JP4258202B2

JP4258202B2 - Oriented electrical steel sheet having no forsterite coating and method for producing the same

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Publication number: JP4258202B2
Application number: JP2002309732A
Authority: JP
Inventors: 康之早川; 猛今村; 峰男村木; 浩一平嶋; 央修下向
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP2004143532A

Description

【０００１】
この発明は、圧延方向と直角方向での絶縁被膜の曲げ密着性に優れた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、特にダイレクトイグニッションを構成する電磁シールドに適した、方向性電磁鋼板とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点から、各種電機機器の効率向上が求められている。特に、自動車用電装品については、二酸化炭素削減の要求から、各種取り組みがなされている。その中の１つの方策として、内燃機関の点火装置において、その高圧電流発生部をプラグに近接させて設置する、いわゆるダイレクトイグニッションがある。
【０００３】
従来、イグニッションはエンジンシャフトに付随して設置された発電機を利用し、高圧電流発生装置で昇圧した後、各プラグまで高圧電流を通電していた。これに対して、ダイレクトイグニッションでは、高圧電流発生部をプラグ直前に設置し通電距離を短くして電力損失を減少させている。この高圧電流発生部は、従来と比較して極めて小型であることが要求される上、電圧変換時の電力損失や発熱の防止も必要であることから、その鉄心材料には方向性電磁鋼板が適している。また、高圧電流発生部は瞬間的に発生される高電圧による電磁的なノイズの発生を防止する必要があり、この磁気シールド材としても、透磁率の高い方向性電磁鋼板が適している。
【０００４】
ダイレクトイグニッションの形状に関しては、エンジン内部のスペース効率の観点から、開放磁路型のいわゆるペンシル型イグニッションが使用されている。そして、方向性電磁鋼板を磁気シールド材として使用するには、圧延方向と直角な方向に20mm径以下の円筒状に加工するという、特殊な加工がなされる。
【０００５】
従来の方向性電磁鋼板の表面には、１次被膜と呼ばれるフォルステライト層と、２次被膜と呼ばれるリン酸塩やクロム酸塩およびシリカを主成分とする混合層と、が形成されている。これらの被膜層には、鋼板を積層した際の漏洩電流を防止して鉄芯の磁気特性を向上させるための絶縁性のほか、耐蝕性、すべり性および密着性などの各種被膜特性が求められている。
【０００６】
フォルステライト層は、最終仕上焼鈍工程において、焼鈍分離剤として適用したMgOと、湿潤雰囲気で行う脱炭焼鈍時に形成されるシリカを主体とするサブスケールとが反応して形成される。通常の方向性電磁鋼板の場合、フォルステライト層は絶縁性の付与の他、リン酸塩およびコロイダルシリカからなる、鋼板表面に張力を及ぼす２次被膜を付与して鉄損を低減する場合に、この２次被膜の下地としての役割を果たしている。
【０００７】
方向性電磁鋼板の１次被膜であるフォルステライト層は、硬質セラミックであるため、その曲げ密着性は本質的に良好ではない。さらに、２次被膜による鋼板への張力付与は、高温での成膜に起因した、鉄との熱膨張差により生じるのであるが、そのような張力（内部応力）は必然的に被膜自体にも及ぶため、鋼板の密着性の観点からは極めて不利である。
【０００８】
ここに、フォルステライト層を有する方向性電磁鋼板の被膜密着性を向上させて、ダイレクトイグニッションに適用しようとする技術が、特許文献１および特許文献２に提案されている。すなわち、特許文献１には、鋼板表面粗さと脱炭焼鈍とを特定条件下に設定し、かつ焼鈍分離剤としてMgOに対してTiO₂を所定量添加することが記載されている。また、特許文献２には、圧延方向と直角方向の降伏応力の値が特定範囲の方向性電磁鋼板を用いることが記載されている。
【０００９】
しかし、これらの方法で実現されている被膜密着性は15mm径の曲げ試験で評価される程度のレベルであり、さらなる小型化を要求するユーザーニーズを満足させることは難しい。
【００１０】
上述のように、方向性電磁鋼板の表面には、通常フォルステライト（Mg₂SiO₄）を主体とした下地被膜（グラス被膜）が施されているが、無方向性電磁鋼板に施されている有機樹脂系の被膜に比べて、フォルステライト被膜は著しく硬質であるために、曲げ加工性は劣ったものになる。したがって、加工性の観点からは、このフォルステライト層を除去することが有利である。このフォルステライト層を酸洗や研削などの方法で除去することは可能であるが、酸洗や研削などの方法はコスト高になる上、表面性状が悪化し磁気特性も劣化するという、大きな問題をまねくことになる。
【００１１】
一方、特許文献３および特許文献４には、最終仕上焼鈍時に適用するMgOを主体とする焼鈍分離剤中に薬剤を配合し、フォルステライト被膜の形成を抑制する技術が、また、特許文献５には、Mnを含有する素材にシリカ、アルミナを主体とする焼鈍分離剤を適用する技術が、それぞれ提案されている。しかし、これらの方法では、コイルの層間における最終仕上焼鈍雰囲気の変動によりフォルステライトが部分的に形成されることが多く、完全にフォルステライト被膜の形成を抑制した製品板を得ることは極めて困難であった。
【００１２】
そこで、発明者らは、既にインヒビター成分を含有しない高純度素材において、固溶窒素の粒界移動抑制効果を利用して二次再結晶を発現させる技術を、特許文献６にて提案し、さらに、Ｃを低減した成分を用い、再結晶焼鈍における雰囲気を低酸化性として、酸化被膜生成を抑制する技術を、特許文献７にて提案した。これら技術により、フォルステライトを形成しない方向性電磁鋼板を製造することができ、このような方向性電磁鋼板は、被膜密着性を重視するダイレクトイグニッションにおける磁気シールド材に有利に適合する。
【００１３】
しかしながら、インヒビターを使用しない技術で得られる電磁鋼板は、磁束密度、あるいは磁気シールド材に求められる透磁率に関して、インヒビターを使用する技術に比較すると、低い値となるところに問題を残していた。
【００１４】
【特許文献１】
特開2002−20817号公報
【特許文献２】
特開2002−20846号公報
【特許文献３】
特公平６−49948号公報
【特許文献４】
特公平６−49949号公報
【特許文献５】
特開平８−134542号公報
【特許文献６】
特開2000−129356号公報
【特許文献７】
特開2001−32021号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明では、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板において、絶縁被膜の密着性を改善して、特にダイレクトイグニッションに適用するのに極めて有利な加工性を有する、方向性電磁鋼板を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、前述のインヒビター形成成分を含有しない素材を用いた、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の製造方法において、平坦化焼鈍温度を高めることにより透磁率が向上すること、平坦化焼鈍雰囲気中に水素を含有させることにより被膜密着性が向上する、という新規な知見を得て、この発明を完成させたものである。
以下、この発明を成功に至らしめた実験について説明する。
【００１７】
発明者らは、Ｃ：0.0020mass％，Si：3.5mass％およびMn：0.10mass％を含み、A1：24ppmおよびＮ：８ppm並びにその他の成分を30ppm以下に低減した、インヒビター形成成分を含まない鋼スラブを、連続鋳造にて製造した。次いで、スラブを1180℃に加熱した後、熱間圧延により2.0mmの板厚に仕上げた。熱延板を850℃の窒素雰囲気中で1分均熱した後急冷した。その後、冷間圧延を行って0.23mmの最終板厚とした。次に、水素50vol％および窒素50vol％で露点−30℃の雰囲気にて、930℃で均熱20秒の再結晶焼鈍を行った。引き続いて、露点−20℃の窒素雰囲気にて常温から、保定温度：875℃まで50℃／ｈにて昇温し50時間保定してから、Ar雰囲気へ切り替えて25時間保持する、最終仕上焼鈍を施した。この最終仕上焼鈍後に、種々の温度での平坦化焼鈍を施した。
【００１８】
以上の実験にて得られた製品板から、エプスタイン試験片（圧延方向に300mm長および圧延直角方向に30mm長）を採取し、圧延方向の直流透磁率を測定した。ここで、透磁率は、透磁率μと真空中の透磁率μ₀ ｛＝４π×10^-7（H/m）｝との比μ／μ₀で表される、比透磁率μrにて示している。
【００１９】
図１に、平坦化焼鈍温度と圧延方向の直流比透磁率μrとの関係を示す。図1によると、平坦化焼鈍温度を高温化することにより、最大比透磁率が向上することが判明した。ちなみに、市販の無方向性電磁鋼板の最大比透磁率は5000〜10000、磁気シールド専用に開発された特開平９−125201号公報に記載の鋼板における最大比透磁率は2000〜25000程度、そしてフォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板の最大比透磁率は約40000〜80000程度の範囲である。
【００２０】
すなわち、図１に示すように、平坦化焼鈍温度を850℃以上とすることにより、インヒビター形成成分を含有せずにフォルステライト被膜を形成しない製造法によっても、フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板並みの高い比透磁率が得られることが明らかとなった。
【００２１】
方向性電磁鋼板の平坦化焼鈍は、鋼板表面に張力を付与するためにりん酸塩とコロイダルシリカとを混合した無機系コーティング液を塗布してから施すのが通例であり、形状矯正と共に、この張力コーティングの焼き付けを兼ねて行われるものである。この平坦化焼鈍温度は、りん酸塩系のコーティング液が結晶化して剥離する、850℃未満で行われている。よって、850℃以上の高温平坦化焼鈍により透磁率を向上させる技術は、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の製造に特有の、新規知見であると言える。
【００２２】
次に、平坦化焼鈍温度を950℃に固定し、雰囲気の水素分圧を変更する実験を行った。なお、平坦化焼鈍後は、重クロム酸マグネシウム、アクリル樹脂エマルジョンおよびほう酸よりなる、膜厚１μｍの半有機系コーティングを施した。得られた製品板から、圧延方向に30mm長および圧延直角方向に300mm長の試験片を採取し、この試験片を10mm径の丸棒に押し付けながら丸棒に沿って180度折り曲げ、その折り曲げ部分の被膜の剥離状況を調査し、被膜密着性を評価した。
【００２３】
表１に、平坦化焼鈍雰囲気における水素分圧と被膜密着性との関係を示すように、水素分圧が５vol％以上になると、10mm径の曲げ密着試験により被膜が剥離しない、良好な被膜密着性が得られることがわかる。
【００２４】
【表１】

