本發(fā)明涉及一種取向電工鋼板。

背景技術(shù)：

取向電工鋼板使易磁化軸的織構(gòu)沿軋制方向發(fā)達(dá)，從而用作變壓器等電器能量轉(zhuǎn)換用鐵芯材料。當(dāng)用于變壓器時(shí)，為了減少電力損失提高能量轉(zhuǎn)換效率，需要鐵損低以及磁通密度性能優(yōu)異的鋼板。

通常，取向電工鋼板是指通過熱軋、冷軋和退火工藝具有沿軋制方向的取向?yàn)閧110}<001>(所謂“高斯取向”)的織構(gòu)(gosstexture)的材料。對于這種取向電工鋼板而言，{110}<001>取向沿著鐵的易磁化軸方向的取向程度越高磁性能越優(yōu)異。

在制造取向電工鋼板的工藝中，首先將具有電工鋼板所需組分的鋼鐵材料制造成板坯，再對該板坯進(jìn)行加熱后實(shí)施熱軋，從而制造成熱軋鋼板。

然后，對熱軋鋼板根據(jù)需要選擇性地實(shí)施熱軋板退火，再實(shí)施一次冷軋或者根據(jù)需要實(shí)施數(shù)次冷軋，從而制造具有所需厚度的冷軋鋼板。

對制成的冷軋鋼板實(shí)施一次再結(jié)晶退火(一次再結(jié)晶退火與脫碳同時(shí)進(jìn)行，因此一次再結(jié)晶退火也被稱為“脫碳退火”)，再涂覆退火隔離劑。此時(shí)，在一次再結(jié)晶退火過程中或者一次再結(jié)晶退火后實(shí)施二次再結(jié)晶退火(發(fā)生二次再結(jié)晶而形成具有電工鋼板所需的高斯取向的結(jié)晶組織，因此二次再結(jié)晶退火也被稱為“最終退火”或“成品退火”)之前，根據(jù)需要選擇性地實(shí)施氮化處理，其目的在于加強(qiáng)抑制劑。

一次再結(jié)晶退火完畢后涂覆退火隔離劑實(shí)施二次再結(jié)晶退火時(shí)，根據(jù)退火隔離劑的種類在鋼板的表面上會形成鎂橄欖石(forterite)覆膜。如此實(shí)施二次再結(jié)晶退火后，選擇性地實(shí)施平坦化退火以矯正鋼板的形狀。此外，這樣的平坦化退火之前或之后，根據(jù)需要實(shí)施張力涂覆以賦予張力。

此時(shí)，張力涂覆是將無機(jī)涂覆液或有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂覆液涂覆在鋼板的表面上并進(jìn)行烘烤(baking)處理，這樣就會在鋼板的表面上形成較薄的絕緣覆膜，因此也被稱為絕緣涂覆。

如上所述，對電工鋼板實(shí)施絕緣涂覆就會向鋼板賦予張力，從而降低鐵損提高電工鋼板的磁性能。如此制成的取向電工鋼板剪切及下料被加工成可用于變壓器等的形狀。在剪切及下料加工時(shí)，根據(jù)需要實(shí)施去應(yīng)力退火以消除加工時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。

對于按照如上所述的工藝制造的取向電工鋼板，為了提高磁性能采用減小磁疇寬度的磁疇細(xì)化法。磁疇細(xì)化法通過物理手段在電工鋼板的表面上形成線狀槽(溝槽)。作為這種形成溝槽的物理手段傾向于采用照射激光的方法。

對于這種磁疇細(xì)化法，根據(jù)去應(yīng)力退火后是否還要保持磁疇細(xì)化改善效果可分為臨時(shí)磁疇細(xì)化和永久磁疇細(xì)化。

通過照射激光來形成溝槽的永久磁疇細(xì)化法可以在電工鋼板制造工藝的中間階段或后階段實(shí)施。也就是說，在實(shí)施最終冷軋后，可以在一次再結(jié)晶前后或者二次再結(jié)晶退火前后或者平坦化退火前后形成溝槽。

然而，當(dāng)通過照射激光來形成溝槽時(shí)，根據(jù)在電工鋼板的制造工藝中的哪個(gè)階段實(shí)施，可能會出現(xiàn)絕緣覆膜從形成于鋼板表面的溝槽部分脫離而導(dǎo)致電工鋼板的絕緣性降低的問題。此外，當(dāng)通過照射激光來形成溝槽時(shí)，因?yàn)樵跍喜鄄糠謶?yīng)力過于集中，可能會導(dǎo)致在溝槽側(cè)面的表面部基底涂層或絕緣層受到破壞。

