JP2000129357A

JP2000129357A - 磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2000129357A
Application number: JP10308246A
Authority: JP
Inventors: Masao Iguchi; 征夫井口
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】仕上げ焼鈍時に形成されるフォルステライト
系下地被膜をそのまま有効に活用した上で、従来材に比
べて鉄損特性および磁歪特性を改善する。【解決手段】一方向性珪素鋼板の製造過程において、
最終仕上げ焼鈍後、少なくとも 700℃に至るまでの間、
一方向性珪素鋼板に急冷処理を施し、かくして得られた
フォルステライト系下地被膜付き一方向性珪素鋼板の表
面を、SiCl₄溶液または SiCl₄を含む酸洗液でエッチン
グすることにより、フォルステライト系下地被膜を薄く
すると同時に、局所的に地鉄に達する貫通穴を設け、併
せて該下地被膜の表面に粒径が 0.001〜0.3 μm の微細
な酸化物系複合析出物粒子を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気特性の優れた
一方向性珪素鋼板の製造方法に関し、特にフォルステラ
イト系下地被膜を改質することによって、被膜密着性お
よび張力付与効果を向上させると共に、珪素鋼板表面近
傍における不純物の純化を促進させることによって、鉄
損特性の一層の向上を磁歪特性の改善に併せて実現しよ
うとするものである。

【０００２】

【従来の技術】一方向性珪素鋼板は、よく知られている
とおり製品板の２次再結晶粒を（１１０）〔００１〕方
位すなわちゴス方位に高度に集積させたもので、主とし
て変圧器その他の電機機器の鉄心として利用され、電気
・磁気的特性として磁束密度（Ｂ₈値で代表される）が
高く、鉄損（Ｗ_17/50で代表される）が低いことに加え
て、磁歪特性すなわち磁歪の圧縮応力特性に優れている
ことが要求される。

【０００３】上記の要請に応えるべく、一方向性珪素鋼
板についてはこれまでに数多くの改良が加えられてい
て、今日では、板厚：0.30mmの製品で磁気特性Ｂ₈が1.
90Ｔ以上、鉄損Ｗ_17/50が 1.05 W/kg以下、また板厚：
0.23mmの製品で磁気特性Ｂ₈が1.89Ｔ以上、鉄損Ｗ
_17/50が 0.80 W/kg以下の超低鉄損一方向性珪素鋼板が
製造されるようになってきた。

【０００４】とくに、十数年前のエネルギー危機を境と
して電力損失を極力低減することへの要請が著しく強ま
り、それに伴って鉄心材料の用途においても、より一層
の改善が望まれている。そのため、渦電流損をできる限
り小さくすることを目的として、製品板厚を薄くした0.
23mm厚（９mil)以下のものが数多く使用されるようにな
ってきた。

【０００５】これとは別に、一方向性珪素鋼板の絶縁被
膜の観点からも、改良が加えられている。すなわち、現
在商品化されている珪素鋼板は、鋼板表面とフォルステ
ライト系下地被膜上の絶縁被膜との熱膨張係数の差を利
用することによって、鋼板に張力を付加することによっ
て鉄損の低減と磁歪の改善が図られている。この代表的
な絶縁被膜形成方法として、特公昭53-28375号公報に開
示されたリン酸アルミニウムとコロイダルシリカと無水
クロム酸を主成分とするコ−ティング液を利用する方
法、および特公昭56-52117号公報に開示されたリン酸マ
グネシウムとコロイダルシリカと無水クロム酸を主成分
とするコ−ティング液を利用する方法が挙げられる。

【０００６】また、最近では、珪素鋼板の仕上げ焼鈍後
に形成されるフォルステライト系下地被膜を除去した
後、鋼板表面を研磨し、その後さらにＣＶＤやＰＶＤに
よってセラミック被膜を被成することにより鉄損特性を
改善する方法が提案されている（例えば特公昭63-54767
号公報）。また、仕上げ焼鈍時に、フォルステライト系
下地被膜を形成させずに、直接、鏡面化を達成する方法
についても種々提案されている。