【００２５】
ここで、上記のように平坦化焼鈍を高温化することにより、圧延方向の透磁率が向上する理由については必ずしも明らかではないが、発明者らは以下のように考えている。
すなわち、最終仕上焼鈍ではコイル状に巻かれた状態で焼鈍されるため、鋼板が湾曲した状態で二次再結晶が完了し、二次再結晶粒界の移動により歪が除去された状態となる。その後、平坦化焼鈍では高温での張力付加により形状が矯正されるが、その際、必然的に、最終仕上焼鈍での湾曲方向である圧延方向において、結晶方位が変化する。結晶方位の変化は、微視的には方位差を担う幾何学的転位によって担われていると推定される。つまり、連続的に変化しているのではなく、幾何学的転位が適当な間隔で配列することにより、主として幾何学的転位の位置で断続的に結晶方位が変化しているものと考えられる。そのような幾何学的転位は合体して亜粒界を形成したほうが、転位間の相互作用エネルギーを減少させる。幾何学的転位の運動に関しては、比較的活性化エネルギーの大きい転位の上昇運動が必要なため、再配列を促進するには高温が必要と考えられる。転位が再配列し亜粒界に局在すると、その他の部分の磁化が容易となり、透磁率が向上するものと考えられる。すなわち、平坦化焼鈍を高温化することにより、亜粒界が生成して透磁率が向上するものと推定される。
【００２６】
次に、平坦化焼鈍時に転位の再配列を促進して透磁率を向上させるためには、高温焼鈍が有利であるが、その際、平坦化焼鈍雰囲気に水素を導入して、雰囲気を還元性にして高温酸化を抑制することによって、被膜密着性の向上が可能になる。さらに、平坦化焼鈍雰囲気に水素を導入することは、窒化を抑制して透磁率の減少を防止することにも寄与するものである。
【００２７】
上記した実験にて得られた、平坦化焼鈍条件に関する二条件を組み合わせることにより、従来のフォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板並みの高透磁率を有し、かつ極めて良好な絶縁被膜の曲げ密着性を具備する、ダイレクトイグニッション用磁気シールド材に適した、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の発明を導くに到った。
【００２８】
すなわち、この発明の要旨構成は、次の通りである。
（１）表面に絶縁被膜を有する方向性電磁鋼板であって、Si ： 1.5 〜 4.0mass ％および Mn ： 0.005 〜 3.0mass ％を含み、残部 Fe および不可避的不純物からなる組成を有し、
圧延方向の直流最大比透磁率が35000以上、かつ圧延方向と直角方向の10mm径曲げ密着試験において絶縁被膜が剥離しない被膜密着性をそなえることを特徴とするフォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板。
【００２９】
（２）Ni ： 0.005 〜 1.50mass ％、 Sn ： 0.01 〜 0.50mass ％、 Sb ： 0.005 〜 0.50mass ％、 Cu ： 0.01 〜 0.50mass ％、Ｐ： 0.005 〜 0.50mass ％および Cr ： 0.01 〜 1.50mass ％のいずれか少なくとも１種を含有することを特徴とする上記（１）に記載のフォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板。
【００３０】
（３）Ｃ：0.08mass％以下、Si：1.5〜4.0mass％およびMn：0.005〜3.0mass％を含み、Alを100ppm以下、Ｎを50ppm以下、Ｓを 50ppm 以下および Se を 50ppm 以下に低減し、残部 Fe および不可避的不純物よりなる溶鋼から製造したスラブに、熱間圧延を施し、次に必要に応じて熱延板焼鈍を施してから、１回もしくは中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで再結晶焼鈍を行い、その後必要に応じて鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上焼鈍、そして平坦化焼鈍を行う、方向性電磁鋼板の製造方法において、
平坦化焼鈍は、５vol％以上の水素を含有する雰囲気にて、均熱温度を850℃以上として行うことを特徴とする、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の製造方法。
【００３１】
（４）Ni：0.005〜1.50mass％、Sn：0.01〜0.50mass％、Sb：0.005〜0.50mass％、Cu：0.01〜0.50mass％、Ｐ：0.005〜0.50mass％およびCr：0.01〜1.50mass％のいずれか少なくとも１種を含有することを特徴とする上記（３）に記載のフォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板の製造方法。
【００３２】
【発明の実施の形態】
この発明の方向性電磁鋼板は、まず磁気シールド材として使用するために、フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板並みの35000以上の圧延方向の直流最大比透磁率を有することが肝要である。すなわち、最大比透磁率が35000未満では、イグニッションから発生する電磁ノイズの除去が不十分になる。
【００３３】
さらに、ダイレクトイグニッションの作製に必要とされる、圧延直角方向における被膜の密着性として、同方向の10mm径曲げ密着試験において絶縁被膜が剥離しないことも重要である。そのためには、フォルステライト被膜を有していないことが有利である。ここに、曲げ密着試験における曲げ径を10mmとしたのは、エンジン内部のスペース上の問題から、ダイレクトイグニッションの最小径を10〜15mm程度とする必要があるためである。
【００３４】
また、成分組成としては、Siを1.5〜4.0mass％の範囲で含むことが好ましい。すなわち、Siが1.5mass％以下では、磁気異方性定数が減少して最大透磁率が劣化し、一方4.0mass％を超えると、曲げ加工性が劣化することになる。
【００３５】
なお、その他の成分組成は、製造に支障がない範囲で低減することが、透磁率を高めるために有効である。
【００３６】
次に、この発明の方向性電磁鋼板を製造するための方法について説明する。まず、この発明の電磁鋼板を製造する際の出発材となる、溶鋼の成分組成の限定理由を以下に説明する。
Ｃ：0.08mass％以下
Ｃは0.08mass％を超えると、製品板におけるＣ量を磁気時効の起こらない50ppm以下に低減することが困難になるため、0.08mass％以下に限定する。なお、スラブなどの素材段階でＣ量を50ppm以下に低減しておくことが、再結晶焼鈍を乾燥雰囲気で行い脱炭を省略して平滑な製品表面を得る上で特に望ましいが、再結晶焼鈍または平坦化焼鈍を湿潤水素雰囲気で行い50ppm以下に脱炭することもできる。
【００３７】
Si：1.5〜4.0mass％
Siの含有量については、上記した鋼板における場合と同様の理由から、1.5〜4.0mass％の範囲とする。
【００３８】
Mn：0.005〜3.0mass％
Mnは、熱間加工性を良好にするために必要な元素であるが、0.005mass％未満であると効果がなく3.0mass％を超えると磁束密度が低下するため、0.005〜3.0mass％の範囲とする。
【００３９】
Al：100ppm以下およびＮ：50ppm以下
AlおよびＮは、二次再結晶を良好に発現させるために、それぞれ100ppm以下および50ppm以下に抑制する。特に、両成分共に30ppm以下に低減することが好ましい。
【００４０】
さらに、インヒビター形成元素である、ＳおよびSeについても、それぞれ50ppm以下、好ましくは30ppm以下に低減することが有利である。
【００４１】
その他、窒化物形成元素である、Ti，Nb，Ｂ，TaおよびＶ等は、それぞれ50ppm以下に低減することが、透磁率の劣化を防ぎ、かつ加工性を確保する上で有効である。
【００４２】
Ni：0.005〜1.50mass％、Sn：0.01〜0.50mass％、Sb：0.005〜0.50mass％、Cu：0.01〜0.50mass％、Ｐ：0.005〜0.50mass％およびCr：0.01〜1.50mass％のいずれか少なくとも１種
まず、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるためにNiを添加することができる。その添加量が0.005mass％未満であると磁気特性の向上量が小さく、一方1.50mass％を超えると二次再結晶が不安定になり磁気特性が劣化するため、添加量は0.005〜1.50mass％の範囲とする。
【００４３】
また、鉄損を向上させることを目的として、Sn：0.01〜1.50mass％，Sb：0.005〜0.50，Cu：0.01〜1.50mass％，Ｐ：0.005〜0.50mass％およびCr：0.04〜1.5mass％のいずれか一種を単独またはいずれか二種以上を複合して添加できる。それぞれ、添加量が下限より少ない場合には透磁率の向上がなく、一方上限を超えると二次再結晶粒の発達が抑制される。
【００４４】
上記成分組成に調整された溶鋼から、通常の造塊法や連続鋳造法にてスラブを製造してもよいし、100mm以下の厚さの薄鋳片を直接鋳造法にて製造してもよい。その後、スラブは通常の方法で加熱して熱間圧延するが、鋳造後加熱せずに直ちに熱間圧延に供してもよい。薄鋳片の場合には、熱間圧延しても良いし、熱間圧延を省略してそのまま以後の工程に進んでもよい。
【００４５】
次いで、必要に応じて熱延板焼鈍を施す。ゴス組織を製品板において高度に発達させるためには、熱延板焼鈍温度は800℃以上1050℃以下が好適である。すなわち、熱延板焼鈍温度が800℃未満であると、熱間圧延でのバンド組織が残留し、一方1050℃を超えると熱延板焼鈍後の粒径が粗大化しすぎて、それぞれ製品板のゴス組織の発達が低下して磁束密度が低下するため、熱延板焼鈍温度は800〜1050℃の範囲が適当である。
【００４６】
熱延板焼鈍後は、必要に応じて中間焼鈍を挟む１回以上の冷間圧延を施したのち再結晶焼鈍を行い、Ｃを磁気時効の起こらない50ppm以下、好ましくは30ppm以下に低減する。冷間圧延の温度を100℃〜250℃に上昇させて行うこと、および冷間圧延途中で100〜250℃の範囲での時効処理を1回または複数回行うことが、ゴス組織を発達させる点で有効である。
【００４７】
最終冷間圧延後の再結晶焼鈍は800〜1000℃の範囲で行うことが好適である。再結晶焼鈍の雰囲気は露点０℃以下の雰囲気を使用して、表面酸化物の生成を極力抑制することが、平滑な表面を保って良好な鉄損を得る上で有利である。
【００４８】
その後、必要に応じて焼鈍分離剤を適用するが、その際にはフォルステライトを形成するMgOは使用せずにシリカやアルミナ等を用いる。また、塗布の際も水分を持ち込まず酸化物生成を抑制する目的から、静電塗布を行うことなどが有効である。
【００４９】
次に、最終仕上焼鈍を施すことにより、二次再結晶組織を発達させる。その際、酸化物生成を抑制するために、露点０℃以下の雰囲気を用いることが推奨される。すなわち、露点が０℃を超えると、表面酸化物の生成量が多すぎて透磁率が劣化するだけでなく、被膜の曲げ密着性も劣化することがある。最終仕上焼鈍は二次再結晶発現のために800℃以上で行う必要があるが、そこでの加熱速度は、磁気特性に大きな影響を与えないことから任意の条件でよい。最高到達温度は、1000℃以下とすることが、表面酸化物生成を抑制するために有効である。
【００５０】
この最終仕上焼鈍後に、平坦化焼鈍を施す。平坦化焼鈍における均熱温度は850℃以上とすることが、フォルステライト被膜を有する方向性電磁鋼板並みの35000以上の直流最大比透磁率を確保するために必要である。なお、透磁率の向上効果は、ほぼ1100℃で飽和するため、1100℃を超える温度は経済的にも不利である他、通板性も困難になる。さらに、平坦化焼鈍雰囲気には水素を５vol％以上含有させることが、酸化を抑制して密着性の良好な絶縁被膜を確保するために必要である。
【００５１】
最後に、鋼板表面に付与する絶縁コーティングとしては、打抜き性を重視する場合樹脂を含有する有機系コーティングが望ましいが、溶接性を重視する場合は無機系コーティングを適用するとよい。
【００５２】
【実施例】
実施例１
Ｃ：0.002mass％、Si：3.4mass％、Mn：0.07mass％およびSb：0.03mass％を含み、Alを20ppmおよびＮを10ppmに低減すると共に、その他の成分もすべて50ppm以下に低減した、成分組成に成るスラブを、連続鋳造にて製造した。このスラブを1180℃で60分加熱してから、熱間圧延にて2.5mm厚に仕上げた。そして、熱延板焼鈍を1000℃で60秒均熱する条件で行った。その後、150℃の温度の冷間圧延にて0.26mmの最終板厚に仕上げた。
【００５３】
次いで、水素：75vol％、窒素：25vol％および露点−25℃の雰囲気にて930℃均熱10秒の再結晶焼鈍を行った。その後、窒素：50vol％およびAr：50vol％の混合雰囲気中で800℃までを50℃／ｈで加熱し、800℃以上を10℃／ｈで900℃まで加熱して30時間保持する、最終仕上焼鈍を行った。この最終仕上焼鈍後に、表２に示される条件で平坦化焼鈍を５Mpaの張力を付加して行ったあと、重クロム酸アルミニウム、エマルジョン樹脂、エチレングリコールを混合したコーティング液を塗布して300℃で焼き付けて製品とした。製品板について、エプスタインサイズの試験片（圧延方向300mm長および圧延直角方向30mm長）を採取し、圧延方向の直流最大比透磁率を測定した。また、製品の被膜密着性を圧延方向に30mm圧延直角方向に300mmの長さを有する試験片を採取し、10mm径の丸棒に試験片を押し付けながら180度折り曲げ、折り曲げ部分の被膜の剥離状況を調査した。これらの調査結果を、表２に併記する。
【００５４】
【表２】