因此，為了確保電工鋼板的絕緣性能，需要確保在形成溝槽后基底鋼板與涂層的附著性。此外，如果在形成溝槽時(shí)應(yīng)力過于集中在溝槽而導(dǎo)致基底涂層或絕緣層受到破壞，則需要解決無法確保電工鋼板的耐蝕性或電絕緣性能的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種由于取向電工鋼板中溝槽形成部附近的鎂橄欖石層的殘余應(yīng)力鐵損改善性能優(yōu)異以及與形成溝槽后涂覆的涂層的附著性優(yōu)異的電工鋼板。

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供一種在取向電工鋼板的表面上形成鎂橄欖石覆膜時(shí)使鎂橄欖石覆膜與基底鋼板之間的結(jié)合力加強(qiáng)的制造方法。

技術(shù)方法

本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板包含電工鋼板表面上的溝槽及形成在所述電工鋼板的部分或整個(gè)表面上的鎂橄欖石層，而且溝槽邊的表面上存在一個(gè)以上從所述鎂橄欖石層一體地延伸并向基底鋼板側(cè)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨。

如此向所述基底鋼板側(cè)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨在距離所述溝槽邊的表面50μm以內(nèi)優(yōu)選存在2個(gè)以上。

向所述基底鋼板側(cè)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨可形成為長度是所述鎂橄欖石層的平均厚度的1/3以上。而且，向所述基底鋼板側(cè)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨在所述電工鋼板厚度方向的長度可為0.3μm至10μm。

另外，所述電工鋼板的軋制方向作為x軸，所述電工鋼板的寬度方向作為y軸，xy平面的法線方向作為z軸，在所述xz平面觀察向所述基底鋼板側(cè)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨時(shí)，鎂橄欖石錨可為鉤狀或錨狀(anchor)。這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨其寬度優(yōu)選為3.5μm以下。

所述鎂橄欖石層的平均厚度可為0.1μm至3μm。

在所述鎂橄欖石層和所述基底鋼板相接部分的所述基底鋼板硬度值與在所述基底鋼板厚度的1/2處的基底鋼板硬度值之比可為1.09至10。

對于本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板，所述電工鋼板上還形成有絕緣涂層，所述絕緣涂層包含硅酸鹽及金屬磷酸鹽，所述絕緣涂層相對于絕緣涂層的重量可包含25重量％以上的mg或al。

所述溝槽的深度可為電工鋼板厚度的3％至10％。

對于這種取向電工鋼板，以電工鋼板的總組分為100重量％計(jì)可包含o：0.0020重量％至0.0080重量％、si：2.5重量％至4.0重量％、c：0.02重量％至0.10重量％、al：0.02重量％至0.04重量％、mn：0.05重量％至0.20重量％、n：0.002重量％至0.012重量％、s：0.001重量％至0.010重量％、及p：0.01重量％至0.08重量％，余量為fe和雜質(zhì)。

另外，所述溝槽與鋼板的寬度方向可以平行或者所形成的角度為5°以下(不包含0°)。

本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板的制造方法，其包含以下步驟：將板坯加熱至1300℃以下后進(jìn)行熱軋，然后進(jìn)行冷軋，以制造冷軋鋼板，所述板坯以板坯的總組分為100重量％計(jì)包含o：0.0020重量％至0.0080重量％，余量為fe和雜質(zhì)；對所述冷軋鋼板進(jìn)行一次再結(jié)晶退火；以及對所述一次再結(jié)晶退火完畢的鋼板涂覆包含mgo的退火隔離劑，再進(jìn)行二次再結(jié)晶退火，而且還包含所述鋼板上形成溝槽進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟，所述進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟是在制造冷軋鋼板的步驟后、一次再結(jié)晶退火完畢后、或者二次再結(jié)晶退火完畢后之任何一個(gè)步驟之后實(shí)施，而且能夠以所述一次再結(jié)晶退火過程中形成的鋼板表面的氧化層中sio2/fe2sio4的重量比為0.1至1.5的條件進(jìn)行制造。

此時(shí)，所述一次再結(jié)晶退火優(yōu)選在800℃～890℃的溫度范圍下、露點(diǎn)為60℃～70℃的(50％n2+50％h2)氣氛下實(shí)施。

另外，所述一次再結(jié)晶退火過程中形成的鋼板表面氧層的氧量范圍優(yōu)選為600ppm～1000ppm。

此外，所述退火隔離劑是漿料型且主成分為mgo，其中作為反應(yīng)促進(jìn)劑單獨(dú)或聯(lián)合混入ti化合物、cl化合物、硫化物、硼化物、氮化物或氧化物，對所述鋼板的每個(gè)片面的涂覆量可為2.5g/㎡～12g/㎡。

對于所述退火隔離劑的主成分mgo，其粉末平均粒徑可為2.5μm以下。

對于所述退火隔離劑的主成分mgo，其中粉末平均粒徑為2μm以下的可占10％以上。

另外，所述二次再結(jié)晶退火是分成550℃～750℃下的一次均熱過程和1000℃～1250℃下的二次均熱過程來實(shí)施的，當(dāng)升溫時(shí)，在650℃～950℃的溫度段優(yōu)選每小時(shí)升溫30℃～100℃，而在950℃～1250℃的溫度段優(yōu)選每小時(shí)升溫45℃以下。

