した測定を行っても構わない。さらに、エプスタイン試験に基づく方法と同等の測定値が得られるように、得られた結果に補正係数を掛けても構わない。本実施形態では、単板磁気特性試験法に準拠した測定法により測定する。
【００８８】
＜方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法について＞
次に、本発明の好ましい一実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法について詳細に説明する。本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法は、絶縁被膜形成工程を備える。この絶縁被膜形成工程では、鋼基材上に、張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、張力付与性絶縁被膜を形成する。
【００８９】
図４は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法の一例を示した流れ図である。図４に示すように、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法では、フォルステライト被膜を有さない鋼基材を準備し（ステップＳ１１）、この鋼基材の表面に、張力付与性絶縁被膜を形成する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３が、絶縁被膜形成工程に対応する。
【００９０】
上記の鋼基材は、母材鋼板と、母材鋼板に接して配された酸化物層とを有する。この鋼基材は、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有していない。
【００９１】
鋼基材の母材鋼板は、化学組成として、質量％で、Ｓｉ：２．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上１．０％以下、Ｃｒ：０．０２％以上０．５０％以下、Ｃ：０以上０．０１％以下、Ｓ＋Ｓｅ：０以上０．００５％以下、酸可溶性Ａｌ：０以上０．０１％以下、Ｎ：０以上０．００５％以下、Ｂｉ：０以上０．０３％以下、Ｔｅ：０以上０．０３％以下、Ｐｂ：０以上０．０３％以下、Ｓｂ：０以上０．５０％以下、Ｓｎ：０以上０．５０％以下、Ｃｕ：０以上１．０％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる。
【００９２】
この母材鋼板の化学組成は、上述した母材鋼板１１の化学組成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００９３】
鋼基材の酸化物層は、鉄系酸化物を主成分とする層、Ｓｉ−Ｃｒ含有酸化物層、およびＳｉ含有酸化物層を含む。この酸化物層は、フォルステライト被膜ではない。詳細は後述する。
【００９４】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法に用いる鋼基材は、以下の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足する。なお、フォルステライト被膜を有する鋼基材や、従来の鋼基材は、これらの条件を満足しない。
【００９５】
（Ｉ）酸化物層の表面から母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析した際に、デプスプロファイル上でＦｅ発光強度が飽和値となるスパッタ時間を単位秒でＦｅｓａｔとしたとき、デプスプロファイル上の０秒からＦｅｓａｔまでの間に、Ｆｅ発光強度が飽和値の０．４０倍以上０．８０倍以下の範囲内にＦｅｓａｔ×０．１秒以上留まるＦｅ発光強度のプラトー領域が含まれる。
（ＩＩ）デプスプロファイル上でＣｒ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＣｒｍａｘとしたとき、デプスプロファイル上のプラトー領域からＦｅｓａｔまでの間に、ＣｒｍａｘでのＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０１倍以上０．０３倍以下となるＣｒ発光強度の極大点が含まれる。
（ＩＩＩ）デプスプロファイル上でＳｉ発光強度が極大値となるスパッタ時間を単位秒でＳｉｍａｘとしたとき、デプスプロファイル上のＣｒｍａｘからＦｅｓａｔまでの間に、ＳｉｍａｘでのＳｉ発光強度がＳｉｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して０．０６倍以上０．１５倍以下となるＳｉ発光強度の極大点が含まれる。
【００９６】
図５は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法に用いる鋼基材のＧＤＳデプスプロファイルの一例である。この図５は、酸化物層の表面から母材鋼板の内部に至る範囲をグロー放電発光分析して得られるＧＤＳデプスプロファイルである。図５のＧＤＳプロファイルの測定条件は、図２のＧＤＳデプスプロファイルの測定条件と同様である。図５で、横軸はスパッタ時間［秒］であり、縦軸は各元素に関する発光強度［ａ．ｕ．］である。
【００９７】
図５で、Ｆｅ発光強度は、スパッタ開始後から急激に立ちあがった後、図中に破線で囲った領域のように、Ｆｅ発光強度が一旦略水平（プラトー）となった後、再び立ち上がって、所定の値に飽和するようなプロファイルとなっている。Ｆｅ発光強度が飽和する領域は、鋼基材の層構造における母材鋼板とみなすことができる。また、図５中に破線で囲った領域（プラトー領域）は、この領域と同じスパッタ時間の間にＯ（酸素）の発光強度が存在することから、鋼基材の酸化物層のうちで鉄系酸化物を主成分とする領域とみなすことができる。
【００９８】
次に、上記のプラトー領域よりもスパッタ時間が長時間側では、Ｃｒ発光強度とＳｉ発光強度とが増加し始める。このＣｒ発光強度は、極大点を示した（スパッタ時間が１０秒近傍）後に、所定の値に漸近していく。一方、Ｓｉ発光強度は、Ｃｒ発光強度が減衰し始めた後も増加していき、極大点を示した（スパッタ時間が１５秒近傍）後に、所定の値へと漸近していく。Ｃｒ及びＳｉの漸近値は、母材鋼板のＣｒ含有量及びＳｉ含有量に対応するとみなせる。
【００９９】
上記したＣｒ発光強度が極大点を示す領域は、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｏが検出されることから、鋼基材の酸化物層のうちのＳｉ−Ｃｒ含有酸化物層とみなすことができる。また、Ｃｒ発光強度が減衰した後、Ｓｉ発光強度が所定の値に漸近するまでの領域は、Ｓｉ及びＯが検出されることから、鋼基材の酸化物層のうちのＳｉ含有酸化物層とみなすことができる。
【０１００】
図５に示すＧＤＳデプスプロファイルから、本実施形態に係る絶縁被膜形成方法に用いる鋼基材は、表面側から順に、鉄系酸化物を主成分とする層、Ｓｉ−Ｃｒ含有酸化物層、Ｓｉ含有酸化物層、および母材鋼板が存在していることがわかる。本実施形態では、鉄系酸化物を主成分とする層、Ｓｉ−Ｃｒ含有酸化物層、およびＳｉ含有酸化物層をまとめて、酸化物層とみなす。
【０１０１】
本実施形態では、上記の化学組成を有し且つ上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足する鋼基材に対して絶縁被膜形成工程を施す。その結果、図２に示したようなＧＤＳデプスプロファイルを示す方向性電磁鋼板１０が製造される。
【０１０２】
なお、デプスプロファイル上のプラトー領域からＦｅｓａｔまでの間に存在するＣｒ発光強度の極大点は、このＣｒ発光強度がＣｒｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して、０．０１１倍以上であることが好ましく、０．０１２倍以上であることがより好ましい。また、この値は、０．０２９倍以下であることが好ましく、０．０２８倍以下であることがより好ましい。
【０１０３】
また、デプスプロファイル上のＣｒｍａｘからＦｅｓａｔまでの間に存在するＳｉ発光強度の極大点は、このＳｉ発光強度がＳｉｍａｘでのＦｅ発光強度と比較して、０．０７倍以上であることが好ましく、０．０８倍以上であることがより好ましい。また、この値は、０．１４倍以下であることが好ましく、０．１３倍以下であることがより好ましい。
【０１０４】