【００５５】
表２によれば、平坦化焼鈍の均熱温度を850℃以上かつ雰囲気の水素分圧を５vol％以上とすることで、圧延直角方向の曲げ加工に対する被膜密着性に優れ、しかも高透磁率の製品が得られていることがわかる。
【００５６】
実施例２
表３の成分組成からなるスラブを、1200℃に加熱し熱間圧延にて1.8mm厚に仕上げた。表３に示されていない成分に関しては、全て50ppm以下に低減した。次いで、熱延板焼鈍を1000℃で均熱60秒の条件で行った。その後、冷間圧延で0.23mmの最終板厚に仕上げた。その後、水素25vol％、窒素75vol％、露点35℃の雰囲気で850℃で均熱60秒の再結晶焼鈍を行った。次いで、850℃まで10℃／ｈで昇温し75時間保持する、最終仕上焼鈍を、露点−40℃の窒素雰囲気で行った。その後、平坦化焼鈍を水素：75vol％、Ar：25vol％および露点−50℃の雰囲気にて1000℃で30秒間均熱する条件で行った後、重クロム酸アルミニウム、アクリル樹脂エマルジョンおよびほう酸を混合したコーティング液を塗布して300℃で焼き付けて製品とした。
【００５７】
かくして得られた製品板について、エプスタインサイズの試験片（圧延方向300mmおよび圧延直角方向30mm）を採取し、圧延方向の直流最大比透磁率を測定した。また、製品の被膜密着性については、圧延直角方向に300mmの長さを有する試験片を採取し、この試験片を10mm径の丸棒に押し付けながら180度に折り曲げ、この折り曲げ部分の被膜の剥離状況を調査した。その調査結果を、表３に併記する。
【００５８】
【表３】