在所述二次再結(jié)晶退火中，所述一次均熱過程可為10分鐘以上，所述二次均熱時(shí)間可為8小時(shí)以上。

所述二次再結(jié)晶退火中達(dá)到所述二次均熱溫度為止可在氮和氫的混合氣氛下實(shí)施，而達(dá)到所述二次均熱溫度之后可在氫氣氛下實(shí)施。

所述進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟中形成的溝槽的深度可為電工鋼板厚度的3％至10％。

所述進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟中形成的溝槽與鋼板的寬度方向可以平行或者所形成的角度為5°以下(不包含0°)。

所述進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟可通過照射高斯光束形式的連續(xù)波激光來進(jìn)行磁疇細(xì)化處理。

在所述進(jìn)行磁疇細(xì)化處理的步驟之后，還可包含對所述鋼板用包含膠態(tài)二氧化硅和金屬磷酸鹽的絕緣涂覆液進(jìn)行絕緣涂覆的步驟。

所述絕緣涂覆液中所述金屬磷酸鹽為al磷酸鹽、mg磷酸鹽或它們的組合，相對于所述絕緣涂覆液的重量，al、mg或它們的組合的含量可為15重量％以上。

所述板坯以板坯的總組分為100重量％計(jì)還可包含si：2.5重量％至4.0重量％、c：0.02重量％至0.10重量％、al：0.02重量％至0.04重量％、mn：0.05重量％至0.20重量％、n：0.002重量％至0.012重量％、s：0.001重量％至0.010重量％、及p：0.01重量％至0.08重量％。

所述電工鋼板的表面上依次形成鎂橄欖石覆膜和絕緣覆膜，所述鎂橄欖石覆膜向所述電工鋼板下方一體地延伸滲透，從而可以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石錨。

所述鎂橄欖石錨在距離所述溝槽邊的表面50μm以內(nèi)優(yōu)選存在2個(gè)以上。

發(fā)明效果

本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板由于溝槽形成部附近的鎂橄欖石層的殘余應(yīng)力鐵損改善性能優(yōu)異以及與形成溝槽后涂覆的涂層的附著性優(yōu)異。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案制造的取向電工鋼板在鋼板的表面形成鎂橄欖石覆膜，同時(shí)該覆膜滲透到基底鋼板側(cè)而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)鎂橄欖石覆膜與基底鋼板之間的結(jié)合力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板的溝槽部分的截面示意圖。

圖2是圖1的距離溝槽側(cè)面50μm以內(nèi)的部分的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖和下述實(shí)施例就可以清楚地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、特征及實(shí)現(xiàn)這些的方法。然而，本發(fā)明能夠以各種不同的方式實(shí)施，并不局限于下面公開的實(shí)施例。提供下述實(shí)施例的目的在于，充分公開本發(fā)明以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員對發(fā)明內(nèi)容有整體和充分的了解，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。通篇說明書中相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)成要素。

因此，在一些實(shí)施例中，對眾所周知的技術(shù)不再贅述，以避免本發(fā)明被解釋得模糊不清。除非另有定義，否則本說明書中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)的含義就是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的意思。在通篇說明書中，某一部分“包括(或包含)”某一構(gòu)成要素時(shí)，除非有特別相反的記載，否則表示還可以包括其他構(gòu)成要素而非排除其他構(gòu)要素。除非另有說明，否則單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。

對本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

首先，準(zhǔn)備板坯，所述板坯以板坯的總組分為100重量％計(jì)包含o：0.0020重量％至0.0080重量％，余量為fe和雜質(zhì)。所述板坯以板坯的總組分為100重量％計(jì)還可包含si：2.5重量％至4.0重量％、c：0.02重量％至0.10重量％、al：0.02重量％至0.04重量％、mn：0.05重量％至0.20重量％、n：0.002重量％至0.012重量％、s：0.001重量％至0.010重量％、及p：0.01重量％至0.08重量％。

對限制成分的理由進(jìn)行說明。

si加入2.5重量％以上，以增加電阻率降低鐵損，但超過4.0重量％時(shí)，鋼板的脆性會增加，從而有可能降低機(jī)械性能。

c加入0.02重量％以上，以在熱軋時(shí)使組織變得均勻，還可以抑制連鑄中產(chǎn)生的柱狀結(jié)晶組織的生長，但超過0.10重量％時(shí)，脫碳退火時(shí)間增加而造成一次再結(jié)晶晶粒細(xì)化，而且因二次再結(jié)晶溫度降低可能會導(dǎo)致磁性下降。