一方、図６はフォルステライト被膜を有していないが本実施形態で用いる鋼基材とは異なる鋼基材のＧＤＳデプスプロファイルである。この図６のＧＤＳデプスプロファイルは、図５に示したＧＤＳデプスプロファイルとは大きく相違する。また、図６のＧＤＳデプスプロファイルは、Ｃｒ発光強度の極大点及びＳｉ発光強度の極大点を有さず、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件も満たさない。
【０１０５】
なお、ＧＤＳ分析条件や、データ解析方法や、フォルステライト被膜を有するか否かの判断方法は、上述の通りである。
【０１０６】
上記の化学組成を有し且つ上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足する鋼基材の酸化物層上に、リン酸塩シリカ混合系の張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍの張力付与性絶縁被膜を形成する。上記の処理液は、鋼基材の両面又は片面に対して塗布すればよい。
【０１０７】
絶縁被膜形成工程の諸条件は、特に限定されず、公知のリン酸塩シリカ混合系絶縁被膜形成用処理液を用いて、公知の方法により処理液の塗布及び焼き付けを行えばよい。例えば、処理液を塗布した後、８５０〜９５０℃で１０〜６０秒間保持すればよい。鋼基材上に張力付与性絶縁被膜を形成することで、方向性電磁鋼板の磁気特性を更に向上させることが可能となる。
【０１０８】
なお、絶縁被膜が形成される鋼基材の表面は、処理液を塗布する前に、アルカリなどによる脱脂処理や、塩酸、硫酸、リン酸などによる酸洗処理など、任意の前処理を施してもよく、または、これら前処理を施さなくてもよい。
【０１０９】
張力付与性絶縁被膜は、特に限定されず、公知の被膜を採用すればよい。例えば、張力付与性絶縁被膜は、無機物を主体とし、更に有機物を含んだ複合絶縁被膜であってもよい。この複合絶縁被膜は、リン酸金属塩及びコロイダルシリカを主体とし、微細な有機樹脂の粒子が分散している絶縁被膜であればよい。
【０１１０】
また、上記の絶縁被膜形成工程に続いて、形状矯正のための平坦化焼鈍を施してもよい。絶縁被膜形成工程後の方向性電磁鋼板に対して平坦化焼鈍を行うことで、鉄損を好ましく低減させることが可能となる。
【０１１１】
また、上記で製造した方向性電磁鋼板に、磁区細分化処理を行ってもよい。磁区細分化処理とは、方向性電磁鋼板の表面に磁区細分化効果のあるレーザ光を照射したり、方向性電磁鋼板の表面に溝を形成したりする処理である。この磁区細分化処理により、磁気特性を好ましく向上させることが可能となる。
【０１１２】
＜方向性電磁鋼板の製造方法について＞
次に、本発明の好ましい一実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法について、図７を参照しながら詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法の一例を示した流れ図である。
【０１１３】
なお、上記した方向性電磁鋼板１０を製造する方法は、下記の方法に限定されない。下記の製造方法は、上記した方向性電磁鋼板１０を製造するための一つの例である。
【０１１４】
＜方向性電磁鋼板の製造方法の全体的な流れ＞
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、フォルステライト被膜を有さない方向性電磁鋼板の製造方法であって、全体的な流れは、以下の通りである。
【０１１５】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、図７に示すように、
（Ｓ１１１）所定の化学組成を有する鋼片（スラブ）を加熱した後に熱間圧延して熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、
（Ｓ１１３）熱延鋼板を必要に応じて焼鈍して熱延焼鈍鋼板を得る熱延板焼鈍工程と、
（Ｓ１１５）熱延鋼板または熱延焼鈍鋼板に、一回の冷間圧延、又は、中間焼鈍をはさむ複数の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、
（Ｓ１１７）冷延鋼板を脱炭焼鈍して脱炭焼鈍鋼板を得る脱炭焼鈍工程と、
（Ｓ１１９）脱炭焼鈍鋼板に焼鈍分離剤を塗布した後に仕上げ焼鈍して仕上げ焼鈍鋼板を得る仕上げ焼鈍工程と、
（Ｓ１２１）仕上げ焼鈍鋼板に、洗浄処理と、酸洗処理と、熱処理とを順に施して酸化処理鋼板を得る酸化処理工程と、
（Ｓ１２３）酸化処理鋼板の表面に張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつける絶縁被膜形成工程と、を有する。
【０１１６】
上記の各工程について、詳細に説明する。なお、以下の説明で、各工程の条件が記載されていない場合、公知の条件を適宜適応すればよい。
【０１１７】
＜熱間圧延工程＞
熱間圧延工程（ステップＳ１１１）は、所定の化学組成を有する鋼片（例えば、スラブ等の鋼塊）を熱間圧延して、熱延鋼板を得る工程である。この熱間圧延工程では、鋼片が、まず加熱処理される。鋼片の加熱温度は、１２００〜１４００℃の範囲内とすることが好ましい。鋼片の加熱温度は、１２５０℃以上であることが好ましく、１３８０℃以下であることが好ましい。次いで、加熱された鋼片を熱間圧延して、熱延鋼板を得る。熱延鋼板の平均板厚は、例えば、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【０１１８】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、上記鋼片が、化学組成として、基本元素を含み、必要に応じて選択元素を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。なお、以下では、特に断りのない限り、「％」との表記は「質量％」を表わす。
【０１１９】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、上記の鋼片（スラブ）が、基本元素（主要な合金元素）として、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃ、Ｓ＋Ｓｅ、酸可溶性Ａｌ、Ｎを含有する。
【０１２０】
［Ｓｉ：２．５〜４．０％］
Ｓｉは、鋼の電気抵抗を高めて渦電流損を低減する元素である。鋼片のＳｉ含有量が２．５％未満である場合には、渦電流損の低減効果を十分に得ることができない。一方、鋼片のＳｉ含有量が４．０％を超える場合には、鋼の冷間加工性が低下する。従って、本実施形態では、鋼片のＳｉ含有量を２．５〜４．０％とする。鋼片のＳｉ含有量は、好ましくは２．７％以上であり、より好ましくは２．８％以上である。一方、鋼片のＳｉ含有量は、好ましくは３．９％以下であり、より好ましくは３．８％以下である。
【０１２１】
［Ｍｎ：０．０５〜１．００％］
Ｍｎは、製造過程でＳ及びＳｅと結合して、ＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。これらの析出物は、インヒビターとして機能し、仕上げ焼鈍時に鋼に二次再結晶を発現させる。また、Ｍｎは、鋼の熱間加工性を高める元素でもある。鋼片のＭｎ含有量が０．０５％未満である場合には、これら効果を十分に得ることができない。一方、鋼片のＭｎ含有量が１．００％を超える場合には、二次再結晶が発現せず、鋼の磁気特性が低下する。従って、本実施形態では、鋼片のＭｎ含有量を０．０５〜１．００％とする。鋼片のＭｎ含有量は、好ましくは０．０６％以上であり、好ましくは０．５０％以下である。
【０１２２】
［Ｃｒ：０．０２〜０．５０％］
Ｃｒ（クロム）は、磁気特性を向上させる元素である。また、Ｃｒ濃化層を有する酸化物層１５を得るために必要な元素である。母材鋼板１１がＣｒを含有することに起因して、酸化物層１５が制御され、その結果、被膜密着性が向上し、レーザ照射後でも鉄損のばらつきが小さくなる。Ｃｒ含有量が０．０２％未満である場合には、上記の効果を得ることができない。そのため、本実施形態では、鋼片のＣｒ含有量を０．０２％以上とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．０３％以上であり、より好ましくは０．０４％以上である。一方、Ｃｒ含有量が０．５０％を超えると、上記の効果を得ることができない。そのため、本実施形態では、鋼片のＣｒ含有量を０．５０％以下とする。Ｃｒ含有量は、好ましくは０．４０％以下であり、より好ましくは０．３５％以下である。
【０１２３】
［Ｃ：０．０２〜０．１０％］