【００５９】
表３から、Ｃ：0.003〜0.081mass％およびSi：2.0mass％〜4.0mass％を含み、Alを100ppm以下およびＮを50ppm以下に低減した成分系のスラブを用いて、平坦化焼鈍の均熱温度を850℃以上かつ雰囲気の水素分を５vol％以上とすることによって、圧延方向の透磁率が高くかつ圧延直角方向の曲げ加工に対する被膜密着性の優れた製品が得られることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】
この発明によれば、インヒビターを含有しない素材を用い、平坦化焼鈍の均熱温度を850℃以上かつ雰囲気の水素分圧を５vol％以上とすることによって、圧延方向の透磁率が高く、圧延直角方向の曲げ加工に対する被膜密着性の優れた、特にダイレクトイグニッション用磁気シールド材に適した、フォルステライト被膜を有しない方向性電磁鋼板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平坦化焼鈍温度と比透磁率との関係を示す図である。[0001]
The present invention relates to a grain-oriented electrical steel sheet that does not have a forsterite coating excellent in bending adhesion of an insulating coating in a direction perpendicular to the rolling direction, and more particularly to a grain-oriented electrical steel sheet suitable for an electromagnetic shield constituting a direct ignition and its It relates to a manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of energy saving, there has been a demand for improved efficiency of various electric devices. In particular, various efforts have been made for automotive electrical components due to the demand for carbon dioxide reduction. As one of the measures, there is a so-called direct ignition in which an internal combustion engine ignition device is installed with its high-voltage current generating portion close to a plug.
[0003]
Conventionally, the ignition uses a generator installed in association with the engine shaft, and after boosting with a high-voltage current generator, a high-voltage current is applied to each plug. On the other hand, in direct ignition, a high-voltage current generator is installed just before the plug to shorten the energization distance and reduce power loss. This high-voltage current generator is required to be extremely small compared to the prior art, and it is also necessary to prevent power loss and heat generation during voltage conversion. Is suitable. In addition, the high-voltage current generator needs to prevent electromagnetic noise from being generated due to instantaneously generated high voltage, and a directional electrical steel sheet having a high magnetic permeability is suitable as the magnetic shield material.
[0004]
As for the shape of the direct ignition, a so-called pencil type ignition of an open magnetic path type is used from the viewpoint of space efficiency inside the engine. In order to use the grain-oriented electrical steel sheet as a magnetic shielding material, a special process is performed in which the grain-oriented electrical steel sheet is processed into a cylindrical shape having a diameter of 20 mm or less in a direction perpendicular to the rolling direction.
[0005]
On the surface of a conventional grain-oriented electrical steel sheet, a forsterite layer called a primary coating and a mixed layer mainly composed of phosphate, chromate and silica called a secondary coating are formed. These coating layers are required to have various coating properties such as corrosion resistance, slipperiness and adhesion, as well as insulation to prevent leakage current when laminating steel sheets and improve the magnetic properties of the iron core. ing.
[0006]
The forsterite layer is formed by the reaction of MgO applied as an annealing separator and a subscale mainly composed of silica formed during decarburization annealing in a wet atmosphere in the final finish annealing step. In the case of a normal grain-oriented electrical steel sheet, the forsterite layer is provided with an insulating property, and further comprises a phosphate and colloidal silica, and a secondary coating that exerts tension on the steel sheet surface is applied to reduce iron loss. It plays the role of the base of this secondary film.
[0007]
Since the forsterite layer, which is the primary coating of the grain-oriented electrical steel sheet, is a hard ceramic, its bending adhesion is not essentially good. Furthermore, the application of tension to the steel sheet by the secondary coating is caused by the difference in thermal expansion from iron caused by the film formation at high temperature, but such tension (internal stress) is inevitably applied to the coating itself. Therefore, it is extremely disadvantageous from the viewpoint of the adhesion of the steel sheet.
[0008]
Here, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a technique for improving the film adhesion of a grain-oriented electrical steel sheet having a forsterite layer and applying it to direct ignition. That is, Patent Document 1 describes that steel sheet surface roughness and decarburization annealing are set under specific conditions, and a predetermined amount of TiO ₂ is added to MgO as an annealing separator. Patent Document 2 describes that a grain-oriented electrical steel sheet having a specific range of yield stress values in a direction perpendicular to the rolling direction is used.
[0009]
However, the film adhesion achieved by these methods is at a level evaluated in a 15 mm diameter bending test, and it is difficult to satisfy the user needs for further miniaturization.
[0010]
As described above, the surface of the grain-oriented electrical steel sheet is usually provided with a base film (glass film) mainly composed of forsterite (Mg ₂ SiO ₄ ), but is applied to the non-oriented electrical steel sheet. Compared to organic resin coatings, forsterite coatings are extremely hard and therefore have poor bending workability. Therefore, it is advantageous to remove this forsterite layer from the viewpoint of workability. Although it is possible to remove this forsterite layer by pickling or grinding methods, the pickling and grinding methods are costly, and the major problem is that the surface properties deteriorate and the magnetic properties deteriorate. Will be imitated.
[0011]
On the other hand, Patent Document 3 and Patent Document 4 include a technique for suppressing formation of a forsterite film by blending a chemical in an annealing separator mainly composed of MgO applied during final finish annealing. Have proposed a technique of applying an annealing separator mainly composed of silica and alumina to a material containing Mn. However, in these methods, forsterite is often formed partially due to fluctuations in the final finish annealing atmosphere between coil layers, and it is extremely difficult to obtain a product plate that completely suppresses the formation of forsterite coating. there were.
[0012]
In view of this, the inventors have proposed, in Patent Document 6, a technique for expressing secondary recrystallization using a grain boundary migration inhibitory effect of solute nitrogen in a high-purity material that does not already contain an inhibitor component. Patent Document 7 proposes a technique for suppressing generation of an oxide film by using a component with reduced C and making the atmosphere in recrystallization annealing low-oxidizing. With these techniques, a grain-oriented electrical steel sheet that does not form forsterite can be produced, and such grain-oriented electrical steel sheet is advantageously adapted to a magnetic shield material in direct ignition that places importance on film adhesion.
[0013]
However, the electrical steel sheet obtained by the technique not using the inhibitor has a problem in that the magnetic flux density or the magnetic permeability required for the magnetic shield material is lower than the technique using the inhibitor.
[0014]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-20817 [Patent Document 2]
JP 2002-20846 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 6-49948 [Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 6-49949 [Patent Document 5]
JP-A-8-134542 [Patent Document 6]
JP 2000-129356 [Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-32021
[Problems to be solved by the invention]
In this invention, in a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating, an attempt is made to provide a grain-oriented electrical steel sheet having improved workability particularly advantageous for application to direct ignition by improving the adhesion of the insulating coating. To do.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The inventors of the present invention, in a method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film, using a material that does not contain an inhibitor-forming component, increases the magnetic permeability by increasing the flattening annealing temperature, flattening The present invention has been completed by obtaining a novel finding that coating adhesion improves by containing hydrogen in the annealing atmosphere.
In the following, experiments that have made this invention successful will be described.
[0017]
The inventors have included C: 0.0020 mass%, Si: 3.5 mass%, and Mn: 0.10 mass%, A1: 24 ppm and N: 8 ppm, and other components reduced to 30 ppm or less, and no steel that does not contain an inhibitor-forming component. Slabs were manufactured by continuous casting. Next, the slab was heated to 1180 ° C. and then finished to a thickness of 2.0 mm by hot rolling. The hot rolled sheet was soaked in a nitrogen atmosphere at 850 ° C. for 1 minute and then cooled rapidly. Thereafter, cold rolling was performed to a final thickness of 0.23 mm. Next, recrystallization annealing was performed at 930 ° C. for 20 seconds in an atmosphere of 50 vol% hydrogen and 50 vol% nitrogen with a dew point of −30 ° C. Subsequently, the temperature is raised from room temperature in a nitrogen atmosphere with a dew point of -20 ° C to a holding temperature of 875 ° C at 50 ° C / h, held for 50 hours, then switched to an Ar atmosphere and held for 25 hours. Was given. After this final finish annealing, flattening annealing at various temperatures was performed.
[0018]
An Epstein test piece (300 mm length in the rolling direction and 30 mm length in the direction perpendicular to the rolling direction) was taken from the product plate obtained in the above experiment, and the DC permeability in the rolling direction was measured. Here, the permeability is indicated by a relative permeability μr expressed by a ratio μ / μ ₀ of the permeability μ and the permeability μ ₀ {= 4π × 10 ⁻⁷ (H / m)} in vacuum. ing.
[0019]
FIG. 1 shows the relationship between the flattening annealing temperature and the direct current relative permeability μr in the rolling direction. According to FIG. 1, it has been found that the maximum relative permeability is improved by increasing the flattening annealing temperature. Incidentally, the maximum relative permeability of commercially available non-oriented electrical steel sheets is 5000 to 10,000, the maximum relative permeability of steel sheets described in JP-A-9-125201 developed exclusively for magnetic shielding is about 2000 to 25000, and The maximum relative permeability of the grain-oriented electrical steel sheet having a stellite film is in the range of about 40,000 to 80,000.
[0020]
That is, as shown in FIG. 1, a grain-oriented electrical steel sheet having a forsterite film can be obtained by a flattening annealing temperature of 850 ° C. or higher, even by a manufacturing method that does not contain an inhibitor-forming component and does not form a forsterite film. It has been clarified that a relatively high relative permeability can be obtained.
[0021]
The flattening annealing of grain-oriented electrical steel sheets is usually performed after applying an inorganic coating solution that is a mixture of phosphate and colloidal silica to impart tension to the steel sheet surface. This is also performed for baking of the tension coating. The flattening annealing temperature is less than 850 ° C. at which the phosphate coating liquid crystallizes and peels off. Therefore, it can be said that the technique for improving the magnetic permeability by high-temperature flattening annealing at 850 ° C. or higher is a novel finding unique to the production of grain-oriented electrical steel sheets having no forsterite film.
[0022]
Next, an experiment was conducted in which the flattening annealing temperature was fixed at 950 ° C. and the hydrogen partial pressure of the atmosphere was changed. In addition, after the planarization annealing, a semi-organic coating having a film thickness of 1 μm made of magnesium dichromate, an acrylic resin emulsion and boric acid was applied. From the obtained product plate, a test piece having a length of 30 mm in the rolling direction and a length of 300 mm in the direction perpendicular to the rolling direction was collected, and the test piece was bent 180 degrees along the round bar while being pressed against a 10 mm diameter round bar. The film peeling state was investigated and the film adhesion was evaluated.
[0023]
Table 1 shows the relationship between hydrogen partial pressure and film adhesion in a flattened annealing atmosphere. When the hydrogen partial pressure is 5 vol% or more, the film does not peel off by a 10 mm diameter bending adhesion test. It can be seen that sex is obtained.
[0024]
[Table 1]

