JP2004353065A - 低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法 - Google Patents
低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】一方向性珪素鋼板における均質なＴｉＮ 系被膜の形成を、アーク放電方式イオンプレーティングにて実現するための方途について提案する。
【解決手段】仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつそのドロップレットの平均粒径を２．０ μｍ以下とする。
【選択図】 図１
【解決手段】仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつそのドロップレットの平均粒径を２．０ μｍ以下とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴｉＮ 系の張力付与被膜を有する、低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法に関するものである。特に、マルティ・アーク放電を含むアーク放電方式イオンプレーティングによって形成した、ＴｉＮ 系セラミック被膜を有する低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、一方向性珪素鋼板の製造において、フォルステライト下地被膜を有しない珪素鋼板 （いわゆる、膜無し材） の表面上に、ＰＶＤ 、ＣＶＤ 、スパッタリングまたはイオンインプランテーションを用いて、ＴｉＮ 、ＴｉＯ２、ＣｒＮ 、ＴｉＣ 、ＴｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４ 、ＳｉＯ２およびＡｌＮ 等や、Ｓｉ系 （Ｓｉ−Ｎ−Ｏ−Ｃ） の薄いセラミックスからなる、張力付与被膜を被成することによって、低鉄損の一方向性珪素鋼板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。
【０００３】
かような製造方法における長年の懸案事項は、高温長時間の歪取り焼鈍に耐え得る被膜の密着性と良好な曲げ特性を有し、しかも歪取り焼鈍時に懸念される鉄損の劣化なしに低鉄損を達成できる極薄のセラミック張力被膜を、効果的に被成することである。
【０００４】
かかる一方向性珪素鋼の膜無し材の表面に、ＰＶＤ 法を用いてセラミック被膜をコーティングする場合、特にＴｉＮ， ＴｉＯ２， ＣｒＮ， ＴｉＣ， Ｔｉ（ＣＮ） 等のセラミック被膜を得るためには、蒸着粒子のイオン化率の高い、低電圧かつ大電流特性を有する中空陰極（ＨＣＤ：Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ） 方式のイオンプレーティングが最適とされている。また、ＣＶＤ 法で同様のセラミック膜を成膜する際には、熱ＣＶＤ およびプラズマＣＶＤ 法が用いられている （例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、上記の中空陰極法や熱ＣＶＤ およびプラズマＣＶＤ 法は、投入パワーが大きいが成膜速度を確保することが出来ないことから、被膜の形成に多大のコストを要するために、工業的規模の生産に適したものではなかった。また、中空陰極法ではＴｉを溶解するためのＴａカソードが高価であることが指摘されている。
【０００６】
この点、アーク放電法は、
▲１▼ イオン化率が８０％ と中空陰極法の２０〜６０％ と比較して極端に高いこと。
▲２▼ 固体−固体反応蒸着を利用するため、被膜の形成は電気的制御が主になり、鋼板両面に同時成膜が可能であること。従って、中空陰極法やＥＢ （エレクトロン・ビーム） ＋イオン化法等の、溶解−イオン粒子蒸着での片面成膜と異なって、プラズマコーティングの安定性を確保するのが容易であること、
▲３▼ アーク放電の利用により、直接ＴｉターゲットからのＴｉイオン化粒子を蒸着できるため、中空陰極法やＥＢ （エレクトロン・ビーム） ＋イオン化法等の溶解−イオン粒子蒸着の場合に必要な、Ｔａカソードやビーム制御に用いる集束コイルを必要としないため、安定成膜が可能であると同時に、被膜形成コストが安価であること、
▲４▼ Ｔｉイオン化粒子を直接基板 （珪素鋼板） へ成膜可能であるため、蒸着効率が良く、かつコーティング室の掃除が容易であること
等の利点がある。
かように、アーク放電法は工業的規模の生産に適しているが、アーク放電法を用いて形成した被膜は、その膜質が一定しないため、所期する張力付与効果が得られず、被膜による張力付与を利用した鉄損の改善は望めないものであった。
【０００７】
ここに、特許文献７には、加工物の表面にＴｉＮ 膜を形成することについて、中空陰極法およびアーク放電法のそれぞれの問題を掲げ、両者を順次に用いて複合層を形成することによって、これらの問題を解消することが記載されている。なお、この技術は中空陰極法の併用が必須であるため、コストを重視する工業生産には不向きであるのは上述のとおりである。
【０００８】
【特許文献１】
特公平５−７７７４９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特公平３−７４４８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特公平４−６１４８２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特公平６−９９８２２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特公平６−９９８２３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】
特開平１１−１３１２５２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】
特公平４−２４４２４号公報（コラム４）
【非特許文献１】
Ｙ． Ｉｎｏｋｕｔｉ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ ａｎｄ Ｙ． Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ： Ｍａｔ． Ｔｒａｎｓ．， ＪＩＭ， ３４ （１９９３），６２２ 〜６２６