【０００７】上記した技術はいずれも、主に冶金学的な
手法であるが、これらの方法とは別に、特公昭57−2252
号公報に提案されているような、仕上焼鈍後の鋼板の表
面にレーザー照射やプラズマ照射（B.Fukuda, K.Sato,
T.Sugiyama, A.Honda and Y.Ito : Proc. of ASM Con.
of Hard and Soft Magnetic Materials, 8710-008,(US
A), (1987) ）を行い、人為的に 180°磁区幅を減少さ
せて鉄損を低減する方法（磁区細分化技術）が開発され
た。この技術の開発により、一方向性珪素鋼板の鉄損
は、大幅に低減された。しかしながら、この技術は、高
温での焼鈍に耐え得ないという欠点があり、用途が歪取
焼鈍を必要としない積鉄心変圧器に限定されるという問
題があった。

【０００８】この点、歪取焼鈍に耐え得る磁区細分化技
術として、一方向性珪素鋼板の仕上焼鈍後の鋼板表面
に、線状の溝を導入し、溝による反磁界効果を応用して
磁区の細分化を図る方法が工業化された（H.Kobayashi,
E.Sasaki, M.Iwasaki and N.Takahashi : Proc. SMM-
8., (1987), P.402 ）。また、これとは別に、一方向性
珪素鋼板の最終冷延板に局所的な電解エッチングを施す
ことによって溝を形成し、磁区を細分化する方法（特公
平８−6140号公報）も開発され、工業化されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、最近
の鉄損改善技術は、冶金学的には、仕上げ焼鈍後の鋼板
表面を鏡面化または平滑化することが主流であるが、鋼
板の表面を鏡面化または平滑化するには、形成されたフ
ォルステライト系下地被膜を除去したり、フォルステラ
イト系下地被膜を形成させないための様々な工夫を必要
とし、工程的にもまたコスト的にも多大の負荷を余儀な
くされる。この点、従来のように、仕上げ焼鈍時に形成
されるフォルステライト系下地被膜をそのまま有効に活
用して、鏡面化材と遜色のない磁気特性が得られればそ
の効果は計り知れない。

【００１０】そこで、発明者らは、上記の観点に立脚し
て、フォルステライト系下地被膜付き一方向性珪素鋼板
の特性を改善すべく、フォルステライト系下地被膜その
ものについて多方面からの検討を行った。その結果、最
終仕上げ焼鈍後、フォルステライト系下地被膜を形成し
た一方向性珪素鋼板の表面に、張力絶縁被膜を被成する
に先立ち、フォルステライト系下地被膜を SiCl₄溶液で
エッチング処理することによって、フォルステライト系
下地被膜を薄くすると同時に、局所的に地鉄に達する貫
通穴を設け、併せて該下地被膜の表面に粒径が 0.001〜
0.3 μm の微細な酸化物系複合析出物粒子を形成するこ
とにより、被膜密着性ひいては張力付与効果が向上し、
また不純物の純化も促進される結果、鉄損特性は勿論の
こと、磁歪特性が格段に改善されることを見出し、特願
平10−236628号公報において開示した。

【００１１】本発明は、上記の技術をさらに改善したも
ので、従来に比べて、不純物の純化を一層促進し、ひい
ては鉄損特性の一層の向上を実現した磁気特性の優れた
一方向性珪素鋼板の製造方法を提案することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上述
した SiCl₄溶液によるエッチングによって鋼板の純化を
一層促進するためには、Ｓ，Se等の不純物元素が地鉄の
表層近傍およびフォルステライト系下地被膜中により濃
縮した状態でエッチングを行うことが一層有効であるこ
とを突き止めた。すなわち、Ｓ，Se等の不純物元素が地
鉄表層近傍およびフォルステライト系下地被膜中に濃化
するのは、高温の純化焼鈍によってであるが、(a) この
純化焼鈍によって地鉄の表層近傍等に濃化した不純物元
素は、その後の冷却時に拡散により鋼板内部に復元する
ため、このような状態で上記のようなエッチングを行っ
てもその効果は十分には発揮されない、(b) この点、純
化焼鈍後、鋼板に急冷処理を施して不純物元素の鋼板内
部への復元を阻止すれば、不純物元素が地鉄の表層近傍
等に濃化した状態が維持され、その結果、その後のエッ
チング効果が向上することの知見を得たのである。本発
明は、上記の知見に立脚するものである。