[0025]
Here, the reason why the permeability in the rolling direction is improved by increasing the temperature of the flattening annealing as described above is not necessarily clear, but the inventors consider as follows.
That is, in the final finish annealing, since it is annealed in a coiled state, the secondary recrystallization is completed in a state where the steel plate is curved, and the strain is removed by the movement of the secondary recrystallization grain boundary. . Thereafter, in flattening annealing, the shape is corrected by applying a tension at a high temperature, but at that time, the crystal orientation is inevitably changed in the rolling direction which is the bending direction in the final finish annealing. It is estimated that the change in crystal orientation is microscopically caused by geometrical dislocations that bear orientation differences. In other words, it is considered that the crystal orientation changes intermittently mainly at the position of the geometrical dislocation by arranging the geometrical dislocations at appropriate intervals, not continuously changing. Such geometrical dislocations coalesce to form subgrain boundaries, reducing the interaction energy between dislocations. Regarding the movement of geometrical dislocations, it is considered that a high temperature is necessary to promote rearrangement because it is necessary to raise the dislocations with relatively large activation energy. When dislocations are rearranged and localized at the subgrain boundaries, the magnetization of other portions is facilitated, and the magnetic permeability is considered to be improved. That is, it is presumed that by increasing the temperature of flattening annealing, subgrain boundaries are generated and the magnetic permeability is improved.
[0026]
Next, in order to promote dislocation rearrangement during flattening annealing and improve permeability, high temperature annealing is advantageous. At that time, hydrogen is introduced into the flattening annealing atmosphere to reduce the atmosphere. Thus, by suppressing high-temperature oxidation, it is possible to improve film adhesion. Furthermore, introducing hydrogen into the planarization annealing atmosphere also contributes to suppressing nitriding and preventing a decrease in magnetic permeability.
[0027]
By combining the two conditions related to the flattening annealing conditions obtained in the above-mentioned experiment, it has a high magnetic permeability equivalent to that of a grain-oriented electrical steel sheet having a conventional forsterite film, and has an extremely good insulating film bending adhesion. The present invention has led to the invention of a grain-oriented electrical steel sheet that does not have a forsterite film and that is suitable for a direct ignition magnetic shield material.
[0028]
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) A grain- oriented electrical steel sheet having an insulating coating on the surface, comprising Si : 1.5 to 4.0 mass % and Mn : 0.005 to 3.0 mass %, and having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities,
A grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating characterized by having a maximum DC direct permeability in the rolling direction of 35000 or more and a coating adhesion that prevents the insulating coating from peeling off in a 10 mm diameter bending adhesion test perpendicular to the rolling direction. .
[0029]
(2) Ni : 0.005 to 1.50 mass %, Sn : 0.01 to 0.50 mass %, Sb : 0.005 to 0.50 mass %, Cu : 0.01 to 0.50 mass %, P: 0.005 to 0.50 mass % and Cr : 0.01 to 1.50 mass % The grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film as described in (1) above, comprising at least one of the above.
[0030]
(3) C: 0.08 mass% or less, Si: 1.5 to 4.0 mass% and Mn: 0.005 to 3.0 mass%, Al reduced to 100 ppm or less , N to 50 ppm or less , S to 50 ppm or less, and Se to 50 ppm or less Slabs made from molten steel consisting of the remainder Fe and unavoidable impurities are hot-rolled and then subjected to hot-rolled sheet annealing as necessary, and then cold once or two times sandwiching intermediate annealing In the method for producing a grain-oriented electrical steel sheet, performing rolling, then performing recrystallization annealing, then applying an annealing separator to the steel sheet surface as necessary, and then performing final finish annealing and flattening annealing.
The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film is characterized in that the flattening annealing is performed in an atmosphere containing 5 vol% or more of hydrogen at a soaking temperature of 850 ° C. or more.
[0031]
(4) Ni: 0.005-1.50 mass%, Sn: 0.01-0.50 mass%, Sb: 0.005-0.50 mass%, Cu: 0.01-0.50 mass%, P: 0.005-0.50 mass% and Cr: 0.01-1.50 mass% Any one of these is contained, The manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet which does not have a forsterite film as described in said (3) characterized by the above-mentioned .
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to use the grain-oriented electrical steel sheet of the present invention first as a magnetic shield material, it is important that it has a DC maximum relative permeability in the rolling direction of 35,000 or more, which is the same as the grain-oriented electrical steel sheet having a forsterite coating. That is, if the maximum relative permeability is less than 35000, the removal of electromagnetic noise generated from the ignition becomes insufficient.
[0033]
Furthermore, as the adhesion of the coating in the direction perpendicular to the rolling required for the production of the direct ignition, it is also important that the insulating coating does not peel in the 10 mm diameter bending adhesion test in the same direction. For this purpose, it is advantageous not to have a forsterite coating. The reason why the bending diameter in the bending adhesion test is set to 10 mm is that the minimum diameter of the direct ignition needs to be about 10 to 15 mm due to space problems inside the engine.
[0034]
Moreover, as a component composition, it is preferable to contain Si in the range of 1.5-4.0 mass%. That is, when Si is 1.5 mass% or less, the magnetic anisotropy constant is reduced and the maximum magnetic permeability is deteriorated. On the other hand, when it exceeds 4.0 mass%, the bending workability is deteriorated.
[0035]
In order to increase the magnetic permeability, it is effective to reduce the composition of other components within a range that does not hinder manufacturing.
[0036]
Next, a method for producing the grain-oriented electrical steel sheet according to the present invention will be described. First, the reasons for limiting the component composition of the molten steel, which is a starting material for producing the electrical steel sheet of the present invention, will be described below.
C: 0.08 mass% or less When C exceeds 0.08 mass%, it is difficult to reduce the amount of C in the product plate to 50 ppm or less at which magnetic aging does not occur, so the amount is limited to 0.08 mass% or less. It is particularly desirable to reduce the C content to 50 ppm or less at the material stage such as slab, in order to obtain a smooth product surface by performing recrystallization annealing in a dry atmosphere and omitting decarburization. Alternatively, planarization annealing can be performed in a wet hydrogen atmosphere and decarburized to 50 ppm or less.
[0037]
Si: 1.5-4.0mass%
About content of Si, it is set as the range of 1.5-4.0 mass% for the same reason as the case in the above-mentioned steel plate.
[0038]
Mn: 0.005-3.0mass%
Mn is an element necessary for improving hot workability, but if it is less than 0.005 mass%, there is no effect, and if it exceeds 3.0 mass%, the magnetic flux density decreases, so the range is from 0.005 to 3.0 mass%. And