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、一方向性珪素鋼板におけるＴｉＮ 系被膜の形成を工業的規模で行う、すなわち低コストで行うには、アーク放電方式のイオンプレーティングを用いることが推奨されるが、その実現には、得られるＴｉＮ 系被膜の膜質を改善することが必須であった。
すなわち、本発明は、一方向性珪素鋼板における均質なＴｉＮ 系被膜の形成を、アーク放電方式イオンプレーティングにて実現した低鉄損一方向性珪素鋼板とその製造方法について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
さて、上記した特許文献７のコラム４第１０〜２４行には、アーク放電法について、Ｔｉ製の陰極がアーク放電により蒸発する際に陰極上の溶融部であるアークスポットが厚いために、ここから飛び出すＴｉ粒子に大きなものが含まれ、これがワーク（鋼板）表面に付着したのち、該表面から外れてピンホールになることが、記載されている。
【００１１】
さらに、この大径のＴｉ粒子に関して、神戸製鋼技報／Ｖｏｌ．５０ Ｎｏ．２（Ｓｅｐ．２０００）の第５４頁左欄第７〜１２行には、アークスポットから放出される、電気的に中性な溶滴であるドロップレットが被膜の表面粗さにはデメリットになることが記載されている。
【００１２】
発明者は、以上の従来の知見を踏まえ、ドロップレットの存在がＴｉＮ 系被膜の均質化を阻害しているものと考え、その発生を抑制することを検討したが、アーク放電方式においてドロップレットの発生を完全に抑えることは不可能であった。そこで、ＴｉＮ 系被膜の膜質に与えるドロップレットの影響について鋭意究明したところ、ドロップレットの存在比率並びに径を所定の範囲に規制することによって、ＴｉＮ 系被膜の張力付与による鉄損の改善効果が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下であることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
ここで、仕上げ焼鈍とは、ゴス方位に強く集積させるための二次再結晶焼鈍および純化焼鈍からなる最終仕上げ焼鈍を指す。
また、本発明におけるドロップレットとは、Ｔｉ製の陰極がアーク放電により蒸発する際に、Ｔｉの固体状態部と蒸発部との間に存在する液相部が溶滴となって放出されＴｉＮ 系被膜に混入したものである。
【００１４】
（２）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成し、さらに該被膜上に絶縁被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が０．０１〜２．０ μｍであることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
ここで、絶縁被膜とは、りん酸塩およびコロイダルシリカを主成分とする被膜を対象とする。
【００１５】
（３）上記（１）または（２）において、ＴｉＮ 系被膜が、ＴｉＮ に加えてＴｉ、ＴｉＮＣおよびＴｉＮＯのいずれか１種または２種以上を含むことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
【００１６】
（４）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成するに当たり、鋼板表面温度：２００ 〜１０００℃、窒素ガス流量：２０〜２００ｃｃ ／ｍｉｎ およびバイアス電圧：−３０〜−５００ Ｖの条件に従う、アーク放電方式イオンプレーティングを用いて成膜を行うことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
【００１７】
（５）上記（４）において、ＴｉＮ 系被膜を形成したのち、さらにその上に絶縁被膜を形成することを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
【００１８】
なお、ここでいうＴｉＮ 系被膜とは、ＴｉＮ からなる被膜は勿論、ＴｉＮ を主成分として、さらに上記（３）に記載した、Ｔｉ、ＴｉＮＣおよびＴｉＮＯのいずれか１種または２種以上を含んでもよいことを意味している。
以下、単にＴｉＮ 被膜と示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を導くに到った実験結果について詳しく説明する。
Ｃ：０．０７７ ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．４６ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０７８ ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．０２０ ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．０２５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２２ ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．０１２ ｍａｓｓ％およびＮ：０．００７３ｍａｓｓ％を含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物の組成になる珪素鋼スラブを、１３４０℃で３時間加熱後、熱間圧延を施し、ついで１０５０℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して０．２３ｍｍ厚の最終冷延板とした。その後、圧延方向とほぼ直角方向に４ｍｍ間隔で、幅：２００ μｍ 、深さ：２０μｍ の溝を形成する磁区細分化処理を施したのち、 ８４０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を行い、ついで鋼板表面に ＳｉＯ２（２ｍａｓｓ％）， Ａｌ２Ｏ３（３ ｍａｓｓ ％）， ＭｇＯ（７５ｍａｓｓ％）， ＳｂＣｌ３（ １５ｍａｓｓ％） およびＳｒ（ＯＨ）２（５ｍａｓｓ％） を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、 ８５０℃で１５時間保持後、１２℃／ｈで１０８０℃まで昇温してゴス方位の２次再結晶粒を優先成長させた後、１２１０℃の乾水素中で純化焼鈍を施した。
【００２０】
次いで、この膜無し一方向性珪素鋼板に、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングを、鋼板表面温度、窒素ガス流量およびバイアス電圧の条件を種々に変化して施し、ＴｉＮ 被膜（０．３５ μｍ 厚） を形成した。
