本發明涉及一種取向電工鋼板及其制造方法。
背景技術：
：取向電工鋼板是由具有鋼板結晶取向為{110}<001>的所謂高斯(高斯)取向的晶粒組成的軋制方向磁性能優秀的軟磁性材料。這種取向電工鋼板在加熱板坯后通過熱軋、熱軋板退火、冷軋一般軋制成最終厚度為0.15mm至0.35mm，然后經過初次再結晶退火和用于形成二次再結晶的高溫退火而制成。在進行高溫退火時，升溫率越慢二次再結晶的高斯取向聚集度越高，因而磁性優秀。通常，在取向電工鋼板的高溫退火中升溫率為每小時15℃以下，僅升溫就需要2～3天，而且需要進行40小時以上的凈化退火，因此可以說是一種能耗嚴重的工藝。另外，對于目前的最終高溫退火工藝，在卷材狀態下實施分批(batch)式退火，因此工藝上存在如下困難：第一，因卷材狀態下的熱處理而產生卷材的外卷部和內卷部的溫度偏差，在各部分無法采用相同的熱處理模式，從而產生外卷部和內卷部的磁性偏差。第二，在脫碳退火后將mgo涂覆在表面上于高溫退火中形成基底涂層(basecoating)的過程中產生各種表面缺陷，因此成品率會下降。第三，將脫碳退火完畢的脫碳板卷成卷材形式，然后進行高溫退火，再經平坦化退火進行絕緣涂覆，因此生產工藝分為三個步驟，從而出現成品率下降的問題。技術實現要素：技術問題本發明一實施例中提供一種取向電工鋼板的制造方法及通過該方法制造的取向電工鋼板。技術方法本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法包括：提供板坯的步驟，所述板坯以重量％計包含si：1.0％至4.0％、c：0.1％至0.4％、及余量的fe和不可避免混入的雜質；對所述板坯進行再加熱的步驟；對所述板坯進行熱軋以制造熱軋鋼板的步驟；對所述熱軋鋼板進行熱軋板退火的步驟；對所述熱軋板退火后的熱軋鋼板進行冷軋的步驟；對所述冷軋后的鋼板進行脫碳退火的步驟；對所述脫碳退火完畢的鋼板進行冷軋的步驟；以及對所述冷軋完畢的鋼板進行最終退火的步驟。。所述冷軋步驟后進行最終退火的步驟是可以連續進行的。對所述冷軋后的鋼板進行脫碳退火的步驟及對所述脫碳退火完畢的鋼板進行冷軋的步驟可以重復2次以上。所述脫碳退火后表面晶粒的大小可為150μm至250μm。所述脫碳退火可在奧氏體單相區或存在鐵素體和奧氏體復相的區域實施。所述脫碳退火可在850℃至1000℃的退火溫度及50℃至70℃的露點溫度下實施。所述脫碳退火時脫碳量可為以重量％計0.0300％至0.0600％。所述冷軋時壓下率可為50％至70％。所述最終退火步驟可包括在850℃至1000℃的退火溫度及70℃以下的露點溫度下實施退火的第一步驟和1000℃至1200℃的退火溫度及50體積(volume)％以上的h2保護下實施退火的第二步驟。所述最終退火步驟后電工鋼板中的碳量可為0.002wt％以下。所述第一步驟可實施300秒以下以及所述第二步驟可實施60秒至300秒。所述板坯的再加熱溫度可為1100℃至1350℃。所述板坯以重量％計還可包含mn：大于0％且小于或等于0.1％、s：大于0％且小于或等于0.005％。對于本發明一實施例的取向電工鋼板，其成品板的高斯晶粒中外接圓直徑(d1)與內接圓直徑(d2)之比(d2/d1)為0.5以上的在整體高斯晶粒中可占95％以上。所述取向電工鋼板其晶粒大小為30μm至1000μm的在整體晶粒中可占80％以上。所述取向電工鋼板以重量％計可包含mn：大于0％且小于或等于0.1％、s：大于0％且小于或等于0.005％、余量的fe和其他不可避免的雜質。所述取向電工鋼板以重量％計還可包含si：1.0％至4.0％、及c：小于0.0020％(不包括0％)。從所述電工鋼板表面至電工鋼板厚度的2um至5um深度的mg含量可為0.0050wt％。有利效果根據本發明一實施例可提供一種取向電工鋼板的制造方法，其在最終退火時能夠實施連續退火，無需在卷材狀態下實施分批(batch)式退火。而且，僅通過短時間的退火也可以生產取向電工鋼板。此外，不同于現有的取向電工鋼板的制造方法，不需要卷取冷軋鋼板的工藝。另外，根據本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法可以提供不使用晶粒生長抑制劑的取向電工鋼板。而且，還可以省略滲氮退火。附圖說明圖1a是將本發明一實施例的取向電工鋼板的高斯晶粒分布通過ebsd分析來顯示的圖片。