[0039]
Al: 100 ppm or less and N: 50 ppm or less
Al and N are suppressed to 100 ppm or less and 50 ppm or less, respectively, in order to satisfactorily develop secondary recrystallization. In particular, both components are preferably reduced to 30 ppm or less.
[0040]
Further, S and Se, which are inhibitor forming elements, are advantageously reduced to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, respectively.
[0041]
Besides, Ti, Nb, B, Ta, V, and the like, which are nitride forming elements, are effective in reducing deterioration of the magnetic permeability and ensuring workability by reducing each to 50 ppm or less.
[0042]
Ni: 0.005 to 1.50 mass%, Sn: 0.01 to 0.50 mass%, Sb: 0.005 to 0.50 mass%, Cu: 0.01 to 0.50 mass%, P: 0.005 to 0.50 mass% and Cr: 0.01 to 1.50 mass% At least one kind can be added with Ni in order to improve the hot rolled sheet structure and improve the magnetic properties. If the amount added is less than 0.005 mass%, the improvement in magnetic properties is small, while if it exceeds 1.50 mass%, secondary recrystallization becomes unstable and the magnetic properties deteriorate, so the amount added is 0.005 to 1.50 mass%. The range.
[0043]
Further, for the purpose of improving iron loss, Sn: 0.01 to 1.50 mass%, Sb: 0.005 to 0.50, Cu: 0.01 to 1.50 mass%, P: 0.005 to 0.50 mass% and Cr: 0.04 to 1.5 mass% Any one of them can be added alone or in combination of any two or more. In each case, when the addition amount is less than the lower limit, there is no improvement in the magnetic permeability, while when the addition amount exceeds the upper limit, the development of secondary recrystallized grains is suppressed.
[0044]
From the molten steel adjusted to the above component composition, a slab may be produced by a normal ingot casting method or a continuous casting method, or a thin cast piece having a thickness of 100 mm or less may be produced by a direct casting method. . Thereafter, the slab is heated and hot-rolled by a normal method, but may be immediately subjected to hot-rolling without being heated after casting. In the case of a thin slab, hot rolling may be performed, or the hot rolling may be omitted and the process may proceed as it is.
[0045]
Next, hot-rolled sheet annealing is performed as necessary. In order to highly develop a goth structure in the product plate, the hot-rolled sheet annealing temperature is preferably 800 ° C. or higher and 1050 ° C. or lower. That is, if the hot-rolled sheet annealing temperature is less than 800 ° C, the band structure in hot rolling remains, whereas if it exceeds 1050 ° C, the grain size after the hot-rolled sheet annealing becomes too coarse, Since the development of the goth structure is lowered and the magnetic flux density is lowered, the hot-rolled sheet annealing temperature is suitably in the range of 800 to 1050 ° C.
[0046]
After hot-rolled sheet annealing, re-annealing is performed after performing at least one cold rolling with intermediate annealing as necessary, and C is reduced to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, in which magnetic aging does not occur. The point of developing the goth structure is that the temperature of the cold rolling is raised to 100 ° C to 250 ° C and that the aging treatment in the range of 100 to 250 ° C is performed once or a plurality of times during the cold rolling. It is effective in.
[0047]
The recrystallization annealing after the final cold rolling is preferably performed in the range of 800 to 1000 ° C. In order to obtain a good iron loss while maintaining a smooth surface, it is advantageous to suppress the generation of surface oxide as much as possible by using an atmosphere having a dew point of 0 ° C. or less as an atmosphere of recrystallization annealing.
[0048]
Thereafter, an annealing separator is applied as necessary. In this case, silica, alumina, or the like is used without using MgO that forms forsterite. In addition, it is effective to perform electrostatic coating for the purpose of suppressing the formation of oxides without bringing in moisture during coating.
[0049]
Next, a secondary recrystallization structure is developed by performing final finish annealing. At that time, it is recommended to use an atmosphere having a dew point of 0 ° C. or lower in order to suppress oxide formation. That is, when the dew point exceeds 0 ° C., not only the amount of surface oxide produced is too large and the magnetic permeability deteriorates, but also the bending adhesion of the coating film may deteriorate. Although the final finish annealing needs to be performed at 800 ° C. or higher for the purpose of secondary recrystallization, the heating rate there may be any condition since it does not greatly affect the magnetic properties. In order to suppress the formation of surface oxide, it is effective to set the maximum temperature to 1000 ° C. or lower.
[0050]
After this final finish annealing, flattening annealing is performed. It is necessary to ensure that the soaking temperature in the flattening annealing is 850 ° C. or more, in order to ensure a direct current maximum relative permeability of 35,000 or more, which is the same as the grain-oriented electrical steel sheet having a forsterite film. Since the effect of improving the magnetic permeability is saturated at about 1100 ° C., a temperature exceeding 1100 ° C. is economically disadvantageous and also makes the plateability difficult. Further, it is necessary to contain 5 vol% or more of hydrogen in the planarization annealing atmosphere in order to suppress the oxidation and secure an insulating film having good adhesion.
[0051]
Finally, as the insulating coating to be applied to the steel sheet surface, an organic coating containing a resin is desirable when emphasizing punchability, but an inorganic coating may be applied when emphasizing weldability.
[0052]
【Example】
Example 1
Including C: 0.002mass%, Si: 3.4mass%, Mn: 0.07mass% and Sb: 0.03mass%, reducing Al to 20ppm and N to 10ppm, and reducing all other components to 50ppm or less A slab of composition was produced by continuous casting. This slab was heated at 1180 ° C. for 60 minutes and then finished to 2.5 mm thickness by hot rolling. And hot-rolled sheet annealing was performed under the conditions of soaking at 1000 ° C. for 60 seconds. Then, it was finished to a final thickness of 0.26 mm by cold rolling at a temperature of 150 ° C.
[0053]
Subsequently, recrystallization annealing was performed at 930 ° C. for 10 seconds in an atmosphere of hydrogen: 75 vol%, nitrogen: 25 vol%, and dew point −25 ° C. Then, heat up to 800 ° C at 50 ° C / h in a mixed atmosphere of nitrogen: 50vol% and Ar: 50vol%, heat 800 ° C or higher to 900 ° C at 10 ° C / h and hold for 30 hours. Annealing was performed. After this final finish annealing, flattening annealing was performed under the conditions shown in Table 2 while applying a tension of 5 Mpa, and then a coating liquid mixed with aluminum dichromate, emulsion resin and ethylene glycol was applied at 300 ° C. The product was baked. From the product plate, an Epstein-sized test piece (300 mm length in the rolling direction and 30 mm length in the direction perpendicular to the rolling direction) was taken, and the DC maximum relative permeability in the rolling direction was measured. In addition, the coating film adhesion of the product is 30 mm in the rolling direction, and a test piece having a length of 300 mm is taken in the direction perpendicular to the rolling direction. The test piece is bent 180 degrees while pressing the test piece against a 10 mm diameter round bar. investigated. These survey results are also shown in Table 2.
[0054]
[Table 2]