al加入0.02重量％以上，以氮化物形式起到晶粒生長抑制劑的作用。然而，當(dāng)超過0.04重量％時(shí)，因析出粗大的氮化物可能會降低抑制劑的作用。

mn加入0.05重量％以上，通過形成硫化物可以起到晶粒生長抑制劑的作用。然而，當(dāng)超過0.20重量％時(shí)，將造成一次再結(jié)晶晶粒尺寸減小，致使二次再結(jié)晶不穩(wěn)定，并且形成mn氧化物，從而有可能導(dǎo)致鐵損下降。

n加入0.002重量％以上，可以起到晶粒生長抑制劑的作用。然而，當(dāng)超過0.012重量％時(shí)，可能會導(dǎo)致被稱為鼓泡(blister)的表面缺陷。

s加入0.001重量％以上，通過形成硫化物可以起到晶粒生長抑制劑的作用。然而，當(dāng)超過0.010重量％時(shí)，將會形成粗大的硫化物，可能難以用作晶粒生長抑制劑。

p加入0.01重量％以上，可以在微細(xì)組織側(cè)面促進(jìn){110}<001>織構(gòu)的生長。然而，當(dāng)超過0.08重量％時(shí)，鋼的脆性可能會增加。

o在板坯中的含量為0.0020重量％至0.0080重量％的狀態(tài)下，一次再結(jié)晶退火過程中o進(jìn)一步滲透到鋼板，從而增加鋼中的氧含量。因此，在鋼中的氧含量多于常規(guī)氧含量的狀態(tài)下會形成基底鋼板的氧化層，而這種氧化層在后續(xù)二次再結(jié)晶退火時(shí)會使mg容易擴(kuò)散。因此，可以形成滲透到基底鋼板側(cè)的鎂橄欖石。

對所述板坯進(jìn)行加熱。對所述板坯進(jìn)行加熱的溫度可為1050℃至1300℃。然后，對板坯進(jìn)行熱軋以制造熱軋板。

對于熱軋后的熱軋板，根據(jù)需要實(shí)施熱軋板退火，或者不實(shí)施熱軋板退火而進(jìn)行冷軋。當(dāng)實(shí)施熱軋板退火時(shí)，可以加熱到900℃以上的溫度均熱后再進(jìn)行冷卻，以使熱軋組織變得均勻。

然后，通過一次冷軋來冷軋至最終厚度，或者通過實(shí)施包含中間退火的兩次以上冷軋來制造最終厚度的冷軋板。

在此之后，可以進(jìn)行所述冷軋板上形成溝槽的磁疇細(xì)化處理，該溝槽具有電工鋼板厚度的4％至10％的深度。如果溝槽的深度小于4％，則磁疇細(xì)化處理不充分不足以改善鐵損，如果大于10％，則熱影響過大可能會導(dǎo)致磁性下降。

對于通過這種磁疇細(xì)化處理形成的鋼板的溝槽，如上所述可以在最終冷軋后形成，也可以在一次再結(jié)晶退火和二次再結(jié)晶退火之間的工藝或者二次再結(jié)晶退火和平坦化退火之間的工藝中形成溝槽。

通過磁疇細(xì)化處理形成溝槽的方法有基于機(jī)械法的溝槽形成方法、基于照射激光的溝槽形成方法、或者基于化學(xué)蝕刻的溝槽形成方法，這些方法中優(yōu)選采用基于照射激光的溝槽形成方法。

此時(shí)，對于通過照射激光形成在鋼板上的溝槽，所形成的溝槽與鋼板的寬度方向可以平行或者所形成的角度為5°以下(不包含0°)。如此形成溝槽，使其與鋼板的寬度方向平行或者所形成的角度為5°以下(不包含0°)，從而可以增加鐵損改善率。

然后，對所述冷軋板進(jìn)行一次再結(jié)晶退火。對于所述進(jìn)行一次再結(jié)晶退火的步驟，脫碳退火后可以實(shí)施滲氮退火，或者可以同時(shí)實(shí)施脫碳退火和滲氮退火。此時(shí)，一次再結(jié)晶退火時(shí)的退火溫度可為700℃至950℃。

一次再結(jié)晶退火時(shí)為了脫碳控制為氧化性氣氛。此時(shí)，鋼板中所包含的si與脫碳退火氣氛氣體中的水分進(jìn)行反應(yīng)，因而鋼板的表層部上會形成氧化層。

一次再結(jié)晶退火中脫碳是通過鋼板內(nèi)部的碳擴(kuò)散到表面而實(shí)現(xiàn)的。另外，鋼板通過與氣氛氣體中所包含的氧進(jìn)行反應(yīng)會在表面上形成sio2或fe2sio4(faylite)等氧化層。

此時(shí)，在一次再結(jié)晶退火過程形成于鋼板表面上的氧化層中sio2/fe2sio4的重量比可為0.1至1.5。

如上所述，在一次再結(jié)晶退火過程中形成的氧化層的重量比與一次再結(jié)晶退火(即，脫碳退火)時(shí)的適當(dāng)?shù)难跫尤肓看嬖诿芮嘘P(guān)系。