【００１３】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。１．最終仕上げ焼鈍を施して得たフォルステライト系下
地被膜付き一方向性珪素鋼板の表面を、SiCl₄溶液また
は SiCl₄を含む酸洗液でエッチングすることにより、フ
ォルステライト系下地被膜を薄くすると同時に、局所的
に地鉄に達する貫通穴を設け、併せて該下地被膜の表面
に粒径が 0.001〜0.3 μm の微細な酸化物系複合析出物
粒子を形成したのち、常法に従って張力絶縁被膜を被成
することよって一方向性珪素鋼板を製造方法するに当た
り、上記最終仕上げ焼鈍後、少なくとも 700℃に至るま
での間、一方向性珪素鋼板を急冷処理することを特徴と
する、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法。

【００１４】２．上記１において、最終仕上げ焼鈍が珪
素鋼板をコイル状で焼鈍するバッチ焼鈍であり、かかる
バッチ焼鈍後、少なくとも 700℃に至るまでの間、上記
珪素鋼コイルを冷却速度：50℃／ｈ以上の速度で急冷す
ることを特徴とする、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼
板の製造方法。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を由来するに至った
実験結果について説明する。Ｃ：0.079 wt％、Si：3.36wt％、Mn：0.076 wt％、Se：
0.020 wt％、Sb：0.023 wt％、Al：0.020 wt％、Ｎ：0.
0072wt％およびMo：0.012 wt％を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラグを、1350℃、５時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して板厚：2.2 mmの熱延板
とした。この熱延板に1000℃、３分間の均一化焼鈍を施
したのち、1050℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施
して板厚：0.23mmの最終冷延板とした。

【００１６】ついで、この冷延板の表面に、アルキド系
樹脂を主成分とするエッチングレジストインキをグラビ
アオフセット印刷により、非塗布部が圧延方向にほぼ直
角に幅：200 μm 、間隔: 4 mmで線状に残存するように
塗布した後、200 ℃で３分間焼き付けた。この時のレジ
スト厚は２μm であった。このようにしてエッチングレ
ジストを塗布した鋼板に、電解エッチングを施すことに
より、幅：200 μm 、深さ: 20μm の線状の溝を形成
し、ついで有機用剤中に浸漬してレジストを除去した。
この時の電解エッチングは、NaCl電解液中で電流密度：
10 A/dm²、処理時間：20秒の条件で行った。その後、 8
40℃の湿H₂中で脱炭・１次再結晶焼鈍を行った後、鋼板
表面に MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布
し、ついで 850℃で15時間の焼鈍後、850 ℃から12℃/h
の速度で1150℃まで昇温してゴス方位に強く集積した２
次再結晶粒を発達させた後、1220℃の乾H₂中で純化処理
した。

【００１７】ついで、この純化処理後のコイルに対し、 700℃まで 200℃/hで急冷する処理と 700℃まで40℃/hで徐冷する処理の２つの冷却処理を
施した。しかる後、85℃の 2%SiCl₄溶液中に、30秒間浸
漬し、水洗後、乾燥した。その後、鋼板表面にリン酸マ
グネシウムとコロイダルシリカを主成分とする張力絶縁
被膜 (約 1.5μm 厚) を被成 (800 ℃) した。また、比
較のために、上記したような SiCl₄溶液によるエッチン
グ処理を施さなかった場合についても、同様にしてリン
酸マグネシウム系の張力絶縁被膜を被成した。その後、
これらの鋼板に、 800℃で２時間の歪取り焼鈍を施して
製品板とした。かくして得られた各製品板の磁気特性に
ついて調べた結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】同表から明らかなように、本発明に従い、
仕上げ焼鈍後 700℃まで急冷処理したの条件では、張
力絶縁被膜の形成に先立って、フォルステライト系下地
被膜の表面を含 SiCl₄処理液でエッチングすることによ
り方向性珪素鋼板の鉄損特性を格段に向上させることが
できた。

【００２０】上記の含 SiCl₄処理液によるエッチング処
理によって方向性珪素鋼板の鉄損特性が向上する理由
は、次のとおりと考えられる。元来、仕上げ焼鈍後の急
冷処理の有無にかかわらず、含 SiCl₄処理液によるエッ
チング処理を施してやれば、 (1) フォルステライト系下地被膜の膜厚が薄くなる (2) フォルステライト系下地被膜に、局所的に地鉄に達
する貫通穴が形成される (3) フォルステライト系下地被膜の表面に、微細な析出
物粒子が付着した状態になることから、次のような効果を得ることができる。

