RU2776382C1

RU2776382C1 - Anisotropic electrical steel sheet and its production method

Info

Publication number: RU2776382C1
Application number: RU2021123139A
Authority: RU
Inventors: Йосиюки УСИГАМИ; Синдзи ЯМАМОТО; Фумиаки ТАКАХАСИ; Хидеюки ХАМАМУРА; Синсуке ТАКАТАНИ; Масару Такахаси
Original assignee: Ниппон Стил Корпорейшн
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2022-07-19

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy, namely to a sheet of anisotropic electrical steel used as a material for iron cores of transformers. A sheet of anisotropic electrical steel contains a main steel sheet, an intermediate layer located in contact with the main steel sheet, and an insulating coating located in contact with the intermediate layer. The surface of the main steel sheet has grooves that run in a direction that intersects the rolling direction of the main steel sheet. In a cross-sectional view with a plane parallel to the rolling direction and the direction along the thickness of the main steel sheet, when the area between the end sections of the groove is defined as part of the groove, the average thickness of the intermediate layer of the groove part is multiplied by 0.5 or more and 3.0 or less than the average thickness of the intermediate layer outside the groove part, and the proportion of the area of voids in the insulating coating of the groove part is 15% or less.

EFFECT: reduction of magnetic losses and high adhesion of the insulating coating is ensured.

7 cl, 5 dwg, 4 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, обладающему превосходной адгезией покрытия. В частности, настоящее изобретение относится к листу анизотропной электротехнической стали, обладающему превосходной адгезией изоляционного покрытия даже без пленки форстерита. Приоритет испрашивается по заявке на патент Японии № 2019-005058, поданной 16 января 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.[0001] The present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet having excellent coating adhesion. In particular, the present invention relates to an anisotropic electrical steel sheet having excellent insulation coating adhesion even without a forsterite film. Priority is claimed from Japanese Patent Application No. 2019-005058, filed January 16, 2019, the contents of which are hereby incorporated by reference.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Листы анизотропной электротехнической стали представляют собой магнитно-мягкие материалы и используются главным образом в качестве материалов металлических сердечников для трансформаторов. Следовательно, для них требуются магнитные свойства, такие как свойства высокого намагничивания и низкие магнитные потери. К свойствам намагничивания относится магнитная индукция, возникающая при возбуждении сердечника. При увеличении магнитной индукции размеры сердечника могут быть уменьшены, что является выгодным с точки зрения устройства трансформаторов, а также с точки зрения затрат на производство трансформаторов.[0002] Anisotropic electrical steel sheets are soft magnetic materials and are mainly used as metal core materials for transformers. Therefore, they require magnetic properties such as high magnetization properties and low magnetic losses. The properties of magnetization include magnetic induction that occurs when the core is excited. By increasing the magnetic induction, the dimensions of the core can be reduced, which is beneficial from the point of view of the design of transformers, as well as from the point of view of the cost of manufacturing transformers.

[0003] Для того, чтобы улучшить магнитные свойства, необходимо управлять текстурой так, чтобы как можно больше зерен находилось в кристаллографической ориентации (ориентировке Госса), в которой плоскость {110} выставлена параллельно поверхности стального листа, а ось <100> совпадает с направлением прокатки. Для накопления кристаллографических ориентаций в ориентировке Госса обычной практикой является обеспечение наличия в стали тонкодисперсных выделений ингибиторов, таких как AlN, MnS и MnSe, чтобы управлять вторичной рекристаллизацией.[0003] In order to improve the magnetic properties, it is necessary to control the texture so that as many grains as possible are in a crystallographic orientation (Goss orientation), in which the {110} plane is aligned parallel to the surface of the steel sheet, and the <100> axis coincides with the direction rolling. To accumulate crystallographic orientations in the Goss orientation, it is common practice to provide fine precipitates of inhibitors such as AlN, MnS and MnSe in the steel to drive secondary recrystallization.

[0004] Магнитные потери представляют собой потери мощности, потребляемой в виде тепловой энергии, когда сердечник возбуждается переменным магнитным полем. С точки зрения энергосбережения магнитные потери должны быть как можно более низкими. Магнитная восприимчивость, толщина листа, натяжение пленки, количество примесей, удельное электрическое сопротивление, размер зерна, размер магнитного домена и т.п. влияют на уровень магнитных потерь. Даже теперь, когда разработаны различные технологии изготовления электротехнических стальных листов, продолжаются исследования и разработки, направленные на снижение магнитных потерь, с целью повышения энергоэффективности. [0004] Magnetic loss is the loss of power consumed in the form of thermal energy when the core is excited by an alternating magnetic field. From an energy saving point of view, magnetic losses should be as low as possible. Magnetic susceptibility, sheet thickness, film tension, amount of impurities, electrical resistivity, grain size, magnetic domain size, etc. affect the level of magnetic losses. Even now, when various technologies for manufacturing electrical steel sheets have been developed, research and development continues to reduce magnetic loss in order to improve energy efficiency.

[0005] Другими свойствами, требуемыми у листов анизотропной электротехнической стали, являются свойства покрытия, формируемого на поверхности основного стального листа. Как правило, в листах анизотропной электротехнической стали, как показано на Фиг. 1, на основном стальном листе 1 формируется пленка 2 форстерита, состоящая в основном из Mg₂SiO₄ (форстерита), а на пленке 2 форстерита формируется изоляционное покрытие 3. Пленка форстерита и изоляционное покрытие выполняют функцию электрического изолирования поверхности основного стального листа и приложения натяжения к основному стальному листу для того, чтобы уменьшить магнитные потери. Пленка форстерита также содержит, в дополнение к Mg₂SiO₄, небольшое количество примесей и добавок, содержащихся в основном стальном листе и сепараторе отжига, а также в продуктах их реакции.[0005] Other properties required for anisotropic electrical steel sheets are properties of a coating formed on the surface of the base steel sheet. Generally, in anisotropic electrical steel sheets, as shown in FIG. 1, a forsterite film 2 consisting mainly of Mg ₂ SiO ₄ (forsterite) is formed on the base steel sheet 1, and an insulating coating 3 is formed on the forsterite film 2. The forsterite film and the insulating coating have the function of electrically insulating the surface of the base steel sheet and applying tension. to the base steel sheet in order to reduce the magnetic loss. The forsterite film also contains, in addition to Mg ₂ SiO ₄ , a small amount of impurities and additives contained in the base steel sheet and the annealing separator and their reaction products.

[0006] Для того, чтобы изоляционное покрытие проявляло изоляционные свойства и требуемое натяжение, изоляционное покрытие не должно отслаиваться от электротехнического стального листа. Следовательно, изоляционное покрытие должно иметь высокую адгезию покрытия. Однако нелегко одновременно увеличить прикладываемое к основному стальному листу натяжение и адгезию покрытия. Даже теперь продолжаются исследования и разработки для их одновременного улучшения.[0006] In order for the insulating coating to exhibit insulating properties and the required tension, the insulating coating must not peel off from the electrical steel sheet. Therefore, the insulating coating must have high coating adhesion. However, it is not easy to simultaneously increase the tension applied to the base steel sheet and the coating adhesion. Even now, research and development continues to improve them at the same time.

[0007] Листы анизотропной электротехнической стали обычно производятся по следующей процедуре. Сляб кремнистой стали, содержащий 2,0-4,0 мас.% Si, подвергается горячей прокатке, затем стальной лист после горячей прокатки отжигается по мере необходимости, после чего отожженный стальной лист подвергается холодной прокатке один, два или более раз с промежуточным отжигом между ними, чтобы получить стальной лист с конечной толщиной. После этого стальной лист с конечной толщиной подвергается обезуглероживающему отжигу во влажной водородной атмосфере, чтобы способствовать первичной рекристаллизации в дополнение к обезуглероживанию и образованию оксидного слоя на поверхности стального листа.[0007] Sheets of anisotropic electrical steel are usually produced by the following procedure. The silicon steel slab containing 2.0 to 4.0 wt% Si is hot rolled, then the steel sheet after hot rolling is annealed as needed, after which the annealed steel sheet is cold rolled one, two or more times with intermediate annealing between them to obtain a steel sheet with a final thickness. Thereafter, the final thickness steel sheet is subjected to decarburization annealing in a humid hydrogen atmosphere to promote primary recrystallization in addition to decarburization and formation of an oxide layer on the surface of the steel sheet.

[0008] Сепаратор отжига, содержащий MgO (оксид магния) в качестве главного компонента, наносится на стальной лист с оксидным слоем, высушивается, а затем стальной лист сматывается в рулон. Затем смотанный в рулон лист подвергается окончательному отжигу, чтобы способствовать вторичной рекристаллизации, и кристаллографические ориентации зерен выстраиваются в ориентировке Госса. Кроме того, MgO в сепараторе отжига реагирует с SiO₂ (кремнеземом) в оксидном слое, образуя неорганическую пленку форстерита, состоящую главным образом из Mg₂SiO₄, на поверхности основного стального листа.[0008] An annealing separator containing MgO (magnesium oxide) as a main component is applied to the steel sheet with an oxide layer, dried, and then the steel sheet is coiled. The coiled sheet is then subjected to a final annealing to promote secondary recrystallization, and the crystallographic grain orientations align in the Goss orientation. In addition, MgO in the annealing separator reacts with SiO ₂ (silica) in the oxide layer to form an inorganic forsterite film composed mainly of Mg ₂ SiO ₄ on the surface of the base steel sheet.

[0009] Затем стальной лист с пленкой форстерита подвергается рафинирующему отжигу, посредством чего примеси в основном стальном листе диффундируют наружу и удаляются. Кроме того, после выравнивающего отжига стального листа на поверхность стального листа с пленкой форстерита наносится раствор, главным образом состоящий, например, из фосфата и коллоидного кремнезема, и прокаливается для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие. При этом между кристаллическим основным стальным листом и по существу аморфным изоляционным покрытием создается натяжение из-за различия в коэффициенте теплового расширения. Следовательно, изоляционное покрытие может упоминаться как создающее натяжение покрытие.[0009] Then, the steel sheet with the forsterite film is subjected to refining annealing, whereby the impurities in the base steel sheet diffuse to the outside and are removed. In addition, after the leveling annealing of the steel sheet, a solution mainly composed of, for example, phosphate and colloidal silica is applied to the surface of the steel sheet with the forsterite film, and calcined to form an insulating coating. Meanwhile, tension is created between the crystalline base steel sheet and the substantially amorphous insulating coating due to the difference in thermal expansion coefficient. Therefore, the insulating coating may be referred to as a tension coating.

[0010] Граница раздела между пленкой форстерита, состоящей главным образом из Mg₂SiO₄ («2» на Фиг. 1), и стальным листом («1» на Фиг. 1) обычно имеет неоднородную неровную форму (см. Фиг. 1). Неровная граница раздела слегка понижает эффект уменьшения магнитных потерь из-за натяжения. Поскольку магнитные потери уменьшаются при сглаживании границы раздела, на сегодняшний день были выполнены следующие разработки.[0010] The interface between the forsterite film, consisting mainly of Mg ₂ SiO ₄ ("2" in Fig. 1), and the steel sheet ("1" in Fig. 1) usually has a non-uniform uneven shape (see Fig. 1 ). The uneven interface slightly lowers the magnetic loss reduction effect due to tension. Since magnetic losses are reduced by smoothing the interface, the following developments have been made to date.

[0011] Патентный документ 1 раскрывает способ производства, в котором пленка форстерита удаляется таким способом, как травление, и поверхность стального листа сглаживается химическим или электролитическим полированием. Однако в способе производства по патентному документу 1 может быть трудно обеспечить адгезию изоляционного покрытия к поверхности основного стального листа.[0011] Patent Document 1 discloses a production method in which a film of forsterite is removed by a method such as etching, and the surface of a steel sheet is smoothed by chemical or electrolytic polishing. However, in the production method of Patent Document 1, it may be difficult to ensure that the insulating coating adheres to the surface of the base steel sheet.

[0012] Поэтому для того, чтобы улучшить адгезию изоляционного покрытия к сглаженной поверхности стального листа, как показано на Фиг. 2, было предложено формировать промежуточный слой 4 (или грунтовочную пленку) между основным стальным листом и изоляционным покрытием. Грунтовочная пленка, раскрытая в патентном документе 2 и формируемая путем нанесения водного раствора фосфата или силиката щелочного металла, также является эффективной для адгезии покрытия. В качестве более эффективного способа патентный документ 3 раскрывает способ, в котором стальной лист отжигается в конкретной атмосфере перед формированием изоляционного покрытия и в качестве промежуточного слоя на поверхности стального листа образуется внешне окисленный слой кремнезема.[0012] Therefore, in order to improve the adhesion of the insulation coating to the smooth surface of the steel sheet, as shown in FIG. 2, it has been proposed to form an intermediate layer 4 (or primer film) between the base steel sheet and the insulation coating. The primer film disclosed in Patent Document 2 and formed by applying an aqueous solution of phosphate or alkali metal silicate is also effective for coating adhesion. As a more efficient method, Patent Document 3 discloses a method in which a steel sheet is annealed in a specific atmosphere before forming an insulating coating, and an externally oxidized silica layer is formed as an intermediate layer on the surface of the steel sheet.

[0013] Адгезия покрытия может быть улучшена путем формирования такого промежуточного слоя, но поскольку дополнительно требуется крупномасштабное оборудование, такое как оборудование для электролитической обработки и оборудование для сухого покрытия, может быть трудно обеспечить площадку для него, и производственные затраты могут увеличиться.[0013] Coating adhesion can be improved by forming such an intermediate layer, but since large-scale equipment such as electroplating equipment and dry coating equipment is additionally required, it may be difficult to provide a site for it, and manufacturing costs may increase.

[0014] Патентные документы 4-6 раскрывают методы, в которых при формировании на стальном листе изоляционного покрытия, содержащего кислую органическую смолу в качестве главного компонента, которое по существу не содержит хрома, между стальным листом и изоляционным покрытием формируется слой фосфорсодержащего соединения (слой, состоящий из FePO₄, Fe₃(PO₄)₂, FeHPO₄, Fe(H₂PO₄)₂, Zn₂Fe(PO₄)₂, Zn₃(PO₄)₂ и их гидратов, или слой, состоящий из фосфата Mg, Ca и Al, имеющий толщину 10-200 нм), чтобы улучшить внешний вид и адгезию изоляционного покрытия.[0014] Patent Documents 4-6 disclose methods in which, when an insulating coating containing an acidic organic resin as a main component, which is substantially free of chromium, is formed on a steel sheet, a layer of a phosphorus-containing compound (layer, consisting of FePO ₄ , Fe ₃ (PO ₄ ) ₂ , FeHPO ₄ , Fe(H ₂ PO ₄ ) ₂ , Zn ₂ Fe(PO ₄ ) ₂ , Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ and their hydrates, or a layer consisting of Mg, Ca and Al phosphate having a thickness of 10-200 nm) to improve the appearance and adhesion of the insulation coating.

[0015] С другой стороны, способ управления магнитными доменами (который разделяет 180-градусные магнитные домены), в котором ширина 180-градусных магнитных доменов уменьшается путем формирования частей с напряжением деформации и частей канавки, проходящих в направлении, пересекающем направление прокатки, с заданными интервалами в направлении прокатки, известен в качестве способа уменьшения аномальных потерь на вихревые токи, которые являются одним из типов магнитных потерь. В способе формирования напряжения деформации используется эффект измельчения 180-градусных магнитных доменов обратного магнитного домена, который образуется в деформированной части. Типичным способом является способ, который использует ударную волну или быстрый нагрев облучением лучом лазера. В этом способе форма поверхности облученной части практически не изменяется. С другой стороны, способ формирования канавки использует эффект размагничивающего поля благодаря магнитному полюсу, образующемуся в боковой стенке канавки. Таким образом, управление магнитными доменами подразделяется на управление типа приложения деформации и управление типа формирования канавки. Например, патентный документ 7 раскрывает метод формирования канавки путем облучения лучом лазера или электронным лучом.[0015] On the other hand, a magnetic domain driving method (which separates the 180-degree magnetic domains), in which the width of the 180-degree magnetic domains is reduced by forming deformation stress portions and groove portions extending in a direction crossing the rolling direction with predetermined intervals in the rolling direction is known as a way to reduce abnormal eddy current losses, which is one type of magnetic loss. The deformation stress generating method uses the effect of grinding 180-degree magnetic domains of the inverse magnetic domain that is formed in the deformed part. A typical method is one that uses a shock wave or rapid heating by irradiation with a laser beam. In this method, the shape of the surface of the irradiated part practically does not change. On the other hand, the method of forming the groove uses the effect of the demagnetizing field due to the magnetic pole formed in the side wall of the groove. Thus, the magnetic domain control is divided into deformation application type control and groove formation type control. For example, Patent Document 7 discloses a method for forming a groove by irradiating with a laser beam or an electron beam.

[0016] В дополнение к этому, когда трансформатор с ленточным сердечником производится с использованием листа анизотропной электротехнической стали, для снятия напряжения деформации, вызываемого сматыванием листа анизотропной электротехнической стали в рулон, необходимо выполнить процесс отжига для снятия напряжений. При производстве ленточного сердечника с использованием листа анизотропной электротехнической стали, магнитными доменами которого управляли с помощью способа приложения деформации, поскольку деформация исчезает при выполнении процесса отжига для снятия напряжений, эффект измельчения магнитных доменов (то есть эффект сокращения аномальных потерь на вихревые токи) также исчезает. С другой стороны, при производстве ленточного сердечника с использованием листа анизотропной электротехнической стали, магнитными доменами которого управляли с помощью способа формирования канавки, поскольку канавка не исчезает даже при выполнении процесса отжига для снятия напряжений, эффект измельчения магнитных доменов может сохраняться. Поэтому формирование канавки принято в качестве способа управления магнитными доменами при производстве материала для ленточного сердечника. При производстве трансформатора с шихтованным сердечником можно выборочно применять способ приложения деформации или способ формирования канавки, поскольку отжиг для снятия напряжений не выполняется.[0016] In addition, when a strip-core transformer is manufactured using an anisotropic electrical steel sheet, it is necessary to perform a stress relief annealing process to relieve strain stress caused by coiling the anisotropic electrical steel sheet. In the production of a core strip using an anisotropic electrical steel sheet whose magnetic domains were controlled by the strain application method, since the strain disappears by performing the stress relief annealing process, the magnetic domain refinement effect (i.e., the effect of reducing abnormal eddy current loss) also disappears. On the other hand, in the production of a strip core using an anisotropic electrical steel sheet whose magnetic domains were controlled by the groove forming method, since the groove does not disappear even when the stress relief annealing process is performed, the magnetic domain refinement effect can be maintained. Therefore, groove formation has been adopted as a method for controlling magnetic domains in the production of a material for a strip core. In the production of a laminated core transformer, a strain application method or a groove formation method can be selectively applied since stress relief annealing is not performed.

[0017] Способ электролитического травления (патентный документ 8), в котором канавка формируется на поверхности листа анизотропной электротехнической стали с помощью электролитического травления, способ обжатия зубчатым колесом (патентный документ 9), в котором канавка формируется на поверхности стального листа путем механического нажатия зубчатым колесом на поверхность листа анизотропной электротехнической стали, а также способ облучения лазером (патентный документ 10), в котором канавка формируется на поверхности листа анизотропной электротехнической стали посредством облучения лазером, являются общеизвестными в качестве способа управления магнитными доменами с формированием канавки.[0017] An electrolytic pickling method (Patent Document 8) in which a groove is formed on the surface of an anisotropic electrical steel sheet by electrolytic pickling; on the surface of an anisotropic electrical steel sheet, and a laser irradiation method (Patent Document 10) in which a groove is formed on the surface of an anisotropic electrical steel sheet by laser irradiation are well-known as a groove forming magnetic domain driving method.