為此，在鋼板成分中所包含的氧含量多于常規(guī)氧含量的狀態(tài)下，對脫碳退火時(shí)的氧加入量進(jìn)行控制。脫碳退火時(shí)的氧加入量需要考慮氧化性氣氛(露點(diǎn)、氫氣氛)和鋼板表層部的氧化層形狀以及鋼板的溫度。如果僅以氧化能力進(jìn)行判斷，則氧化能力越高氧分壓變得越高，因此最好還是提高氧化能力。

然而，如果氧化能力過高，則表層部上的sio2或fe2sio4(faylite)氧化物會致密地形成在鋼板的表層部。如此，當(dāng)形成致密的氧化物時(shí)，將會起到妨礙氧向深度方向滲透的妨礙物作用，其結(jié)果會妨礙氧向鋼板內(nèi)部滲透。

因此，存在適合于脫碳的氧化能力，對于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成分系統(tǒng)，在800℃～890℃的溫度范圍下、露點(diǎn)為60℃～70℃的(50％n2+50％h2)氣氛下會順利地脫碳而形成適當(dāng)?shù)匮趸瘜印?/p>

另外，如上所述對脫碳退火時(shí)的脫碳?xì)夥者M(jìn)行控制完成脫碳退火后，鋼板表面氧層的氧量范圍為600ppm～1000ppm。

如上所述，若脫碳退火時(shí)形成于鋼板表面的氧化層中sio2/fe2sio4的重量比為0.1至1.5或/及氧層的氧量為600ppm～1000ppm，則后續(xù)二次再結(jié)晶退火過程中mg會向基底鋼板方向擴(kuò)散，從而可以形成以鉤狀或錨狀向基底鋼板側(cè)滲透的鎂橄欖石。

如上所述，經(jīng)過包含脫碳退火的一次再結(jié)晶退火過程，鋼板中會生成形成高斯取向的最佳一次再結(jié)晶晶粒。

一次再結(jié)晶退火完畢后，將主成分為mgo的退火隔離劑涂覆在鋼板后進(jìn)行二次再結(jié)晶退火。

退火隔離劑是漿料型且主成分為mgo，其中作為反應(yīng)促進(jìn)劑單獨(dú)或聯(lián)合混入ti化合物、cl化合物、硫化物、硼化物、氮化物或氧化物。這種退火隔離劑為漿料狀，因此通過涂覆輥涂覆在鋼板上，鋼板的每個(gè)片面涂覆量優(yōu)選為2.5g/㎡～12g/㎡。

對于這種退火隔離劑，二次再結(jié)晶退火時(shí)退火隔離劑的主成分mgo與氧化層的sio2或/及fe2sio4進(jìn)行反應(yīng)會形成鎂橄欖石(forsterite；mg2sio4)玻璃覆膜。

這種鎂橄欖石覆膜在二次再結(jié)晶退火過程中會對抑制劑的行為產(chǎn)生影響，從而影響電工鋼板到的磁性能，在形成覆膜后還會影響與基底鋼板的附著性等覆膜性能。

因?yàn)檫@樣的理由，退火隔離劑的主成分mgo的粉末平均粒徑優(yōu)選為2.5μm以下，更加優(yōu)選粉末平均粒徑為2μm以下的占10％以上。

另外，二次再結(jié)晶退火是分成550℃～750℃下的一次均熱過程和1000℃～1250℃下的二次均熱過程來實(shí)施的。對于升溫段，在650℃～950℃的溫度段每小時(shí)升溫30℃～100℃，而在950℃～1250℃的溫度段每小時(shí)升溫45℃以下。而且，對于均熱時(shí)間，一次均熱過程為10分鐘以上，以清除退火隔離劑的水分，而二次均熱時(shí)間為8小時(shí)以上。此外，對于二次再結(jié)晶退火時(shí)的氣氛，二次均熱溫度為止是優(yōu)選在氮和氫的混合氣氛下實(shí)施，而達(dá)到二次均熱溫度后優(yōu)選在氫氣氛下實(shí)施。

將如上所述的以mgo作為主成分的退火隔離劑涂覆后實(shí)施二次再結(jié)晶退火時(shí)，在退火過程中退火隔離劑中的mg會擴(kuò)散到基底鋼板內(nèi)部，而且脫碳退火過程中生成的si氧化物與mg彼此進(jìn)行擴(kuò)散反應(yīng)而形成鎂橄欖石。

此時(shí)，所形成的鎂橄欖石覆膜向基底鋼板側(cè)滲透而形成鉤狀或錨狀，立體地看會形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(networkstructure)的鎂橄欖石。如此，鋼板表面上形成鎂橄欖石覆膜的同時(shí)，該覆膜向基底鋼板側(cè)滲透而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼板表面的鎂橄欖石覆膜與基底鋼板的結(jié)合力會得到加強(qiáng)。