Ｃは、製造過程にて、脱炭焼鈍工程の完了までの組織制御に有効な元素であり、方向性電磁鋼板としての磁気特性を向上させる。鋼片のＣ含有量が０．０２％未満である場合、又は、鋼片のＣ含有量が０．１０％を超える場合には、上記のような磁気特性向上効果を得ることができない。鋼片のＣ含有量は、好ましくは０．０３％以上であり、好ましくは０．０９％以下である。
【０１２４】
［Ｓ＋Ｓｅ：合計で０．００５〜０．０８０％］
Ｓ及びＳｅは、製造過程でＭｎと結合して、インヒビターとして機能するＭｎＳ及びＭｎＳｅを形成する。鋼片のＳ及びＳｅの合計含有量が０．００５％未満である場合には、ＭｎＳ及びＭｎＳｅの形成効果を発現させるのが困難となる。一方、Ｓ及びＳｅの合計含有量が０．０８０％を超える場合には、磁気特性が劣化することに加えて、熱間での脆化を引き起こす。従って、本実施形態では、鋼片のＳ及びＳｅの合計含有量を０．００５〜０．０８０％とする。鋼片のＳ及びＳｅの合計含有量は、好ましくは０．００６％以上であり、好ましくは０．０７０％以下である。
【０１２５】
［酸可溶性Ａｌ：０．０１〜０．０７％］
酸可溶性Ａｌは、製造過程でＮと結合して、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。鋼片の酸可溶性Ａｌ含有量が０．０１％未満である場合、ＡｌＮが十分に生成せずに磁気特性が劣化する。また、鋼片の酸可溶性Ａｌ含有量が０．０７％を超える場合、磁気特性が劣化することに加えて、冷間圧延時に割れを引き起こす。従って、本実施形態では、鋼片の酸可溶性Ａｌ含有量を０．０１〜０．０７％とする。鋼片の酸可溶性Ａｌ含有量は、好ましくは０．０２％以上であり、好ましくは０．０５％以下である。
【０１２６】
［Ｎ：０．００５〜０．０２０％］
Ｎは、製造過程でＡｌと結合して、インヒビターとして機能するＡｌＮを形成する。鋼片のＮ含有量が０．００５％未満である場合には、ＡｌＮが十分に生成せずに磁気特性が劣化する。一方、鋼片のＮ含有量が０．０２０％を超える場合には、ＡｌＮがインヒビターとして機能し難くなって二次再結晶が発現し難くなることに加えて、冷間圧延時に割れを引き起こす。従って、本実施形態では、鋼片のＮ含有量を０．００５〜０．０２０％とする。鋼片のＮの含有量は、好ましくは０．０１２％以下であり、より好ましくは０．０１０％以下である。
【０１２７】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、上記の鋼片（スラブ）が、不純物を含有してもよい。なお、「不純物」とは、鋼を工業的に製造する際に、原料としての鉱石やスクラップから、または製造環境等から混入するものを指す。
【０１２８】
また、本実施形態では、鋼片が、上記した基本元素および不純物に加えて、選択元素を含有してもよい。例えば、上記した残部であるＦｅの一部に代えて、選択元素として、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕなどを含有してもよい。これらの選択元素は、その目的に応じて含有させればよい。よって、これらの選択元素の下限値を限定する必要がなく、下限値が０％でもよい。また、これらの選択元素が不純物として含有されても、上記効果は損なわれない。
【０１２９】
［Ｂｉ：０〜０．０３％］
［Ｔｅ：０〜０．０３％］
［Ｐｂ：０〜０．０３％］
Ｂｉ、Ｔｅ、及びＰｂは、選択元素である。これらの元素が、鋼片にそれぞれ０．０３％以下含有されると、方向性電磁鋼板の磁気特性を好ましく向上させることができる。しかしながら、これら元素の含有量がそれぞれ０．０３％を超える場合には、熱間での脆化を引き起こす。従って、本実施形態では、鋼片に含まれるこれらの元素の含有量を０．０３％以下とする。一方、鋼片に含まれるこれらの元素の含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。ただ、上記の効果を好ましく得るためには、これらの元素の含有量が、それぞれ０．０００５％以上であることが好ましい。これらの元素の含有量は、それぞれ０．００１％以上であることがより好ましい。
【０１３０】
なお、Ｂｉ、Ｔｅ、およびＰｂは、少なくとも１種が鋼片に含有されればよい。すなわち、鋼片が、Ｂｉ：０．０００５％〜０．０３％、Ｔｅ：０．０００５％〜０．０３％、Ｐｂ：０．０００５％〜０．０３％のうちの少なくとも１種を含有すればよい。
【０１３１】
［Ｓｂ：０〜０．５０％］
［Ｓｎ：０〜０．５０％］
［Ｃｕ：０〜１．０％］
Ｓｂ、Ｓｎ、及びＣｕは、選択元素である。これらの元素が、鋼片に含有されると、方向性電磁鋼板の磁気特性を好ましく高めることができる。従って、本実施形態では、鋼片に含まれるこれらの元素の含有量を、Ｓｂ：０．５０％以下、Ｓｎ：０．５０％以下、Ｃｕ：１．０％以下とすることが好ましい。一方、鋼片に含まれるこれらの元素の含有量の下限値は、特に限定されず、０％であればよい。ただ、上記の効果を好ましく得るためには、これらの元素の含有量がそれぞれ０．０００５％以上であることが好ましい。これらの元素の含有量は、それぞれ０．００１％以上であることがより好ましい。
【０１３２】
なお、Ｓｂ、Ｓｎ、およびＣｕは、少なくとも１種が鋼片に含有されればよい。すなわち、鋼片が、Ｓｂ：０．０００５％〜０．５０％、Ｓｎ：０．０００５％〜０．５０％、Ｃｕ：０．０００５％〜１．０％のうちの少なくとも１種を含有すればよい。
【０１３３】
鋼片の化学組成は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、上記した方法に基づいて測定すればよい。
【０１３４】
＜熱延板焼鈍工程＞
熱延板焼鈍工程（ステップＳ１１３）は、熱間圧延工程後の熱延鋼板を必要に応じて焼鈍して、熱延焼鈍鋼板を得る工程である。熱延鋼板に焼鈍処理を施すことで、鋼中で再結晶が生じ、最終的に良好な磁気特性を実現することが可能となる。
【０１３５】
熱延板焼鈍工程で熱延鋼板を加熱する方法は、特に限定されず、公知の加熱方式を採用すればよい。また、焼鈍条件も、特に限定されない。例えば、熱延鋼板を、９００〜１２００℃の温度域で１０秒〜５分間の保持を行えばよい。
【０１３６】
なお、この熱延板焼鈍工程は、必要に応じて省略することが可能である。
また、この熱延板焼鈍工程後、以下で詳述する冷間圧延工程の前に、熱延鋼板の表面に対して酸洗を施してもよい。
【０１３７】
＜冷間圧延工程＞
冷間圧延工程（ステップＳ１１５）は、熱間圧延工程後の熱延鋼板に、または熱延板焼鈍工程後の熱延焼鈍鋼板に、一回の冷間圧延、又は中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を実施して、冷延鋼板を得る工程である。熱延板焼鈍工程後の熱延焼鈍鋼板は、鋼板形状が良好であるため、１回目の冷間圧延にて鋼板が破断する可能性を軽減することができる。なお、冷間圧延は、３回以上に分けて実施してもよいが、製造コストが増大するため、１回又は２回とすることが好ましい。
【０１３８】
冷間圧延工程で熱延焼鈍鋼板を冷間圧延する方法は、特に限定されず、公知の方法を採用すればよい。例えば、最終の冷延圧下率（中間焼鈍を行わない累積冷延圧下率、または中間焼鈍を行った後の累積冷延圧下率）は、８０％以上９５％以下の範囲内とすればよい。
【０１３９】
ここで、最終の冷延圧下率（％）は次のとおり定義される。
最終の冷延圧下率（％）＝（１−最終の冷間圧延後の鋼板の板厚／最終の冷間圧延前の鋼板の板厚）×１００
【０１４０】
最終の冷延圧下率が８０％未満である場合には、Ｇｏｓｓ核を好ましく得ることができないことがある。一方、最終の冷延圧下率が９５％を超える場合には、仕上げ焼鈍工程で、二次再結晶が不安定となることがある。そのため、最終の冷延圧下率は、８０％以上９５％以下であることが好ましい。
【０１４１】
中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を実施する場合、一回目の冷間圧延は、圧下率を５〜５０％程度とし、中間焼鈍は、９５０℃〜１２００℃の温度で３０秒〜３０分の条件で保持を行えばよい。
【０１４２】
冷延鋼板の平均板厚（冷延後の板厚）は、張力付与性絶縁被膜の厚みを含む方向性電磁鋼板の板厚とは異なる。冷延鋼板の平均板厚は、例えば、０．１０〜０．５０ｍｍとすればよい。また、本実施形態では、冷延鋼板の平均板厚が０．２２ｍｍ未満である薄手材でも、張力付与性絶縁被膜の密着性が好ましく高まる。そのため、冷延鋼板の平均板厚は、０．１７ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であってもよい。