[0018] Кроме того, управление магнитными доменами с формированием канавки также выполняется на листе анизотропной электротехнической стали, не имеющем пленки форстерита, как описано выше. Например, патентный документ 11 раскрывает способ производства для формирования канавки путем прижимания зубчатой пресс-формы к поверхности стального листа. Патентный документ 12 раскрывает способ производства для формирования канавки на поверхности стального листа методом фототравления или методом облучения лазером, инфракрасным излучением, электронным лучом или т.п. Кроме того, патентный документ 13 раскрывает способ производства, в котором линейные или точечные канавки формируются в поверхности стального листа с заданными интервалами до или после прокаливания изоляционного покрытия.[0018] In addition, driving magnetic domains to form a groove is also performed on an anisotropic electrical steel sheet having no forsterite film as described above. For example, Patent Document 11 discloses a manufacturing method for forming a groove by pressing a toothed mold against the surface of a steel sheet. Patent Document 12 discloses a manufacturing method for forming a groove on the surface of a steel sheet by a photo-etching method or a laser, infrared, electron beam, or the like irradiation method. In addition, Patent Document 13 discloses a production method in which linear or dot grooves are formed in the surface of a steel sheet at predetermined intervals before or after the insulating coating is fired.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS

[0019] Патентный документ 1: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № S49-096920[0019] Patent Document 1: Japanese Patent Application Pending, First Publication No. S49-096920

Патентный документ 2: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H05-279747Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H05-279747

Патентный документ 3: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H06-184762Patent Document 3: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H06-184762

Патентный документ 4: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2001-220683Patent Document 4: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2001-220683

Патентный документ 5: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2003-193251Patent Document 5: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2003-193251

Патентный документ 6: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2003-193252Patent Document 6: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2003-193252

Патентный документ 7: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2012-177164Patent Document 7: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2012-177164

Патентный документ 8: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № S62-054873Patent Document 8: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. S62-054873

Патентный документ 9: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № S62-053579Patent Document 9: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. S62-053579

Патентный документ 10: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H06-057335Patent Document 10: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H06-057335

Патентный документ 11: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H08-269554Patent Document 11: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H08-269554

Патентный документ 12: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № H08-269557Patent Document 12: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. H08-269557

Патентный документ 13: Японская нерассмотренная патентная заявка, первая публикация № 2004-342679Patent Document 13: Japanese Unexamined Patent Application First Publication No. 2004-342679

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION

[0020] Традиционно вышеописанные исследования проводились по методике уменьшения магнитных потерь в листе анизотропной электротехнической стали. В то же время, для листа анизотропной электротехнической стали, имеющего трехслойную структуру «основной стальной лист - промежуточный слой, состоящий главным образом из оксида кремния, - изоляционное покрытие» и не имеющего пленки форстерита, подробные исследования адгезии между промежуточным слоем и изоляционным покрытием не проводились. Следовательно, в результате исследования адгезии между промежуточным слоем и изоляционным покрытием листа анизотропной электротехнической стали авторы настоящего изобретения обнаружили проблему, заключающуюся в том, что при обработке для управления магнитными доменами, то есть при формировании вышеописанной канавки, изоляционное покрытие легко отслаивается, особенно вокруг канавки.[0020] Traditionally, the above-described studies have been carried out in a technique for reducing magnetic loss in an anisotropic electrical steel sheet. At the same time, for an anisotropic electrical steel sheet having a three-layer structure of "base steel sheet - intermediate layer mainly composed of silicon oxide - insulating coating" and not having a forsterite film, detailed studies of adhesion between the intermediate layer and the insulating coating have not been carried out. . Therefore, as a result of investigating the adhesion between the intermediate layer and the insulating coating of the anisotropic electrical steel sheet, the present inventors have found the problem that in the magnetic domain control processing, that is, the formation of the above-described groove, the insulating coating is easily peeled off, especially around the groove.

[0021] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеупомянутых проблем, и его задача состоит в том, чтобы предложить лист анизотропной электротехнической стали, способный обеспечить хорошую адгезию изоляционного покрытия, и получить хороший эффект снижения магнитных потерь в листах анизотропной электротехнической стали, которые не имеют пленки форстерита и имеют канавки, сформированные в основном стальном листе, а также способ производства такого листа анизотропной электротехнической стали.[0021] The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide an anisotropic electrical steel sheet capable of providing good adhesion of an insulating coating, and to obtain a good effect of reducing magnetic loss in anisotropic electrical steel sheets that do not have a film. forsterite and have grooves formed in a base steel sheet, and a method for manufacturing such an anisotropic electrical steel sheet.

СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫREMEDIES FOR SOLVING THE PROBLEM

[0022] (1) Лист анизотропной электротехнической стали согласно одному аспекту настоящего изобретения включает в себя основной стальной лист, промежуточный слой, расположенный в контакте с основным стальным листом, и изоляционное покрытие, расположенное в контакте с промежуточным слоем, и лист анизотропной электротехнической стали включает поверхность основного стального листа, имеющую канавку, проходящую в направлении, пересекающем направление прокатки основного стального листа, причем на виде в сечении плоскостью, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа, когда область между концевыми участками канавки определяется как часть канавки, средняя толщина промежуточного слоя части канавки равна умноженной на 0,5 или больше и 3,0 или меньше средней толщине промежуточного слоя вне части канавки, и доля площади пустот в изоляционном покрытии части канавки составляет 15% или меньше.[0022] (1) The anisotropic electrical steel sheet according to one aspect of the present invention includes a base steel sheet, an interlayer in contact with the base steel sheet, and an insulating coating in contact with the interlayer, and the anisotropic electrical steel sheet includes a surface of the base steel sheet having a groove extending in a direction intersecting the rolling direction of the base steel sheet, and in a sectional view with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet, when the area between the end portions of the groove is defined as part of the groove, the average thickness of the intermediate layer of the groove portion is equal to 0.5 times or more and 3.0 or less of the average thickness of the intermediate layer outside the groove portion, and the void area ratio of the insulating coating of the groove portion is 15% or less.

[0023] (2) В листе анизотропной электротехнической стали, описанном в пункте (1), на упомянутом виде в сечении, когда внутренне окисленная часть, имеющая максимальную глубину 0,2 мкм или больше, присутствующая в основном стальном листе в части канавки, представлена долей линейного сегмента на границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем, эта внутренне окисленная часть может присутствовать на 15% или меньше.[0023] (2) In the anisotropic electrical steel sheet described in (1), in said sectional view, when an internally oxidized portion having a maximum depth of 0.2 µm or more present in the base steel sheet in the groove portion is proportion of the linear segment at the interface between the base steel sheet and the intermediate layer, this internally oxidized portion may be present at 15% or less.

(3) В листе анизотропной электротехнической стали, описанном в пункте (1) или (2), на упомянутом виде в сечении глубина основного стального листа от поверхности основного стального листа вне части канавки до дна части канавки в направлении по толщине основного стального листа может составлять 15 мкм или больше и 40 мкм или меньше.(3) In the anisotropic electrical steel sheet described in (1) or (2), in said sectional view, the depth of the base steel sheet from the surface of the base steel sheet outside the groove portion to the bottom of the groove portion in the thickness direction of the base steel sheet may be 15 µm or more and 40 µm or less.

(4) В листе анизотропной электротехнической стали, описанном в любом из пунктов (1)-(3), на упомянутом виде в сечении средняя толщина изоляционного покрытия вне части канавки может составлять 0,1 мкм или больше и 10 мкм или меньше, а глубина основного стального листа от поверхности изоляционного покрытия части канавки до дна части канавки в направлении по толщине основного стального листа может составлять 15,1 мкм или больше и 50 мкм или меньше.(4) In the anisotropic electrical steel sheet described in any of (1) to (3), in said sectional view, the average thickness of the insulating coating outside the groove portion may be 0.1 µm or more and 10 µm or less, and the depth of the base steel sheet from the surface of the insulating coating of the groove portion to the bottom of the groove portion in the thickness direction of the base steel sheet may be 15.1 µm or more and 50 µm or less.

(5) В листе анизотропной электротехнической стали, описанном в любом из пунктов (1)-(4), канавка может быть выполнена непрерывно или прерывисто, если смотреть в направлении, перпендикулярном поверхности основного стального листа.(5) In the anisotropic electrical steel sheet described in any one of (1) to (4), the groove may be continuous or discontinuous when viewed from a direction perpendicular to the surface of the base steel sheet.

[0024] (6) Способ производства листа анизотропной электротехнической стали согласно одному аспекту настоящего изобретения является способом производства листа анизотропной электротехнической стали, описанного в любом из пунктов (1)-(5), и включает в себя формирование канавки в основном стальном листе, не имеющем пленки форстерита и имеющем развитую в ориентировке {110}<001> текстуру, на любой стадии после холодной прокатки и до формирования изоляционного покрытия на основном стальном листе, и формирование промежуточного слоя и изоляционного покрытия на основном стальном листе после формирования канавки, причем при формировании изоляционного покрытия на основной стальной лист наносят раствор для формирования изоляционного покрытия и выдерживают основной стальной лист в диапазоне температур 800°C или выше и 1000°C или ниже в течение 10 секунд или больше и 120 секунд или меньше в атмосфере газа, содержащего водород и азот и имеющего степень окисления PH₂O/PH₂, регулируемую на уровне 0,001 или больше и 0,15 или меньше, и выдержанный основной стальной лист охлаждают до 500°C со скоростью охлаждения 5°C/с или больше и 30°C/с или меньше.[0024] (6) The production method of an anisotropic electrical steel sheet according to one aspect of the present invention is the production method of anisotropic electrical steel sheet described in any one of (1) to (5), and includes forming a groove in the base steel sheet, not having forsterite films and having a texture developed in the {110}<001> orientation, at any stage after cold rolling and before the formation of an insulating coating on the base steel sheet, and the formation of an intermediate layer and an insulating coating on the base steel sheet after the formation of the groove, and during the formation the insulating coating solution is applied to the base steel sheet to form an insulating coating, and the base steel plate is kept in the temperature range of 800°C or higher and 1000°C or lower for 10 seconds or more and 120 seconds or less in a gas atmosphere containing hydrogen and nitrogen and having an oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ adjustable at 0 .001 or more and 0.15 or less, and the aged base steel sheet is cooled to 500°C at a cooling rate of 5°C/s or more and 30°C/s or less.

[0025] (7) Способ производства листа анизотропной электротехнической стали согласно одному аспекту настоящего изобретения является способом производства листа анизотропной электротехнической стали, описанного в любом из пунктов (1)-(5), и включает в себя формирование промежуточного слоя и изоляционного покрытия на основном стальном листе, не имеющем пленки форстерита и имеющем развитую в ориентировке {110}<001> текстуру, формирование канавки в основном стальном листе, на котором сформированы промежуточный слой и изоляционное покрытие, и дополнительно формирование промежуточного слоя и изоляционного покрытия на основном стальном листе, в котором сформирована канавка, причем по меньшей мере при окончательном формировании изоляционного покрытия на основной стальной лист наносят раствор для формирования изоляционного покрытия и выдерживают основной стальной лист в диапазоне температур 800°C или выше и 1000°C или ниже в течение 10 секунд или больше и 120 секунд или меньше в атмосфере газа, содержащего водород и азот и имеющего степень окисления PH₂O/PH₂, регулируемую на уровне 0,001 или больше и 0,15 или меньше, и выдержанный основной стальной лист охлаждают до 500°C со скоростью охлаждения 5°C/с или больше и 30°C/с или меньше.[0025] (7) A method for producing an anisotropic electrical steel sheet according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing an anisotropic electrical steel sheet described in any one of (1) to (5), and includes forming an intermediate layer and an insulating coating on a base steel sheet having no forsterite film and having a texture developed in the {110}<001> orientation, forming a groove in the base steel sheet on which the intermediate layer and the insulating coating are formed, and further forming the intermediate layer and the insulating coating on the base steel sheet, in in which the groove is formed, wherein at least when the insulating coating is finally formed, the insulating coating forming solution is applied to the base steel sheet, and the base steel plate is kept in a temperature range of 800°C or higher and 1000°C or lower for 10 seconds or more and 120 seconds or less in a gas atmosphere, containing hydrogen and nitrogen and having an oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ adjustable at 0.001 or more and 0.15 or less, and the aged base steel sheet is cooled to 500°C at a cooling rate of 5°C/s or more and 30 °C/s or less.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECTS OF THE INVENTION

[0026] В соответствии с настоящим изобретением можно предложить лист анизотропной электротехнической стали, способный обеспечить высокую адгезию изоляционного покрытия и получение хорошего эффекта уменьшения магнитных потерь в листах анизотропной электротехнической стали, которые не имеют пленки форстерита и имеют канавки, сформированные в основном стальном листе, а также способ производства такого листа анизотропной электротехнической стали.[0026] According to the present invention, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet capable of providing high adhesion of an insulating coating and obtaining a good effect of reducing magnetic loss in anisotropic electrical steel sheets that do not have a forsterite film and have grooves formed in the base steel sheet, and also a method for producing such an anisotropic electrical steel sheet.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0027] Фиг. 1 представляет собой схематический вид в сечении, показывающий структуру покрытия обычного листа анизотропной электротехнической стали.[0027] FIG. 1 is a schematic sectional view showing a coating structure of a conventional anisotropic electrical steel sheet.

Фиг. 2 - схематический вид в сечении, показывающий другую структуру покрытия обычного листа анизотропной электротехнической стали.Fig. 2 is a schematic sectional view showing another coating structure of a conventional anisotropic electrical steel sheet.

Фиг. 3 - схематический вид в сечении для объяснения части канавки листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.Fig. 3 is a schematic sectional view for explaining a part of a groove of an anisotropic electrical steel sheet according to one embodiment of the present invention.

Фиг. 4 - пример СЭМ-изображения сечения листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с этим вариантом осуществления.Fig. 4 is an example SEM image of a cross section of an anisotropic electrical steel sheet according to this embodiment.

Фиг. 5 - рисунок для объяснения определения доли линейного сегмента внутренне окисленной части в листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с этим вариантом осуществления.Fig. 5 is a drawing for explaining determination of the proportion of a line segment of an internally oxidized portion in an anisotropic electrical steel sheet according to this embodiment.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENTS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0028] В результате подробного изучения с использованием электронного микроскопа или аналогичного прибора авторы настоящего изобретения обнаружили, что даже в обычном изоляционном покрытии с превосходной адгезией покрытия, когда на поверхности основного стального листа формируется канавка с целью управления магнитным доменом, изоляционное покрытие частично отслаивается.[0028] As a result of detailed examination using an electron microscope or the like, the inventors of the present invention found that even in a conventional insulating coating with excellent coating adhesion, when a groove is formed on the surface of the base steel sheet for the purpose of controlling the magnetic domain, the insulating coating is partially peeled off.

[0029] В результате повторных наблюдений и проверок авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда канавка формируется на поверхности основного стального листа, в сформированном внутри канавки изоляционном покрытии возникают трещины, и эти трещины вызывают образование пустот или внутреннего окисления в основном стальном листе. В частности, когда канавка была глубоко сформирована в основном стальном листе, не имеющем пленки форстерита, возникновение трещин было значительным. Считается, что это происходит потому, что изоляционное покрытие внутри части канавки становится более толстым, чем изоляционное покрытие вне канавки, и возникает концентрация напряжений. Дополнительно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что отслаивание происходит на границе раздела между изоляционным покрытием и промежуточным слоем, начиная с пустот и внутренне окисленных частей.[0029] As a result of repeated observations and tests, the inventors of the present invention found that when a groove is formed on the surface of the base steel sheet, cracks occur in the insulating coating formed inside the groove, and these cracks cause voids or internal oxidation to form in the base steel sheet. In particular, when a groove was deeply formed in a base steel sheet having no forsterite film, the occurrence of cracks was significant. This is believed to be because the insulation coating inside the groove part becomes thicker than the insulation coating outside the groove, and a stress concentration occurs. Additionally, the present inventors have found that peeling occurs at the interface between the insulating coating and the intermediate layer, starting from voids and internally oxidized parts.

[0030] Кроме того, в результате исследования свойств трещин авторы настоящего изобретения обнаружили, что трещины, образующиеся в сформированном внутри канавки изоляционном покрытии, зависят от условий формирования изоляционного покрытия.[0030] In addition, as a result of examining the properties of cracks, the present inventors have found that cracks generated in the insulating coating formed inside the groove depend on the conditions of formation of the insulating coating.

[0031] Далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако очевидно, что настоящее изобретение не ограничено конфигурациями, раскрытыми в вариантах осуществления, и различные модификации могут быть выполнены без отклонения от назначения настоящего изобретения. Также очевидно, что элементы следующих вариантов осуществления могут быть скомбинированы друг с другом в рамках объема настоящего изобретения. Кроме того, в следующих вариантах осуществления диапазон числовых значений, выраженный с использованием «-», означает диапазон, включающий в себя значения нижнего предела и верхнего предела до и после «-». Числовые значения, выражаемые с использованием фраз «более чем» или «менее чем», не включены в указанные диапазоны.[0031] The preferred embodiments of the present invention will now be described. However, it is clear that the present invention is not limited to the configurations disclosed in the embodiments, and various modifications can be made without deviating from the purpose of the present invention. It is also obvious that the elements of the following embodiments can be combined with each other within the scope of the present invention. In addition, in the following embodiments, the range of numerical values expressed using "-" means a range including the values of the lower limit and the upper limit before and after the "-". Numeric values expressed using the phrases "greater than" or "less than" are not included in the specified ranges.

[Лист анизотропной электротехнической стали][Anisotropic Electrical Steel Sheet]

[0032] Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет основной стальной лист, промежуточный слой, расположенный в контакте с основным стальным листом, и изоляционное покрытие, расположенное в контакте с промежуточным слоем. Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеет канавку, которая проходит в направлении, пересекающем направление прокатки основного стального листа, на поверхности основного стального листа, и когда область между концевыми участками канавки определяется как часть канавки, средняя толщина промежуточного слоя части канавки равна умноженной на 0,5 или больше и 3,0 или меньше средней толщине промежуточного слоя вне части канавки, а доля площади пустот в изоляционном покрытии части канавки составляет 15% или меньше на виде в сечении плоскостью, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа.[0032] The anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment has a base steel sheet, an intermediate layer in contact with the base steel sheet, and an insulating coating in contact with the intermediate layer. The anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment has a groove that extends in a direction crossing the rolling direction of the base steel sheet on the surface of the base steel sheet, and when the area between the end portions of the groove is defined as a groove part, the average thickness of the intermediate layer of the groove part is multiplied by 0.5 or more and 3.0 or less than the average thickness of the intermediate layer outside the groove part, and the void area ratio in the insulating coating of the groove part is 15% or less in a sectional view with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet.

[0033] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления имеется основной стальной лист, промежуточный слой, расположенный в контакте с основным стальным листом, и изоляционное покрытие, расположенное в контакте с промежуточным слоем, и нет пленки форстерита. При этом лист анизотропной электротехнической стали без пленки форстерита является листом анизотропной электротехнической стали, изготавливаемым путем удаления пленки форстерита после производства, или листом анизотропной электротехнической стали, изготавливаемым путем подавления образования пленки форстерита.[0033] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, there is a base steel sheet, an intermediate layer in contact with the base steel sheet, and an insulating coating in contact with the intermediate layer, and no forsterite film. Here, the anisotropic electrical steel sheet without the forsterite film is an anisotropic electrical steel sheet produced by removing the forsterite film after production, or an anisotropic electrical steel sheet produced by suppressing formation of the forsterite film.

[0034] В настоящем варианте осуществления направление прокатки основного стального листа является направлением прокатки при горячей или холодной прокатке, когда основной стальной лист изготавливают способом производства, который будет описан позже. Направление прокатки может также упоминаться как направление прохождения листа, направление транспортировки или т.п. стального листа. Направление прокатки является продольным направлением основного стального листа. Направление прокатки также можно определить с помощью устройства для наблюдения структуры магнитных доменов или устройства для измерения ориентации кристаллов, например, рентгеновским методом Лауэ. В настоящем варианте осуществления направление, пересекающее направление прокатки, означает параллельное поверхности основного стального листа направление в диапазоне отклонения в пределах 45° по часовой стрелке или против часовой стрелки от направления, параллельного или перпендикулярного поверхности основного стального листа относительно направления прокатки (в дальнейшем оно также упоминается как «направление, перпендикулярное направлению прокатки»). Поскольку канавка формируется в поверхности основного стального листа, она проходит от направления, перпендикулярного направлению прокатки и направлению по толщине листа, на поверхности основного стального листа до направления отклонения в пределах 45° на плоской поверхности основного стального листа.[0034] In the present embodiment, the rolling direction of the base steel sheet is the rolling direction in hot or cold rolling when the base steel sheet is produced by a production method to be described later. The rolling direction may also be referred to as a sheet passing direction, a conveying direction, or the like. steel sheet. The rolling direction is the longitudinal direction of the base steel sheet. The rolling direction can also be determined using a device for observing the structure of magnetic domains or a device for measuring the orientation of crystals, such as X-ray Laue method. In the present embodiment, the direction crossing the rolling direction means a direction parallel to the surface of the base steel sheet within a deviation range of 45° clockwise or counterclockwise from a direction parallel or perpendicular to the surface of the base steel sheet with respect to the rolling direction (hereinafter, it is also referred to as "the direction perpendicular to the rolling direction"). Since the groove is formed in the surface of the base steel sheet, it extends from a direction perpendicular to the rolling direction and the sheet thickness direction on the surface of the base steel sheet to a deflection direction within 45° on the flat surface of the base steel sheet.