【００２１】すなわち、(1) エッチング処理によりフォ
ルステライト系下地被膜の膜厚が薄くなるので、その上
に重ねて被成する張力絶縁被膜による張力付与効果が向
上する、(2) また、エッチング処理によりフォルステラ
イト系下地被膜に局所的に地鉄に達する貫通穴が形成さ
れると、その上に重ねて張力絶縁被膜を被成した場合、
貫通穴に張力被膜が侵入して根を張ったような状態にな
るため、フォルステライト系下地被膜と張力絶縁被膜の
密着性が一段と向上し、その結果張力付与効果が一層向
上する、(3) さらに、フォルステライト系下地被膜の表
面に微細な析出物粒子が多数存在すると、この微細粒子
を介して、フォルステライト系下地被膜と張力絶縁被膜
とはより強固に密着することになることから、その分被
膜密着性ひいては張力付与効果がさらに向上し、かくし
て鉄損特性の大幅な低減が達成されるのである。

【００２２】本発明では、上記のようなエッチング処理
を、仕上げ焼鈍後 700℃まで急冷処理した鋼板に施すこ
とから、上記の効果に加えて、さらに以下に述べる効果
が付加されるのである。すなわち、(a) 高温の仕上げ焼
鈍において、Ｓ, Se等の不純物をフォルステライト系下
地被膜中に濃縮させた状態で、エッチングによりフォル
ステライト系下地被膜を薄膜化するので、その分不純物
の除去量が増大し、(b) また、フォルステライト系下地
被膜に地鉄に達する貫通穴が形成されると、少なくとも
この領域については、最終仕上げ焼鈍によって不純物成
分が濃化した地鉄表層とフォルステライト系下地被膜が
共にエッチングによって除去されるため、その分不純物
の純化が促進され、その結果、鉄損特性の一層の向上が
達成されるのである。

【００２３】

【作用】次に、本発明に従う一方向性珪素鋼板の好適成
分組成範囲および製造方法について説明する。本発明の
素材である含珪素鋼としては、従来公知の成分組成いず
れもが適合するが、代表組成を掲げると次のとおりであ
る。Ｃ：0.01〜0.08wt％Ｃは、0.01wt％より少ないと熱延集合組織の抑制が不十
分となって大きな伸長粒が形成されるため磁気特性が劣
化し、一方0.08wt％より多いと脱炭工程で脱炭に時間が
かかり経済的でないので、0.01〜0.08wt％程度とするの
が好ましい。

【００２４】Si：2.0 〜4.0wt ％ Siは、 2.0wt％より少ないと十分な電気抵抗が得られな
いため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0
wt％より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くなるの
で、 2.0〜4.0 wt％程度の範囲とすることが好ましい。

【００２５】Mn：0.01〜0.2 wt％ Mnは、一方向性珪素鋼板の２次再結晶を左右する分散析
出相としてのMnＳあるいはMnSeを決定する重要な成分で
ある。Mn量が0.01wt％を下回ると２次再結晶を生じさせ
るのに必要なMnＳ等の絶対量が不足し、不完全２次再結
晶を起こすと同時に、ブリスタ−と呼ばれる表面欠陥が
増大する。一方、 0.2wt％を超えると、スラブ加熱等に
おいてMnＳ等の解離固溶が行われたとしても、熱延時に
析出する分散析出相が粗大化し易く、抑制剤として望ま
れる最適サイズ分布が損なわれて磁気特性が劣化するの
で、Mnは0.01〜0.2 wt％程度とすることが好ましい。

【００２６】Ｓ：0.008 〜0.1 wt％、Se：0.003 〜0.1
wt％ＳおよびSeはいずれも、 0.1wt％以下、中でもＳは 0.0
08〜0.1 wt％、またSeは 0.003〜0.1 wt％の範囲とする
ことが好ましい。というのは、これらが 0.1wt％を超え
ると熱間および冷間加工性が劣化し、一方それぞれ下限
値に満たないとMnＳ、MnSeとしての1 次粒成長抑制機能
に格別の効果を生じないからである。その他、インヒビ
タ−として従来公知のAl, Sb, Cu, SnおよびＢ等を複合
添加することは、本発明の効果を妨げるものではない。

【００２７】次に、本発明に従う一方向性珪素鋼板の製
造工程について説明する。まず、素材を溶製するには、
ＬＤ転炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼炉を使用し
得ることは言うまでもなく、真空溶解やＲＨ脱ガス処理
を併用することもできる。