而且，在二次再結(jié)晶退火過程中，在鋼板內(nèi)部首先由具有高斯核的結(jié)晶生長出具有(110)<001>高斯取向的晶粒，從而制成具有優(yōu)異的電性能的取向電工鋼板。

如此，二次再結(jié)晶退火完畢后，通過涂覆包含金屬磷酸鹽的絕緣涂覆液，可以確保電工鋼板的絕緣性。

這種絕緣涂覆液優(yōu)選使用包含膠態(tài)二氧化硅和金屬磷酸鹽的涂覆液。此時(shí)，金屬磷酸鹽可為al磷酸鹽、mg磷酸鹽或它們的組合，而且相對于絕緣涂覆液的重量，al、mg或它們的組合的含量可為15重量％以上。如果低于15重量％，則與基底鋼板的附著性會下降，還有可能導(dǎo)致耐蝕性劣化。

另外，在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案中，對冷軋步驟后通過磁疇細(xì)化處理在鋼板上形成溝槽的情形進(jìn)行了說明。但是，在本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方案中，也可在一次再結(jié)晶退火完畢后形成溝槽。此外，在本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方案中，也可以在二次再結(jié)晶退火完畢后形成溝槽。

也就是說，在一次再結(jié)晶前或者二次再結(jié)晶后的鋼板上通過磁疇細(xì)化處理可以形成溝槽，此時(shí)磁疇細(xì)化處理方法優(yōu)選采用基于激光的方法。

基于激光的溝槽形成方法是沿著與鋼板的軋制方向垂直的方向(即，鋼板的寬度方向)朝移動的鋼板照射激光來實(shí)施的。此時(shí)，可以采用co2激光、yag激光、半導(dǎo)體激光,光纖激光等，而且只要如圖1和圖2所示能按照發(fā)揮磁疇細(xì)化的深度和寬度形成溝槽，脈沖激光或連續(xù)波激光中采用任何一個(gè)都無妨。此時(shí)，為了形成均勻形狀的溝槽，優(yōu)選采用高斯光束形式的連續(xù)波激光。

如果在一次再結(jié)晶退火前用激光形成溝槽，則在形成溝槽后涂覆退火隔離劑進(jìn)行二次再結(jié)晶退火，然后完成絕緣涂覆時(shí)，不僅鋼板的表面就連溝槽內(nèi)部也會按照鋼板-鎂橄欖石覆膜-絕緣覆膜的順序形成疊層。

然而，如果二次再結(jié)晶退火后在鋼板的表面上形成溝槽，則鋼板的表面上會按照鋼板-鎂橄欖石覆膜的順序形成疊層，但是溝槽內(nèi)部會按照鋼板-絕緣覆膜的順序形成疊層，因?yàn)殒V橄欖石覆膜被激光照射而清除。這是因?yàn)椋V橄欖石覆膜是玻璃質(zhì)覆膜對激光的吸收率高，進(jìn)而導(dǎo)致玻璃覆膜氣化被全部清除，或者即使沒有被全部清除，也是大部分被清除只殘留一部分。

如上所述，當(dāng)溝槽內(nèi)部成為鎂橄欖石覆膜全部或部分被清除的狀態(tài)時(shí)，在沒有形成溝槽的鋼板表面鎂橄欖石覆膜與鋼板之間的結(jié)合力上會出現(xiàn)問題，從而導(dǎo)致層疊在鋼板表面上的覆膜層本身也有可能被清除。

因此，需要對沒有形成溝槽(二次再結(jié)晶退火后形成)的鋼板表面上的鎂橄欖石覆膜與鋼板之間的結(jié)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。對這一點(diǎn)下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板的溝槽部分的截面示意圖。圖2是圖1的距離溝槽邊側(cè)面50μm以內(nèi)的部分(圖1的a表示區(qū)域)的放大示意圖。

如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的取向電工鋼板在電工鋼板100的表面上依次層疊有鎂橄欖石覆膜200和絕緣覆膜300。然而，在圖1的情況下，不同于周圍鋼板的表面，鋼板上所形成的溝槽是橄欖石覆膜200被清除的狀態(tài)，在溝槽內(nèi)部只有絕緣覆膜300直接形成在鋼板100上。

如上所述，圖1中溝槽內(nèi)的覆膜層疊結(jié)構(gòu)不同于鋼板表面上的覆膜層疊結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樵诙卧俳Y(jié)晶退火后形成溝槽時(shí)，二次再結(jié)晶過程中形成的鎂橄欖石覆膜200被激光清除。

然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案形成鎂橄欖石覆膜時(shí)，即使二次再結(jié)晶退火后形成溝槽，鋼板表面上的鎂橄欖石覆膜200也不會被分離。