[0035] Плоскость, параллельная направлению прокатки и направлению по толщине листа, означает плоскость, параллельную и вышеописанному направлению прокатки, и направлению по толщине основного стального листа.[0035] The plane parallel to the rolling direction and the sheet thickness direction means a plane parallel to both the above-described rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet.

[0036] Далее будет описан каждый из составляющих компонентов листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления.[0036] Next, each of the constituent components of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment will be described.

(Основной стальной лист)(Main steel sheet)

[0037] Основной стальной лист, который является основным материалом, имеет текстуру, в которой кристаллографической ориентацией управляют таким образом, что она становится ориентировкой Госса на поверхности основного стального листа. Шероховатость поверхности основного стального листа конкретно не ограничена, но ее среднеарифметическая шероховатость (Ra) предпочтительно составляет 0,5 мкм или меньше, а более предпочтительно 0,3 мкм или меньше, с целью приложения большого натяжения к основному стальному листу для уменьшения магнитных потерь. Нижний предел среднеарифметической шероховатости (Ra) основного стального листа конкретно не ограничен, но когда она составляет 0,1 мкм или меньше, эффект улучшения магнитных потерь насыщается, и поэтому нижний предел может составлять 0,1 мкм.[0037] The base steel sheet, which is the base material, has a texture in which the crystallographic orientation is controlled to become the Goss orientation on the surface of the base steel sheet. The surface roughness of the base steel sheet is not particularly limited, but its arithmetic mean roughness (Ra) is preferably 0.5 µm or less, and more preferably 0.3 µm or less, in order to apply a large tension to the base steel sheet to reduce magnetic loss. The lower limit of the arithmetic mean roughness (Ra) of the base steel sheet is not particularly limited, but when it is 0.1 µm or less, the magnetic loss improvement effect saturates, and therefore the lower limit may be 0.1 µm.

[0038] Толщина основного стального листа также конкретно не ограничена, но его средняя толщина предпочтительно составляет 0,35 мм или меньше, а более предпочтительно 0,30 мм или меньше, для дополнительного уменьшения магнитных потерь. Нижний предел толщины основного стального листа конкретно не ограничен, но может составлять 0,10 мм с точки зрения производственных оборудования и затрат. Способ измерения толщины основного стального листа конкретно не ограничен, но можно использовать, например, микрометр или т.п.[0038] The thickness of the base steel sheet is also not particularly limited, but its average thickness is preferably 0.35 mm or less, and more preferably 0.30 mm or less, to further reduce magnetic loss. The lower limit of the thickness of the base steel sheet is not particularly limited, but may be 0.10 mm in terms of production equipment and costs. The method for measuring the thickness of the base steel sheet is not particularly limited, but a micrometer or the like may be used, for example.

[0039] Химический состав основного стального листа конкретно не ограничен, но предпочтительно он включает в себя, например, высокую концентрацию Si (например, 0,8-7,0 мас.%). В этом случае развивается сильное химическое сродство между основным стальным листом и промежуточным слоем, состоящим главным образом из оксида кремния, и промежуточный слой и основной стальной лист прочно сцепляются друг с другом. Подробный химический состав основного стального листа будет описан позже.[0039] The chemical composition of the base steel sheet is not particularly limited, but it preferably includes, for example, a high concentration of Si (for example, 0.8 to 7.0 mass %). In this case, a strong chemical affinity is developed between the base steel sheet and the intermediate layer mainly composed of silicon oxide, and the intermediate layer and the base steel sheet adhere strongly to each other. The detailed chemical composition of the base steel sheet will be described later.

(Промежуточный слой)(Intermediate layer)

[0040] Промежуточный слой расположен находящимся в контакте с основным стальным листом (то есть сформирован на поверхности основного стального листа) и имеет функцию приведения основного стального листа и изоляционного покрытия в плотный контакт друг с другом. Промежуточный слой проходит непрерывно по поверхности основного стального листа. Адгезия между основным стальным листом и изоляционным покрытием улучшается, и напряжение прикладывается к основному стальному листу за счет формирования промежуточного слоя между основным стальным листом и изоляционным покрытием.[0040] The intermediate layer is disposed in contact with the base steel sheet (that is, formed on the surface of the base steel sheet) and has the function of bringing the base steel sheet and the insulating coating into intimate contact with each other. The intermediate layer extends continuously over the surface of the base steel sheet. The adhesion between the base steel sheet and the insulation coating is improved, and stress is applied to the base steel sheet by forming an intermediate layer between the base steel sheet and the insulation coating.

[0041] Промежуточный слой может быть сформирован путем термической обработки основного стального листа, в котором подавлено образование пленки форстерита во время окончательного отжига, или основного стального листа, с которого пленка форстерита удалена после окончательного отжига в атмосфере газа, отрегулированной до заданной степени окисления.[0041] The intermediate layer can be formed by heat treatment of a base steel sheet in which forsterite film formation is suppressed during final annealing, or a base steel sheet from which forsterite film is removed after final annealing in a gas atmosphere adjusted to a predetermined oxidation state.

[0042] Оксид кремния, который является главным компонентом промежуточного слоя, предпочтительно представляет собой SiO_x (x=1,0-2,0). Когда оксид кремния представляет собой SiO_x (x=1,5-2,0), оксид кремния является более стабильным, что более предпочтительно.[0042] The silicon oxide which is the main component of the intermediate layer is preferably SiO _x (x=1.0-2.0). When the silicon oxide is SiO _x (x=1.5-2.0), the silicon oxide is more stable, which is more preferable.

[0043] Например, когда термическая обработка выполняется в условиях атмосферы газа: 20-80% N₂+80-20% H₂ (всего 100%), точка росы: от −20°C до 2°C, температура отжига: 600-1150°C, а время отжига: 10-600 секунд, может быть сформирован промежуточный слой, состоящий главным образом из оксида кремния. [0043] For example, when heat treatment is performed under gas atmosphere conditions: 20-80% N ₂ +80-20% H ₂ (total 100%), dew point: −20°C to 2°C, annealing temperature: 600 -1150°C, and annealing time: 10-600 seconds, an intermediate layer composed mainly of silicon oxide can be formed.

[0044] Когда толщина промежуточного слоя мала, эффект релаксации теплового напряжения может не проявляться в достаточной степени. Следовательно, толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет в среднем 2 нм или больше. Толщина промежуточного слоя более предпочтительно составляет 5 нм или больше. С другой стороны, когда толщина промежуточного слоя является большой, толщина становится неравномерной, и в слое могут возникать такие дефекты, как пустоты и трещины. Следовательно, толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет в среднем 400 нм или меньше, а более предпочтительно 300 нм или меньше. Способ измерения толщины промежуточного слоя будет описан позже.[0044] When the thickness of the intermediate layer is small, the thermal stress relaxation effect may not be sufficiently exhibited. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 2 nm or more on average. The thickness of the intermediate layer is more preferably 5 nm or more. On the other hand, when the thickness of the intermediate layer is large, the thickness becomes uneven and defects such as voids and cracks may occur in the layer. Therefore, the thickness of the intermediate layer is preferably 400 nm or less on average, and more preferably 300 nm or less. The method for measuring the thickness of the intermediate layer will be described later.

[0045] Промежуточный слой может быть внешне окисленной пленкой, сформированной путем внешнего окисления. Внешне окисленная пленка представляет собой оксидную пленку, сформированную в атмосфере газа, имеющей низкую степень окисления, и означает оксид, образовавшийся в виде пленки на поверхности стального листа после того, как легирующий элемент (Si) в стальном листе продиффундировал на поверхность стального листа.[0045] The intermediate layer may be an externally oxidized film formed by external oxidation. The externally oxidized film is an oxide film formed in a gas atmosphere having a low oxidation state, and means an oxide formed as a film on the surface of the steel sheet after the alloying element (Si) in the steel sheet has diffused onto the surface of the steel sheet.

[0046] Как описано выше, промежуточный слой содержит в качестве главного компонента кремнезем (оксид кремния). В дополнение к оксиду кремния, промежуточный слой может содержать оксид легирующего элемента, содержащегося в основном стальном листе. Таким образом, он может содержать любой оксид Fe, Mn, Cr, Cu, Sn, Sb, Ni, V, Nb, Mo, Ti, Bi и Al, или их сложный оксид. Промежуточный слой может также содержать металлические зерна Fe или т.п. Кроме того, промежуточный слой может содержать примеси, если только при этом эффект не ухудшается.[0046] As described above, the intermediate layer contains silica (silicon oxide) as the main component. In addition to silicon oxide, the intermediate layer may contain an oxide of an alloying element contained in the base steel sheet. Thus, it may contain any oxide of Fe, Mn, Cr, Cu, Sn, Sb, Ni, V, Nb, Mo, Ti, Bi and Al, or a composite oxide thereof. The intermediate layer may also contain Fe metal grains or the like. In addition, the intermediate layer may contain impurities, as long as the effect is not impaired.

[0047] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления средняя толщина промежуточного слоя в части канавки равна умноженной на 0,5 или больше и 3,0 или меньше средней толщине промежуточного слоя вне части канавки. При такой конфигурации высокая адгезия изоляционного покрытия может поддерживаться даже в части канавки.[0047] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the average thickness of the intermediate layer in the groove portion is 0.5 times or more times and 3.0 or less of the average thickness of the intermediate layer outside the groove portion. With such a configuration, high adhesion of the insulation coating can be maintained even in the groove portion.

[0048] Средняя толщина промежуточного слоя вне области деформации может быть измерена с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) способом, который будет описан позже. Кроме того, средняя толщина промежуточного слоя в части канавки также может быть измерена тем же самым способом. В частности, средняя толщина промежуточного слоя в части канавки и средняя толщина промежуточного слоя вне части канавки могут быть измерены описанным ниже способом.[0048] The average thickness of the intermediate layer outside the deformation region can be measured using a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) in a manner that will be described later. In addition, the average thickness of the intermediate layer in the groove part can also be measured in the same way. Specifically, the average thickness of the intermediate layer in the groove portion and the average thickness of the intermediate layer outside the groove portion can be measured by the method described below.

[0049] Сначала вырезают тестовый образец так, чтобы направление реза было параллельно направлению по толщине листа (в частности, тестовый образец вырезают так, чтобы поверхность среза была параллельна направлению по толщине листа и перпендикулярна направлению прокатки), и наблюдают структуру этого сечения с помощью СЭМ с увеличением, при котором каждый из слоев (то есть основной стальной лист, промежуточный слой и изоляционное покрытие) входит в наблюдаемое поле зрения. То, сколько слоев включает структура сечения, можно определить по изображению в обратно рассеянных электронах (изображению COMPO).[0049] First, a test piece is cut so that the cutting direction is parallel to the sheet thickness direction (in particular, the test piece is cut so that the cut surface is parallel to the sheet thickness direction and perpendicular to the rolling direction), and the structure of this section is observed by SEM with the magnification at which each of the layers (i.e. the base steel sheet, the intermediate layer and the insulating coating) enters the observed field of view. How many layers the cross section structure includes can be determined from the backscattered electron image (COMPO image).

[0050] Для того, чтобы идентифицировать каждый из слоев в структуре сечения, проводят линейный анализ в направлении по толщине листа с использованием энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (СЭМ-EDS) и выполняют количественный анализ химического состава каждого из слоев. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов: Fe, Cr, P, Si и O. «Атомный %», описанный ниже, является не абсолютным значением атомного %, а относительным значением, вычисляемым на основе интенсивности рентгеновского излучения, соответствующей этим пяти элементам.[0050] In order to identify each of the layers in the cross-sectional structure, a linear analysis is carried out in the thickness direction of the sheet using energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) and a quantitative analysis of the chemical composition of each of the layers is performed. The elements to be quantified are the five elements: Fe, Cr, P, Si, and O. The "atomic %" described below is not an absolute atomic % value, but a relative value calculated based on the X-ray intensity corresponding to these five elements. .

[0051] Далее предполагается, что относительное значение, измеренное с помощью СЭМ-EDS, представляет собой конкретное числовое значение, полученное путем выполнения линейного анализа с помощью сканирующего электронного микроскопа (NB5000) производства компании Hitachi High-Technologies Corporation и анализатора EDS (XFlash (r) 6|30) производства компании Bruker AXS GmbH, и ввода полученных результатов в программное обеспечение (ESPRIT 1.9) производства компании Bruker AXS GmbH для расчета. Кроме того, относительное значение, измеренное с помощью ПЭМ-EDS, должно быть конкретным числовым значением, полученным путем выполнения линейного анализа с помощью просвечивающего электронного микроскопа (JEM-2100F) производства компании JEOL Ltd. и энергодисперсионного рентгеновского анализатора (JED-2300T) производства компании JEOL Ltd., и ввода результатов в программное обеспечение для обсчета данных EDS (аналитическая станция) производства компании JEOL Ltd. Конечно же, измерение с помощью СЭМ-EDS и ПЭМ-EDS не ограничено примерами, показанными ниже.[0051] It is further assumed that the relative value measured by the SEM-EDS is a specific numerical value obtained by performing a linear analysis using a scanning electron microscope (NB5000) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation and an EDS analyzer (XFlash (r ) 6|30) manufactured by Bruker AXS GmbH, and entering the results into the software (ESPRIT 1.9) manufactured by Bruker AXS GmbH for calculation. In addition, the relative value measured by TEM-EDS should be a specific numerical value obtained by performing line analysis with a transmission electron microscope (JEM-2100F) manufactured by JEOL Ltd. and an energy dispersive X-ray analyzer (JED-2300T) manufactured by JEOL Ltd., and inputting the results into the data calculation software EDS (Analytical Station) manufactured by JEOL Ltd. Of course, the measurement with SEM-EDS and TEM-EDS is not limited to the examples shown below.

[0052] Сначала основной стальной лист, промежуточный слой и изоляционное покрытие идентифицируют следующим образом на основе результатов наблюдения изображения COMPO и результатов количественного анализа СЭМ-EDS. А именно, когда есть область, в которой содержание Fe составляет 80 атомных % или больше, а содержание O составляет менее 30 атомных %, исключая шум измерения, а также линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как основной стальной лист, а области за включением основного стального листа определяются как промежуточный слой и изоляционное покрытие.[0052] First, the base steel sheet, the intermediate layer, and the insulating coating are identified as follows based on the observation results of the COMPO image and the quantitative analysis results of SEM-EDS. Namely, when there is a region in which the Fe content is 80 atomic % or more and the O content is less than 30 atomic %, excluding the measurement noise, as well as the line segment (thickness) on the line analysis scan line corresponding to this region is 300 nm or more, this area is defined as the main steel sheet, and the areas beyond the inclusion of the main steel sheet are defined as the intermediate layer and the insulating coating.

[0053] В результате наблюдения области за исключением основного стального листа, идентифицированного выше, когда имеется область, в которой содержание P составляет 5 атомных % или больше, а содержание O составляет 30 атомных % или больше, исключая шум измерения, а также линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как изоляционное покрытие.[0053] As a result of observing a region other than the base steel sheet identified above, when there is a region in which the P content is 5 atomic % or more and the O content is 30 atomic % or more, excluding measurement noise as well as a line segment ( thickness) on the line analysis scan line corresponding to this area is 300 nm or more, this area is defined as an insulating coating.

[0054] Когда вышеописанная область, которая является изоляционным покрытием, идентифицирована, выделения или включения, содержащиеся в пленке, не включаются в цели для определения, и область, которая удовлетворяет вышеописанным результатам количественного анализа в качестве матричной фазы, определяется как изоляционное покрытие. Например, когда по изображению COMPO или результатам линейного анализа подтверждается, что выделения или включения присутствуют на линии сканирования линейного анализа, определение выполняется на основе результатов количественного анализа матричной фазы без включения этой области. Выделения или включения можно отличить от матричной фазы по контрасту на изображении COMPO, а также по количеству составляющих элементов в результатах количественного анализа.[0054] When the above-described area, which is the insulating coating, is identified, the precipitates or inclusions contained in the film are not included in the determination targets, and the area that satisfies the above quantitative analysis results as the matrix phase is determined as the insulating coating. For example, when it is confirmed from the COMPO image or line analysis results that highlights or inclusions are present in the line analysis scan line, determination is made based on the matrix phase quantification results without including this region. Highlights or inclusions can be distinguished from the matrix phase by the contrast in the COMPO image, as well as by the number of constituent elements in the quantification results.

[0055] Когда имеется область за исключением идентифицированных выше основного стального листа и изоляционного покрытия, и линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как промежуточный слой. Промежуточный слой может удовлетворять среднему содержанию Si 20 атомных % или более и среднему содержанию O 30 атомных % или более в качестве общего среднего (например, среднего арифметического атомных процентов каждого из элементов, измеренных в каждой из точек измерения на линии сканирования). Результаты количественного анализа промежуточного слоя являются результатами количественного анализа матричной фазы, которые не включают результаты анализа выделений или включений, содержащихся в промежуточном слое.[0055] When there is an area other than the base steel sheet and the insulation coating identified above, and the line segment (thickness) on the line analysis scan line corresponding to this area is 300 nm or more, this area is defined as an intermediate layer. The intermediate layer may satisfy an average Si content of 20 atomic % or more and an average O content of 30 atomic % or more as an overall average (for example, the arithmetic average of the atomic percent of each of the elements measured at each of the measurement points on the scan line). The results of the quantitative analysis of the intermediate layer are the results of quantitative analysis of the matrix phase, which does not include the results of the analysis of precipitates or inclusions contained in the intermediate layer.

[0056] Идентификация каждого из слоев и измерение толщины с помощью описанного выше наблюдения изображения COMPO и количественного анализа СЭМ-EDS выполняют в пяти или более местах с разными полями зрения. Среднее арифметическое значение получается из значений, исключающих максимальное значение и минимальное значение среди толщин слоев, полученных в целом в пяти или более местах, и это среднее значение используется в качестве толщины каждого из слоев. Однако толщина оксидной пленки, которая является промежуточным слоем, измеряется в положении, в котором при наблюдении морфологии можно определить, что это область внешнего окисления, а не область внутреннего окисления, и получается ее среднее значение. Толщина (средняя толщина) изоляционного покрытия и промежуточного слоя может быть измерена с помощью такого способа.[0056] The identification of each of the layers and the measurement of the thickness using the COMPO image observation described above and the SEM-EDS quantitative analysis are performed at five or more locations with different fields of view. The arithmetic average is obtained from the values excluding the maximum value and the minimum value among the layer thicknesses obtained in total at five or more locations, and this average value is used as the thickness of each of the layers. However, the thickness of the oxide film, which is the intermediate layer, is measured at a position at which, by observing the morphology, it can be determined that it is an external oxidation region and not an internal oxidation region, and its average value is obtained. The thickness (average thickness) of the insulation coating and the intermediate layer can be measured by such a method.

[0057] Когда имеется слой, в котором линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа составляет менее 300 нм в по меньшей мере одной из вышеописанных пяти или более наблюдаемых полях зрения, соответствующий слой подробно изучают с помощью ПЭМ и выполняют идентификацию соответствующего слоя и измерение толщины с помощью ПЭМ.[0057] When there is a layer in which the linear segment (thickness) on the line analysis scan line is less than 300 nm in at least one of the above five or more observed fields of view, the corresponding layer is examined in detail using TEM and identification of the corresponding layer is performed and thickness measurement with TEM.

[0058] Более конкретно, тестовый образец, включающий слой, подлежащий подробному изучению с использованием ПЭМ, вырезают путем обработки сфокусированным ионным пучком (ФИП) так, чтобы направление реза было параллельно направлению по толщине листа (в частности, тестовый образец вырезают так, чтобы поверхность среза была параллельна направлению по толщине листа и перпендикулярна направлению прокатки), и наблюдают структуру этой поверхности среза (на светлопольном изображении) с помощью сканирующего ПЭМ (СПЭМ) с увеличением, при котором соответствующий слой входит в наблюдаемое поле зрения. Когда каждый из слоев не входит в наблюдаемое поле зрения, структуру сечения наблюдают во множестве непрерывных полей зрения.[0058] More specifically, the test piece including the layer to be examined in detail using TEM is cut by focused ion beam processing (FIB) so that the cut direction is parallel to the thickness direction of the sheet (specifically, the test piece is cut so that the surface of the cut was parallel to the thickness direction of the sheet and perpendicular to the rolling direction), and the structure of this cut surface (on a bright-field image) is observed using a scanning TEM (STEM) with a magnification at which the corresponding layer enters the observed field of view. When each of the layers is not included in the observed field of view, the structure of the section is observed in multiple continuous fields of view.