【０１４３】
冷間圧延工程では、方向性電磁鋼板の磁気特性を好ましく向上させるために、エージング処理を行ってもよい。例えば、冷間圧延では、複数回のパスにより鋼板の板厚を減じるが、複数回のパスの途中段階で少なくとも一回以上、鋼板を１００℃以上の温度範囲で１分以上保持すればよい。このエージング処理により、脱炭焼鈍工程で、一次再結晶集合組織を好ましく形成させることが可能となり、その結果、仕上げ焼鈍工程で、｛１１０｝＜００１＞方位が好ましく集積した二次再結晶集合組織を得ることが可能となる。
【０１４４】
＜脱炭焼鈍工程＞
脱炭焼鈍工程（ステップＳ１１７）は、冷間圧延工程後の冷延鋼板を脱炭焼鈍して、脱炭焼鈍鋼板を得る工程である。この脱炭焼鈍工程で、冷延鋼板を所定の熱処理条件に則して焼鈍処理することで、一次再結晶粒組織を制御する。
【０１４５】
本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法では、脱炭焼鈍工程の熱処理条件は、特に限定されず、公知の条件を採用すればよい。例えば、７５０℃以上９５０℃以下の温度域で、１分以上５分以下保持すればよい。また、炉内雰囲気は、周知の窒素−水素湿潤雰囲気とすればよい。
【０１４６】
＜仕上げ焼鈍工程＞
仕上げ焼鈍工程（ステップＳ１１９）は、脱炭焼鈍工程後の脱炭焼鈍鋼板に、焼鈍分離剤を塗布し、その後に仕上げ焼鈍を施して、仕上げ焼鈍鋼板を得る工程である。仕上げ焼鈍は、一般に、鋼板をコイル状に巻いた状態で、高温で長時間の保持が行われる。従って、仕上げ焼鈍に先立ち、鋼板の巻きの内と外との焼付きの防止を目的として、焼鈍分離剤を脱炭焼鈍鋼板に塗布して乾燥させる。
【０１４７】
仕上げ焼鈍工程で脱炭焼鈍鋼板に塗布する焼鈍分離剤は、特に限定されず、公知の焼鈍分離剤を採用すればよい。なお、本実施形態に係る方向性電磁鋼板の製造方法は、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有さない方向性電磁鋼板の製造方法であるので、フォルステライト被膜を形成しない焼鈍分離剤を採用すればよい。または、フォルステライト被膜を形成する焼鈍分離剤を採用する場合には、仕上げ焼鈍後にフォルステライト被膜を研削または酸洗によって除去すればよい。
【０１４８】
［フォルステライト被膜を形成しない焼鈍分離剤］
グラス被膜（フォルステライト被膜）を形成しない焼鈍分離剤として、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とを主成分とし、ビスマス塩化物を含有する焼鈍分離剤を用いればよい。例えば、この焼鈍分離剤は、固形分率で、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とを合計で８５質量％以上含有し、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との質量比であるＭｇＯ：Ａｌ２Ｏ３が３：７〜７：３を満足し、かつ、この焼鈍分離剤は、固形分率で、上記したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対してビスマス塩化物を０．５〜１５質量％含有することが好ましい。上記の質量比ＭｇＯ：Ａｌ２Ｏ３の範囲や、ビスマス塩化物の含有量は、グラス被膜を有さずに且つ表面平滑度の良好な母材鋼板を得るという観点から定まる。
【０１４９】
上記したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との質量比に関して、ＭｇＯが上記範囲を超えて多い場合には、グラス被膜が鋼板表面に形成及び残存して、母材鋼板の表面が平滑にならないことがある。また、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との質量比に関して、Ａｌ２Ｏ３が上記範囲を超えて多い場合には、Ａｌ２Ｏ３の焼き付きが生じて、母材鋼板の表面が平滑にならないことがある。ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との質量比ＭｇＯ：Ａｌ２Ｏ３は、３．５：６．５〜６．５：３．５を満足することがより好ましい。
【０１５０】
ビスマス塩化物が焼鈍分離剤に含まれると、仕上げ焼鈍中にグラス被膜が形成しても、このグラス被膜が鋼板表面から剥離しやすくなる効果がある。上記のビスマス塩化物の含有量が、上記したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対して０．５質量％未満である場合には、グラス被膜が残存することがある。一方、ビスマス塩化物の含有量が、上記したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対して１５質量％を超える場合には、焼鈍分離剤として鋼板と鋼板との焼付きを防ぐ機能が損なわれることがある。ビスマス塩化物の含有量は、上記したＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対して、より好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは７質量％以下である。
【０１５１】
上記のビスマス塩化物の種類は、特に限定されず、公知のビスマス塩化物を採用すればよい。例えば、オキシ塩化ビスマス（ＢｉＯＣｌ）、三塩化ビスマス（ＢｉＣｌ３）等を用いればよく、あるいは、仕上げ焼鈍工程中に焼鈍分離剤中での反応からオキシ塩化ビスマスを形成することが可能な化合物種を用いてもよい。仕上げ焼鈍中にオキシ塩化ビスマスを形成可能な化合物種として、例えば、ビスマス化合物と金属の塩素化合物との混合物を用いればよい。このビスマス化合物として、例えば、酸化ビスマス、水酸化ビスマス、硫化ビスマス、硫酸ビスマス、リン酸ビスマス、炭酸ビスマス、硝酸ビスマス、有機酸ビスマス、ハロゲン化ビスマス等を用いればよく、金属の塩素化合物として、例えば、塩化鉄、塩化コバルト、塩化ニッケル等を用いればよい。
【０１５２】
上記のようなフォルステライト被膜を形成しない焼鈍分離剤を、脱炭焼鈍鋼板の表面に塗布して乾燥させた後、仕上げ焼鈍を施す。仕上げ焼鈍工程での熱処理条件は、特に限定されず、公知の条件を採用すればよい。例えば、鋼板を、１１００℃以上１３００℃以下の温度域で、１０時間以上３０時間以下保持すればよい。また、炉内雰囲気は、周知の窒素雰囲気又は窒素と水素との混合雰囲気とすればよい。仕上げ焼鈍後は、鋼板表面の余剰の焼鈍分離剤を水洗又は酸洗により除去することが好ましい。
【０１５３】
［フォルステライト被膜を形成する焼鈍分離剤］
グラス被膜（フォルステライト被膜）を形成する焼鈍分離剤として、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を用いてもよい。例えば、この焼鈍分離剤は、固形分率で、ＭｇＯを６０質量％以上含有することが好ましい。
【０１５４】
焼鈍分離剤を、脱炭焼鈍鋼板の表面に塗布して乾燥させた後、仕上げ焼鈍を施す。仕上げ焼鈍工程での熱処理条件は、特に限定されず、公知の条件を採用すればよい。例えば、鋼板を、１１００℃以上１３００℃以下の温度域で、１０時間以上３０時間以下保持すればよい。また、炉内雰囲気は、周知の窒素雰囲気又は窒素と水素との混合雰囲気とすればよい。
【０１５５】
フォルステライト被膜を形成する焼鈍分離剤を用いた場合、仕上げ焼鈍中に、焼鈍分離剤のＭｇＯと、鋼板表面のＳｉＯ２とが反応して、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）が形成される。そのため、仕上げ焼鈍後に、仕上げ焼鈍鋼板の表面を研削又は酸洗して、表面に形成されたフォルステライト被膜を除去することが好ましい。仕上げ焼鈍鋼板の表面からフォルステライト被膜を除去する方法は、特に限定されず、公知の研削方法又は酸洗方法を採用すればよい。
【０１５６】
例えば、フォルステライト被膜を酸洗によって除去するには、仕上げ焼鈍鋼板を、２０〜４０質量％塩酸に、５０〜９０℃で１〜５分間、浸漬した後に、水洗して乾燥させればよい。あるいは、仕上げ焼鈍鋼板を、ふっ化アンモニムと硫酸の混合溶液中で酸洗し、ふっ酸と過酸化水素水の混合溶液中で化学研磨し、その後、水洗して乾燥させればよい。
【０１５７】
＜酸化処理工程＞