その後、このＴｉＮ 被膜の上に、コロイダルシリカと燐酸塩とを主成分とするコーティング液を塗布し、焼付けにより絶縁被膜を形成した。その後、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った。
【００２１】
かくして得られた一方向性珪素鋼板について、ＴｉＮ 被膜による鉄損の向上度を調査した。すなわち、ＴｉＮ 被覆前の鉄損値と、ＴｉＮ 被覆後に絶縁被膜を形成し、さらに歪取焼鈍を施した後の鉄損値との差を評価した。
【００２２】
その調査結果を、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比との関係において整理して、図１（ａ） に示す。ここで、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比は、走査型電子顕微鏡観察により、ドロップレットとＴｉＮ マトリックスの面積を５０００倍の倍率で、１０視野を撮影し求めた平均値とした。
【００２３】
図１（ａ） に示すように、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比が２０％以下になると、鉄損の向上度が０．０３Ｗ／ｋｇを超えるようになり、被膜形成による鉄損の向上効果が得られることがわかる。
【００２４】
次いで、ドロップレットの面積比が ８．０％のＴｉＮ 被膜を有する鋼板について、ドロップレットの平均粒径を調査した。その結果を、図１（ｂ） に示すように、ドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下になると、鉄損の向上度が０．０６Ｗ／ｋｇを超えるようになり、被膜形成による鉄損の向上度が格段に上昇することがわかる。
ここで、ドロップレットの平均粒径は、走査型電子顕微鏡観察により、５０００倍の倍率で１０視野を撮影し求めた平均値とした。
【００２５】
以上の実験結果から、ＴｉＮ 被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下である場合に、ＴｉＮ 被膜の形成による鉄損低減の効果が得られることが判明した。
【００２６】
なお、仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 被膜を形成したのち、さらにＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を形成する場合は、ドロップレットの平均粒径が０．０１μｍ以上とすることが有利である。すなわち、ＴｉＮ 被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつそのドロップレットの平均粒径を０．０１〜２．０μｍとすることによって、ＴｉＮ 被膜の形成による特に優れた鉄損低減の効果が得られる。こうすることによって、ＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を塗布・焼付けにより形成するのが容易となり、高温の歪取焼鈍後においても絶縁被膜の剥離を回避できるからである。特に、ドロップレットの平均粒径は０．０２〜１．５ μｍとすることが好ましい。
【００２７】
次に、ＴｉＮ 被膜中のドロップレットを上記の条件に規制するための手段について、検討した。
すなわち、上記した実験において、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングを、鋼板表面温度：８００ ℃、投入電力：２５Ｖ、１５０ Ａおよびバイアス電圧：−２００ Ｖの条件を共通にして、窒素ガス流量を、（Ａ） ７００ ｃｃ／ｍｉｎおよび （Ｂ）４０ ｃｃ／ｍｉｎ の２条件で行い、それぞれ（Ａ）０．３５ μｍ 厚および（Ｂ）０．３０ μｍ 厚のＴｉＮ膜を被成した。
【００２８】
その後、コロイダルシリカおよび燐酸塩を主成分とするコーティング液を、塗布し、焼付けにより絶縁被膜を形成した後、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った。
かくして得られた一方向性珪素鋼板について、磁気特性および被膜の曲げ剥離性について調査した結果を、表１に纏めて示す。
また、曲げ剥離性は、鋼板に１８０ °曲げを付与した際に、被膜剥離が発生しない曲げ最小直径をもって評価した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
表１から明らかなように、（Ｂ） の条件にて成膜を行うと、ＴｉＮ 被膜の形成後に、さらに絶縁被膜を形成したのち、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った後の、磁気特性、特に鉄損特性Ｗ１７／５０が０．５６Ｗ／ｋｇと極端に優れた値を示し、また最小曲げ直径も２０ｍｍφで曲げ剥離性に全く問題の無いものが得られた。
これに対して、（Ａ） の条件、すなわち通常の反応窒素流量に従うマルティ・アーク法を用いて、得られた電磁鋼板は、磁気特性、特に鉄損特性Ｗ１７／５０が０．７７Ｗ／ｋｇと鉄損の向上は不十分であり、最小曲げ直径が６０ｍｍφと曲げ剥離性が劣るため、製品として使用不可能であることがわかる。
【００３１】
さらに、同様の実験条件において、反応窒素流量の条件（Ａ） および（Ｂ） について、鉄損向上度ΔＷおよび曲げ剥離性との関係を調査した。その結果を、図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すように、マルティ・アーク法を用いた場合、鉄損向上度ΔＷと曲げ剥離の状況が反応窒素量に大きく依存していることが判る。
以上の実験から、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングで形成したＴｉＮ 被膜による鉄損の改善効果を得るには、反応窒素流量に代表される条件を適正化する必要のあることが判明した。
【００３２】
そこで、図１に示した実験結果から得られた知見、すなわちマルティ・アーク法によるイオンプレーティングで形成したＴｉＮ 被膜における、ドロップレットが図１に示した適正範囲にあれば、鉄損向上度ΔＷが０．０６Ｗ／ｋｇ以上になることを踏まえ、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングにおける諸条件を種々に変化させ、その他は上述の実験と同様の条件として、絶縁被膜付きの一方向性珪素鋼板を製造し、その鉄損を測定して、諸条件の適正範囲を究明した。その結果を整理して、図３に示す。
【００３３】