[0059] Для того, чтобы идентифицировать каждый из слоев в структуре сечения, выполняют линейный анализ в направлении по толщине листа с использованием ПЭМ-EDS и проводят количественный анализ химического состава каждого слоя. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов: Fe, Cr, P, Si и O.[0059] In order to identify each of the layers in the cross-sectional structure, a linear analysis is performed in the thickness direction of the sheet using TEM-EDS, and a quantitative analysis of the chemical composition of each layer is carried out. The elements to be quantified are five elements: Fe, Cr, P, Si, and O.

[0060] Каждый из слоев идентифицируют и измеряют толщину каждого из слоев на основе результатов наблюдения светлопольного ПЭМ-изображения и результатов количественного анализа ПЭМ-EDS, описанного выше. Способ идентификации каждого из слоев и способ измерения толщины каждого из слоев с использованием ПЭМ может быть выполнен в соответствии с вышеописанным способом, использующим СЭМ.[0060] Each of the layers is identified and the thickness of each of the layers is measured based on the observation results of the bright-field TEM image and the results of the quantitative TEM-EDS analysis described above. The method for identifying each of the layers and the method for measuring the thickness of each of the layers using TEM may be performed in accordance with the above-described method using SEM.

[0061] Когда толщина каждого из слоев, идентифицированных с помощью ПЭМ, составляет 5 нм или меньше, с точки зрения пространственного разрешения предпочтительно использовать ПЭМ, имеющий функцию коррекции сферической аберрации. Кроме того, когда толщина каждого из слоев составляет 5 нм или меньше, может выполняться точечный анализ в направлении по толщине листа с интервалами, например, 2 нм или меньше, может быть измерен линейный сегмент (толщина) каждого из слоев, и этот линейный сегмент может быть принят за толщину каждого слоя. Например, когда используется ПЭМ, имеющий функцию коррекции сферической аберрации, анализ EDS может быть выполнен с пространственным разрешением примерно 0,2 нм.[0061] When the thickness of each of the layers identified by the TEM is 5 nm or less, it is preferable in terms of spatial resolution to use a TEM having a spherical aberration correction function. In addition, when the thickness of each of the layers is 5 nm or less, point analysis in the sheet thickness direction can be performed at intervals of, for example, 2 nm or less, a line segment (thickness) of each of the layers can be measured, and this line segment can be be taken as the thickness of each layer. For example, when a TEM having a spherical aberration correction function is used, an EDS analysis can be performed with a spatial resolution of about 0.2 nm.

[0062] Поскольку в вышеописанном способе идентификации каждого из слоев сначала идентифицируют основной стальной лист во всей области, затем идентифицируют изоляционное покрытие в оставшейся части и, наконец, остальное определяется как промежуточный слой, в случае листа анизотропной электротехнической стали, который удовлетворяет конфигурации настоящего варианта осуществления, нет никакой неидентифицированной области, кроме вышеописанных слоев.[0062] Since in the above-described method of identifying each of the layers, the main steel sheet in the entire area is first identified, then the insulating coating in the remaining part is identified, and finally the rest is determined as the intermediate layer, in the case of an anisotropic electrical steel sheet that satisfies the configuration of the present embodiment , there is no unidentified area other than the layers described above.

(Изоляционное покрытие)(Insulating coating)

[0063] Изоляционное покрытие представляет собой стекловидное изоляционное покрытие, формируемое путем нанесения раствора, состоящего главным образом из фосфата и коллоидного кремнезема (SiO₂), на поверхность промежуточного слоя и его прокаливания. Альтернативно, раствор, состоящий главным образом из золя глинозема и борной кислоты, может быть нанесен на поверхность промежуточного слоя и прокален для формирования изоляционного покрытия. Это изоляционное покрытие может обеспечивать высокое поверхностное натяжение основного стального листа. Изоляционное покрытие составляет, например, самую внешнюю поверхность листа анизотропной электротехнической стали.[0063] The insulating coating is a vitreous insulating coating formed by applying a solution consisting mainly of phosphate and colloidal silica (SiO ₂ ) to the surface of the intermediate layer and baking it. Alternatively, a solution consisting primarily of an alumina sol and boric acid may be applied to the surface of the intermediate layer and calcined to form an insulating coating. This insulating coating can provide a high surface tension of the base steel sheet. The insulating coating constitutes, for example, the outermost surface of the anisotropic electrical steel sheet.

[0064] Средняя толщина изоляционного покрытия предпочтительно составляет 0,1-10 мкм. Когда толщина изоляционного покрытия составляет менее 0,1 мкм, адгезия изоляционного покрытия не может быть улучшена, и может быть трудно приложить требуемое поверхностное натяжение к стальному листу. Следовательно, эта толщина предпочтительно составляет в среднем 0,1 мкм или больше, а более предпочтительно 0,5 мкм или больше.[0064] The average thickness of the insulating coating is preferably 0.1-10 microns. When the thickness of the insulation coating is less than 0.1 µm, the adhesion of the insulation coating cannot be improved, and it may be difficult to apply the required surface tension to the steel sheet. Therefore, this thickness is preferably 0.1 µm or more on average, and more preferably 0.5 µm or more.

[0065] Когда средняя толщина изоляционного покрытия составляет более чем 10 мкм, в изоляционном покрытии могут возникать трещины на стадии формирования изоляционного покрытия. Поэтому средняя толщина предпочтительно составляет в среднем 10 мкм или меньше, а более предпочтительно 5 мкм или меньше.[0065] When the average thickness of the insulation coating is more than 10 µm, cracks may occur in the insulation coating at the stage of forming the insulation coating. Therefore, the average thickness is preferably 10 µm or less on average, and more preferably 5 µm or less.

[0066] Принимая во внимание недавние экологические проблемы, средняя концентрация Cr в химическом составе изоляционного покрытия предпочтительно ограничена величиной менее 0,10 атомных %, а более предпочтительно менее 0,05 атомных %.[0066] In view of recent environmental concerns, the average concentration of Cr in the chemical composition of the insulation coating is preferably limited to less than 0.10 atomic %, and more preferably less than 0.05 atomic %.

[0067] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления средняя толщина изоляционного покрытия вне части канавки составляет 0,1 мкм или больше и 10 мкм или меньше, а более предпочтительно глубина основного стального листа от поверхности изоляционного покрытия в части канавки до дна части канавки в направлении по толщине листа составляет 15,1 мкм или больше и 50 мкм или меньше. При такой конфигурации можно получить эффект, при котором одновременно могут быть получены хорошие свойства адгезии и магнитных потерь изоляционного покрытия.[0067] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the average thickness of the insulation coating outside the groove portion is 0.1 μm or more and 10 μm or less, and more preferably, the depth of the base steel sheet from the surface of the insulation coating in the groove portion to the bottom part of the groove in the sheet thickness direction is 15.1 µm or more and 50 µm or less. With such a configuration, an effect can be obtained in which good adhesion properties and magnetic loss properties of the insulating coating can be simultaneously obtained.

(Канавка)(Groove)

[0068] Канавка, формируемая в основном стальном листе, будет описана со ссылкой на Фиг. 3. Как показано на Фиг. 3, канавка G сформирована в поверхности основного стального листа 1 листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Фиг. 3 – это схематичный вид, показывающий сечение основного стального листа 1, параллельное направлению прокатки и направлению по толщине листа. На основном стальном листе 1 образован промежуточный слой 4, показанный на Фиг. 2. Поскольку промежуточный слой 4 имеет меньшую толщину, чем другие слои, промежуточный слой 4 на Фиг. 3 представлен линией. Изоляционное покрытие 3 сформировано на промежуточном слое 4.[0068] A groove formed in a base steel sheet will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, a groove G is formed in the surface of the base steel sheet 1 of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment. Fig. 3 is a schematic view showing a section of the base steel sheet 1 parallel to the rolling direction and the thickness direction of the sheet. On the base steel sheet 1, an intermediate layer 4 is formed as shown in FIG. 2. Because the intermediate layer 4 is thinner than the other layers, the intermediate layer 4 in FIG. 3 is represented by a line. An insulating coating 3 is formed on the intermediate layer 4.

[0069] Как показано на Фиг. 3, прямая линия s’ представляет собой прямую линию, которая находится на расстоянии 1 мкм от прямой линии s, находящейся на поверхности той области основного стального листа 1, в которой не сформирована канавка G, и параллельна этой прямой линии s. Как показано на Фиг. 3, пересечение наклонной поверхности канавки G и прямой линии s’ определяется как концевой участок e или концевой участок e’ канавки G. Прямая линия s может быть определена способом, показанным на Фиг. 3, например, на основе изображения СЭМ-фотографии или ПЭМ-фотографии. То есть участок, на котором граница раздела между основным стальным листом 1 и изоляционным покрытием 3 является практически горизонтальной (область, в которой не сформирована канавка G), идентифицируется путем наблюдения изображений СЭМ-фотографии и ПЭМ-фотографии. Тогда прямая линия, которая проходит через такую границу раздела и является горизонтальной, определяется как прямая линия s.[0069] As shown in FIG. 3, the straight line s' is a straight line which is at a distance of 1 μm from the straight line s located on the surface of that area of the base steel sheet 1 in which the groove G is not formed and is parallel to this straight line s. As shown in FIG. 3, the intersection of the sloped surface of the groove G and the straight line s' is defined as the end portion e or the end portion e' of the groove G. The straight line s can be defined in the manner shown in FIG. 3, for example, based on an image of a SEM photograph or a TEM photograph. That is, a portion where the interface between the base steel sheet 1 and the insulating cover 3 is substantially horizontal (the region in which the groove G is not formed) is identified by observing the SEM photograph and TEM photograph images. Then a straight line that passes through such an interface and is horizontal is defined as a straight line s.

[0070] Ширина W_G канавки G определяется как расстояние между концевым участком e и концевым участком e’ в направлении, параллельном поверхности той области основного стального листа 1, в которой не сформирована канавка G. Кроме того, в направлении, ортогональном прямой линии s, наиболее удаленная от прямой линии s точка на наклонной поверхности канавки G определяется как дно b канавки G. Кратчайшее расстояние от дна b до прямой s’ определяется как глубина D_G канавки G.[0070] The width W _G of the groove G is defined as the distance between the end portion e and the end portion e' in a direction parallel to the surface of that region of the base steel sheet 1 in which the groove G is not formed. In addition, in a direction orthogonal to the straight line s, the point farthest from the straight line s on the sloped surface of the groove G is defined as the bottom b of the groove G. The shortest distance from the bottom b to the straight line s' is defined as the depth D _G of the groove G.

[0071] На сечении, показанном на Фиг. 3, область, отсеченная прямой линией m, которая проходит через концевой участок e и ортогональна прямой линии s, и прямой линией m’, которая проходит через концевой участок e’ и ортогональна прямой линии s, упоминается как часть канавки R_G. То есть, на Фиг. 3 изоляционное покрытие 3 части канавки R_G является областью изоляционного покрытия 3, расположенной между прямой линией m, которая проходит через концевой участок e и ортогональна прямой линии s, и прямой линией m’, которая проходит через концевой участок e’ и ортогональна прямой линии s. Кроме того, изоляционное покрытие 3 вне части канавки R_G означает область изоляционного покрытия 3 за исключением вышеописанного изоляционного покрытия 3 части канавки R_G на Фиг. 3. Направление, ортогональное прямой линии s, может быть параллельным направлению по толщине основного стального листа 1.[0071] In the section shown in FIG. 3, the area cut off by the straight line m which passes through the end portion e and is orthogonal to the straight line s and the straight line m' which passes through the end portion e' and is orthogonal to the straight line s is referred to as a part of the groove R _G . That is, in Fig. 3, the insulating cover 3 of the groove part R _G is the area of the insulating cover 3 located between the straight line m which passes through the end portion e and is orthogonal to the straight line s, and the straight line m' which passes through the end portion e' and is orthogonal to the straight line s . In addition, the insulating cover 3 outside the groove part R _G means the area of the insulating cover 3 except for the above-described insulating cover 3 of the groove part R _G in FIG. 3. The direction orthogonal to the straight line s may be parallel to the thickness direction of the base steel sheet 1.

[0072] Обычно, поскольку канавки формируются с заданными интервалами вдоль направления прокатки в направлении, пересекающем направление прокатки, множество канавок G формируются прерывисто в направлении прокатки. Таким образом, область между N-ой частью канавки, отсчитанной в направлении прокатки, и, например, N+1-ой частью канавки (или N-1-ой частью канавки), смежной с N-ой частью канавки в направлении прокатки, может упоминаться как область вне части канавки.[0072] Generally, since grooves are formed at predetermined intervals along the rolling direction in a direction crossing the rolling direction, a plurality of grooves G are formed discontinuously in the rolling direction. Thus, the area between the Nth groove portion counted in the rolling direction and, for example, the N+1th groove portion (or the N-1th groove portion) adjacent to the Nth groove portion in the rolling direction may referred to as the area outside the groove part.

[0073] Ширина W_G канавки G предпочтительно составляет 10 мкм или больше, а более предпочтительно 20 мкм или больше. Ширина W_G канавки G предпочтительно составляет 500 мкм или меньше, а более предпочтительно 100 мкм или меньше.[0073] The width W _G of the groove G is preferably 10 µm or more, and more preferably 20 µm or more. The width W _G of the groove G is preferably 500 µm or less, and more preferably 100 µm or less.

[0074] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления доля площади пустот в изоляционном покрытии части канавки составляет 15% или меньше. При такой конфигурации может быть получен тот эффект, что адгезия изоляционного покрытия хорошая. Значение нижнего предела доли площади пустот конкретно не ограничено и может составлять 0%.[0074] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the void area ratio of the insulating coating of the groove portion is 15% or less. With such a configuration, the effect that the adhesion of the insulation coating is good can be obtained. The value of the lower limit of the void area ratio is not particularly limited, and may be 0%.

[0075] Доля площади пустот в изоляционном покрытии описанной выше части канавки может быть выявлена следующим способом. Изоляционное покрытие, идентифицированное вышеописанным способом, наблюдают с помощью ПЭМ (светлопольное изображение). На таком светлопольном изображении белая область становится пустотой. Является ли эта белая область пустотой, может быть четко определено, например, с помощью EDS-анализа СЭМ или ПЭМ. Доля площади пустот в изоляционном покрытии в описанной выше части канавки может быть получена путем бинаризации области, которая является пустотой, и области, которая не является пустотой, в изоляционном покрытии в наблюдаемом поле зрения и выполнения анализа изображения. Более конкретно, отношение числа пикселей, которые бинаризованы к белому, к числу пикселей в области изоляционного покрытия части канавки (области изоляционного покрытия 3, расположенной между прямой линией m и прямой линией m’) определяется как доля площади этой пустоты. При бинаризации изображения для выполнения анализа изображения изображение может бинаризоваться путем ручной раскраски пустот на фотографии структуры на основе вышеописанного результата различения пустот.[0075] The void area ratio of the insulation coating of the above-described groove portion can be detected by the following method. The insulating coating identified by the above method is observed by TEM (bright field image). In such a bright field image, the white area becomes a void. Whether this white area is a void can be clearly determined, for example, using SEM or TEM EDS analysis. The void area ratio of the insulation coating in the above-described groove portion can be obtained by binarizing the area that is void and the area that is not void in the insulation coating in the observed field of view and performing image analysis. More specifically, the ratio of the number of pixels that are binarized to white to the number of pixels in the insulation cover area of the groove part (the area of the insulation cover 3 located between the straight line m and the straight line m') is defined as the area ratio of this void. When binarizing an image to perform image analysis, the image may be binarized by manually coloring the voids in the photograph of the structure based on the void discrimination result described above.

[0076] Для одной и той же части канавки доля площади пустот измеряется в трех или более положениях с интервалом 50 мм или больше в направлении, перпендикулярном направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа, и среднеарифметическое значение этих долей площади принимается за долю площади пустот в изоляционном покрытии части канавки. В части канавки может присутствовать расплавленная часть, образующаяся при плавлении основного стального листа за счет облучения лучом лазера или т.п. Доля площади пустот определяется площадью пустот в части канавки по отношении к площади изоляционного покрытия, включая пустоты, за исключением такой расплавленной части.[0076] For the same part of the groove, the void area fraction is measured at three or more positions with an interval of 50 mm or more in the direction perpendicular to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet, and the arithmetic average of these area fractions is taken as the void area fraction in the insulating coating of a part of the groove. In the groove part, there may be a molten part generated by melting the base steel sheet by irradiating with a laser beam or the like. The void area ratio is determined by the area of the voids in the groove portion in relation to the area of the insulating coating, including voids, excluding such a melted portion.

[0077] Фиг. 4 показывает пример СЭМ-изображения сечения листа анизотропной электротехнической стали (плоскостью, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа), снятого с частью канавки в поле зрения. На изображении по Фиг. 4 трещины в изоляционном покрытии выглядят белыми.[0077] FIG. 4 shows an example SEM image of a cross section of an anisotropic electrical steel sheet (with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet) taken with part of the groove in view. In the image of Fig. 4 cracks in the insulation coating appear white.

[0078] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления на виде в сечении плоскостью, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа, более предпочтительно, глубина D_G (то есть кратчайшее расстояние от дна b до прямой линии s’) в направлении по толщине основного стального листа 1 от поверхности основного стального листа 1 вне части канавки R_G до дна b части канавки R_G составляет 15 мкм или больше и 40 мкм или меньше. Глубина D_G более предпочтительно составляет 20 мкм или больше и 40 мкм или меньше. При такой конфигурации может быть получен тот эффект, при котором магнитный домен подразделяется и уменьшаются магнитные потери. Когда глубина D_G является слишком большой, промежуточный слой и внутренне окисленный слой становятся глубокими, и пустоты будут с большой вероятностью образовываться в изоляционном покрытии, и адгезия изоляционного покрытия может ухудшиться.[0078] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, in a sectional view with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet, more preferably, the depth D _G (that is, the shortest distance from the bottom b to the straight line s' ) in the thickness direction of the main steel sheet 1 from the surface of the main steel sheet 1 outside the groove part R _G to the bottom b of the groove part R _G is 15 µm or more and 40 µm or less. The depth D _G is more preferably 20 µm or more and 40 µm or less. With such a configuration, the effect that the magnetic domain is subdivided and the magnetic loss is reduced can be obtained. When the depth D _G is too large, the intermediate layer and the internally oxidized layer become deep, and voids are likely to be formed in the insulation coating, and the adhesion of the insulation coating may deteriorate.

[0079] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, более предпочтительно, канавка G выполнена непрерывно или прерывисто, если смотреть в направлении, перпендикулярном поверхности основного стального листа 1. Тот факт, что канавка G выполнена непрерывно, означает, что канавка G сформирована на 5 мм или больше в направлении, пересекающем направление прокатки основного стального листа 1. Тот факт, что канавка G выполнена прерывисто, означает, что в направлении, пересекающем направление прокатки основного стального листа 1, сформирована точечная канавка G или прерывающаяся линейная канавка G с 5 мм или меньше. При такой конфигурации может быть получен тот эффект, при котором магнитный домен подразделяется и уменьшаются магнитные потери.[0079] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, more preferably, the groove G is formed continuously or discontinuously when viewed in a direction perpendicular to the surface of the base steel sheet 1. The fact that the groove G is formed continuously means that the groove G is formed by 5 mm or more in the direction crossing the rolling direction of the base steel sheet 1. The fact that the groove G is intermittently formed means that a point groove G or an interrupted linear groove G is formed in the direction crossing the rolling direction of the base steel sheet 1 with 5 mm or less. With such a configuration, the effect that the magnetic domain is subdivided and the magnetic loss is reduced can be obtained.

(Внутренне окисленная часть)(Internally oxidized part)

[0080] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления между основным стальным листом и промежуточным слоем может присутствовать внутренне окисленная часть. Внутренне окисленная часть представляет собой окисленную область, сформированную в атмосфере газа, имеющей относительно высокую степень окисления, и представляет собой окисленную область, образовавшуюся в форме островка внутри основного стального листа, почти без диффузии легирующих элементов в основном стальном листе. [0080] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, an internally oxidized portion may be present between the base steel sheet and the intermediate layer. The internally oxidized portion is an oxidized region formed in a gas atmosphere having a relatively high oxidation state, and is an oxidized region formed in the form of an island inside the base steel sheet with almost no diffusion of alloying elements in the base steel sheet.