酸化処理工程（ステップＳ１２１）は、仕上げ焼鈍工程後の仕上げ焼鈍鋼板（フォルステライト被膜を有さない仕上げ焼鈍鋼板）に、洗浄処理と、酸洗処理と、熱処理とを順に施して、酸化処理鋼板を得る工程である。具体的には、洗浄処理として、仕上げ焼鈍鋼板の表面を洗浄し、酸洗処理として、仕上げ焼鈍鋼板を２〜２０質量％で且つ７０〜９０℃の硫酸にて酸洗し、熱処理として、仕上げ焼鈍鋼板を、露点が１０〜３０℃であり且つ水素濃度が０〜４体積％の窒素−水素混合雰囲気中で、７００〜９００℃の温度で、１０〜６０秒間保持する。
【０１５８】
［洗浄処理］
仕上げ焼鈍工程後の仕上げ焼鈍鋼板の表面を洗浄する。仕上げ焼鈍鋼板の表面を洗浄する方法は、特に限定されず、公知の洗浄方法を採用すればよい。例えば、仕上げ焼鈍鋼板の表面を水洗すればよい。
【０１５９】
［酸洗処理］
洗浄処理後の仕上げ焼鈍鋼板を、濃度が２〜２０質量％で且つ液温が７０〜９０℃の硫酸にて酸洗処理する。
【０１６０】
硫酸が２質量％未満である場合には、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を有する方向性電磁鋼板が得られない。一方、硫酸が２０質量％を超える場合にも、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。硫酸の濃度は、好ましくは１７質量％以下であり、より好ましくは１２質量％以下である。
【０１６１】
また、硫酸が７０℃未満である場合には、十分な密着性を実現することができない。一方、硫酸が９０℃を超える場合には、密着性向上効果が飽和し、絶縁被膜が鋼板に付与する張力が減少する。硫酸は、好ましくは７５℃以上であり、より好ましくは８０℃以上である。また、硫酸は、好ましくは８８℃以下であり、より好ましくは８５℃以下である。
【０１６２】
酸洗処理する時間は、特に限定されない。例えば、仕上げ焼鈍鋼板を、上記の硫酸が保持されている酸洗浴中で、一般的なライン速度で通過させればよい。
【０１６３】
［熱処理］
酸洗処理後の仕上げ焼鈍鋼板を、露点が１０〜３０℃であり且つ水素濃度が０〜４体積％の窒素−水素混合雰囲気中で、７００〜９００℃の温度で、１０〜６０秒間保持する。この熱処理によって、仕上げ焼鈍鋼板の表面に、上記した鉄系酸化物を主成分とする層、Ｓｉ−Ｃｒ含有酸化物層、及びＳｉ含有酸化物層が形成される。この熱処理後の鋼板は、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足する鋼基材になる。
【０１６４】
なお、水素濃度が０〜４体積％の窒素−水素混合雰囲気とは、雰囲気中の窒素分率および水素分率の合計が実質的に１００体積％となる雰囲気を意味する。上記の水素濃度が０体積％である場合には、雰囲気中の窒素が実質的に１００体積％となる。雰囲気中の水素濃度が４体積％を超えると、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を有する方向性電磁鋼板が得られない。また、熱処理設備に負荷がかかるため好ましくない。
【０１６５】
露点が１０℃未満、または保持温度が７００℃未満である場合、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。保持温度が９００℃を超える場合には、効果が飽和し、加熱コストも高くなる。露点が３０℃を超える場合には、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。
【０１６６】
また、保持時間が１０秒未満である場合には、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。一方、保持時間が６０秒を超える場合にも、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。
【０１６７】
水素濃度は、好ましくは３体積％以下である。露点は、好ましくは２８℃以下であり、より好ましくは２５℃以下である。保持温度は、好ましくは７５０℃以上であり、より好ましくは８００℃以上である。保持時間は、好ましくは２０秒以上であり、好ましくは５０秒以下であり、より好ましくは４０秒以下である。
【０１６８】
なお、本実施形態では、熱処理の雰囲気が、酸素を含まないことが好ましい。本実施形態では、鋼片が基本元素としてＣｒを含有する。この鋼片が上記の含有量のＣｒを含み、且つ上記した製造条件を満足するときに、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を有する方向性電磁鋼板が得られる。熱処理の雰囲気が酸素を含むと、上記の特徴を有する方向性電磁鋼板が得られない。熱処理の雰囲気が、不純物として酸素を含有する場合でも、雰囲気中の酸素濃度は、５体積％未満に制限することが好ましい。その上で、露点を２０℃以上に制限することが好ましい。
【０１６９】
＜絶縁被膜形成工程＞
絶縁被膜形成工程（ステップＳ１２３）は、酸化処理工程後の酸化処理鋼板の表面に張力付与性絶縁被膜形成用の処理液を塗布して焼きつけて、平均厚みが１〜３μｍとなるように張力付与性絶縁被膜を形成する工程である。絶縁被膜形成工程では、酸化処理鋼板の片面又は両面に対し、張力付与性絶縁被膜を形成すればよい。
【０１７０】
絶縁被膜が形成される酸化処理鋼板の表面は、処理液を塗布する前に、アルカリなどによる脱脂処理や、塩酸、硫酸、リン酸などによる酸洗処理など、任意の前処理を施してもよく、または、これら前処理を施さなくてもよい。
【０１７１】
張力付与性絶縁被膜を形成する条件は、特に限定されず、公知の条件を採用すればよい。例えば、張力付与性絶縁被膜は、無機物を主体とし、更に有機物を含んだ複合絶縁被膜であってもよい。この複合絶縁被膜は、例えば、クロム酸金属塩、リン酸金属塩、コロイダルシリカ、Ｚｒ化合物、Ｔｉ化合物等の無機物の少なくとも何れかを主体とし、微細な有機樹脂の粒子が分散している絶縁被膜であればよい。また、製造時の環境負荷低減の観点から、張力付与性絶縁被膜は、リン酸金属塩、ＺｒやＴｉのカップリング剤、これらの炭酸塩、これらのアンモニウム塩などを出発物質とした絶縁被膜であってもよい。
【０１７２】
＜その他の工程＞
［平坦化焼鈍工程］
絶縁被膜形成工程に続いて、形状矯正のための平坦化焼鈍を施してもよい。絶縁被膜形成工程後の方向性電磁鋼板に対して平坦化焼鈍を行うことで、鉄損特性を好ましく低減させることが可能となる。
【０１７３】
［磁区細分化工程］
上記で製造した方向性電磁鋼板に、磁区細分化処理を行ってもよい。磁区細分化処理とは、方向性電磁鋼板の表面に磁区細分化効果のあるレーザ光を照射したり、方向性電磁鋼板の表面に溝を形成したりする処理である。この磁区細分化処理により、磁気特性を好ましく向上させることが可能となる。
【実施例１】
【０１７４】
次に、実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に詳細に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。【０１７５】
（実験例１）
Ｃ：０．０８１質量％、Ｓｉ：３．３質量％、Ｍｎ：０．０８３質量％、Ｓ：０．０２２質量％（Ｓ＋Ｓｅ：０．０２２質量％）、酸可溶性Ａｌ：０．０２５質量％、Ｃｒ：０．０４％、Ｎ：０．００８質量％、Ｂｉ：０．００２５質量％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼スラブを、１３５０℃に加熱し、熱間圧延を行って、平均厚さ２．３ｍｍの熱延鋼板を得た。【０１７６】
得られた熱延鋼板に対し、１１００℃×１２０秒間の焼鈍を行った後、酸洗を実施した。酸洗後の鋼板を、冷間圧延により平均厚さ０．２３ｍｍに仕上げ、冷延鋼板とした。その後、得られた冷延鋼板に対し、脱炭焼鈍を実施した。【０１７７】
その後、固形分率でＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とを合計で９５質量％含有し、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３の配合比が質量％で５０％：５０％であり、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対してＢｉＯＣｌを５質量％含有する組成の焼鈍分離剤を塗布乾燥し、１２００℃で２０時間保持する仕上げ焼鈍に供した。【０１７８】
得られた仕上げ焼鈍鋼板の余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去し、Ｘ線回折によって確認したところ、グラス被膜（フォルステライト被膜）は形成されていなかった。【０１７９】