すなわち、図３から明らかなように、鉄損向上度ΔＷを０．０６Ｗ／ｋｇ以上にするためには、鋼板表面温度：２００ 〜１０００℃、窒素ガス流量：２０〜２００ｃｃ ／ｍｉｎ およびバイアス電圧：−３０〜−５００ Ｖの条件に従う、マルティ・アーク放電方式イオンプレーティングを用いて成膜を行うことが不可欠の条件となる。
【００３４】
ここで、上記した条件（Ａ） および（Ｂ） に従って得られたＴｉＮ 被膜について、薄膜Ｘ線回折の結果を、図４（ａ）および（ｂ）に比較して示す。すなわち、（Ａ）の通常条件では、ＴｉＮ の（１１１）に強く配向したピークと（２００）と（２２０）ピークが検出される。また、Ｆｅの（１１０）と（２００）ピークも同時に検出される。
【００３５】
これに対して、（Ｂ） の条件では、ＴｉＮ の（１１１）、（２００）、（２２０）の強く配向したピークの検出される以外に、Ｔｉの弱いピークとＴｉＮＯのオーダリングを示す弱いピークが検出される。
すなわち、弱いＴｉの検出はドロップレットの存在を示唆している。また、ＴｉＮＯのオーダリングはゴス方位２次再結晶粒の上へのエピタキシャル成長と関連している。
【００３６】
さらに、図５に、上記した条件（Ｂ） に従って得られたＴｉＮ 被膜について、走査型電子顕微鏡観察によるＴｉＮ 被膜表面の写真と、そのエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析 Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＥＤＸ）による分析結果とを示すように、ＴｉＮ 被膜中に０．０５〜１．１ μｍの粒径のドロップレットを含有していることがわかる。
【００３７】
なお、ＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を形成する場合に、ＴｉＮ 被膜中のドロップレットの径を０．０１μｍ以上とするには、カソード近傍に磁場発生手段を設け、磁場を制御する。
【００３８】
【実施例】
Ｃ：０．０７１ ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０７７ ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．０２０ ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．０２５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２１ ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．０１１ ｍａｓｓ％およびＮ：０．００７３ｍａｓｓ％を含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物の成分組成になるスラブを、１３４０℃で３時間加熱後、熱間圧延を施し、ついで１０２０℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して０．２３ｍｍ厚の最終冷延板とした。その後、圧延方向とほぼ直角方向に４ｍｍ間隔で、幅：２００ μｍ および深さ：２０μｍ の溝を形成する磁区細分化処理を施したのち、 ８４０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を行い、ついで鋼板表面にＣａＳｉＯ３（２ ｍａｓｓ ％）， Ａｌ２Ｏ３（８ ｍａｓｓ ％）， ＭｇＯ（６５ｍａｓｓ ％）， ＳｉＯ２（１０ｍａｓｓ％） 、ＡｌＣｌ３（ｍａｓｓ％） 、ＳｂＣｌ３（ｍａｓｓ％）， Ｓｒ（ＯＨ）２（ ５ｍａｓｓ％） を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、 ８５０℃で１５時間保持後、１１℃／ｈで１０５０℃まで昇温してゴス方位の２次再結晶粒を優先成長させた後、１２２０℃の乾水素中で純化焼鈍を施した。
【００３９】
次に、この膜無し一方向性珪素鋼板の表面に、マルティ・アーク法を用いてＴｉＮ 被膜を、表２に示す条件に従って、０．４ μｍ 厚にて形成した。その後、ＴｉＮ 被膜付き鋼板の一部につき、コロイダルシリカおよび燐酸塩を主成分とする絶縁被膜を塗布・焼付けによって形成した後、窒素雰囲気中で８００℃および３時間の歪取焼鈍を行った。絶縁被膜の有無およびマルティ・アーク法の処理条件を表２に示す。
【００４０】
かくして得られたＴｉＮ 被膜付き鋼板、そして絶縁被膜付き鋼板について、そのＴｉＮ 被膜中のドロップレットの存在比および径を測定するとともに、磁気特性および曲げ剥離性の評価を行った。その結果を、表３に示す。本発明に従う一方向性珪素鋼板は、鉄損Ｗ１７／５０が０．５６Ｗ／ｋｇと極めて低いことが注目される。さらに、その場合の曲げ剥離性も２０ｍｍφの曲げで剥離無しで、優れている。
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
【発明の効果】
アーク放電法は、例えば中空陰極法の溶解−イオン粒子による成膜と異って、固体−固体成膜であるため、ドロップレットが多くなって均質な被膜形成が不可能であることが指摘されていたが、本発明に従って、このドロップレットの存在比率および径を規制することによって、特に鉄損の向上に寄与し得るＴｉＮ 被膜の提供が初めて可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの存在比およびその径と鉄損の向上度との関係を示す図である。
【図２】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成後における、鉄損の向上度ΔＷおよび曲げ剥離性と窒素流量との関係を示す図である。
【図３】マルティ・アーク法による被膜形成における、反応窒素ガス流量、バイアス電圧および鋼板表面温度の適正範囲を示す図である。
【図４】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成において、窒素流量条件に応じた薄膜Ｘ線回折結果を比較して示す図である。