[0081] Эта внутренне окисленная часть имеет вид, при котором она проходит от границы раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем в сторону основного стального листа, если смотреть на поверхности среза, параллельной направлению по толщине листа. Эта внутренне окисленная часть образована окисленной областью, которая растет от промежуточного слоя около границы раздела в качестве исходной точки к основному стальному листу.[0081] This internally oxidized portion has the form that it extends from the interface between the base steel sheet and the intermediate layer toward the base steel sheet when viewed from a cut surface parallel to the thickness direction of the sheet. This internally oxidized portion is formed by an oxidized region that grows from the intermediate layer near the interface as a starting point to the base steel sheet.

[0082] Например, когда внутренне окисленная часть формируется на поверхности вне части канавки на поверхности основного стального листа, гладкость поверхности основного стального листа ухудшается, и магнитные потери увеличиваются. Поэтому чем меньше становится доля площади внутренне окисленных частей, тем это более предпочтительно. В частности, внутренне окисленная часть, перпендикулярная границе раздела и имеющая максимальную глубину 0,2 мкм или больше от границы раздела с основным стальным листом, значительно портит гладкость поверхности основного стального листа и ухудшает магнитные потери. Поэтому предпочтительно уменьшать внутренне окисленную часть, имеющую максимальную глубину 0,2 мкм или больше.[0082] For example, when an internally oxidized portion is formed on the surface outside the groove portion on the surface of the base steel sheet, the surface smoothness of the base steel sheet deteriorates and the magnetic loss increases. Therefore, the smaller the area ratio of internally oxidized parts becomes, the more preferable it is. In particular, an internally oxidized portion perpendicular to the interface and having a maximum depth of 0.2 µm or more from the interface with the base steel sheet greatly degrades the surface smoothness of the base steel sheet and deteriorates the magnetic loss. Therefore, it is preferable to reduce the internally oxidized portion having a maximum depth of 0.2 µm or more.

[0083] Хотя внутренне окисленная часть может расти до максимальной глубины примерно 0,5 мкм в соответствии с условиями производства, эффект, при котором магнитные потери не ухудшаются, может быть получен при задании верхнего предела максимальной глубины интересующей окисленной области равным 0,2 мкм.[0083] Although the internally oxidized portion can grow to a maximum depth of about 0.5 µm according to manufacturing conditions, an effect in which magnetic loss is not degraded can be obtained by setting the upper limit of the maximum depth of the oxidized region of interest to 0.2 µm.

[0084] Хотя причина образования внутренне окисленной части внутри основного стального листа не ясна, предполагается, что при формировании изоляционного покрытия на поверхности промежуточного слоя некоторая часть фосфорной кислоты и т.п., содержащейся в изоляционном покрытии, разлагается, образующиеся при этом разложении водяной пар или кислород внутренне окисляет основной стальной лист, и таким образом образуется внутренне окисленная часть. Альтернативно, предполагается, что условия процесса формирования изоляционного покрытия также влияют на образование внутренне окисленной части.[0084] Although the reason for the formation of an internally oxidized part inside the base steel sheet is not clear, it is assumed that when the insulation coating is formed on the surface of the intermediate layer, some of the phosphoric acid and the like contained in the insulation coating is decomposed, resulting in the decomposition of water vapor or oxygen internally oxidizes the base steel sheet, and thus an internally oxidized portion is formed. Alternatively, it is assumed that the conditions of the process of forming the insulating coating also affect the formation of the internally oxidized part.

[0085] Как и промежуточный слой, внутренне окисленная часть содержит в качестве главного компонента кремнезем (оксид кремния). В дополнение к оксиду кремния внутренне окисленная часть может содержать оксид легирующего элемента, содержащегося в основном стальном листе. То есть, она может содержать любой оксид Fe, Mn, Cr, Cu, Sn, Sb, Ni, V, Nb, Mo, Ti, Bi и Al, или их сложный оксид. Внутренне окисленная часть может также содержать металлические зерна Fe или т.п. в дополнение к ним. Кроме того, внутренне окисленная часть может содержать примеси.[0085] Like the intermediate layer, the internally oxidized portion contains silica (silicon oxide) as the main component. In addition to silicon oxide, the internally oxidized portion may contain an oxide of an alloying element contained in the base steel sheet. That is, it may contain any oxide of Fe, Mn, Cr, Cu, Sn, Sb, Ni, V, Nb, Mo, Ti, Bi, and Al, or a composite oxide thereof. The internally oxidized portion may also contain Fe metal grains or the like. in addition to them. In addition, the internally oxidized portion may contain impurities.

[0086] В листе анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления на виде в сечении плоскостью, параллельной направлению по толщине основного стального листа, когда внутренне окисленная часть, имеющая максимальную глубину 0,2 мкм или больше, присутствующая в основном стальном листе в части канавки, выражена долей линейного сегмента на границе раздела между основным стальным листом и промежуточным слоем, эта внутренне окисленная часть может присутствовать в количестве 15% или меньше. Можно предпочтительно подавить отслаивание изоляционного покрытия, особенно в части канавки, контролируя долю образования внутренне окисленной части таким образом.[0086] In the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, in a sectional view with a plane parallel to the thickness direction of the base steel sheet, when an internally oxidized portion having a maximum depth of 0.2 µm or more present in the base steel sheet in part groove, expressed by the proportion of the linear segment at the interface between the base steel sheet and the intermediate layer, this internally oxidized portion may be present in an amount of 15% or less. It is possible to advantageously suppress peeling of the insulation coating, especially in the groove portion, by controlling the generation rate of the internally oxidized portion in this way.

[0087] Далее доля линейного сегмента для определения доли образования внутренне окисленной части в части канавки будет описана со ссылкой на Фиг. 5. Фиг. 5 представляет собой рисунок, показывающий сечение листа анизотропной электротехнической стали плоскостью, параллельной направлению прокатки и направлению по толщине основного стального листа. Фиг. 5 - это схематичный вид для пояснения, и поскольку промежуточный слой является очень тонким, промежуточный слой, присутствующий между изоляционным покрытием 3 и основным стальным листом 1, здесь опущен.[0087] Next, the proportion of the line segment for determining the proportion of formation of an internally oxidized portion in the groove portion will be described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a drawing showing a section of an anisotropic electrical steel sheet with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet. Fig. 5 is a schematic view for explanation, and since the intermediate layer is very thin, the intermediate layer present between the insulating coating 3 and the main steel sheet 1 is omitted here.

[0088] Как показано на Фиг. 5, доля линейного сегмента, представляющая долю образования внутренне окисленной части 5, определяется следующим образом. А именно, если смотреть на вышеописанное сечение, определяется линия L, которая находится на расстоянии 0,2 мкм от границы 6 раздела между изоляционным покрытием 3 и промежуточным слоем 4 (см. Фиг. 3) в части канавки и в ее окрестностях по основному стальному листу и следует за границей 6 раздела. Затем отношение общей длины d_n диапазона 5a, в котором внутренне окисленные части 5 присутствуют на линейном сегменте, к длине l участка (линейного сегмента), присутствующего между концевыми участками e и e’ канавки на линии L, определяется как доля линейного сегмента внутренне окисленной части 5. В частности, доля линейного сегмента внутренне окисленной части 5 определяется как процент значения, получаемого делением суммарного значения (Ʃd_n=d₁+d₂+...+d_n) длины d_n внутренне окисленной части 5 на длину l линейного сегмента, присутствующего между концевыми участками e и e’ канавки. То есть, доля линейного сегмента (%) = (Ʃd_n/l)×100. Вышеописанная линия L, в частности, представляет собой набор точек на нормальной криволинейной или прямой линии, представляющей границу 6 раздела, которая проходит через определенную точку на границе 6 раздела и находится на расстоянии 0,2 мкм от этой точки, и является кривой или прямой линией. Кроме того, длина d_n каждой из внутренне окисленных частей 5 является длиной диапазона 5a, в котором на линии L присутствует внутренне окисленная часть 5. Кроме того, измеряемая внутренне окисленная часть 5 является внутренне окисленной частью 5, имеющей максимальную глубину 0,2 мкм или больше от границы 6.[0088] As shown in FIG. 5, the proportion of the line segment representing the proportion of formation of the internally oxidized portion 5 is determined as follows. Namely, if you look at the above section, the line L is determined, which is located at a distance of 0.2 μm from the interface 6 between the insulating coating 3 and the intermediate layer 4 (see Fig. 3) in the part of the groove and in its vicinity along the main steel sheet and follows the boundary of section 6. Then, the ratio of the total length d _n of the band 5a in which the internally oxidized portions 5 are present on the linear segment to the length l of the portion (line segment) present between the end portions e and e' of the groove on the line L is determined as the proportion of the linear segment of the internally oxidized portion 5. In particular, the proportion of the linear segment of the internally oxidized part 5 is defined as the percentage of the value obtained by dividing the total value (Ʃd _n =d ₁ +d ₂ +...+d _n ) of the length d _n of the internally oxidized part 5 by the length l of the linear segment present between the end portions e and e' of the groove. That is, the share of the linear segment (%) = (Ʃd _n /l)×100. The above line L, in particular, is a set of points on a normal curved or straight line representing the interface 6, which passes through a certain point on the interface 6 and is at a distance of 0.2 μm from this point, and is a curved or straight line. . In addition, the length d _n of each of the internally oxidized parts 5 is the length of the range 5a in which the internally oxidized part 5 is present on the line L. In addition, the measured internally oxidized part 5 is an internally oxidized part 5 having a maximum depth of 0.2 μm or more from the border 6.

[0089] Что касается листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, то компонентный состав основного стального листа конкретно не ограничен. При этом, поскольку лист анизотропной электротехнической стали производится посредством различных процессов, компонентные составы стальных заготовок (слябов) и основных стальных листов, которые являются предпочтительными для производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления, будут описаны ниже. В дальнейшем %, относящийся к компонентному составу стальной заготовки и основного стального листа, означает мас.% по отношению к полной массе стальной заготовки или основного стального листа.[0089] With regard to the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment, the composition of the base steel sheet is not particularly limited. Meanwhile, since the anisotropic electrical steel sheet is produced by various processes, the component compositions of the steel billets (slabs) and base steel sheets that are preferable for the production of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment will be described below. In the following, % referring to the compositional composition of the steel billet and base steel sheet means mass % based on the total weight of the steel billet or base steel plate.

(Компонентный состав основного стального листа)(Component composition of the main steel sheet)

[0090] Основной стальной лист электротехнического стального листа в соответствии с настоящим изобретением содержит, например, Si: 0,8-7,0%, а также C: 0,005% или меньше, N: 0,005% или меньше, суммарное количество S и Se: 0,005% или меньше, кислоторастворимый Al: 0,005% или меньше, а остальное в нем состоит из Fe и примесей.[0090] The base steel sheet of the electrical steel sheet according to the present invention contains, for example, Si: 0.8-7.0%, and C: 0.005% or less, N: 0.005% or less, the total amount of S and Se : 0.005% or less, acid-soluble Al: 0.005% or less, and the rest of it consists of Fe and impurities.

Si: 0,8% или больше и 7,0% или меньшеSi: 0.8% or more and 7.0% or less

[0091] Кремний (Si) увеличивает электрическое сопротивление листа анизотропной электротехнической стали и уменьшает магнитные потери. Нижний предел содержания Si предпочтительно составляет 0,8% или больше, а более предпочтительно 2,0% или больше. С другой стороны, когда содержание Si превышает 7,0%, магнитная индукция насыщения основного стального листа уменьшается, что затрудняет уменьшение размера сердечника. Следовательно, верхний предел содержания Si предпочтительно составляет 7,0% или меньше.[0091] Silicon (Si) increases the electrical resistance of the anisotropic electrical steel sheet and reduces magnetic losses. The lower limit of the Si content is preferably 0.8% or more, and more preferably 2.0% or more. On the other hand, when the Si content exceeds 7.0%, the saturation magnetic flux density of the base steel sheet decreases, making it difficult to reduce the size of the core. Therefore, the upper limit of the Si content is preferably 7.0% or less.

C: 0,005% или меньшеC: 0.005% or less

[0092] Поскольку углерод (C) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери, предпочтительно уменьшить его количество. Содержание C предпочтительно ограничено величиной 0,005 мас.% или меньше. Верхний предел содержания C предпочтительно составляет 0,004% или меньше, а более предпочтительно 0,003% или меньше. Поскольку более предпочтительно уменьшать количество C, нижний предел включает 0%. Однако, когда количество C уменьшается до величины менее 0,0001%, себестоимость производства значительно увеличивается. Таким образом, 0,0001% является практическим нижним пределом при производстве.[0092] Since carbon (C) forms a bond in the base steel sheet and worsens the magnetic loss, it is preferable to reduce its amount. The content of C is preferably limited to 0.005 mass% or less. The upper limit of the C content is preferably 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less. Since it is more preferable to reduce the amount of C, the lower limit includes 0%. However, when the amount of C is reduced to less than 0.0001%, the production cost increases significantly. Thus, 0.0001% is a practical lower limit in production.

N: 0,005% или меньшеN: 0.005% or less

[0093] Поскольку азот (N) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери, предпочтительно уменьшить его количество. Содержание N предпочтительно ограничено величиной 0,005 мас.% или меньше. Верхний предел содержания N предпочтительно составляет 0,004% или меньше, а более предпочтительно 0,003% или меньше. Поскольку более предпочтительно уменьшать количество N, нижний предел может составлять 0%.[0093] Since nitrogen (N) forms a compound in the base steel sheet and worsens the magnetic loss, it is preferable to reduce the amount. The N content is preferably limited to 0.005 mass% or less. The upper limit of the N content is preferably 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less. Since it is more preferable to reduce the amount of N, the lower limit may be 0%.

Суммарное количество S и Se: 0,005% или меньшеThe total amount of S and Se: 0.005% or less

[0094] Поскольку сера (S) и селен (Se) образуют соединение в основном стальном листе и ухудшают магнитные потери, предпочтительно уменьшать их количество. Суммарное количество S и Se предпочтительно ограничено величиной 0,005% или меньше. Суммарное количество S и Se предпочтительно составляет 0,004 мас.% или меньше, а более предпочтительно 0,003 мас.% или меньше. Поскольку более предпочтительно уменьшать количество S и Se, нижний предел может составлять 0%.[0094] Since sulfur (S) and selenium (Se) form a compound in the base steel sheet and worsen the magnetic loss, it is preferable to reduce their amount. The total amount of S and Se is preferably limited to 0.005% or less. The total amount of S and Se is preferably 0.004 mass% or less, and more preferably 0.003 mass% or less. Since it is more preferable to reduce the amount of S and Se, the lower limit may be 0%.

Кислоторастворимый Al: 0,005% или меньшеAcid-soluble Al: 0.005% or less

[0095] Поскольку кислоторастворимый Al (кислоторастворимый алюминий) образует соединение в основном стальном листе и ухудшает магнитные потери, предпочтительно уменьшить его количество. Количество кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,005% или меньше. Содержание кислоторастворимого Al предпочтительно составляет 0,004% или меньше, а более предпочтительно 0,003% или меньше. Поскольку более предпочтительно уменьшать количество кислоторастворимого Al, нижний предел может составлять 0%.[0095] Since acid-soluble Al (acid-soluble aluminum) forms a bond in the base steel sheet and degrades the magnetic loss, it is preferable to reduce its amount. The amount of acid-soluble Al is preferably 0.005% or less. The acid-soluble Al content is preferably 0.004% or less, and more preferably 0.003% or less. Since it is more preferable to reduce the amount of acid-soluble Al, the lower limit may be 0%.

[0096] Остальное в компонентном составе основного стального листа состоит из Fe и примесей. Термин «примеси» относится к элементам, неизбежно примешивающимся в сталь из руды, металлолома, производственной среды и т.п. при промышленном производстве стали.[0096] The rest of the component composition of the base steel sheet consists of Fe and impurities. The term "impurities" refers to elements that are inevitably mixed into steel from ore, scrap metal, work environment, and the like. in industrial steel production.

[0097] Кроме того, основной стальной лист листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из, например, Mn (марганца), Bi (висмута), B (бора), Ti (титана), Nb (ниобия), V (ванадия), Sn (олова), Sb (сурьмы), Cr (хрома), Cu (меди), P (фосфора), Ni (никеля) и Mo (молибдена) в качестве селективного элемента вместо части Fe, составляющего остальное, в той мере, при которой не ухудшаются его свойства.[0097] In addition, the base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment may contain at least one element selected from, for example, Mn (manganese), Bi (bismuth), B (boron), Ti (titanium ), Nb (niobium), V (vanadium), Sn (tin), Sb (antimony), Cr (chromium), Cu (copper), P (phosphorus), Ni (nickel) and Mo (molybdenum) as selective element instead of part of the Fe that makes up the rest, to the extent that its properties do not deteriorate.

[0098] Количество вышеописанного селективного элемента может быть, например, следующим. Нижний предел содержания селективного элемента конкретно не ограничен и может составлять 0%. Кроме того, даже когда селективный элемент содержится как примесь, эффект электротехнического стального листа в соответствии с настоящим изобретением не ухудшается.[0098] The amount of the above-described selective element may be, for example, as follows. The lower limit of the content of the selective element is not particularly limited and may be 0%. In addition, even when the selective element is contained as an impurity, the effect of the electrical steel sheet according to the present invention is not degraded.

Mn: 0% или больше и 1,00% или меньше,Mn: 0% or more and 1.00% or less,

Bi: 0% или больше и 0,010% или меньше,Bi: 0% or more and 0.010% or less,

B: 0% или больше и 0,008% или меньше,B: 0% or more and 0.008% or less,

Ti: 0% или больше и 0,015% или меньше,Ti: 0% or more and 0.015% or less,

Nb: 0% или больше и 0,20% или меньше,Nb: 0% or more and 0.20% or less,

V: 0% или больше и 0,15% или меньше,V: 0% or more and 0.15% or less,

Sn: 0% или больше и 0,30% или меньше,Sn: 0% or more and 0.30% or less,

Sb: 0% или больше и 0,30% или меньше,Sb: 0% or more and 0.30% or less,

Cr: 0% или больше и 0,30% или меньше,Cr: 0% or more and 0.30% or less,

Cu: 0% или больше и 0,40% или меньше,Cu: 0% or more and 0.40% or less,

P: 0% или больше и 0,50% или меньше,P: 0% or more and 0.50% or less,

Ni: 0 мас.% или больше и 1,00 мас.% или меньше, иNi: 0 mass% or more and 1.00 mass% or less, and

Mo: 0 мас.% или больше и 0,10 мас.% или меньше.Mo: 0 mass% or more and 0.10 mass% or less.

[0099] Вышеописанный химический состав основного стального листа может быть измерен с помощью обычного аналитического метода. Например, компонент стали может быть измерен с использованием атомной эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES). C и S могут быть измерены с использованием метода поглощения в инфракрасной области спектра сгорания, N может быть измерен с использованием метода теплопроводности при плавлении в инертном газе, и O может быть измерен с использованием метода недисперсионного поглощения в инфракрасной области при плавлении в инертном газе.[0099] The above-described chemical composition of the base steel sheet can be measured by a conventional analytical method. For example, a steel component can be measured using inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). C and S can be measured using the infrared absorption method of the combustion spectrum, N can be measured using the thermal conductivity method when melting in an inert gas, and O can be measured using a non-dispersive absorption method in the infrared region when melting in an inert gas.