余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去した鋼板に、濃度５％、液温７０℃の硫酸で酸洗処理を実施した後、（Ａ）１００％Ｎ２且つ露点：３０℃、（Ｂ）大気（すなわち、２１％Ｏ２−７９％Ｎ２）且つ露点１０℃で、それぞれ８５０℃、１０秒保持する熱処理を実施した。【０１８０】
酸化処理工程後の鋼板に、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカとを主成分とする水溶液を塗布し、８５０℃で１分間焼付けることで、鋼板表面に片面当たりの目付量４．５ｇ／ｍ２の張力付与性絶縁被膜を形成させた。【０１８１】
この方向性電磁鋼板の母材鋼板を上記の方法で化学分析したところ、いずれの鋼板も、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００２％以下、Ｓｉ：３．３％、Ｍｎ：０．０８３％、Ｓ：０．００５％以下（Ｓ＋Ｓｅ：０．００５％以下）、酸可溶性Ａｌ：０．００５％以下、Ｃｒ：０．０４％、Ｎ：０．００５％以下、Ｂｉ：０．０００１％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなっていた。【０１８２】
得られた（Ａ）および（Ｂ）の２種類の方向性電磁鋼板のそれぞれについて、ＧＤＳ分析、磁気特性、被膜密着性などの評価を行った。【０１８３】
＜ＧＤＳ分析＞
上記した方法に基づいて、酸化処理工程後の酸化処理鋼板の表面、及び、張力付与性絶縁被膜形成後の方向性電磁鋼板の表面を、リガク社製ＧＤＡ７５０を用いてグロー放電発光分析した。測定元素は、酸化処理鋼板：Ｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｆｅ、方向性電磁鋼板：Ｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆｅとした。得られたＧＤＳデプスプロファイルを評価した。【０１８４】
＜磁気特性＞
圧延方向に対して平行に長さ３００ｍｍ×幅６０ｍｍの試験片に、窒素雰囲気中で８００℃×２時間保持の歪取り焼鈍を実施し、レーザビームを照射して磁区細分化処理を実施した。この試験片を８枚準備した。この試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５６：２０１５に規定された方法で、圧延方向の磁束密度Ｂ８（単位：Ｔ）（８００Ａ／ｍでの磁束密度）と、鉄損Ｗ１７／５０（単位：Ｗ／ｋｇ）（５０Ｈｚにおいて１．７Ｔに磁化したときの鉄損）とを評価した。また、試験片８枚の結果から、Ｂ８の平均値、Ｗ１７／５０の平均値、Ｗ１７／５０の標準偏差を求めた。【０１８５】
＜絶縁被膜密着性＞
得られた方向性電磁鋼板から圧延方向を長手方向とする試験片を採取し、円筒型マンドレル屈曲試験機にて、曲げ径φ２０の曲げ試験を行った。曲げ試験後の試験片表面を観察し、曲げ部の面積に対して剥離せずに残存する張力被膜の面積の比率（被膜残存率）を算出して、張力付与性絶縁被膜の密着性を評価した。この被膜残存率が評点Ａである場合を合格とした。【０１８６】
評点Ａ：被膜残存率９０％以上
Ｂ：被膜残存率７０％以上９０％未満
Ｃ：被膜残存率７０％未満【０１８７】
＜張力付与性絶縁被膜の平均厚み＞
得られた方向性電磁鋼板から試験片を採取し、上記の方法で張力付与性絶縁被膜の平均厚みを測定した。【０１８８】
得られた方向性電磁鋼板の外観について、上記条件（Ａ）の鋼板が黒褐色を示し、上記条件（Ｂ）の鋼板が明灰色を示した。【０１８９】
また、絶縁被膜密着性について、条件（Ａ）及び（Ｂ）の双方の鋼板が、評点Ａであった。また、条件（Ａ）及び（Ｂ）の双方の鋼板が、張力付与性絶縁被膜の平均厚みが３．０μｍであった。【０１９０】
また、ＧＤＳデプスプロファイルについて、条件（Ａ）の酸化処理鋼板は、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足し、条件（Ａ）の方向性電磁鋼板は、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を示した。
一方、条件（Ｂ）の酸化処理鋼板は、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足せず、条件（Ｂ）の方向性電磁鋼板は、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足せず、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を示さなかった。【０１９１】
また、磁気特性について、条件（Ａ）の方向性電磁鋼板は、条件（Ｂ）の方向性電磁鋼板よりも良好なＷ１７／５０の標準偏差を示した。【０１９２】
（実験例２）
Ｃ：０．０８２質量％、Ｓｉ：３．３質量％、Ｍｎ：０．０８２質量％、Ｓ：０．０２３質量％（Ｓ＋Ｓｅ：０．０２３質量％）、酸可溶性Ａｌ：０．０２５質量％、Ｃｒ：０．０５％、Ｎ：０．００８質量％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼スラブＡ（鋼片Ａ）と、Ｃ：０．０８１質量％、Ｓｉ：３．３質量％、Ｍｎ：０．０８３質量％、Ｓ：０．０２２質量％（Ｓ＋Ｓｅ：０．０２２質量％）、酸可溶性Ａｌ：０．０２５質量％、Ｃｒ：０．０４％、Ｎ：０．００８質量％、Ｂｉ：０．００２５質量％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる鋼スラブＢ（鋼片Ｂ）と、をそれぞれ１３５０℃に加熱し、熱間圧延を行って、平均厚さ２．３ｍｍの熱延鋼板を得た。【０１９３】
得られたそれぞれの熱延鋼板に対し、１１００℃×１２０秒間の焼鈍を行った後、酸洗を実施した。酸洗後の鋼板を、冷間圧延により平均厚さ０．２３ｍｍに仕上げ、冷延鋼板を得た。その後、得られた冷延鋼板に対し、脱炭焼鈍を実施した。【０１９４】
その後、固形分率でＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とを合計で９５質量％含有し、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３の配合比が質量％で５０％：５０％（質量比１：１）であり、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対してＢｉＯＣｌを５質量％含有する組成の焼鈍分離剤を塗布乾燥して、１２００℃で２０時間保持する仕上げ焼鈍に供した。【０１９５】
得られた仕上げ焼鈍鋼板の余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去し、Ｘ線回折によって確認したところ、いずれの鋼板でも、グラス被膜（フォルステライト被膜）は形成されていなかった。【０１９６】
余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去した鋼板に、以下の表１に示したような種々の濃度の７０℃の硫酸で酸洗処理を実施した後、雰囲気、露点、温度、時間を変化させて熱処理を実施した。【０１９７】
【表１】
2020162608.tif 000003
【０１９８】
酸化処理工程後の鋼板に、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカとを主成分とする水溶液を塗布し、８５０℃で１分間焼付けることで、試験片の表面に、片面当たりの目付量４．５ｇ／ｍ２の張力付与性絶縁被膜を形成させた。【０１９９】
この方向性電磁鋼板の母材鋼板を上記の方法で化学分析したところ、鋼スラブＡに由来する鋼板は、化学組成が、質量％で、Ｃ：０．００２％以下、Ｓｉ：３．３％、Ｍｎ：０．０８２％、Ｓ：０．００５％以下（Ｓ＋Ｓｅ：０．００５％以下）、酸可溶性Ａｌ：０．００５％以下、Ｃｒ：０．０５％、Ｎ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなっていた。また、鋼スラブＢに由来する鋼板は、Ｃ：０．００２％以下、Ｓｉ：３．３％、Ｍｎ：０．０８３％、Ｓ：０．００５％以下（Ｓ＋Ｓｅ：０．００５％以下）、酸可溶性Ａｌ：０．００５％以下、Ｃｒ：０．０４％、Ｎ：０．００５％以下、Ｂｉ：０．０００１％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなっていた。【０２００】
＜評価＞