[0055]
According to Table 2, the hydrogen partial pressure in the soaking temperature 850 ° C. or higher and an atmosphere of flattening annealing With 5 vol% or more, excellent in coating adhesion that against the bending perpendicular to the rolling direction, yet high It can be seen that a product with magnetic susceptibility is obtained.
[0056]
Example 2
A slab having the composition shown in Table 3 was heated to 1200 ° C. and finished to a thickness of 1.8 mm by hot rolling. All the components not shown in Table 3 were reduced to 50 ppm or less. Subsequently, hot-rolled sheet annealing was performed at 1000 ° C. under conditions of soaking for 60 seconds. Then, it was finished to a final thickness of 0.23 mm by cold rolling. Thereafter, recrystallization annealing was performed at 850 ° C. for 60 seconds in an atmosphere of 25 vol% hydrogen, 75 vol% nitrogen, and 35 ° C. dew point. Next, final finish annealing was performed at 10 ° C./h up to 850 ° C. and held for 75 hours in a nitrogen atmosphere with a dew point of −40 ° C. Then, flattening annealing was performed under conditions of soaking at 1000 ° C for 30 seconds in an atmosphere of hydrogen: 75vol%, Ar: 25vol% and dew point -50 ° C, and then mixed with aluminum dichromate, acrylic resin emulsion and boric acid The coated liquid was applied and baked at 300 ° C. to obtain a product.
[0057]
With respect to the product plate thus obtained, Epstein-sized test pieces (rolling direction 300 mm and rolling perpendicular direction 30 mm) were sampled, and the DC maximum relative permeability in the rolling direction was measured. In addition, for the film adhesion of the product, a test piece having a length of 300 mm was taken in the direction perpendicular to the rolling direction, and the test piece was bent at 180 degrees while being pressed against a 10 mm diameter round bar, and the film at the bent portion was peeled off. The situation was investigated. The survey results are also shown in Table 3.
[0058]
[Table 3]