除了用白色表示的部分之外，用灰色或黑色表示的部分示出高斯晶粒。圖1b是在圖1a中示出的取向電工鋼板的各晶粒上標出外接圓和內接圓的視圖。圖2a是示出現有的取向電工鋼板晶粒分布的光學顯微鏡圖片。圖2b是圖2a中示出的取向電工鋼板的各晶粒上標出外接圓和內接圓的視圖。圖3是示出在本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法的脫碳退火過程中出現的顯微組織變化的圖片。圖4a至圖4i是通過ebsd分析示出本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法的最終退火工藝中取向電工鋼板的織構中高斯分數變化的圖片。具體實施方式參照附圖和下述實施例就可以清楚地理解本發明的優點、特征及實現這些的方法。然而，本發明能夠以各種不同的方式實施，并不局限于下面公開的實施例。提供下述實施例的目的在于，充分公開本發明以使所屬領域的技術人員對
發明內容有整體和充分的了解，本發明的保護范圍應以權利要求書為準。通篇說明書中相同的附圖標記表示相同的構成要素。因此，在一些實施例中，對眾所周知的技術不再贅述，以避免本發明被解釋得模糊不清。除非另有定義，否則本說明書中使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)的含義就是所屬領域的技術人員通常理解的意思。在通篇說明書中，某一部分“包括(或包含)”某一構成要素時，除非有特別相反的記載，否則表示還可以包括其他構成要素而非排除其他構要素。除非另有說明，否則單數形式也意在包括復數形式。根據本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法，首先提供板坯，所述板坯以重量％計包含si：1.0％至4.0％、c：0.1％至0.4％及余量的fe和其他不可避免混入的雜質。而且，所述板坯以重量％計還可包含mn：大于0％且小于或等于0.1％、s：大于0％且小于或等于0.005％。對組分進行限制的理由如下：si降低電工鋼板的磁各向異性且增加電阻率，從而改善鐵損。當si含量小于1.0％時鐵損劣化，而大于4.0％時脆性增加。因此，板坯及最終退火步驟后取向電工鋼板中的si含量可為1.0％至4.0％。c需要從中心部脫離到表層部的過程，以在中間脫碳退火及最終脫碳退火中使表層部的高斯晶粒擴散到中心部，因此板坯中c含量可為0.1％至0.4％。而且，脫碳完畢的最終退火步驟后取向電工鋼板中的碳含量可為0.0020wt％以下。mn及s形成mns析出物，從而妨礙脫碳過程中擴散到中心部的高斯晶粒的生長。因此，優選不加入mn、s。然而，考慮到煉鋼工藝中不可避免混入的量，優選將板坯及最終退火步驟后取向電工鋼板中的mn、s控制為mn：大于0％且小于或等于0.1％、s：大于0％且小于或等于0.005％。對具有如上所述組分的鋼板坯進行再加熱。板坯再加熱溫度高于常規再加熱溫度可為1100℃至1350℃。如果板坯再加熱時溫度較高，則熱軋組織變粗，從而對磁性產生壞影響。然而，對于本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法，碳含量比以往多，因此即使板坯再加熱溫度較高，熱軋組織也不會變粗，在高于一般情形的溫度下進行再加熱有利于熱軋。對再加熱完畢的板坯進行熱軋而制造熱軋鋼板。對所述熱軋鋼板進行熱軋板退火。此時，熱軋板退火可在850℃至1000℃的退火溫度下實施。而且，可在50℃至70℃的露點溫度下實施。實施熱軋板脫碳退火后進行酸洗，再實施冷軋而制造冷軋鋼板。對所述冷軋鋼板進行脫碳退火。而且，對所述脫碳退火完畢的鋼板進行冷軋。對所述冷軋鋼板進行脫碳退火的步驟及對脫碳退火完畢的鋼板進行冷軋的步驟可以重復實施2次以上。對本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法的脫碳退火過程進行說明。脫碳退火可在奧氏體單相區或存在鐵素體和奧氏體復相的區域且50℃至70℃的露點溫度下實施。此時，退火溫度范圍可為850℃至1000℃。另外，氣氛可采用氫和氮的混合氣體。而且，脫碳退火時脫碳量可為0.0300wt％至0.0600wt％。在這種脫碳退火過程中，如圖3所示，電工鋼板表面的晶粒生長為粗大，但電工鋼板內部的晶粒會以顯微組織殘留。