【００２８】本発明に従い、素材中に含有されるＳ、Se
あるいはその他の１次粒成長抑制剤を溶鋼中に微量添加
する方法としては、従来公知の何れの方法を用いても良
く、例えばＬＤ転炉、ＲＨ脱ガス終了時あるいは造塊時
の溶鋼中に添加することができる。また、スラブ製造
は、コスト低減、さらにはスラブ長手方向における成分
あるいは品質の均一性等の経済的・技術的利点のため連
続鋳造法の採用が有利ではあるが、従来の造塊スラブの
使用を妨げるものではない。

【００２９】連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ
−を解離・固溶させるために、1300℃以上の温度に加熱
される。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕
上圧延が施されて、通常厚み 1.3〜3.3 mm程度の熱延板
とされる。

【００３０】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃程
度の温度範囲で熱延板焼鈍（均一化焼鈍ともいう）を施
したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を
施して最終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を
有する製品を得るには最終冷延率（通常55〜90％）に注
意を払う必要がある。板厚については特に制限はなく、
この種鋼板の通常の板厚である 0.1〜0.5 mmのものいず
れにも有利に適合することができる。

【００３１】鋼板表面に、磁区細分化のための線状溝を
形成する場合には、この最終冷延を終え製品板厚となっ
た鋼板に対して行うのがとりわけ有利である。すなわ
ち、最終冷延板または２次再結晶前後の鋼板の表面に、
圧延方向と交差する向きに２〜10mmの間隔で、幅：50〜
500 μm 、深さ：0.1 〜50μm の線状の凹領域を形成さ
せるのである。ここに、線状凹領域の間隔を２〜10mmの
範囲に限定したのは、２mmに満たないと鋼板凹凸があま
りにも顕著で磁束密度が低下し経済的でなくなり、一方
10mmを超えると磁区細分化効果が小さくなるからであ
る。また、凹領域の幅が50μm に満たないと反磁界効果
を利用することが困難となり、一方 500μm を超えると
磁束密度が低下し経済的でなくなるので、凹領域の幅は
50〜500 μm の範囲に限定した。さらに、凹領域の深さ
が 0.1μm に満たないと反磁界効果を効果的に利用する
ことができず、一方50μm を超えると磁束密度が低下し
経済的でなくなるので、凹領域の深さは 0.1〜50μm の
範囲に限定した。なお、線状凹領域の形成方向は、圧延
方向と直角方向すなわち板幅方向とするのが最適である
が、板幅方向に対し±30°以内であればほぼ同様の効果
を得ることができる。

【００３２】さらに、線状凹領域の形成方法としては、
最終冷延板の表面に、印刷によりエッチングレジストを
塗布、焼き付けた後、エッチング処理を施し、しかるの
ち該レジストを除去する方法が、従来のナイフの刃先や
レーザー等を用いる方法に比較して、工業的に安定して
実施できる点、および引張り張力により一層効果的に鉄
損を低減できる点で有利である。

【００３３】以下、上記のエッチングによる線状溝形成
技術の典型例について具体的に説明する。最終冷延板の
表面に、アルキド系樹脂を主成分とするエッチングレジ
ストインキをグラビアオフセット印刷により、非塗布部
が圧延方向にほぼ直角に幅：200μm 、間隔：４mmで線
状に残存するように塗布したのち、 200℃で約20秒間焼
き付ける。このとき、レジスト厚は２μm 程度とする。
このようにしてエッチングレジストを塗布した鋼板に、
電解エッチングまたは化学エッチングを施すことによ
り、幅：200 μm 、深さ：20μm の線状の溝を形成し、
ついで有機溶剤中に浸漬してレジストを除去する。この
時の電解エッチング条件は、NaCl電解液中で電流密度：
10 A/dm²、処理時間：20秒程度、また化学エッチング条
件は、HNO₃液中で浸漬時間：10秒間程度とすれば良い。

【００３４】ついで、鋼板には脱炭焼鈍が施される。こ
の焼鈍は、冷延組織を１次再結晶組織にすると同時に、
最終焼鈍（仕上焼鈍とも呼ばれる）で｛１１０｝〈００
１〉方位の２次再結晶粒を発達させる場合に有害なＣを
除去することを目的とし、例えば 750〜880 ℃の湿水素
中で行う。