[0059]
Table 3 shows that C: 0.003 to 0.081 mass% and Si: 2.0 mass% to 4.0 mass%, Al is reduced to 100 ppm or less, and N is reduced to 50 ppm or less. It can be seen that by setting the temperature to 850 ° C. or more and the hydrogen content in the atmosphere to 5 vol% or more, a product having high permeability in the rolling direction and excellent film adhesion to bending in the direction perpendicular to the rolling can be obtained.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, by using a material that does not contain an inhibitor, the soaking temperature of flattening annealing is 850 ° C. or higher, and the hydrogen partial pressure of the atmosphere is 5 vol% or higher. A grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating, which is excellent in coating adhesion to a directional bending process and particularly suitable for a magnetic shield material for direct ignition, is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a flattening annealing temperature and a relative magnetic permeability.

Claims

A grain-oriented electrical steel sheet having an insulating film on a surface, Si: 1.5 ~ 4.0mass% and Mn: comprises 0.005 ~ 3.0 mass%, having a composition the balance being Fe and unavoidable impurities,
A grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite coating characterized by having a maximum DC direct permeability in the rolling direction of 35000 or more and a coating adhesion that prevents the insulating coating from peeling off in a 10 mm diameter bending adhesion test perpendicular to the rolling direction. .

Ni : 0.005 ~ 1.50mass %, Sn : 0.01 ~ 0.50mass %, Sb : 0.005 ~ 0.50mass %, Cu : 0.01 ~ 0.50mass %, P: 0.005 ~ 0.50mass %and Cr : 0.01 ~ 1.50mass The grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film according to claim 1, comprising at least one of the following.

C: 0.08 mass% or less, Si: 1.5 to 4.0 mass% and Mn: 0.005 to 3.0 mass%, Al reduced to 100 ppm or less , N to 50 ppm or less , S to 50 ppm or less, and Se to 50 ppm or less , and the balance Fe In addition , slabs made from molten steel consisting of inevitable impurities are hot-rolled and then subjected to hot-rolled sheet annealing as necessary, followed by one or two or more cold rollings with intermediate annealing. Then, after performing recrystallization annealing, after applying an annealing separator on the steel sheet surface as necessary, final finish annealing and flattening annealing, in the method for producing grain-oriented electrical steel sheet,
The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film is characterized in that the flattening annealing is performed in an atmosphere containing 5 vol% or more of hydrogen at a soaking temperature of 850 ° C. or more.

Ni: 0.005 to 1.50 mass%, Sn: 0.01 to 0.50 mass%, Sb: 0.005 to 0.50 mass%, Cu: 0.01 to 0.50 mass%, P: 0.005 to 0.50 mass%, and Cr: 0.01 to 1.50 mass% The method for producing a grain-oriented electrical steel sheet having no forsterite film according to claim 3, comprising at least one kind.