這種脫碳退火后表面鐵素體晶粒的大小可為150μm至250μm。對本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法的冷軋工藝進行說明。在常規的高磁通密度取向電工鋼板的制造工藝中，已知以接近90％的高壓下率實施1次冷軋較為有效。因為，這樣可以創造1次再晶粒中只有高斯晶粒才有利于生長的環境。然而，本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法并不利用高斯取向晶粒的非正常粒子的生長，而是使通過脫碳退火及冷軋產生的表層部的高斯晶粒擴散到內部，因此有利于在表層部形成高斯取向晶粒的大量分布。因此，如果冷軋時以50％至70％的壓下率實施冷軋，則高斯織構可在表層部大量形成。另外，壓下率可為55％至65％。此外，將脫碳退火及冷軋過程實施2次時，高斯織構可在表層部大量形成。對脫碳退火及冷軋完畢的電工鋼板進行最終退火。在本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法中，不同于現有的分批(batch)方式，冷軋后可連續地實施最終退火。在本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法，所述最終退火步驟可以分為在850℃至1050℃的退火溫度及50℃至70℃的露點溫度下實施退火的第一步驟和1000℃至1200℃的退火溫度及50體積(volume)％以上的h2保護下實施退火的第二步驟來實施。另外，所述第二步驟的氣氛可采用90vol％以上的h2。圖4是通過ebsd分析示出本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法的最終退火工藝中取向電工鋼板的織構變化的圖片。在圖4中，除了用白色表示的部分之外，用灰色或黑色表示的部分示出具有高斯取向的組織，從圖4a至圖4i的順序發生織構變化。最終退火之前冷軋板進行脫碳退火而處于殘留碳量相對于初始板坯碳量為40wt％至60wt％的狀態。因此，實施最終退火時，在第一步驟中脫碳而形成于表層部的晶粒會擴散到內部。在第一步驟中可以實施脫碳，以使鋼板中的碳量達到0.01wt％以下。然后，在第二步驟中，第一步驟中擴散的具有高斯取向的織構會生長。在本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法中，高斯織構不同于現有的晶粒通過非正常粒子的生長而生長的情形，晶粒的大小可以不超過1mm。因此，與現有的取向電工鋼板相比，可以具有存在多個晶粒大小較小的高斯晶粒的織構。對于最終退火完畢的取向電工鋼板，根據需要可以涂覆絕緣涂覆液后進行干燥。另外，通過現有分批(batch)形式進行最終退火時，由于涂覆以mgo為主成分的退火隔離劑，因此會存在mgo涂層。但是，本發明一實施例的取向電工鋼板可通過連續方式而非分批形式來實施最終退火，因此不會存在mgo涂層。因此，在本發明一實施例的取向電工鋼板中，從鋼板表面到2μm至5μm深度內的mg含量可為0.0050wt％以下。這是因為只有存在于絕緣涂層的mg擴散而進入到取向電工鋼板的組織內。通過所述本發明一實施例的取向電工鋼板的制造方法可以提供如下的取向電工鋼板。圖1a是將本發明一實施例的取向電工鋼板的晶粒分布通過ebsd分析示出的圖片。另外，圖1b是在圖1a中示出的取向電工鋼板的各晶粒上標出外接圓和內接圓的視圖。請參見圖1，本發明一實施例的取向電工鋼板，其各晶粒的外接圓直徑(d1)與內接圓直徑(d2)之比(d2/d1)為0.5以上的在整體高斯晶粒中可占95％以上。外接圓是指包圍晶粒外部的虛擬圓中最小的圓，內接圓是指晶粒內部的虛擬圓中最大的圓。表1是測定圖1b中示出的本發明一實施例的取向電工鋼板的內接圓和外接圓的相對大小后示出直徑之比(d2/d1)的圖表。[表1]從表1可知，本發明一實施例的取向電工鋼板，其各晶粒的外接圓直徑(d1)與內接圓直徑(d2)之比(d2/d1)為0.5以上的在整體高斯晶粒中占95％以上。這是因為本發明一實施例的取向電工鋼板的組織是表面的高斯晶粒向鋼板內部生長而生成圓形晶粒。圖2a示出了通過現有技術生產的取向電工鋼板的組織。圖2b是在圖2a中示出的取向電工鋼板的各晶粒上標出外接圓和內接圓的視圖。