【００３５】最終仕上げ焼鈍は、｛１１０｝〈００１〉
方位の２次再結晶粒を十分発達させると共に、鋼板を純
化するために施されるもので、通常、箱焼鈍によって直
ちに1000℃以上に昇温し、その温度に保持することによ
って行われる。この最終仕上げ焼鈍の際に用いる分離剤
としては、MgO を主成分とするマグネシア系の焼鈍分離
剤を用い、最終仕上げ焼鈍後に鋼板表面にフォルステラ
イト系下地被膜を同時に形成する。なお、この最終仕上
げ焼鈍において、｛１１０｝〈００１〉方位に高度に集
積した２次再結晶組織を発達させるためには、 820℃か
ら 900℃の低温で保定焼鈍する方が有利であるが、その
他、例えば 0.5〜15℃/h程度の昇温速度の徐熱焼鈍でも
良い。

【００３６】上記した２次再結晶焼鈍後、さらに高温の
焼鈍を施して、Ｓ, Se等の不純物を鋼板表層およびフォ
ルステライト系下地被膜中に濃縮させる純化焼鈍を施す
が、本発明では、その後のエッチング処理までに、Ｓ,
Se等の不純物を濃縮させたままの状態に保持するため
に、純化焼鈍後、少なくとも 700℃までの温度域につい
ては急冷処理を施すことを必須要件とする。というの
は、Ｓ, Se等の拡散速度が遅くなる 700℃まで急冷処理
してやれば、純化焼鈍によって鋼板表層およびフォルス
テライト系下地被膜中に濃縮されたＳ, Se等の不純物が
そのままの状態で含 SiCl₄処理液によるエッチング処理
を施すことになるから、エッチングによる不純物の除去
効果がさらに向上し、その結果鉄損特性の一層の向上が
達成されるからである。

【００３７】ここに、純化焼鈍における鋼板の処理形態
がコイル状の場合には、純化焼鈍後の冷却速度は50℃／
ｈ以上（望ましくは 100℃／ｈ以上）とすることが好ま
しい。というのは、冷却速度が50℃／ｈに満たないと、
純化焼鈍によって濃化した不純物元素が拡散により鋼板
内部に復元してしまうからである。一方、冷却速度の上
限については、特に限定はなく、珪素鋼板の板形状を悪
くしない限り高速冷却とするのが望ましい。なお、従来
の一般的な条件下での、純化焼鈍後における鋼板コイル
の冷却速度は30〜40℃／ｈ程度である。また、上記した
ような、本発明に従う制御冷却処理は、コイル状の珪素
鋼板に対してのみ有効なわけではなく、連続焼鈍による
純化焼鈍の際のストリップ状珪素鋼板に対しても同様に
有効であることはいうまでもない。

【００３８】上記のようにしてフォルステライト系下地
被膜付きの一方向性珪素鋼板を製造したのち、その表面
を SiCl₄溶液または SiCl₄を含む酸洗液でエッチングし
て、フォルステライト系下地被膜を薄くすると同時に、
局所的に地鉄に達する貫通穴を設け、併せて該下地被膜
の表面に粒径が 0.001〜0.3 μm の微細な酸化物系複合
析出物粒子を形成する。ここに、エッチング処理液とし
ては、 SiCl₄溶液が最適であるが、その他、リン酸や塩
酸、硝酸、硫酸およびフッ酸等の酸洗液に SiCl₄を含有
させた溶液も有利に適合する。上記した含 SiCl₄処理液
中の SiCl₄濃度は、 0.1〜5.0 ％程度で十分であり、か
ような含 SiCl₄処理液で１〜200 秒間程度のエッチング
処理を施すことにより、フォルステライト系下地被膜の
膜厚を10〜70％程度薄くすると同時に、穴径が0.01〜2.
0 μm 程度の貫通穴を局所的（面積率：0.1 〜40％程
度）に形成し、併せて該下地被膜の表面に粒径が 0.001
〜0.3 μm の微細な酸化物系複合析出物粒子が多数存在
した状態に仕上げるのである。

【００３９】なお、具体的なエッチング処理としては、
鋼板を処理液中に浸漬するのが最適であるが、その他、
ロールコーター等によって鋼板表面に処理液を塗布する
ような方法でも良い。また、処理液の温度は、常温でも
かまわないが、効率よくエッチングするためには50〜10
0 ℃程度の温溶液とすることが好ましい。さらに、フォ
ルステライト系下地被膜の表面に形成される微細な酸化
物系複合析出物粒子を、制限視野回折および成分分析し
た結果、中央部が主にFeSiO₃（その他、Mg₂SiO₄等も存
在する）で、コ−ナ−部がSeを主成分とする複合析出物
であることが明らかとなった。