這是因?yàn)?，如圖2所示，對于本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案的鎂橄欖石覆膜，與鋼板表面平行的鎂橄欖石層200向鋼板下方一體地延伸并滲透到基底鋼板100側(cè)而具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

這種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石覆膜200與鋼板表面平行地形成層狀，同時(shí)該覆膜200上連續(xù)結(jié)合的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)像鉤或錨10一樣滲透到基底鋼板100而堅(jiān)固地結(jié)合。

對于這種三維一體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石覆膜200，在鋼板截面觀察時(shí)，可能會呈現(xiàn)為一個(gè)點(diǎn)20或鉤10的形狀。將這樣的三維一體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鎂橄欖石覆膜200以下稱為錨式鎂橄欖石覆膜。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的錨式鎂橄欖石覆膜中，對于形成在鎂橄欖石覆膜底部的錨的數(shù)量，優(yōu)選在鋼板表面上所形成的溝槽的側(cè)面形成一個(gè)以上。更具體地，從溝槽的側(cè)面開始沿著遠(yuǎn)離溝槽的方向在鋼板表面50μm以內(nèi)更優(yōu)選形成2個(gè)以上。

如此，當(dāng)制成的取向電工鋼板上形成錨式鎂橄欖石覆膜時(shí)，在絕緣涂覆及/或去應(yīng)力退火后鎂橄欖石覆膜也能與鋼板保持優(yōu)異的附著性。因此，電工鋼板的表面上所形成的錨式鎂橄欖石覆膜200中錨的數(shù)量越多越有利于附著性，所以對數(shù)量的上限沒有特別限制。

這種錨式鎂橄欖石覆膜層200中各錨10、20是在二次再結(jié)晶退火過程中mg擴(kuò)散到基底鋼板內(nèi)部以及mg向一次再結(jié)晶退火過程中生成的si氧化物擴(kuò)散而形成的。

這種錨式鎂橄欖石覆膜中各10、20的長度，即各錨沿著電工鋼板的厚度方向深入的長度可為鎂橄欖石覆膜的平均厚度的1/3以上，或者可為0.3μm至10μm。更具體地，可為0.5μm至1μm，在此范圍內(nèi)鋼板表面上的鎂橄欖石覆膜層可以保持優(yōu)異的附著性。

另外，錨式鎂橄欖石覆膜中錨的寬度，即電工鋼板的軋制方向或?qū)挾确较蛏系膶挾葍?yōu)選為0.1μm至3.5μm。此時(shí)，錨的長度和寬度以鋼板的截面為準(zhǔn)。

此外，請參見圖2，電工鋼板的軋制方向作為x軸，電工鋼板的寬度方向作為y軸(未圖示),xy平面的法線方向(厚度方向)作為z軸，在xz平面觀察向所述基底鋼板側(cè)滲透的鎂橄欖石時(shí)可為鉤狀或錨狀。

另外，除了向所述基底鋼板100側(cè)滲透的鎂橄欖石的各錨10、20之外，鎂橄欖石層200的平均厚度可為0.1μm至3μm，如果小于0.1μm，則由于形成溝槽后殘余應(yīng)力小，不會顯示出鐵損改善效果，如果大于3μm，則導(dǎo)致溝槽深度偏差，可能會造成磁性劣化。

所述圖1中溝槽的深度d可為電工鋼板厚度的3％至10％，如果小于3％，則無法確保用于改善鐵損的溝槽深度，如果大于10％，則由于熱影響區(qū)，可能會造成電工鋼板的磁性能劣化。

在所述鎂橄欖石層和基底鋼板相接部分的基底鋼板硬度值與在基底鋼板厚度的1/2處的基底鋼板硬度值之比(在鎂橄欖石層和基底鋼板相接部分的基底鋼板硬度值/在基底鋼板厚度的1/2處的基底鋼板硬度值)可為1.09至10，如果小于1.09，則鎂橄欖石層和基底鋼板的附著性下降，可能會導(dǎo)致形成溝槽及去應(yīng)力退火后鐵損及附著性下降，如果大于10，則鎂橄欖石層與基底金屬的應(yīng)力偏差會增加，可能會導(dǎo)致溝槽深度的均勻性下降。

另外，在磁疇細(xì)化之后，所述絕緣涂層300可通過涂覆包含硅酸鹽及金屬磷酸鹽的絕緣涂覆液進(jìn)行熱處理來形成。

當(dāng)二次再結(jié)晶退火(高溫退火)前實(shí)施磁疇細(xì)化時(shí)，溝槽內(nèi)部的表面上也會形成有鎂橄欖石層，因此所述絕緣涂層300會形成在溝槽內(nèi)部表面上的鎂橄欖石層的上部。

當(dāng)二次再結(jié)晶退火(高溫退火)后實(shí)施磁疇細(xì)化時(shí)，溝槽內(nèi)部的表面上不存在鎂橄欖石層，因此所述絕緣涂層300會直接形成在溝槽內(nèi)部的上部(參照圖1)。