磁気特性、ＧＤＳ分析、被膜密着性などの評価を行った。評価方法は、以下の通りである。【０２０１】
［磁気特性］
圧延方向に対して平行に長さ３００ｍｍ×幅６０ｍｍの試験片に、窒素雰囲気中で８００℃×２時間保持の歪取り焼鈍を実施し、レーザビームを照射して磁区細分化処理を実施した。この試験片を８枚準備した。この試験片を用いて、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５６：２０１５に規定された方法で、圧延方向の磁束密度Ｂ８（単位：Ｔ）（８００Ａ／ｍでの磁束密度）、鉄損Ｗ１７／５０（単位：Ｗ／ｋｇ）（５０Ｈｚにおいて１．７Ｔに磁化したときの鉄損）をそれぞれ評価した。また、試験片８枚の結果から、Ｂ８の平均値、Ｗ１７／５０の平均値、Ｗ１７／５０の標準偏差を求めた。なお、鋼種Ａに関しては、Ｂ８平均値が１．９０Ｔ以上、Ｗ１７／５０平均値が０．７００Ｗ／ｋｇ以下、Ｗ１７／５０標準偏差が０．０２０Ｗ／ｋｇ以下である場合を合格と判断した。鋼種Ｂに関しては、Ｂ８平均値が１．９０Ｔ以上、Ｗ１７／５０平均値が０．６５０Ｗ／ｋｇ以下、Ｗ１７／５０標準偏差が０．０２０Ｗ／ｋｇ以下である場合を合格と判断した。【０２０２】
［ＧＤＳ分析］
上記した方法に基づいて、酸化処理工程後の酸化処理鋼板の表面、及び、張力付与性絶縁被膜形成後の方向性電磁鋼板の表面を、リガク社製ＧＤＡ７５０を用い、高周波モード、出力：３０Ｗ、Ａｒ圧力：３ｈＰａ、測定面積：４ｍｍφ、測定時間：１００秒にて分析した。測定元素は、酸化処理鋼板：Ｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｆｅ、方向性電磁鋼板：Ｏ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｐ、Ｆｅとした。得られたＧＤＳデプスプロファイルから、酸化処理鋼板は上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満たすか、方向性電磁鋼板は（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満たすか、且つＣｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を示すかを確認した。【０２０３】
［張力付与性絶縁被膜の密着性］
得られた方向性電磁鋼板から圧延方向を長手方向とする試験片を採取し、円筒型マンドレル屈曲試験機にて、曲げ径φ１０及び曲げ径φ２０の曲げ試験を行った。曲げ試験後の試験片表面を観察し、曲げ部の面積に対して剥離せずに残存する張力被膜の面積の比率（被膜残存率）を算出して、張力付与性絶縁被膜の密着性を評価した。この被膜残存率が評点Ａである場合を合格とした。【０２０４】
評点Ａ：被膜残存率９０％以上
Ｂ：被膜残存率７０％以上９０％未満
Ｃ：被膜残存率７０％未満【０２０５】
［張力付与性絶縁被膜の平均厚み］
得られた方向性電磁鋼板から試験片を採取し、上記の方法で張力付与性絶縁被膜の平均厚みを測定した。【０２０６】
得られた結果を、以下の表２にまとめて示した。【０２０７】
【表２】
2020162608.tif 000004
【０２０８】
上記表１〜２から明らかなように、酸化処理条件が好ましかった試験番号２−２、２−３、２−５、２−６、２−８、２−１５、２−１６、２−１８、２−１９、２−２１では、酸化処理鋼板が、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足し、方向性電磁鋼板が、（Ｆｅ０．５−Ｆｅ０．０５）／Ｆｅ０．５≧０．３５を満足し、かつ、Ｃｒ発光強度がＦｅ発光強度と比較して０．０８倍以上０．２５倍以下となる極大点を示した。その結果、磁気特性及び被膜密着性の双方とも良好な結果を示した。
また、上記の試験番号のうちで試験番号２−１５、２−１６、２−１８、２−１９、２−２１は、鋼スラブが好ましい化学組成を有するので、磁気特性にさらに優れた。【０２０９】
これに対し、
試験番号２−１は、酸化処理の保持時間が短いために、試験番号２−４は、酸化処理の保持温度が低いために、試験番号２−７は、酸化処理の露点が低く、かつ、処理時間が長いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。
試験番号２−９は、酸化処理雰囲気が本発明の範囲外であるために、試験番号２−１０は、酸化処理の露点が低いために、特に磁気特性に劣っていた。
試験番号２−１１は、酸化処理雰囲気が本発明の範囲外であり、かつ、処理時間が長いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。
試験番号２−１２は、酸化処理の露点が高いために、特に被膜密着性に劣っていた。
試験番号２−１３は、酸洗の濃度が高いばかりか、酸化処理の温度が低いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。
試験番号２−１４は、酸化処理の保持時間が短いために、試験番号２−１７は、酸化処理の保持温度が低いために、試験番号２−２０は、酸化処理の露点が低く、かつ、処理時間が長いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。
時間試験番号２−２２は、酸化処理雰囲気が本発明の範囲外であるために、試験番号２−２３は、酸化処理の露点が低いために、特に磁気特性に劣っていた。
試験番号２−２４は、酸化処理雰囲気が本発明の範囲外であり、かつ、処理時間が長いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。
試験番号２−２５は、酸化処理の露点が高いために、特に被膜密着性に劣っていた。
試験番号２−２６は、酸洗の濃度が高いばかりか、酸化処理の温度が低いために、被膜密着性および磁気特性に劣っていた。【０２１０】
（実験例３）
以下の表３に示す化学組成を有する鋼スラブ（鋼片）を１３８０℃に加熱し、熱間圧延を行って、平均厚さ２．３ｍｍの熱延鋼板を得た。一部の鋼は割れが発生したため、次工程へ進めることができなかった。【０２１１】
【表３】
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次工程へ進めることができた熱延鋼板には、１１２０℃×１２０秒間の焼鈍を行った後、酸洗を実施した。酸洗後の鋼板を、冷間圧延により平均厚さ０．２３ｍｍに仕上げ、冷延鋼板を得た。一部の鋼は冷間圧延時に割れが発生したため、次工程へ進めることができなかった。次工程へ進めることができた鋼板には、脱炭焼鈍を実施した。【０２１２】
その後、固形分率でＭｇＯとＡｌ２Ｏ３とを合計で９４質量％含有し、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３の配合比が質量％で５０％：５０％（質量比１：１）であり、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対してＢｉＯＣｌを６質量％含有する組成の焼鈍分離剤を塗布乾燥して、１２００℃で２０時間保持する仕上げ焼鈍に供した。【０２１３】
得られた仕上げ焼鈍鋼板の余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去し、Ｘ線回折によって確認したところ、いずれの鋼板でも、グラス被膜（フォルステライト被膜）は形成されていなかった。【０２１４】
余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去した鋼板に、濃度：１０％、温度：７０℃の硫酸で酸洗処理を実施した後、１００％Ｎ２、露点：３０℃、温度：８００℃で２０秒保持する熱処理を実施した。なお、試験番号３−２５は、熱処理を実施せず、酸洗のままとした。【０２１５】
酸化処理工程後の鋼板について実験例２と同様の方法でＧＤＳ分析を進めたところ、試験番号３−１２、３−２１、３−２４以外の鋼板は、上記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の条件を満足した。【０２１６】
その後、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカとを主成分とする水溶液を塗布し、８５０℃で１分間焼付けることで、試験片の表面に片面あたり目付量４．５ｇ／ｍ２の張力付与性絶縁被膜を形成させた。【０２１７】