[0100] Основной стальной лист листа анизотропной электротехнической стали согласно настоящему варианту осуществления предпочтительно имеет развитую в ориентировке {110}<001> текстуру. Ориентировка {110}<001> означает кристаллографическую ориентацию (ориентировку Госса), при которой поверхность {110} выставлена параллельно поверхности стального листа, а ось <100> выставлена в направлении прокатки. В листе анизотропной электротехнической стали магнитные свойства предпочтительно улучшаются за счет регулировки кристаллографической ориентацией основного стального листа до ориентировки Госса. Текстура основного стального листа может быть измерена с помощью обычного аналитического метода. Например, она может быть измерена методом рентгеновской дифракции (метод Лауэ). Метод Лауэ представляет собой метод, в котором стальной лист вертикально облучают рентгеновским лучом и анализируют дифракционные пятна при прохождении или отражении. Кристаллографическая ориентация места, на которое излучается рентгеновский луч, может быть идентифицирована путем анализа дифракционных пятен. Когда дифракционные пятна анализируются во множестве положений путем изменения положения облучения, может быть измерено распределение кристаллографических ориентации в каждом из положений облучения. Метод Лауэ – это метод, подходящий для измерения кристаллографической ориентации структуры металла с крупными зернами. [0100] The base steel sheet of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment preferably has a texture developed in the {110}<001> orientation. The {110}<001> orientation means a crystallographic orientation (Goss orientation) in which the {110} surface is aligned parallel to the surface of the steel sheet and the <100> axis is aligned in the rolling direction. In the anisotropic electrical steel sheet, the magnetic properties are preferably improved by adjusting the crystallographic orientation of the base steel sheet to the Goss orientation. The texture of the base steel sheet can be measured by a conventional analytical method. For example, it can be measured by X-ray diffraction (Laue method). The Laue method is a method in which a steel sheet is vertically irradiated with an X-ray beam and the diffraction spots are analyzed by transmission or reflection. The crystallographic orientation of the site to which the X-ray beam is emitted can be identified by analyzing the diffraction spots. When the diffraction spots are analyzed at multiple positions by changing the irradiation position, the distribution of crystallographic orientations at each of the irradiation positions can be measured. The Laue method is a method suitable for measuring the crystallographic orientation of a metal structure with coarse grains.

[Способ производства листа анизотропной электротехнической стали][Method for producing anisotropic electrical steel sheet]

[0101] Далее будет описан способ производства листа электротехнической стали в соответствии с настоящим изобретением. Способ производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления не ограничен следующим способом. Следующий способ производства является примером производства листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Лист анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления может производиться путем обеспечения отсутствия пленки форстерита, имея развитую в ориентировке {110}<001> текстуру (то есть при подавлении образования пленки форстерита во время окончательного отжига или при удалении пленки форстерита после окончательного отжига), и формирования промежуточного слоя и изоляционного покрытия на основном стальном листе с использованием основного стального листа с канавками в качестве исходного материала.[0101] Next, the production method of the electrical steel sheet according to the present invention will be described. The production method of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment is not limited to the following method. The following production method is an example of the production of an anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment. The anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment can be produced by ensuring that there is no forsterite film while having a texture developed in the {110}<001> orientation (that is, by suppressing forsterite film formation during final annealing or by removing forsterite film after final annealing) , and forming an intermediate layer and an insulating coating on the base steel sheet using the grooved base steel sheet as a raw material.

[0102] Для того, чтобы произвести основной стальной лист, имеющий развитую в ориентировке {110}<001> текстуру, без наличия пленки форстерита, выполняют, например, следующие процессы. Отсутствие пленки форстерита может быть определено путем наблюдения структуры сечения с использованием вышеописанных СЭМ, ПЭМ или т.п. Например, при наблюдении структуры сечения с использованием вышеописанного СЭМ или ПЭМ, когда пленка форстерита не присутствует в виде непрерывной пленки или когда ее средняя толщина составляет 0,1 мкм или меньше, даже если пленка форстерита имеется в виде пленки, может быть определено, что пленка форстерита не присутствует. Средняя толщина пленки форстерита может быть получена тем же самым образом, что и средняя толщина изоляционного покрытия и промежуточного слоя.[0102] In order to produce a base steel sheet having a texture developed in the {110}<001> orientation without having a forsterite film, for example, the following processes are performed. The absence of a forsterite film can be determined by observing the cross-sectional pattern using the above-described SEM, TEM, or the like. For example, when observing the cross-sectional structure using the above-described SEM or TEM, when the forsterite film is not present as a continuous film, or when its average thickness is 0.1 µm or less, even if the forsterite film is present as a film, it can be determined that the film forsterite is not present. The average thickness of the forsterite film can be obtained in the same way as the average thickness of the insulating coating and the intermediate layer.

[0103] Заготовку кремнистой стали, содержащую 0,8-7,0 мас.% Si, предпочтительно заготовку кремнистой стали, содержащую 2,0-7,0 мас.% Si, подвергают горячей прокатке, стальной лист после горячей прокатки отжигают по мере необходимости, а затем отожженный стальной лист подвергают холодной прокатке один, два или более раз с промежуточным отжигом между ними, получая стальной лист с конечной толщиной. Затем, в дополнение к обезуглероживанию, способствуют первичной рекристаллизации, подвергая стальной лист с конечной толщиной обезуглероживающему отжигу, и на поверхности стального листа образуется оксидный слой.[0103] A silicon steel billet containing 0.8 to 7.0 wt% Si, preferably a silicon steel billet containing 2.0 to 7.0 wt% Si, is hot rolled, the steel sheet after hot rolling is annealed as necessary, and then the annealed steel sheet is cold rolled one, two or more times with intermediate annealing in between to obtain a steel sheet with a final thickness. Then, in addition to decarburization, primary recrystallization is promoted by subjecting the final thickness steel sheet to decarburization annealing, and an oxide layer is formed on the surface of the steel sheet.

[0104] Затем на поверхность стального листа, имеющего оксидный слой, наносят сепаратор отжига, содержащий оксид магния в качестве главного компонента, и сушат, а после сушки стальной лист сматывают в рулон. Затем этот смотанный в рулон стальной лист подвергают окончательному отжигу (вторичной рекристаллизации). На поверхности стального листа во время окончательного отжига образуется пленка форстерита, состоящая главным образом из форстерита (Mg₂SiO₄). Эту пленку форстерита удаляют травлением, шлифовкой или т.п. После ее удаления поверхность стального листа предпочтительно сглаживают химической или электролитической полировкой.[0104] Then, an annealing separator containing magnesium oxide as a main component is applied to the surface of the steel sheet having an oxide layer and dried, and after drying, the steel sheet is wound into a roll. This coiled steel sheet is then subjected to final annealing (secondary recrystallization). On the surface of the steel sheet during final annealing, a forsterite film is formed, consisting mainly of forsterite (Mg ₂ SiO ₄ ). This forsterite film is removed by pickling, grinding or the like. After its removal, the surface of the steel sheet is preferably smoothed by chemical or electrolytic polishing.

[0105] С другой стороны, в качестве вышеописанного сепаратора отжига может использоваться сепаратор отжига, содержащий глинозем в качестве главного компонента вместо оксида магния. Сепаратор отжига, содержащий глинозем в качестве главного компонента, наносят на поверхность стального листа, имеющего оксидный слой, и сушат, а после сушки стальной лист сматывают в рулон. Затем этот смотанный в рулон стальной лист подвергают окончательному отжигу (вторичной рекристаллизации). Когда используется сепаратор отжига, содержащий глинозем в качестве главного компонента, даже при выполнении окончательного отжига подавляется формирование на поверхности стального листа пленки неорганического минерального вещества, такого как форстерит. После окончательного отжига поверхность стального листа предпочтительно сглаживают химической или электролитической полировкой.[0105] On the other hand, as the above-described annealing separator, an annealing separator containing alumina as a main component instead of magnesium oxide can be used. An annealing separator containing alumina as a main component is applied to the surface of a steel sheet having an oxide layer and dried, and after drying, the steel sheet is wound into a coil. This coiled steel sheet is then subjected to final annealing (secondary recrystallization). When an annealing separator containing alumina as a main component is used, even when finishing annealing is performed, formation of a film of inorganic mineral material such as forsterite on the surface of the steel sheet is suppressed. After final annealing, the surface of the steel sheet is preferably smoothed by chemical or electrolytic polishing.

[0106] Для того, чтобы сформировать промежуточный слой на основном стальном листе, который не имеет пленки форстерита и имеет развитую в ориентировке {110}<001> текстуру, выполняют, например, следующий процесс. Промежуточный слой формируют, например, на основном стальном листе, на котором сформирована канавка. Основной стальной лист, с которого удалена пленка неорганического минерала, такого как форстерит, или основной стальной лист, в котором подавлено формирование пленки неорганического минерального вещества, такого как форстерит, отжигают в атмосфере газа с управляемой точкой росы, чтобы сформировать на поверхности основного стального листа промежуточный слой, состоящий главным образом из оксида кремния. В некоторых случаях отжиг после окончательного отжига может не выполняться, и изоляционное покрытие может быть сформировано на поверхности основного стального листа после окончательного отжига.[0106] In order to form an intermediate layer on a base steel sheet that does not have a forsterite film and has a texture developed in the {110}<001> orientation, for example, the following process is performed. The intermediate layer is formed, for example, on a base steel sheet in which a groove is formed. A base steel sheet from which a film of an inorganic mineral such as forsterite has been removed or a base steel sheet in which film formation of an inorganic mineral such as forsterite has been suppressed is annealed in a dew point controlled gas atmosphere to form an intermediate layer on the surface of the base steel sheet. layer consisting mainly of silicon oxide. In some cases, annealing after final annealing may not be performed, and an insulating coating may be formed on the surface of the base steel sheet after final annealing.

[0107] Атмосфера отжига предпочтительно является восстановительной атмосферой с тем, чтобы внутренность стального листа не окислялась, и особенно предпочтительно является атмосферой азота, смешанного с водородом. Например, предпочтительной является атмосфера, в которой соотношение водород:азот составляет 80-20%:20-80% (всего 100%), а точка росы составляет от -20 до 2°C. [0107] The annealing atmosphere is preferably a reducing atmosphere so that the inside of the steel sheet is not oxidized, and is particularly preferably a nitrogen mixed with hydrogen atmosphere. For example, an atmosphere in which the hydrogen:nitrogen ratio is 80-20%:20-80% (total 100%) and the dew point is -20 to 2°C is preferred.

[0108] Толщиной промежуточного слоя управляют соответствующим регулированием температуры отжига, времени выдержки и одной или более точек росы атмосферы отжига. Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет в среднем 2-400 нм с точки зрения обеспечения адгезии изоляционного покрытия. Более предпочтительно, она составляет 5-300 нм. В некоторых случаях отжиг может не выполняться после окончательного отжига, и промежуточный слой и изоляционное покрытие могут быть одновременно сформированы во время отжига после нанесения раствора для формирования изоляционного покрытия на поверхность основного стального листа после окончательного отжига. В этом случае промежуточный слой и изоляционное покрытие одновременно формируются на основном стальном листе, в котором сформированы канавки.[0108] The thickness of the intermediate layer is controlled by appropriate control of the annealing temperature, the dwell time, and one or more dew points of the annealing atmosphere. The thickness of the intermediate layer is preferably 2-400 nm in average from the point of view of ensuring the adhesion of the insulating coating. More preferably, it is 5-300 nm. In some cases, annealing may not be performed after the final annealing, and the intermediate layer and the insulation coating may be simultaneously formed during annealing after applying the insulation coating forming solution to the surface of the base steel sheet after the final annealing. In this case, the intermediate layer and the insulating coating are simultaneously formed on the base steel sheet in which the grooves are formed.

[0109] Для того, чтобы сформировать канавки в основном стальном листе, выполняют, например, следующие процессы. Канавку формируют путем облучения стального листа лучом лазера после холодной прокатки и перед формированием промежуточного слоя (например, после холодной прокатки и перед обезуглероживающим отжигом). Способ формирования канавки не ограничен облучением лазером, и может быть, например, механическим резанием, травлением или т.п.[0109] In order to form grooves in the base steel sheet, the following processes are performed, for example. The groove is formed by irradiating the steel sheet with a laser beam after cold rolling and before forming the intermediate layer (for example, after cold rolling and before decarburization annealing). The groove formation method is not limited to laser irradiation, and may be, for example, mechanical cutting, etching, or the like.

[0110] Для того, чтобы сформировать изоляционное покрытие на основном стальном листе, в котором нет пленки форстерита и сформирована канавка, выполняют, например, следующий процесс формирования изоляционного покрытия. На основной стальной лист наносят раствор для формирования изоляционного покрытия, содержащий по меньшей мере один из фосфата и коллоидного кремнезема в качестве главного компонента, и выдерживают основной стальной лист в течение 10 секунд или больше и 120 секунд или меньше в диапазоне температур 800°C или выше и 1000°C или ниже в атмосфере газа, содержащей водород и азот и имеющей степень окисления PH₂O/PH₂, регулируемую на уровне 0,001 или больше и 0,15 или меньше. Основной стальной лист, выдержанный при этих условиях, охлаждают до 500°C со скоростью охлаждения 5°C/с или больше и 30°C/с или меньше. Степень окисления PH₂O/PH₂ во время охлаждения может поддерживаться той же самой, что и степень окисления PH₂O/PH₂ во время выдержки (то есть 0,001 или больше и 0,15 или меньше), и может быть более низкой, чем степень окисления PH₂O/PH₂ во время выдержки.[0110] In order to form an insulating coating on a base steel sheet in which there is no forsterite film and a groove is formed, for example, the following insulating coating forming process is carried out. An insulating coating solution containing at least one of phosphate and colloidal silica as a main component is applied to the base steel sheet, and the base steel sheet is kept for 10 seconds or more and 120 seconds or less in a temperature range of 800°C or more. and 1000°C or lower in a gas atmosphere containing hydrogen and nitrogen and having an oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ adjustable at 0.001 or more and 0.15 or less. The base steel sheet held under these conditions is cooled to 500°C at a cooling rate of 5°C/s or more and 30°C/s or less. The oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ during cooling can be kept the same as the oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ during holding (i.e., 0.001 or more and 0.15 or less), and can be lower, than the oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ during exposure.

[0111] В качестве фосфата предпочтительными являются фосфаты Mg, Ca, Al и Sr, и среди них более предпочтительной является соль фосфата алюминия. В частности, он не ограничен коллоидным кремнеземом, обладающим определенными свойствами. Размер частиц также конкретно не ограничен определенным размером, но предпочтительно составляет 200 нм (среднечисловой диаметр частиц) или меньше. Когда размер частиц превышает 200 нм, они могут оседать в покрывающей жидкости. В дополнение, покрывающая жидкость может дополнительно содержать хромовый ангидрид или хромат.[0111] As the phosphate, Mg, Ca, Al, and Sr phosphates are preferable, and among them, aluminum phosphate salt is more preferable. In particular, it is not limited to colloidal silica having certain properties. The particle size is also not specifically limited to a specific size, but is preferably 200 nm (number average particle diameter) or less. When the particle size exceeds 200 nm, they may settle in the coating liquid. In addition, the coating liquid may further contain chromic anhydride or chromate.

[0112] Раствор для формирования изоляционного покрытия конкретно не ограничен, но может наноситься на поверхность основного стального листа, например, способом влажного нанесения, например устройством для нанесения покрытия валиком.[0112] The solution for forming an insulating coating is not particularly limited, but may be applied to the surface of the base steel sheet, for example, by a wet coating method, such as a roller coater.

[0113] Основной стальной лист, на который нанесен раствор для формирования изоляционного покрытия, термообрабатывают при температуре 800-1000°C для прокаливания изоляционного покрытия на стальном листе, и к стальному листу прикладывается натяжение из-за различия в коэффициенте теплового расширения. Когда температура термической обработки изоляционного покрытия составляет менее 800°C, достаточное натяжение пленки не может быть получено. Кроме того, когда температура термической обработки изоляционного покрытия превышает 1000°C, фосфат разлагается, формирование покрытия плохое, и достаточное натяжение пленки не может быть получено. Время термической обработки предпочтительно составляет 10 секунд или больше и 120 секунд или меньше. Когда время термической обработки составляет менее 10 секунд, натяжение может уменьшиться. Когда время термической обработки превышает 120 секунд, уменьшается производительность.[0113] The base steel sheet to which the insulating coating solution is applied is heat treated at a temperature of 800-1000°C to calcinate the insulating coating on the steel sheet, and tension is applied to the steel sheet due to the difference in thermal expansion coefficient. When the heat treatment temperature of the insulation coating is less than 800°C, sufficient film tension cannot be obtained. In addition, when the heat treatment temperature of the insulating coating exceeds 1000° C., phosphate is decomposed, formation of the coating is poor, and sufficient film tension cannot be obtained. The heat treatment time is preferably 10 seconds or more and 120 seconds or less. When the heat treatment time is less than 10 seconds, the tension may decrease. When the heat treatment time exceeds 120 seconds, the productivity decreases.

[0114] Степень окисления атмосферы во время выдержки устанавливается на значение в диапазоне 0,001-0,15. Когда степень окисления атмосферы составляет менее 0,001, промежуточный слой может стать тонким. С другой стороны, когда она составляет более 0,15, промежуточный слой и внутренне окисленный слой могут стать толстыми. Затем выдержанный основной стальной лист охлаждают до 500°C со скоростью охлаждения 5°C/с или больше и 30°C/с или меньше.[0114] The oxidation state of the atmosphere during exposure is set to a value in the range of 0.001-0.15. When the oxidation state of the atmosphere is less than 0.001, the intermediate layer may become thin. On the other hand, when it is more than 0.15, the intermediate layer and the internally oxidized layer may become thick. Then, the aged base steel sheet is cooled to 500°C at a cooling rate of 5°C/s or more and 30°C/s or less.

[0115] Когда скорость охлаждения составляет менее 5°C/с, производительность уменьшается. Кроме того, когда скорость охлаждения составляет более 30°C/с, в изоляционном покрытии образуется много пустот. Кроме того, установление степени окисления атмосферы во время охлаждения более низкой, чем степень окисления атмосферы во время выдержки, эффективно для подавления утолщения промежуточного слоя и внутренне окисленного слоя и образования пустот в изоляционном покрытии, что является предпочтительным. Когда изоляционное покрытие формируется в таких условиях, может быть обеспечена высокая адгезия изоляционного покрытия, и может быть получен хороший эффект уменьшения магнитных потерь.[0115] When the cooling rate is less than 5°C/s, the performance decreases. In addition, when the cooling rate is more than 30°C/s, many voids are formed in the insulation coating. In addition, setting the oxidation state of the atmosphere during cooling to be lower than the oxidation state of the atmosphere during soaking is effective in suppressing the thickening of the intermediate layer and the internally oxidized layer and the formation of voids in the insulation coating, which is preferable. When the insulating coating is formed under such conditions, high adhesion of the insulating coating can be ensured, and a good magnetic loss reduction effect can be obtained.

[0116] В вышеописанном примере канавка формируется в стальном листе после холодной прокатки и перед формированием промежуточного слоя, но канавка может быть сформирована на любой стадии после холодной прокатки и перед формированием изоляционного покрытия.[0116] In the above example, a groove is formed in the steel sheet after cold rolling and before forming the intermediate layer, but the groove can be formed at any stage after cold rolling and before forming the insulating coating.

[0117] Хотя выше был описан пример, в котором изоляционное покрытие формируется после формирования канавки, канавка может быть сформирована в основном стальном листе, на котором сформированы промежуточный слой и изоляционное покрытие, и промежуточный слой и изоляционное покрытие могут формироваться дополнительно с целью покрывания основного стального листа, обнаженного при формировании канавки. В этом случае процесс формирования изоляционного покрытия на каждой из стадий может осуществляться с помощью вышеописанного процесса, или процесс формирования окончательного изоляционного покрытия может осуществляться с помощью вышеописанного процесса. То есть, по меньшей мере процесс формирования окончательного изоляционного покрытия может быть осуществлен с помощью вышеописанной стадии, а процесс формирования нижнего изоляционного покрытия может быть осуществлен с помощью обычного процесса.[0117] Although the example in which the insulating coating is formed after the groove is formed has been described above, the groove may be formed in the base steel sheet on which the intermediate layer and the insulating coating are formed, and the intermediate layer and the insulating coating may be additionally formed to cover the base steel. the sheet exposed during the formation of the groove. In this case, the process of forming the insulating coating in each of the steps may be carried out using the above-described process, or the process of forming the final insulating coating may be carried out using the above-described process. That is, at least the process for forming the final insulation cover can be carried out using the above-described step, and the process for forming the lower insulation cover can be carried out using the conventional process.