【図５】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成を適切に行って得られたＴｉＮ 被膜の表面観察結果を示す写真、そして該被膜のＥＤＸの元素分析結果を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴｉＮ 系の張力付与被膜を有する、低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法に関するものである。特に、マルティ・アーク放電を含むアーク放電方式イオンプレーティングによって形成した、ＴｉＮ 系セラミック被膜を有する低鉄損一方向性珪素鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、一方向性珪素鋼板の製造において、フォルステライト下地被膜を有しない珪素鋼板 （いわゆる、膜無し材） の表面上に、ＰＶＤ 、ＣＶＤ 、スパッタリングまたはイオンインプランテーションを用いて、ＴｉＮ 、ＴｉＯ２、ＣｒＮ 、ＴｉＣ 、ＴｉＣＮ、Ｓｉ３Ｎ４ 、ＳｉＯ２およびＡｌＮ 等や、Ｓｉ系 （Ｓｉ−Ｎ−Ｏ−Ｃ） の薄いセラミックスからなる、張力付与被膜を被成することによって、低鉄損の一方向性珪素鋼板を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）。
【０００３】
かような製造方法における長年の懸案事項は、高温長時間の歪取り焼鈍に耐え得る被膜の密着性と良好な曲げ特性を有し、しかも歪取り焼鈍時に懸念される鉄損の劣化なしに低鉄損を達成できる極薄のセラミック張力被膜を、効果的に被成することである。
【０００４】
かかる一方向性珪素鋼の膜無し材の表面に、ＰＶＤ 法を用いてセラミック被膜をコーティングする場合、特にＴｉＮ， ＴｉＯ２， ＣｒＮ， ＴｉＣ， Ｔｉ（ＣＮ） 等のセラミック被膜を得るためには、蒸着粒子のイオン化率の高い、低電圧かつ大電流特性を有する中空陰極（ＨＣＤ：Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ） 方式のイオンプレーティングが最適とされている。また、ＣＶＤ 法で同様のセラミック膜を成膜する際には、熱ＣＶＤ およびプラズマＣＶＤ 法が用いられている （例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、上記の中空陰極法や熱ＣＶＤ およびプラズマＣＶＤ 法は、投入パワーが大きいが成膜速度を確保することが出来ないことから、被膜の形成に多大のコストを要するために、工業的規模の生産に適したものではなかった。また、中空陰極法ではＴｉを溶解するためのＴａカソードが高価であることが指摘されている。
【０００６】
この点、アーク放電法は、
▲１▼ イオン化率が８０％ と中空陰極法の２０〜６０％ と比較して極端に高いこと。
▲２▼ 固体−固体反応蒸着を利用するため、被膜の形成は電気的制御が主になり、鋼板両面に同時成膜が可能であること。従って、中空陰極法やＥＢ （エレクトロン・ビーム） ＋イオン化法等の、溶解−イオン粒子蒸着での片面成膜と異なって、プラズマコーティングの安定性を確保するのが容易であること、
▲３▼ アーク放電の利用により、直接ＴｉターゲットからのＴｉイオン化粒子を蒸着できるため、中空陰極法やＥＢ （エレクトロン・ビーム） ＋イオン化法等の溶解−イオン粒子蒸着の場合に必要な、Ｔａカソードやビーム制御に用いる集束コイルを必要としないため、安定成膜が可能であると同時に、被膜形成コストが安価であること、
▲４▼ Ｔｉイオン化粒子を直接基板 （珪素鋼板） へ成膜可能であるため、蒸着効率が良く、かつコーティング室の掃除が容易であること
等の利点がある。
かように、アーク放電法は工業的規模の生産に適しているが、アーク放電法を用いて形成した被膜は、その膜質が一定しないため、所期する張力付与効果が得られず、被膜による張力付与を利用した鉄損の改善は望めないものであった。
【０００７】
ここに、特許文献７には、加工物の表面にＴｉＮ 膜を形成することについて、中空陰極法およびアーク放電法のそれぞれの問題を掲げ、両者を順次に用いて複合層を形成することによって、これらの問題を解消することが記載されている。なお、この技術は中空陰極法の併用が必須であるため、コストを重視する工業生産には不向きであるのは上述のとおりである。
【０００８】
【特許文献１】
特公平５−７７７４９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特公平３−７４４８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】
特公平４−６１４８２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特公平６−９９８２２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】
特公平６−９９８２３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】
特開平１１−１３１２５２号公報（特許請求の範囲）
【特許文献７】
特公平４−２４４２４号公報（コラム４）
【非特許文献１】
Ｙ． Ｉｎｏｋｕｔｉ， Ｋ． Ｓｕｚｕｋｉ ａｎｄ Ｙ． Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ： Ｍａｔ． Ｔｒａｎｓ．， ＪＩＭ， ３４ （１９９３），６２２ 〜６２６
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、一方向性珪素鋼板におけるＴｉＮ 系被膜の形成を工業的規模で行う、すなわち低コストで行うには、アーク放電方式のイオンプレーティングを用いることが推奨されるが、その実現には、得られるＴｉＮ 系被膜の膜質を改善することが必須であった。
すなわち、本発明は、一方向性珪素鋼板における均質なＴｉＮ 系被膜の形成を、アーク放電方式イオンプレーティングにて実現した低鉄損一方向性珪素鋼板とその製造方法について提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
さて、上記した特許文献７のコラム４第１０〜２４行には、アーク放電法について、Ｔｉ製の陰極がアーク放電により蒸発する際に陰極上の溶融部であるアークスポットが厚いために、ここから飛び出すＴｉ粒子に大きなものが含まれ、これがワーク（鋼板）表面に付着したのち、該表面から外れてピンホールになることが、記載されている。
【００１１】
さらに、この大径のＴｉ粒子に関して、神戸製鋼技報／Ｖｏｌ．５０ Ｎｏ．２（Ｓｅｐ．２０００）の第５４頁左欄第７〜１２行には、アークスポットから放出される、電気的に中性な溶滴であるドロップレットが被膜の表面粗さにはデメリットになることが記載されている。
【００１２】