この方向性電磁鋼板の母材鋼板を上記の方法で化学分析した。化学組成を表４に示す。なお、表３および表４に関して、表中の値が空欄や「−」などの元素は、製造時に目的を持って含有量の制御を行っていない元素であることを表す。【０２１８】
【表４】
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【０２１９】
＜評価＞
磁気特性、ＧＤＳ分析、被膜の着性などの評価を行った。ＧＤＳ分析、被膜密着性、被膜平均厚みの評価方法は、実験例２と同様である。磁気特性は、以下のように評価を行った。【０２２０】
［磁気特性］
圧延方向に対して平行に長さ３００ｍｍ×幅６０ｍｍの試験片を８枚準備し、窒素雰囲気中で８００℃×２時間保持の歪取り焼鈍を実施した後、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５６：２０１５に規定された方法で、圧延方向の磁気特性を評価した。この際、磁束密度Ｂ８（単位：Ｔ）の平均値が１．９０Ｔ以上である場合を合格と判断した。また、磁束密度Ｂ８が合格である鋼板に、レーザビームを照射し、磁区細分化処理を実施した。レーザ照射を行った鋼板に関して、鉄損Ｗ１７／５０（単位：Ｗ／ｋｇ）（５０Ｈｚにおいて１．７Ｔに磁化したときの鉄損）の平均値および標準偏差を評価した。なお、Ｂ８平均値が１．９０Ｔ以上、Ｗ１７／５０平均値が０．７００Ｗ／ｋｇ以下、Ｗ１７／５０標準偏差が０．０２０Ｗ／ｋｇ以下である場合を合格と判断した。【０２２１】
得られた結果を、以下の表５にまとめて示した。【０２２２】
【表５】
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【０２２３】
上記表３〜５から明らかなように、母材鋼板の化学組成が好ましかった試験番号３−１〜３−１１は、磁気特性及び被膜密着性の双方に優れた。
また、上記の試験番号のうちで試験番号３−３〜３−１１は、鋼スラブが好ましい化学組成を有するので磁気特性にさらに優れた。【０２２４】
これに対し、
試験番号３−１２は、Ｓｉ含有量が過剰であり、冷間圧延時に破断した。
試験番号３−１３は、Ｓｉ含有量が不十分であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−１４は、Ｃ含有量が不十分であり、試験番号３−１５は、Ｃ含有量が過剰であり、いずれも磁気特性に劣っていた。
試験番号３−１６は、酸可溶性Ａｌ含有量が不十分であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−１７は、酸可溶性Ａｌ含有量が過剰であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−１８は、Ｍｎ含有量が不十分であり、試験番号３−１９は、Ｍｎ含有量が過剰であり、いずれも磁気特性に劣っていた。
試験番号３−２０は、Ｓ＋Ｓｅの合計含有量が不十分であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−２１は、Ｓ＋Ｓｅの合計含有量が過剰であり、熱間圧延時に割れを生じた。
試験番号３−２２は、Ｎ含有量が過剰であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−２３は、Ｎ含有量が不十分であり、磁気特性に劣っていた。
試験番号３−２４は、Ｃｒ含有量が不十分であり、密着性に劣っていた。
試験番号３−２５は、酸化処理工程で熱処理を実施していないため、被膜密着性に劣っていた。この試験番号３−２５では、曲げ部のみならず、曲げ部以外の平坦部でも、被膜焼付直後で既に被膜に剥離が生じた。そのため、ＧＤＳ分析に供することができなかった。【０２２５】
（実験例４）
以下の表６に示す化学組成を有する鋼スラブ（鋼片）を、試験番号４−１から試験番号４−７は１３８０℃に加熱し、試験番号４−８から試験番号４−１５は１３５０℃に加熱し、熱間圧延を行って、平均厚さ２．３ｍｍの熱延鋼板を得た。【０２２６】
【表６】
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【０２２７】
得られた熱延鋼板に対し、試験番号４−１から試験番号４−７は１１２０℃×１２０秒間の焼鈍を行った後、試験番号４−８から試験番号４−１５は１１００℃×１２０秒間の焼鈍を行った後、酸洗を実施した。酸洗後の鋼板を、冷間圧延により平均厚さ０．２３ｍｍに仕上げ、冷延鋼板を得た。その後、得られた冷延鋼板に対し、脱炭焼鈍を実施した。【０２２８】
その後、以下の表７に示す条件で仕上げ焼鈍を実施した。なお、表７中で、焼鈍分離剤の主な構成物の含有量は、固形分率での含有量である。また、ビスマス塩化物の含有量は、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３との合計含有量に対する含有量である。【０２２９】
【表７】
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【０２３０】
得られた仕上げ焼鈍鋼板の余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去し、Ｘ線回折によって確認したところ、試験番号４−６および４−７以外の鋼板は、いずれも、グラス被膜（フォルステライト被膜）は形成されていなかった。試験番号４−６および４−７の鋼板は、仕上げ焼鈍後に、仕上げ焼鈍鋼板の表面を研削又は酸洗して、表面に形成されたフォルステライト被膜を除した。その後、Ｘ線回折によって確認したところ、いずれの鋼板でも、グラス被膜（フォルステライト被膜）は形成されていなかった。【０２３１】
余剰の焼鈍分離剤を水洗にて除去した鋼板（試験番号４−６および４−７についてはグラス被膜を除去した後の鋼板）に、以下の表８に示した条件で酸化処理を実施した。【０２３２】
【表８】
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【０２３３】
酸化処理工程後の鋼板に、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカとを主成分とする水溶液を塗布し、８５０℃で１分間焼付けることで、試験片の表面に、目付量４．５ｇ／ｍ２の張力付与性絶縁被膜を形成させた。得られた試験片にレーザビームを照射し、磁区細分化処理を実施した。【０２３４】
この方向性電磁鋼板の母材鋼板を上記の方法で化学分析した。化学組成を表９に示す。なお、表６および表９に関して、表中の値が空欄や「−」などの元素は、製造時に目的を持って含有量の制御を行っていない元素であることを表す。【０２３５】
【表９】
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【０２３６】
＜評価＞
磁気特性、ＧＤＳ分析、被膜密着性などの評価を行った。評価方法は、実験例２と同様である。なお、Ｂ８平均値が１．９０Ｔ以上、Ｗ１７／５０平均値が０．７００Ｗ／ｋｇ以下、Ｗ１７／５０標準偏差が０．０２１Ｗ／ｋｇ以下である場合を合格と判断した。【０２３７】
得られた結果を、以下の表１０にまとめて示した。【０２３８】
【表１０】
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【０２３９】
上記表６〜１０から明らかなように、母材鋼板の化学組成が好ましく、製造条件も好ましかった試験番号４−１から試験番号４−７は、磁気特性および張力付与性絶縁被膜の密着性の双方に優れた。一方、製造条件が好ましくなかった試験番号４−８から試験番号４−１５は、磁気特性および張力付与性絶縁被膜の密着性に劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【０２４０】
本発明の上記態様によれば、グラス被膜（フォルステライト被膜）を有さずに、張力付与性絶縁被膜の密着性に優れ、鉄損低減効果が安定的に得られる（鉄損のばらつきが小さい）方向性電磁鋼板を提供することができる。また、このような方向性電磁鋼板の絶縁被膜形成方法および製造方法を提供することができる。よって、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０２４１】
１０    方向性電磁鋼板
１１    母材鋼板
１３    張力付与性絶縁被膜
１５    酸化物層
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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