[0118] Доля линейного сегмента внутренне окисленной части, глубина канавки (то есть глубина в направлении по толщине основного стального листа от поверхности основного стального листа вне части канавки до дна части канавки), средняя толщина изоляционного покрытия (и глубина в направлении по толщине основного стального листа от поверхности изоляционного покрытия части канавки до дна части канавки) и форма канавки (например, непрерывность канавки или т.п.) могут регулироваться путем регулирования вышеописанные производственных условий сообразно с обстоятельствами. Поскольку каждое из производственных условий влияет на остальные сложным образом, оно не может быть упомянуто одним словом, но, например, доля линейного сегмента внутренне окисленной части может регулироваться степенью окисления атмосферы газа (отношением парциального давления водяного пара к парциальному давлению водорода) во время процесса формирования изоляционного покрытия. При увеличении степени окисления доля линейного сегмента имеет тенденцию к увеличению. Кроме того, в случае облучения лучом лазера глубина канавки может регулироваться мощностью луча лазера, временем облучения и т.п. В случае механического резания глубина канавки может регулироваться путем регулировки формы режущего зуба, силы нажатия режущего зуба и т.п. В случае травления глубина канавки может регулироваться путем регулировки концентрации травильного раствора, температуры травления, времени травления и т.п. Средняя толщина изоляционного покрытия может регулироваться путем регулировки доли твердого содержимого в растворе для формирования изоляционного покрытия, количества покрытия и т.п. В случае облучения лучом лазера форма канавки может регулироваться интервалом облучения лучом лазера и т.п. В случае механического резания форма канавки может регулироваться формой режущих зубьев и т.п. В случае травления форма канавки может регулироваться с помощью формы резиста. [0118] The proportion of the line segment of the internally oxidized portion, the groove depth (i.e., the depth in the thickness direction of the base steel sheet from the surface of the base steel sheet outside the groove portion to the bottom of the groove portion), the average thickness of the insulation coating (and the depth in the thickness direction of the base steel sheet from the surface of the insulating coating of the groove part to the bottom of the groove part) and the shape of the groove (eg, groove continuity or the like) can be controlled by adjusting the above-described production conditions as appropriate. Since each of the production conditions affects the others in a complex way, it cannot be mentioned in one word, but, for example, the proportion of the line segment of the internally oxidized part can be controlled by the oxidation state of the gas atmosphere (the ratio of the partial pressure of water vapor to the partial pressure of hydrogen) during the formation process insulating coating. With an increase in the degree of oxidation, the proportion of the linear segment tends to increase. Further, in the case of laser beam irradiation, the groove depth can be controlled by the laser beam power, the irradiation time, and the like. In the case of mechanical cutting, the depth of the groove can be adjusted by adjusting the shape of the cutting tooth, the pressing force of the cutting tooth, and the like. In the case of etching, the depth of the groove can be controlled by adjusting the concentration of the etching solution, the etching temperature, the etching time, and the like. The average thickness of the insulating coating can be controlled by adjusting the proportion of solid content in the solution for forming the insulating coating, the amount of coating, and the like. In the case of laser beam irradiation, the shape of the groove can be controlled by the laser beam irradiation interval and the like. In the case of mechanical cutting, the shape of the groove may be controlled by the shape of the cutting teeth and the like. In the case of etching, the shape of the groove can be controlled by the shape of the resist.

[0119] Каждый из слоев листа анизотропной электротехнической стали в соответствии с настоящим вариантом осуществления изучают и измеряют следующим образом.[0119] Each of the layers of the anisotropic electrical steel sheet according to the present embodiment is examined and measured as follows.

[0120] Вырезают тестовый образец от листа анизотропной электротехнической стали и наблюдают структуру покрытия тестового образца с помощью сканирующего электронного микроскопа или просвечивающего электронного микроскопа.[0120] A test piece is cut from an anisotropic electrical steel sheet, and the coating structure of the test piece is observed using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope.

[0121] В частности, сначала тестовый образец вырезают так, чтобы направление реза было параллельно направлению по толщине листа (в частности, тестовый образец вырезают так, чтобы поверхность среза была параллельна направлению по толщине листа и перпендикулярна направлению прокатки), и наблюдают структуру этого сечения с помощью СЭМ с увеличением, при котором каждый из слоев входит в наблюдаемое поле зрения. То, сколько слоев включает структура сечения, можно определить по изображению в обратно рассеянных электронах (изображению COMPO).[0121] Specifically, first, the test piece is cut so that the cutting direction is parallel to the sheet thickness direction (specifically, the test piece is cut so that the cut surface is parallel to the sheet thickness direction and perpendicular to the rolling direction), and the structure of this section is observed. using SEM with a magnification at which each of the layers enters the observed field of view. How many layers the cross section structure includes can be determined from the backscattered electron image (COMPO image).

[0122] Для того, чтобы идентифицировать каждый из слоев в структуре сечения, выполняют линейный анализ в направлении по толщине листа и проводят количественный анализ химического состава каждого из слоев с использованием энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (СЭМ-EDS). Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов: Fe, Cr, P, Si и O. «Атомный %», описанный ниже, является не абсолютным значением атомного %, а относительным значением, вычисляемым на основе интенсивности рентгеновского излучения, соответствующей этим пяти элементам. Далее показаны конкретные числовые значения, когда относительные значения вычисляются с использованием вышеописанного устройства или подобного.[0122] In order to identify each of the layers in the cross-sectional structure, a linear analysis is performed in the thickness direction of the sheet, and a quantitative analysis of the chemical composition of each of the layers is carried out using energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). The elements to be quantified are the five elements: Fe, Cr, P, Si, and O. The "atomic %" described below is not an absolute atomic % value, but a relative value calculated based on the X-ray intensity corresponding to these five elements. . Next, specific numerical values are shown when relative values are calculated using the above-described apparatus or the like.

[0123] Сначала основной стальной лист, промежуточный слой и изоляционное покрытие идентифицируют следующим образом на основе результатов наблюдения изображения COMPO и результатов количественного анализа СЭМ-EDS. А именно, когда предполагается, что есть область, в которой содержание Fe составляет 80 атомных % или больше, а содержание O составляет менее 30 атомных %, исключая шум измерения, и линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как основной стальной лист, а области за исключением основного стального листа определяются как промежуточный слой и изоляционное покрытие.[0123] First, the base steel sheet, the intermediate layer, and the insulation coating are identified as follows based on the observation results of the COMPO image and the quantitative analysis results of SEM-EDS. Namely, when it is assumed that there is a region in which the Fe content is 80 atomic% or more and the O content is less than 30 atomic %, excluding measurement noise, and a line segment (thickness) on the line analysis scan line corresponding to this region, is 300 nm or more, this area is defined as the base steel sheet, and areas excluding the base steel sheet are defined as the intermediate layer and the insulating coating.

[0124] В результате наблюдения области за исключением основного стального листа, идентифицированного выше, когда имеется область, в которой содержание P составляет 5 атомных % или больше, а содержание O составляет 30 атомных % или больше, исключая шум измерения, а также линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как изоляционное покрытие.[0124] As a result of observing a region other than the base steel sheet identified above, when there is a region in which the P content is 5 atomic % or more and the O content is 30 atomic % or more, excluding measurement noise as well as a line segment ( thickness) on the line analysis scan line corresponding to this area is 300 nm or more, this area is defined as an insulating coating.

[0125] Когда идентифицирована область, которая является вышеописанным изоляционным покрытием, выделения или включения, содержащиеся в пленке, не включаются в цели для определения, и область, которая удовлетворяет вышеописанным результатам количественного анализа в качестве матричной фазы, определяется как изоляционное покрытие. Например, когда по изображению COMPO или результатам линейного анализа подтверждено, что выделения или включения присутствуют на линии сканирования линейного анализа, определение выполняют на основе результатов количественного анализа матричной фазы без включения этой области. Выделения или включения можно отличить от матричной фазы по контрасту на изображении COMPO, а также по количеству составляющих элементов в результатах количественного анализа.[0125] When the area that is the above-described insulating coating is identified, the precipitates or inclusions contained in the film are not included in the determination targets, and the area that satisfies the above quantitative analysis results as the matrix phase is determined as the insulating coating. For example, when it is confirmed from the COMPO image or the line analysis results that highlights or inclusions are present in the line analysis scan line, the determination is performed based on the matrix phase quantification results without including this region. Highlights or inclusions can be distinguished from the matrix phase by the contrast in the COMPO image, as well as by the number of constituent elements in the quantification results.

[0126] Когда имеется область за исключением основного стального листа и изоляционного покрытия, идентифицированных выше, и линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа, соответствующей этой области, составляет 300 нм или больше, эта область определяется как промежуточный слой. Промежуточный слой может удовлетворять среднему содержанию Si 20 атомных % или более и среднему содержанию O 30 атомных % или более в качестве общего среднего (например, среднего арифметического атомных процентов каждого из элементов, измеренных в каждой из точек измерения на линии сканирования). Результаты количественного анализа промежуточного слоя являются результатами количественного анализа матричной фазы, которые не включают результаты анализа выделений или включений, содержащихся в промежуточном слое.[0126] When there is an area other than the base steel sheet and the insulation coating identified above, and the line segment (thickness) on the line analysis scan line corresponding to this area is 300 nm or more, this area is defined as an intermediate layer. The intermediate layer may satisfy an average Si content of 20 atomic % or more and an average O content of 30 atomic % or more as an overall average (for example, the arithmetic average of the atomic percent of each of the elements measured at each of the measurement points on the scan line). The results of the quantitative analysis of the intermediate layer are the results of quantitative analysis of the matrix phase, which does not include the results of the analysis of precipitates or inclusions contained in the intermediate layer.

[0127] Идентификацию каждого из слоев и измерение толщины с помощью описанного выше наблюдения изображения COMPO и количественного анализа СЭМ-EDS выполняют в пяти или более местах с разными наблюдаемыми полями зрения. Среднее арифметическое значение получается из значений, исключающих максимальное значение и минимальное значение среди толщин слоев, полученных в целом в пяти или более местах, и это среднее значение используется в качестве толщины каждого из слоев. Однако предпочтительно толщину оксидной пленки, которая является промежуточным слоем, измеряют в положении, в котором при наблюдении морфологии можно определить, что это область внешнего окисления, а не область внутреннего окисления, и получают ее среднее значение. В части канавки средняя толщина промежуточного слоя и средняя толщина изоляционного покрытия могут быть вычислены тем же самым способом.[0127] Identification of each of the layers and measurement of thickness using the above-described observation of the COMPO image and quantitative analysis of SEM-EDS is performed at five or more locations with different observed fields of view. The arithmetic average is obtained from the values excluding the maximum value and the minimum value among the layer thicknesses obtained in total at five or more locations, and this average value is used as the thickness of each of the layers. However, preferably, the thickness of the oxide film, which is the intermediate layer, is measured at a position at which, by observing the morphology, it can be determined that this is an external oxidation region and not an internal oxidation region, and its average value is obtained. In the groove part, the average thickness of the intermediate layer and the average thickness of the insulating coating can be calculated in the same way.

[0128] Когда имеется слой, в котором линейный сегмент (толщина) на линии сканирования линейного анализа составляет менее 300 нм в по меньшей мере одном из вышеописанных пяти или более наблюдаемых полей зрения, соответствующий слой подробно изучают с помощью ПЭМ, и идентификацию соответствующего слоя и измерение толщины выполняют с помощью ПЭМ.[0128] When there is a layer in which the linear segment (thickness) on the line analysis scan line is less than 300 nm in at least one of the above five or more observed fields of view, the corresponding layer is studied in detail using TEM, and the identification of the corresponding layer and thickness measurement is performed using TEM.

[0129] Более конкретно, тестовый образец, включающий слой, подлежащий подробному наблюдению с использованием ПЭМ, вырезают путем обработки сфокусированным ионным пучком (ФИП) так, чтобы направление реза было параллельно направлению по толщине листа (в частности, тестовый образец вырезают так, чтобы поверхность среза была параллельна направлению по толщине листа и перпендикулярна направлению прокатки), и наблюдают структуру этого сечения (светлопольное изображение) с помощью сканирующего ПЭМ (СПЭМ) с увеличением, при котором соответствующий слой входит в наблюдаемое поле зрения. Когда каждый из слоев не входит в наблюдаемое поле зрения, структуру сечения наблюдают во множестве непрерывных полей зрения.[0129] More specifically, the test piece including the layer to be observed in detail using TEM is cut by focused ion beam processing (FIB) so that the cut direction is parallel to the thickness direction of the sheet (in particular, the test piece is cut so that the surface of the cut was parallel to the thickness direction of the sheet and perpendicular to the rolling direction), and the structure of this section (bright-field image) is observed using a scanning TEM (STEM) with a magnification at which the corresponding layer enters the observed field of view. When each of the layers is not included in the observed field of view, the structure of the section is observed in multiple continuous fields of view.

[0130] Для того, чтобы идентифицировать каждый из слоев в структуре сечения, линейный анализ выполняют в направлении по толщине листа с использованием ПЭМ-EDS и проводят количественный анализ химического состава каждого из слоев. Элементами, подлежащими количественному анализу, являются пять элементов: Fe, Cr, P, Si и O.[0130] In order to identify each of the layers in the cross-sectional structure, a linear analysis is performed in the thickness direction of the sheet using TEM-EDS, and a quantitative analysis of the chemical composition of each of the layers is carried out. The elements to be quantified are five elements: Fe, Cr, P, Si, and O.

[0131] Каждый из слоев идентифицируют и измеряют толщину каждого из слоев на основе результатов наблюдения светлопольного ПЭМ-изображения и результатов количественного анализа ПЭМ-EDS, описанного выше. Способ идентификации каждого из слоев и способ измерения толщины каждого из слоев с использованием ПЭМ может быть выполнен в соответствии с вышеописанным способом, использующим СЭМ.[0131] Each of the layers is identified and the thickness of each of the layers is measured based on the observation results of the bright-field TEM image and the results of the quantitative TEM-EDS analysis described above. The method for identifying each of the layers and the method for measuring the thickness of each of the layers using TEM may be performed in accordance with the above-described method using SEM.

[0132] В частности, область, в которой содержание Fe составляет 80 атомных % или больше, а содержание O составляет менее 30 атомных %, исключая шум измерения, определяется как основной стальной лист, а области за исключением основного стального листа определяются как промежуточный слой и изоляционное покрытие.[0132] Specifically, a region in which the Fe content is 80 atomic % or more and the O content is less than 30 atomic %, excluding measurement noise, is defined as the base steel sheet, and areas other than the base steel sheet are defined as the intermediate layer and insulating coating.

[0133] В области за исключением основного стального листа, идентифицированного выше, область, в которой содержание P составляет 5 атомных % или больше, а содержание O составляет 30 атомных % или больше, исключая шум измерения, определяется как изоляционное покрытие. Когда вышеописанная область, которая является изоляционным покрытием, определена, выделения или включения, содержащиеся в изоляционном покрытии, не включаются в цели для определения, и область, которая удовлетворяет вышеописанным результатам количественного анализа в качестве матричной фазы, определяется как изоляционное покрытие.[0133] In the region other than the base steel sheet identified above, the region in which the P content is 5 atomic% or more and the O content is 30 atomic% or more excluding measurement noise is defined as an insulating coating. When the above-described area, which is the insulating coating, is determined, the precipitates or inclusions contained in the insulating coating are not included in the determination targets, and the area that satisfies the above-described quantitative analysis results as the matrix phase is determined as the insulating coating.

[0134] Область за исключением основного стального листа и изоляционного покрытия, идентифицированных выше, определяется как промежуточный слой. Промежуточный слой может удовлетворять среднему содержанию Si 20 атомных % или более и среднему содержанию O 30 атомных % или более в качестве среднего значения для всего промежуточного слоя. Вышеописанные результаты количественного анализа промежуточного слоя не включают в себя результаты анализа выделений или включений, содержащихся в промежуточном слое, и являются результатами количественного анализа матричной фазы.[0134] An area other than the base steel sheet and the insulation coating identified above is defined as the intermediate layer. The intermediate layer can satisfy an average Si content of 20 atomic % or more and an average O content of 30 atomic % or more as an average of the entire intermediate layer. The above-described results of quantitative analysis of the intermediate layer do not include the results of the analysis of precipitates or inclusions contained in the intermediate layer, and are the results of quantitative analysis of the matrix phase.

[0135] Для промежуточного слоя и изоляционного покрытия, идентифицированных выше, измеряют линейный сегмент (толщину) на линии сканирования вышеописанного линейного анализа. Когда толщина каждого слоя составляет 5 нм или меньше, с точки зрения пространственного разрешения предпочтительно использовать ПЭМ, имеющий функцию коррекции сферической аберрации. Кроме того, когда толщина каждого из слоев составляет 5 нм или меньше, может выполняться точечный анализ в направлении по толщине листа с интервалами, например, 2 нм, может быть измерен линейный сегмент (толщина) каждого из слоев, и этот линейный сегмент может быть принят за толщину каждого из слоев. Например, когда используется ПЭМ, имеющий функцию коррекции сферической аберрации, анализ EDS может быть выполнен с пространственным разрешением примерно 0,2 нм.[0135] For the intermediate layer and insulation coating identified above, measure the linear segment (thickness) on the scan line of the above linear analysis. When the thickness of each layer is 5 nm or less, it is preferable in terms of spatial resolution to use a TEM having a spherical aberration correction function. In addition, when the thickness of each of the layers is 5 nm or less, point analysis can be performed in the sheet thickness direction at intervals of, for example, 2 nm, a line segment (thickness) of each of the layers can be measured, and this line segment can be taken. for the thickness of each layer. For example, when a TEM having a spherical aberration correction function is used, an EDS analysis can be performed with a spatial resolution of about 0.2 nm.

[0136] Наблюдение и измерение с помощью ПЭМ выполняют в пяти или более положениях с различными наблюдаемыми полями зрения и вычисляют среднее арифметическое значение из значений, полученных путем исключения максимальных и минимальных значений из результатов измерения, полученных в пяти или более положениях, и это среднее значение принимают за среднюю толщину соответствующего слоя. Кроме того, в части канавки средняя толщина промежуточного слоя и средняя толщина изоляционного покрытия могут быть вычислены тем же самым способом.[0136] TEM observation and measurement is performed at five or more positions with different observed fields of view, and the arithmetic mean value is calculated from the values obtained by excluding the maximum and minimum values from the measurement results obtained at five or more positions, and this is the average value taken as the average thickness of the respective layer. In addition, in the groove part, the average thickness of the intermediate layer and the average thickness of the insulating coating can be calculated in the same way.

[0137] В листе анизотропной электротехнической стали согласно вышеописанному варианту осуществления, поскольку промежуточный слой находится в контакте с основным стальным листом, а изоляционное покрытие находится в контакте с промежуточным слоем, когда каждый из эти слоев идентифицирован с помощью вышеописанных стандартов определения, нет никаких других слоев, помимо основного стального листа, промежуточного слоя и изоляционного покрытия.[0137] In the anisotropic electrical steel sheet according to the above embodiment, since the intermediate layer is in contact with the base steel sheet and the insulating coating is in contact with the intermediate layer, when each of these layers is identified using the above definition standards, there are no other layers , besides the base steel sheet, intermediate layer and insulation coating.

[0138] Кроме того, вышеописанные содержания Fe, P, Si, O, Cr и т.п., содержащихся в основном стальном листе, промежуточном слое и изоляционном покрытии, являются стандартами определения для идентификации основного стального листа, промежуточного слоя и изоляционного покрытия, а также определения их толщины.[0138] In addition, the above-described contents of Fe, P, Si, O, Cr, and the like contained in the base steel sheet, the intermediate layer, and the insulation coating are determination standards for identifying the base steel sheet, the intermediate layer, and the insulation coating, as well as determining their thickness.

[0139] Когда измеряется адгезия изоляционного покрытия листа анизотропной электротехнической стали согласно вышеописанному варианту осуществления, она может быть оценена путем выполнения испытания на адгезию при изгибе. В частности, плоский тестовый образец в форме листа размером 80 мм × 80 мм обматывают вокруг круглого стержня с диаметром 20 мм, а затем разгибают до плоского состояния. Затем измеряют площадь изоляционного покрытия, которое не отслоилось от листа электротехнической стали, и значение, получаемое делением площади, на которой оно не отслоилось, на площадь стального листа, определяется как доля площади оставшегося покрытия (%) для оценки адгезии изоляционного покрытия. Например, вычисление может быть выполнено путем помещения прозрачной пленки с 1-миллиметровой масштабной сеткой на тестовый образец и измерения площади неотслоившегося изоляционного покрытия.[0139] When the adhesion of the insulating coating of the anisotropic electrical steel sheet according to the above-described embodiment is measured, it can be evaluated by performing a bending adhesion test. Specifically, a flat sheet-shaped test specimen with a size of 80 mm×80 mm is wrapped around a round rod with a diameter of 20 mm and then unfolded to a flat state. Then, the area of the insulating coating that has not peeled off the electrical steel sheet is measured, and the value obtained by dividing the area where it has not peeled off by the area of the steel sheet is determined as the percentage of the remaining coating area (%) to evaluate the adhesion of the insulation coating. For example, the calculation can be made by placing a transparent film with a 1 mm graticule on a test piece and measuring the area of the non-peeled insulation coating.