此外，所述溝槽與鋼板的寬度方向平行或者所形成的角度可為5°以下(不包含0°)。通過使溝槽與鋼板的寬度方向平行或者所形成的角度為5°以下(不包含0°)可以增加鐵損改善率。

所述金屬磷酸鹽可為al磷酸鹽、mg磷酸鹽或它們的組合，相對于絕緣涂覆液的重量，al、mg或它們的組合的含量可為15重量％以上，如果小于15重量％，則與基底鋼板的附著性會下降，有可能導(dǎo)致耐蝕性劣化。

另外，所述電工鋼板以電工鋼板的總組分為100重量％計(jì)可包含si：2.5重量％至4.0重量％、c：0.02重量％至0.10重量％、al：0.02重量％至0.04重量％、mn：0.05重量％至0.20重量％、n：0.002重量％至0.012重量％、s：0.001重量％至0.010重量％、及p：0.01重量％至0.08重量％，余量為fe和雜質(zhì)。限制電工鋼板成分的理由與限制板坯成分的理由相同。

下面通過實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。但，下述實(shí)施例只是用于例示本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容不限于下述實(shí)施例。

準(zhǔn)備板坯，所述板坯包含o：0.0050重量％、si：3.0重量％、c：0.05重量％、al：0.03重量％、mn：0.07重量％、n：0.003重量％、s：0.005重量％、及p：0.02重量％，余量為fe和雜質(zhì)。將所述板坯在1100℃下加熱后進(jìn)行熱軋，從而制造了熱軋鋼板。此后，對所述熱軋鋼板進(jìn)行冷軋，從而制造了厚度為0.23mm的冷軋鋼板。

然后，將如此制成的冷軋鋼板在865℃的退火溫度以及露點(diǎn)為65℃(50％n2+50％h2)的氫、氮、及氨的混合氣氛下保持200秒并實(shí)施脫碳退火及滲氮退火。

此后，涂覆主成分為mgo且作為反應(yīng)促進(jìn)劑混入ti化合物的退火隔離劑，鋼板的每個(gè)片面涂覆量為8g/㎡，再對鋼板以卷材形式實(shí)施二次再結(jié)晶退火。

二次再結(jié)晶退火時(shí)一次均熱溫度為700℃，二次均熱溫度為1200℃，升溫段的升溫條件是在700℃～950℃的溫度段每小時(shí)升溫40℃，在950℃～1200℃的溫度段每小時(shí)升溫20℃。此時(shí)，退火氣氛是升溫至1200℃為止是n2為25體積％以及h2為75體積％的混合氣氛，當(dāng)達(dá)到1200℃后，在h2為100體積％的氣氛下保持10小時(shí)后緩慢冷卻。

此后，通過向電工鋼板的表面照射連續(xù)波光纖激光，在鋼板的表面上形成了具有如下表1所示深度的溝槽。此時(shí)，所使用的激光是具有高斯光束形狀且輸出為900w的連續(xù)波光纖激光。

然后，在形成有溝槽的電工鋼板表面上用包含膠態(tài)二氧化硅和金屬磷酸鹽的絕緣涂覆液進(jìn)行絕緣涂覆。此時(shí)，絕緣涂覆溶液的金屬磷酸鹽使用了al磷酸鹽，al磷酸鹽的含量相對于總絕緣涂覆溶液為50重量％。

【表1】

在表1中，鎂橄欖石錨的長度是指距離溝槽側(cè)面50μm以內(nèi)的從鎂橄欖石層延伸并滲透到基底鋼板側(cè)的鎂橄欖石錨的電工鋼板厚度方向上的長度。

在表1中，將板坯中的o含量固定為0.0050重量％且一次再結(jié)晶退火過程中形成的sio2/fe2sio4的重量比變更為0.05至2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并調(diào)整了鎂橄欖石錨的長度和數(shù)量。

在表1中，鎂橄欖石錨的數(shù)量是指距離溝槽側(cè)面50μm以內(nèi)的從鎂橄欖石層延伸并滲透到基底鋼板側(cè)的鎂橄欖石錨的數(shù)量。

在表1中，附著性是用將試片接在10、20、30至100mmφ的圓弧上進(jìn)行彎曲時(shí)覆膜沒有剝離的最小圓弧直徑來表示的。

從表1可知，滿足本發(fā)明的范圍時(shí)，鐵損改善率優(yōu)異以及確保優(yōu)異的附著性。

以上參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不改變技術(shù)思想及必要特征的情況下，本發(fā)明能夠以其他具體實(shí)施方式實(shí)施。

因此，上述實(shí)施例只是示例性的并非限制性的。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)而非上述說明，由權(quán)利要求書的含義、范圍及等效概念導(dǎo)出的所有變更或者變更的形式，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

符號說明

10：錨

20：錨

100：基底鋼板

200：鎂橄欖石層

300：絕緣覆膜