発明者は、以上の従来の知見を踏まえ、ドロップレットの存在がＴｉＮ 系被膜の均質化を阻害しているものと考え、その発生を抑制することを検討したが、アーク放電方式においてドロップレットの発生を完全に抑えることは不可能であった。そこで、ＴｉＮ 系被膜の膜質に与えるドロップレットの影響について鋭意究明したところ、ドロップレットの存在比率並びに径を所定の範囲に規制することによって、ＴｉＮ 系被膜の張力付与による鉄損の改善効果が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１３】
すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下であることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
ここで、仕上げ焼鈍とは、ゴス方位に強く集積させるための二次再結晶焼鈍および純化焼鈍からなる最終仕上げ焼鈍を指す。
また、本発明におけるドロップレットとは、Ｔｉ製の陰極がアーク放電により蒸発する際に、Ｔｉの固体状態部と蒸発部との間に存在する液相部が溶滴となって放出されＴｉＮ 系被膜に混入したものである。
【００１４】
（２）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成し、さらに該被膜上に絶縁被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が０．０１〜２．０ μｍであることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
ここで、絶縁被膜とは、りん酸塩およびコロイダルシリカを主成分とする被膜を対象とする。
【００１５】
（３）上記（１）または（２）において、ＴｉＮ 系被膜が、ＴｉＮ に加えてＴｉ、ＴｉＮＣおよびＴｉＮＯのいずれか１種または２種以上を含むことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
【００１６】
（４）仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成するに当たり、鋼板表面温度：２００ 〜１０００℃、窒素ガス流量：２０〜２００ｃｃ ／ｍｉｎ およびバイアス電圧：−３０〜−５００ Ｖの条件に従う、アーク放電方式イオンプレーティングを用いて成膜を行うことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
【００１７】
（５）上記（４）において、ＴｉＮ 系被膜を形成したのち、さらにその上に絶縁被膜を形成することを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
【００１８】
なお、ここでいうＴｉＮ 系被膜とは、ＴｉＮ からなる被膜は勿論、ＴｉＮ を主成分として、さらに上記（３）に記載した、Ｔｉ、ＴｉＮＣおよびＴｉＮＯのいずれか１種または２種以上を含んでもよいことを意味している。
以下、単にＴｉＮ 被膜と示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を導くに到った実験結果について詳しく説明する。
Ｃ：０．０７７ ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．４６ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０７８ ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．０２０ ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．０２５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２２ ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．０１２ ｍａｓｓ％およびＮ：０．００７３ｍａｓｓ％を含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物の組成になる珪素鋼スラブを、１３４０℃で３時間加熱後、熱間圧延を施し、ついで１０５０℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して０．２３ｍｍ厚の最終冷延板とした。その後、圧延方向とほぼ直角方向に４ｍｍ間隔で、幅：２００ μｍ 、深さ：２０μｍ の溝を形成する磁区細分化処理を施したのち、 ８４０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を行い、ついで鋼板表面に ＳｉＯ２（２ｍａｓｓ％）， Ａｌ２Ｏ３（３ ｍａｓｓ ％）， ＭｇＯ（７５ｍａｓｓ％）， ＳｂＣｌ３（ １５ｍａｓｓ％） およびＳｒ（ＯＨ）２（５ｍａｓｓ％） を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、 ８５０℃で１５時間保持後、１２℃／ｈで１０８０℃まで昇温してゴス方位の２次再結晶粒を優先成長させた後、１２１０℃の乾水素中で純化焼鈍を施した。
【００２０】
次いで、この膜無し一方向性珪素鋼板に、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングを、鋼板表面温度、窒素ガス流量およびバイアス電圧の条件を種々に変化して施し、ＴｉＮ 被膜（０．３５ μｍ 厚） を形成した。
その後、このＴｉＮ 被膜の上に、コロイダルシリカと燐酸塩とを主成分とするコーティング液を塗布し、焼付けにより絶縁被膜を形成した。その後、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った。
【００２１】
かくして得られた一方向性珪素鋼板について、ＴｉＮ 被膜による鉄損の向上度を調査した。すなわち、ＴｉＮ 被覆前の鉄損値と、ＴｉＮ 被覆後に絶縁被膜を形成し、さらに歪取焼鈍を施した後の鉄損値との差を評価した。
【００２２】
その調査結果を、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比との関係において整理して、図１（ａ） に示す。ここで、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比は、走査型電子顕微鏡観察により、ドロップレットとＴｉＮ マトリックスの面積を５０００倍の倍率で、１０視野を撮影し求めた平均値とした。
【００２３】
図１（ａ） に示すように、ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの面積比が２０％以下になると、鉄損の向上度が０．０３Ｗ／ｋｇを超えるようになり、被膜形成による鉄損の向上効果が得られることがわかる。