[0140] Магнитные потери (W_17/50) листа анизотропной электротехнической стали измеряют при частоте переменного тока 50 Гц и индукции наведенного магнитного поля 1,7 Тл.[0140] The magnetic loss (W _17/50 ) of an anisotropic electrical steel sheet is measured at an AC frequency of 50 Hz and an induced magnetic field induction of 1.7 T.

ПримерыExamples

[0141] Далее, хотя эффект одного аспекта настоящего изобретения будет описан более подробно с помощью примеров, условия в примерах являются одним из примеров условий, используемых для подтверждения осуществимости и эффекта настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничено этим примером условий. В настоящем изобретении могут использоваться различные условия, если только суть настоящего изобретения не изменяется и достигается цель настоящего изобретения.[0141] Further, although the effect of one aspect of the present invention will be described in more detail using examples, the conditions in the examples are one example of the conditions used to confirm the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this example conditions. Various conditions may be used in the present invention, as long as the essence of the present invention is not changed and the purpose of the present invention is achieved.

[0142] Стальные заготовки с показанным в Таблице 1 компонентным составом выдерживали при 1150°C в течение 60 минут, а затем подвергали горячей прокатке, получив горячекатаный стальной лист с толщиной 2,3 мм. Затем этот горячекатаный стальной лист подвергали отжигу в состоянии горячей полосы, при котором его выдерживали при 1120°C в течение 200 секунд, немедленно охлаждали, выдерживали при 900°C в течение 120 секунд, а затем быстро охлаждали. Отожженный в состоянии горячей полосы стальной лист травили, а затем подвергали холодной прокатке, получив холоднокатаный стальной лист с его конечной толщиной 0,23 мм. В поверхности этого холоднокатаного стального листа формировали канавки путем облучения лучом лазера.[0142] The steel billets with the component composition shown in Table 1 were held at 1150° C. for 60 minutes and then subjected to hot rolling to obtain a hot-rolled steel sheet with a thickness of 2.3 mm. Then, this hot-rolled steel sheet was subjected to hot strip state annealing in which it was held at 1120°C for 200 seconds, immediately cooled, held at 900°C for 120 seconds, and then rapidly cooled. The hot strip annealed steel sheet was pickled and then subjected to cold rolling to obtain a cold rolled steel sheet having a final thickness of 0.23 mm. Grooves were formed in the surface of this cold-rolled steel sheet by irradiation with a laser beam.

[0143] [Таблица 1][0143] [Table 1]

Материал
Стальная заготовкаMaterial
steel billet Компонентный состав (мас.%)Component composition (wt.%) SiSi CC AlAl MnMn SS NN AA 3,253.25 0,0520.052 0,0290.029 0,1100.110 0,0070.007 0,0080.008

[0144] Этот холоднокатаный стальной лист (в дальнейшем называемый «стальным листом») после формирования канавок подвергали обезуглероживающему отжигу, при котором его выдерживали в атмосфере водорода:азота 75%:25% при 850°C в течение 180 секунд. Стальной лист после обезуглероживающего отжига подвергали азотирующему отжигу, при котором его выдерживали в смешанной атмосфере водорода, азота и аммиака при 750°C в течение 30 секунд, доведя содержание азота в стальном листе до 230 миллионных долей (м.д.).[0144] This cold-rolled steel sheet (hereinafter referred to as "steel sheet") after the formation of grooves was subjected to decarburization annealing in which it was kept in a hydrogen:nitrogen atmosphere of 75%:25% at 850°C for 180 seconds. The steel sheet after the decarburization annealing was subjected to a nitriding annealing in which it was kept in a mixed atmosphere of hydrogen, nitrogen and ammonia at 750° C. for 30 seconds to bring the nitrogen content of the steel sheet to 230 ppm.

[0145] Сепаратор отжига, содержащий глинозем в качестве главного компонента, наносили на стальной лист после азотирующего отжига, а затем стальной лист нагревали до 1200°C со скоростью нагрева 15°C/час в смешанной атмосфере водорода и азота для окончательного отжига. Затем стальной лист подвергали рафинирующему отжигу, при котором его выдерживали при 1200°C в течение 20 часов в атмосфере водорода. Затем стальной лист естественным образом охлаждали, получив основной стальной лист, имеющий гладкую поверхность.[0145] An annealing separator containing alumina as the main component was applied to the steel sheet after nitriding annealing, and then the steel sheet was heated to 1200°C at a heating rate of 15°C/hour in a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen for final annealing. Then, the steel sheet was subjected to refining annealing in which it was kept at 1200° C. for 20 hours under a hydrogen atmosphere. Then, the steel sheet was naturally cooled to obtain a base steel sheet having a smooth surface.

[0146] Полученный основной стальной лист отжигали при условиях атмосферы 25% N₂+75% H₂, точки росы: -2°C, температуры отжига 950°C и длительности 240 секунд, и на поверхности основного стального листа образовался промежуточный слой со средней толщиной 9 нм.[0146] The obtained base steel sheet was annealed under atmospheric conditions of 25% N ₂ +75% H ₂ , dew point: -2°C, annealing temperature 950°C and duration 240 seconds, and an intermediate layer with an average 9 nm thick.

[0147] Затем формировали изоляционное покрытие на основном стальном листе, в котором были сформированы канавки путем облучения лучом лазера при условиях, показанных в Таблице 2. Таблица 2 показывает условия прокаливания и охлаждения изоляционного покрытия. Время выдержки составляло 10-120 секунд.[0147] Then, an insulating coating was formed on a base steel sheet in which grooves were formed by irradiating with a laser beam under the conditions shown in Table 2. Table 2 shows the conditions for calcining and cooling the insulating coating. The exposure time was 10-120 seconds.

[0148] [Таблица 2][0148] [Table 2]

Процесс формирования изоляционного покрытияThe process of forming an insulating coating Нагревание/выдержкаHeating/Holding Нагревание/охлаждениеHeating/cooling Температура
(°C)Temperature
(°C) Степень окисленияOxidation state Время
(с)Time
(With) Степень окисленияOxidation state Скорость охлаждения
(°C/с)Cooling rate
(°C/s) Пример 1Example 1 850850 0,00120.0012 120120 0,00120.0012 20twenty Пример 2Example 2 850850 0,01200.0120 120120 0,01200.0120 20twenty Пример 3Example 3 850850 0,03000.0300 120120 0,03000.0300 20twenty Пример 4Example 4 850850 0,10000.1000 120120 0,10000.1000 20twenty Пример 5Example 5 850850 0,15000.1500 120120 0,15000.1500 20twenty Пример 6Example 6 900900 0,01200.0120 6060 0,01200.0120 4four Пример 7Example 7 900900 0,01200.0120 6060 0,01200.0120 10ten Пример 8Example 8 900900 0,01200.0120 6060 0,01200.0120 15fifteen Пример 9Example 9 900900 0,01200.0120 6060 0,01200.0120 30thirty Пример 10Example 10 850850 0,03000.0300 30thirty 0,03000.0300 20twenty Пример 11Example 11 850850 0,03000.0300 30thirty 0,03000.0300 20twenty Пример 12Example 12 850850 0,03000.0300 30thirty 0,03000.0300 20twenty Пример 13Example 13 850850 0,03000.0300 15fifteen 0,03000.0300 20twenty Пример 14Example 14 850850 0,03000.0300 15fifteen 0,01200.0120 20twenty Пример 15Example 15 850850 0,03000.0300 10ten 0,00120.0012 20twenty Пример 16Example 16 850850 0,15000.1500 120120 0,15000.1500 20twenty Сравнительный пример 1Comparative Example 1 850850 0,00020.0002 6060 0,00020.0002 20twenty Сравнительный пример 2Comparative Example 2 850850 0,25000.2500 6060 0,25000.2500 20twenty Сравнительный пример 3Comparative Example 3 900900 0,01200.0120 6060 0,01200.0120 50fifty

[0149] Основываясь на вышеописанном способе наблюдения и измерения, вырезали тестовый образец из листа анизотропной электротехнической стали, на котором было сформировано изоляционное покрытие, структуру покрытия тестового образца наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) или просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) и измеряли состояние пустот в изоляционном покрытии, глубину части канавки, толщину промежуточного слоя и толщину изоляционного покрытия. Конкретный способ был описан выше. Результаты показаны в Таблице 3. Когда присутствие или отсутствие пленки форстерита было проверено вышеописанным способом наблюдения, пленка форстерита не присутствовала ни в одном из примеров и сравнительных примеров. В Таблице 3 «доля присутствия внутренне окисленной части» означает «долю линейного сегмента внутренне окисленной части», «глубина части канавки» означает «глубину в направлении по толщине основного стального листа от поверхности основного стального листа вне части канавки до дна части канавки», «толщина изоляционного покрытия части канавки» означает «глубину в направлении по толщине основного стального листа от поверхности изоляционного покрытия части канавки до дна части канавки», и «толщина изоляционного покрытия вне части канавки» означает «среднюю толщину изоляционного покрытия вне части канавки».[0149] Based on the above observation and measurement method, a test piece was cut from an anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating was formed, the coating structure of the test piece was observed using a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM), and the state of voids in the insulating coating, the depth of the part of the groove, the thickness of the intermediate layer and the thickness of the insulating coating. The specific method has been described above. The results are shown in Table 3. When the presence or absence of a forsterite film was checked by the above observation method, no forsterite film was present in any of the examples and comparative examples. In Table 3, "internally oxidized portion present" means "linear segment proportion of internally oxidized portion", "groove portion depth" means "depth in the thickness direction of the base steel sheet from the surface of the base steel outside the groove portion to the bottom of the groove portion", " thickness of the insulating coating of the groove part" means "the depth in the thickness direction of the base steel sheet from the surface of the insulating coating of the groove part to the bottom of the groove part", and "the thickness of the insulating coating outside of the groove part" means "the average thickness of the insulating coating outside of the groove part".

[0150] [Таблица 3][0150] [Table 3]

Доля площади пустот
(%)Share of void area
(%) Отношение средней толщины промежуточного слоя части канавки к средней толщине промежуточного слоя вне части канавкиThe ratio of the average thickness of the intermediate layer of the groove part to the average thickness of the intermediate layer outside the groove part Доля присутствия внутренне окисленной части
(%)The proportion of the presence of an internally oxidized part
(%) Глубина части канавки
(мкм)Groove part depth
(µm) Толщина изоляционного покрытия части канавки
(мкм)Thickness of the insulating coating of the groove part
(µm) Толщина изоляционного покрытия вне части канавки
(мкм)Insulating coating thickness outside the groove part
(µm) Пример 1Example 1 66 0,90.9 33 2222 26,126.1 3,13.1 Пример 2Example 2 77 1,11.1 55 2222 25,925.9 2,92.9 Пример 3Example 3 66 1,21.2 66 2222 25,825.8 2,82.8 Пример 4Example 4 99 1,21.2 8eight 2222 26,026.0 3,03.0 Пример 5Example 5 8eight 1,31.3 1616 2222 25,825.8 2,82.8 Пример 6Example 6 22 1,21.2 66 2626 29,329.3 2,32.3 Пример 7Example 7 4four 1,11.1 55 2626 29,429.4 2,42.4 Пример 8Example 8 77 1,31.3 77 2626 29,429.4 2,42.4 Пример 9Example 9 15fifteen 1,21.2 55 2626 29,529.5 2,52.5 Пример 10Example 10 4four 1,01.0 55 1212 16,216.2 3,23.2 Пример 11Example 11 55 1,11.1 66 1717 21,121.1 3,13.1 Пример 12Example 12 99 1,11.1 10ten 3232 36,136.1 3,13.1 Пример 13Example 13 11eleven 1,31.3 1313 3838 42,242.2 3,23.2 Пример 14Example 14 8eight 1,11.1 77 3838 42,242.2 3,23.2 Пример 15Example 15 77 1,11.1 55 3838 42,242.2 3,23.2 Пример 16Example 16 1212 2,72.7 18eighteen 3838 42,142.1 3,13.1 Сравнительный пример 1Comparative Example 1 8eight 0,40.4 33 2222 25,825.8 2,82.8 Сравнительный пример 2Comparative Example 2 10ten 3,13.1 2828 2222 26,126.1 3,13.1 Сравнительный пример 3Comparative Example 3 20twenty 1,31.3 99 2626 29,629.6 2,62.6

[0151] Затем вырезали тестовый образец размером 80 мм × 80 мм из листа анизотропной электротехнической стали, на котором было сформировано изоляционное покрытие, обмотали его вокруг круглого стержня с диаметром 20 мм и затем разогнули в плоское состояние. Затем измеряли площадь изоляционного покрытия, которое не отслоилось от листа электротехнической стали, и вычисляли долю площади оставшегося покрытия (%). Результаты показаны в Таблице 4.[0151] Then, a test specimen of 80 mm × 80 mm was cut out from an anisotropic electrical steel sheet on which an insulating coating was formed, wrapped around a round rod with a diameter of 20 mm, and then straightened into a flat state. Then, the area of the insulating coating that had not peeled off the electrical steel sheet was measured, and the area ratio of the remaining coating (%) was calculated. The results are shown in Table 4.

[0152] Адгезию изоляционного покрытия оценивали по трехбалльной шкале. «А (превосходная)» означает, что доля площади оставшегося покрытия составляет 95% или больше. «В (хорошая)» означает, что доля площади оставшегося покрытия составляет 90% или больше. «C (плохая)» означает, что доля площади оставшегося покрытия составляет менее 90%.[0152] The adhesion of the insulating coating was evaluated on a three-point scale. "A (excellent)" means that the remaining coverage area ratio is 95% or more. "B (good)" means that the remaining coverage area ratio is 90% or more. "C (poor)" means that the percentage of the area of the remaining coverage is less than 90%.

[0153] [Таблица 4][0153] [Table 4]

АдгезияAdhesion Магнитные потери
W₁₇/W₅₀ (Вт/кг)Magnetic losses
W ₁₇ /W ₅₀ (W/kg) Пример 1Example 1 AA 0,680.68 Пример 2Example 2 AA 0,670.67 Пример 3Example 3 AA 0,670.67 Пример 4Example 4 AA 0,680.68 Пример 5Example 5 BB 0,680.68 Пример 6Example 6 AA 0,650.65 Пример 7Example 7 AA 0,650.65 Пример 8Example 8 AA 0,670.67 Пример 9Example 9 AA 0,680.68 Пример 10Example 10 AA 0,710.71 Пример 11Example 11 AA 0,690.69 Пример 12Example 12 AA 0,690.69 Пример 13Example 13 BB 0,680.68 Пример 14Example 14 AA 0,670.67 Пример 15Example 15 AA 0,670.67 Пример 16Example 16 BB 0,700.70 Сравнительный пример 1Comparative Example 1 CC 0,840.84 Сравнительный пример 2Comparative Example 2 CC 0,880.88 Сравнительный пример 3Comparative Example 3 CC 0,930.93

[0154] В дополнение, измеряли магнитные потери листа анизотропной электротехнической стали каждого из экспериментальных примеров. Результаты показаны в Таблице 4. Как видно из Таблица 4, в листе анизотропной электротехнической стали, изготовленном способом производства по настоящему изобретению, магнитные потери были уменьшены. В Примере 6, поскольку скорость охлаждения была менее 5°C/с, производительность была понижена, но с точки зрения адгезии покрытия и магнитных потерь были получены превосходные результаты. Таким образом, даже когда скорость охлаждения составляет менее 5°C/с, понижается только производительность, и может быть получен лист анизотропной электротехнической стали, имеющий превосходные магнитные потери и адгезию покрытия.[0154] In addition, the magnetic loss of the anisotropic electrical steel sheet of each of the experimental examples was measured. The results are shown in Table 4. As can be seen from Table 4, in the anisotropic electrical steel sheet produced by the production method of the present invention, the magnetic loss was reduced. In Example 6, since the cooling rate was less than 5°C/s, the productivity was lowered, but excellent results were obtained in terms of coating adhesion and magnetic loss. Thus, even when the cooling rate is less than 5°C/s, only the productivity is lowered, and an anisotropic electrical steel sheet having excellent magnetic loss and coating adhesion can be obtained.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY

[0155] В соответствии с настоящим изобретением можно предложить лист анизотропной электротехнической стали, способный обеспечить высокую адгезию изоляционного покрытия и получение хорошего эффекта уменьшения магнитных потерь в листах анизотропной электротехнической стали, которые не имеют пленки форстерита и имеют канавки, сформированные на основном стальном листе, а также способ производства такого листа анизотропной электротехнической стали. Таким образом, настоящее изобретение имеет высокую промышленную применимость.[0155] According to the present invention, it is possible to provide an anisotropic electrical steel sheet capable of providing high adhesion of an insulating coating and obtaining a good effect of reducing magnetic loss in anisotropic electrical steel sheets that do not have a forsterite film and have grooves formed on the base steel sheet, and also a method for producing such an anisotropic electrical steel sheet. Thus, the present invention has a high industrial applicability.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙBRIEF DESCRIPTION OF REFERENCE SYMBOLS

[0156] 1 - Основной стальной лист[0156] 1 - Main steel sheet

2 - Пленка форстерита2 - Forsterite film

3 - Изоляционное покрытие3 - Insulating coating

4 - Промежуточный слой4 - Intermediate layer

5 - Внутренне окисленная часть5 - Internally oxidized part

6 - Граница раздела между изоляционным покрытием и промежуточным слоем.6 - The interface between the insulating coating and the intermediate layer.

Claims

1. An anisotropic electrical steel sheet having a base steel sheet, an intermediate layer in contact with the base steel sheet, and an insulating coating in contact with the intermediate layer, comprising:

a surface of the base steel sheet having grooves that extend in a direction crossing the rolling direction of the base steel sheet, wherein

in a sectional view with a plane parallel to the rolling direction and the thickness direction of the base steel sheet, when the area between the end portions of the groove is defined as part of the groove,

the average thickness of the intermediate layer of the groove portion is equal to 0.5 times or more times 3.0 or less than the average thickness of the intermediate layer outside the groove portion, and

the proportion of the void area in the insulating coating of the groove part is 15% or less.

2. The sheet of anisotropic electrical steel according to claim 1, in which,

in said sectional view, when an internally oxidized portion having a maximum depth of 0.2 µm or more present in the base steel sheet in the groove portion is represented by a line segment fraction at the interface between the base steel sheet and the intermediate layer, this internally oxidized portion is present. at 15% or less.

3. The anisotropic electrical steel sheet according to claim 1 or 2, wherein, in said sectional view, the depth of the base steel sheet from the surface of the base steel sheet outside the groove part to the bottom of the groove part in the thickness direction of the base steel sheet is 15 µm or more and 40 µm or less.

4. Sheet of anisotropic electrical steel according to any one of paragraphs. 1-3, in which, in said sectional view,

the average thickness of the insulation coating outside the groove part is 0.1 µm or more and 10 µm or less, and

the depth of the insulating coating from the surface of the groove portion to the bottom of the groove portion in the thickness direction of the base steel sheet is 15.1 µm or more and 50 µm or less.

5. Sheet of anisotropic electrical steel according to any one of paragraphs. 1-4, in which the groove is continuous or discontinuous when viewed from a direction perpendicular to the surface of the base steel sheet.

6. Method for the production of anisotropic electrical steel sheet according to any one of paragraphs. 1-5, including:

forming grooves in a base steel sheet having no forsterite film and having a texture developed in the {110}<001> orientation at any stage after cold rolling and before forming an insulating coating on the base steel sheet; and

forming an intermediate layer and an insulating coating on the base steel sheet after forming the grooves,

moreover, when forming an insulating coating

an insulating coating solution is applied to the base steel sheet, and the base steel sheet is exposed to a temperature range of 800°C or higher and 1000°C or lower for 10 seconds or more and 120 seconds or less in a gas atmosphere containing hydrogen and nitrogen and having an oxidation state of PH ₂ O/PH ₂ adjustable at 0.001 or more and 0.15 or less, and

the aged base steel sheet is cooled to 500°C at a cooling rate of 5°C/s or more and 30°C/s or less.

7. Method for the production of anisotropic electrical steel sheet according to any one of paragraphs. 1-5, including:

forming an intermediate layer and an insulating coating on a base steel sheet having no forsterite film and having a texture developed in the {110}<001> orientation;

forming grooves in the base steel sheet on which the intermediate layer and the insulating coating are formed; and

further forming an intermediate layer and an insulating coating on the base steel sheet in which the grooves are formed,

moreover, at least during the final formation of the insulating coating