通過現有技術生產的取向電工鋼板生成比本發明一實施例的取向電工鋼板的組織長的橢圓形晶粒。表2是測定圖2b中示出的取向電工鋼板的內接圓和外接圓的相對大小后示出直徑之比(d2/d1)的圖表。[表2]通過現有技術生產的取向電工鋼板其組織是長橢圓形晶粒，因此d2/d1的比值小于本發明一實施例的取向電工鋼板。另外，本發明一實施例的取向電工鋼板中晶粒大小為30μm至1000μm的在整個晶粒中可占80％以上。下面通過實施例進行詳細說明。但，下述實施例是本發明的示例而已，本發明的內容不限于下述實施例。[實施例1]將以重量％計包含si：2.0％、c：0.20％且余量為fe和不可避免的雜質的板坯在1150℃的溫度下加熱后進行熱軋，接著在900℃的退火溫度、60℃的露點溫度下進行熱軋板退火。然后，將鋼板冷卻后實施酸洗，再以65％的壓下率進行冷軋，從而制造了厚度為0.8mm的冷軋板。冷軋的板再在900℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)下如表3所示經過脫碳退火，再以65％的壓下率進行冷軋，從而制造了厚度為0.28mm的冷軋板。隨后，當進行最終退火時，在950℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)下實施脫碳退火2分鐘，然后在1100℃的氫保護下實施熱處理3分鐘。[表3]如表3所示，在脫碳退火過程確保適度脫碳退火時間，當脫碳退火后表面層的晶粒大小為150μm至250μm時，高斯分數增加，磁通密度及鐵損優秀。[實施例2]將以重量％計包含si：2.0％、c：0.20％且余量為fe和不可避免的雜質的板坯在1150℃的溫度下加熱后進行熱軋，接著在900℃的退火溫度、60℃的露點溫度下實施熱軋板退火150秒，冷卻后實施酸洗，再以如表4所示的45％至75％的壓下率進行冷軋。冷軋的板再在900℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)進行脫碳退火150秒，再以如表4所示的45％至75％的壓下率進行冷軋，從而制造了厚度為0.18mm至0.36mm的冷軋板。隨后，當進行最終退火時，在950℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)下實施脫碳退火2分鐘，然后在1100℃的氫氣保護下實施熱處理3分鐘。與此相關的內容示于表4中。[表4]如表4所示，1次及2次冷軋中的壓下率對最終退火后的成品板的高斯分數及磁性產生影響。由此結果可知，冷軋時壓下率范圍在50％至70％時可獲得更加優秀的磁通密度。[實施例3]將以重量％計包含si：2.0％,c：0.20％且余量為fe和不可避免的雜質的板坯在1150℃的溫度下加熱后熱軋成厚度為3mm，接著在900℃的退火溫度、60℃的露點溫度下實施熱軋板退火150秒，冷卻后實施酸洗，再以60％的壓下率進行冷軋。冷軋的板再在900℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)下進行脫碳退火150秒。隨后，重復進行2次至4次所述冷軋。冷軋工藝重復2次表示對熱軋板進行1次冷軋后實施脫碳退火，再進行2次冷軋。冷軋工藝重復3次表示對熱軋板進行1次冷軋后實施1次脫碳退火，再進行2次冷軋后實施2次脫碳退火，再進行3次冷軋。冷軋工藝重復4次表示度熱軋板進行1次冷軋后實施1次脫碳退火，再進行2次冷軋后實施2次脫碳退火，再進行3次冷軋后實施3次脫碳退火，再進行4次冷軋。隨后，當進行最終退火時，在950℃的溫度、氫和氮的濕潤混合氣體保護(露點溫度為60℃)下實施脫碳退火，然后在1100℃的氫氣保護下實施熱處理2分鐘。與此相關的內容示于表5中。[表5]冷軋次數高斯分數b10w17/502801.871.333881.921.284921.951.17如表5所示，壓下率保持60％時，隨著冷軋次數的增加，不僅高斯分數增加，而且磁性變好。以上參照附圖對本發明的實施例進行了說明，但所屬領域的技術人員可以理解，在不改變技術思想及必要特征的情況下，本發明能夠以其他具體實施方式實施。因此，上述實施例只是示例性的并非限制性的。本發明的保護范圍應以權利要求書為準而非上述說明，由權利要求書的含義、范圍及等效概念導出的所有變更或者變更的形式，均落入本發明的保護范圍。當前第1頁12