【００２４】
次いで、ドロップレットの面積比が ８．０％のＴｉＮ 被膜を有する鋼板について、ドロップレットの平均粒径を調査した。その結果を、図１（ｂ） に示すように、ドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下になると、鉄損の向上度が０．０６Ｗ／ｋｇを超えるようになり、被膜形成による鉄損の向上度が格段に上昇することがわかる。
ここで、ドロップレットの平均粒径は、走査型電子顕微鏡観察により、５０００倍の倍率で１０視野を撮影し求めた平均値とした。
【００２５】
以上の実験結果から、ＴｉＮ 被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下である場合に、ＴｉＮ 被膜の形成による鉄損低減の効果が得られることが判明した。
【００２６】
なお、仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 被膜を形成したのち、さらにＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を形成する場合は、ドロップレットの平均粒径が０．０１μｍ以上とすることが有利である。すなわち、ＴｉＮ 被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつそのドロップレットの平均粒径を０．０１〜２．０μｍとすることによって、ＴｉＮ 被膜の形成による特に優れた鉄損低減の効果が得られる。こうすることによって、ＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を塗布・焼付けにより形成するのが容易となり、高温の歪取焼鈍後においても絶縁被膜の剥離を回避できるからである。特に、ドロップレットの平均粒径は０．０２〜１．５ μｍとすることが好ましい。
【００２７】
次に、ＴｉＮ 被膜中のドロップレットを上記の条件に規制するための手段について、検討した。
すなわち、上記した実験において、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングを、鋼板表面温度：８００ ℃、投入電力：２５Ｖ、１５０ Ａおよびバイアス電圧：−２００ Ｖの条件を共通にして、窒素ガス流量を、（Ａ） ７００ ｃｃ／ｍｉｎおよび （Ｂ）４０ ｃｃ／ｍｉｎ の２条件で行い、それぞれ（Ａ）０．３５ μｍ 厚および（Ｂ）０．３０ μｍ 厚のＴｉＮ膜を被成した。
【００２８】
その後、コロイダルシリカおよび燐酸塩を主成分とするコーティング液を、塗布し、焼付けにより絶縁被膜を形成した後、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った。
かくして得られた一方向性珪素鋼板について、磁気特性および被膜の曲げ剥離性について調査した結果を、表１に纏めて示す。
また、曲げ剥離性は、鋼板に１８０ °曲げを付与した際に、被膜剥離が発生しない曲げ最小直径をもって評価した。
【００２９】
【表１】
表１から明らかなように、（Ｂ） の条件にて成膜を行うと、ＴｉＮ 被膜の形成後に、さらに絶縁被膜を形成したのち、窒素雰囲気中で８００ ℃および３時間の歪取焼鈍を行った後の、磁気特性、特に鉄損特性Ｗ１７／５０が０．５６Ｗ／ｋｇと極端に優れた値を示し、また最小曲げ直径も２０ｍｍφで曲げ剥離性に全く問題の無いものが得られた。
これに対して、（Ａ） の条件、すなわち通常の反応窒素流量に従うマルティ・アーク法を用いて、得られた電磁鋼板は、磁気特性、特に鉄損特性Ｗ１７／５０が０．７７Ｗ／ｋｇと鉄損の向上は不十分であり、最小曲げ直径が６０ｍｍφと曲げ剥離性が劣るため、製品として使用不可能であることがわかる。
【００３１】
さらに、同様の実験条件において、反応窒素流量の条件（Ａ） および（Ｂ） について、鉄損向上度ΔＷおよび曲げ剥離性との関係を調査した。その結果を、図２（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示すように、マルティ・アーク法を用いた場合、鉄損向上度ΔＷと曲げ剥離の状況が反応窒素量に大きく依存していることが判る。
以上の実験から、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングで形成したＴｉＮ 被膜による鉄損の改善効果を得るには、反応窒素流量に代表される条件を適正化する必要のあることが判明した。
【００３２】
そこで、図１に示した実験結果から得られた知見、すなわちマルティ・アーク法によるイオンプレーティングで形成したＴｉＮ 被膜における、ドロップレットが図１に示した適正範囲にあれば、鉄損向上度ΔＷが０．０６Ｗ／ｋｇ以上になることを踏まえ、マルティ・アーク法によるイオンプレーティングにおける諸条件を種々に変化させ、その他は上述の実験と同様の条件として、絶縁被膜付きの一方向性珪素鋼板を製造し、その鉄損を測定して、諸条件の適正範囲を究明した。その結果を整理して、図３に示す。
【００３３】
すなわち、図３から明らかなように、鉄損向上度ΔＷを０．０６Ｗ／ｋｇ以上にするためには、鋼板表面温度：２００ 〜１０００℃、窒素ガス流量：２０〜２００ｃｃ ／ｍｉｎ およびバイアス電圧：−３０〜−５００ Ｖの条件に従う、マルティ・アーク放電方式イオンプレーティングを用いて成膜を行うことが不可欠の条件となる。
【００３４】
ここで、上記した条件（Ａ） および（Ｂ） に従って得られたＴｉＮ 被膜について、薄膜Ｘ線回折の結果を、図４（ａ）および（ｂ）に比較して示す。すなわち、（Ａ）の通常条件では、ＴｉＮ の（１１１）に強く配向したピークと（２００）と（２２０）ピークが検出される。また、Ｆｅの（１１０）と（２００）ピークも同時に検出される。
【００３５】
これに対して、（Ｂ） の条件では、ＴｉＮ の（１１１）、（２００）、（２２０）の強く配向したピークの検出される以外に、Ｔｉの弱いピークとＴｉＮＯのオーダリングを示す弱いピークが検出される。
すなわち、弱いＴｉの検出はドロップレットの存在を示唆している。また、ＴｉＮＯのオーダリングはゴス方位２次再結晶粒の上へのエピタキシャル成長と関連している。
【００３６】
さらに、図５に、上記した条件（Ｂ） に従って得られたＴｉＮ 被膜について、走査型電子顕微鏡観察によるＴｉＮ 被膜表面の写真と、そのエネルギ分散型蛍光Ｘ線分析 Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＥＤＸ）による分析結果とを示すように、ＴｉＮ 被膜中に０．０５〜１．１ μｍの粒径のドロップレットを含有していることがわかる。
【００３７】
なお、ＴｉＮ 被膜上に絶縁被膜を形成する場合に、ＴｉＮ 被膜中のドロップレットの径を０．０１μｍ以上とするには、カソード近傍に磁場発生手段を設け、磁場を制御する。
【００３８】
【実施例】
Ｃ：０．０７１ ｍａｓｓ％、Ｓｉ：３．３５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．０７７ ｍａｓｓ％、Ｓｅ：０．０２０ ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．０２５ ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０２１ ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．０１１ ｍａｓｓ％およびＮ：０．００７３ｍａｓｓ％を含有し、残部は実質的にＦｅおよび不可避的不純物の成分組成になるスラブを、１３４０℃で３時間加熱後、熱間圧延を施し、ついで１０２０℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施して０．２３ｍｍ厚の最終冷延板とした。その後、圧延方向とほぼ直角方向に４ｍｍ間隔で、幅：２００ μｍ および深さ：２０μｍ の溝を形成する磁区細分化処理を施したのち、 ８４０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を行い、ついで鋼板表面にＣａＳｉＯ３（２ ｍａｓｓ ％）， Ａｌ２Ｏ３（８ ｍａｓｓ ％）， ＭｇＯ（６５ｍａｓｓ ％）， ＳｉＯ２（１０ｍａｓｓ％） 、ＡｌＣｌ３（ｍａｓｓ％） 、ＳｂＣｌ３（ｍａｓｓ％）， Ｓｒ（ＯＨ）２（ ５ｍａｓｓ％） を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、 ８５０℃で１５時間保持後、１１℃／ｈで１０５０℃まで昇温してゴス方位の２次再結晶粒を優先成長させた後、１２２０℃の乾水素中で純化焼鈍を施した。
【００３９】
次に、この膜無し一方向性珪素鋼板の表面に、マルティ・アーク法を用いてＴｉＮ 被膜を、表２に示す条件に従って、０．４ μｍ 厚にて形成した。その後、ＴｉＮ 被膜付き鋼板の一部につき、コロイダルシリカおよび燐酸塩を主成分とする絶縁被膜を塗布・焼付けによって形成した後、窒素雰囲気中で８００℃および３時間の歪取焼鈍を行った。絶縁被膜の有無およびマルティ・アーク法の処理条件を表２に示す。
【００４０】
かくして得られたＴｉＮ 被膜付き鋼板、そして絶縁被膜付き鋼板について、そのＴｉＮ 被膜中のドロップレットの存在比および径を測定するとともに、磁気特性および曲げ剥離性の評価を行った。その結果を、表３に示す。本発明に従う一方向性珪素鋼板は、鉄損Ｗ１７／５０が０．５６Ｗ／ｋｇと極めて低いことが注目される。さらに、その場合の曲げ剥離性も２０ｍｍφの曲げで剥離無しで、優れている。
【００４１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
アーク放電法は、例えば中空陰極法の溶解−イオン粒子による成膜と異って、固体−固体成膜であるため、ドロップレットが多くなって均質な被膜形成が不可能であることが指摘されていたが、本発明に従って、このドロップレットの存在比率および径を規制することによって、特に鉄損の向上に寄与し得るＴｉＮ 被膜の提供が初めて可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴｉＮ 被膜におけるドロップレットの存在比およびその径と鉄損の向上度との関係を示す図である。
【図２】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成後における、鉄損の向上度ΔＷおよび曲げ剥離性と窒素流量との関係を示す図である。
【図３】マルティ・アーク法による被膜形成における、反応窒素ガス流量、バイアス電圧および鋼板表面温度の適正範囲を示す図である。
【図４】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成において、窒素流量条件に応じた薄膜Ｘ線回折結果を比較して示す図である。
【図５】マルティ・アーク法を用いたＴｉＮ 被膜の形成を適切に行って得られたＴｉＮ 被膜の表面観察結果を示す写真、そして該被膜のＥＤＸの元素分析結果を示す図である。
Claims (5)
- 仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が２．０ μｍ以下であることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
- 仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成し、さらに該被膜上に絶縁被膜を形成した一方向性珪素鋼板において、該ＴｉＮ 系被膜中に、面積率で２０％以下のドロップレットを含み、かつドロップレットの平均粒径が０．０１〜２．０ μｍであることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
- 請求項１または２において、ＴｉＮ 系被膜が、ＴｉＮ に加えてＴｉ、ＴｉＮＣおよびＴｉＮＯのいずれか１種または２種以上を含むことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板。
- 仕上げ焼鈍済みの一方向性珪素鋼板の表面に、ＴｉＮ 系被膜を形成するに当たり、鋼板表面温度：２００ 〜１０００℃、窒素ガス流量：２０〜２００ｃｃ ／ｍｉｎおよびバイアス電圧：−３０〜−５００ Ｖの条件に従う、アーク放電方式イオンプレーティングを用いて成膜を行うことを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
- 請求項４において、ＴｉＮ 系被膜を形成したのち、さらにその上に絶縁被膜を形成することを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN110214195A (zh) * | 2016-12-23 | 2019-09-06 | 株式会社Posco | 金色钢板及其制造方法 |
-
2003
- 2003-05-30 JP JP2003155121A patent/JP2004353065A/ja active Pending
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