【００４０】その後、珪素鋼板の表面に、常法に従いリ
ン酸塩とコロイダルシリカを主成分とする張力絶縁被膜
用コーティング液を塗布した後、 500〜1000℃で焼き付
けて、張力絶縁被膜（膜厚：0.5 〜５μm 厚）を被成す
る。ここに、リン酸塩とコロイダルシリカを主成分とす
る張力絶縁被膜用コーティング液としては、例えば特公
昭53-28375号公報に開示のような、コロイド状シリカ：
４〜16wt％、リン酸アルミニウム：３〜24wt％、無水ク
ロム酸および／またはクロム酸塩：0.2 〜4.5 wt％を添
加したコ−ティング液や、特公昭56-52117号公報に開示
のような、コロイド状シリカ：７〜24wt％、リン酸マグ
ネシウム：５〜30wt％（ただし、リン酸マグネシウムと
コロイド状シリカとのモル比：20／80〜30／70）、さら
に必要に応じて無水クロム酸、クロム酸塩および／また
は重クロム酸塩：0.01〜５wt％を添加したコ−ティング
液が有利に適合する。

【００４１】

【実施例】実施例１Ｃ：0.075 wt％，Si：3.42wt％，Mn：0.076 wt％，Se：
0.020 wt％，Sb：0.025 wt％，Al：0.020 wt％，Ｎ：0.
0071wt％およびMo：0.012 wt％を含有し、残部は実質的
にFeの組成になる珪素鋼連鋳スラブを、1350℃で4 時間
の加熱処理後、熱間圧延を施して厚み：2.2 mmの熱延板
とした。ついで1000℃の均一化焼鈍を施した後、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。ついで、この冷延板の表面に、アルキ
ド系樹脂を主成分とするエッチングレジストインキをグ
ラビアオフセット印刷により、非塗布部が圧延方向とほ
ぼ直角に幅：200 μm 、間隔：４mmで線状に残存するよ
うに塗布した後、200 ℃で約20秒間焼き付けた。この時
のレジスト厚は２μm であった。このようにしてエッチ
ングレジストを塗布した鋼板に、電解エッチングを施す
ことにより、幅：200 μm、深さ：20μm の線状の溝を
形成し、ついで有機溶剤中に浸漬してレジストを除去し
た。この時の電解エッチングは、NaCl電解液中で電流密
度：10 A/dm²、処理時間：20秒の条件で行った。

【００４２】その後、 840℃の湿H₂中で脱炭・1 次再結
晶焼鈍を行った後、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤をスラリー塗布し、ついで 850℃で15時間の焼鈍
後、850 ℃から10℃/hの速度で1180℃まで昇温してゴス
方位に強く集積した2 次再結晶粒を発達させた後、1200
℃の乾H₂中で純化処理を施した。この1200℃の乾H₂中で
の純化処理後、150 ℃／ｈの速度で 700℃まで冷却する
急冷処理を行った。

【００４３】かくして得られた珪素鋼板を、85℃の SiC
l₄溶液（3000ccの蒸留水に SiCl₄：50ccを溶解した水溶
液) 中に30秒間浸漬したのち、乾燥した。この時、フォ
ルステライト系下地被膜の膜厚は約 1.6μm から約 0.9
μm まで薄くなり、また表面には穴径が0.01〜1.0 μm
程度の貫通穴が面積率で15％程度形成され、さらに該下
地被膜の表面には粒径が 0.001〜0.05μm の微細な酸化
物系複合析出物粒子が多数形成されていた。その後、鋼
板表面にコロイダルシリカとリン酸マグネシウムを主成
分とする張力絶縁被膜（約 1.5μm 厚) を被成（ 800
℃) した。

【００４４】かくして得られた製品の磁気特性および磁
歪特性は次のとおりであった。磁気特性Ｂ₈：1.91ＴＷ_17/50：0.68W/Kg 磁歪圧縮応力σ＝0.6 kg/mm²の時の磁気ひずみλ_PP＝1.2 ×10^-6

【００４５】なお、比較のため、最終仕上げ焼鈍後の冷
却処理を６℃／ｈの速度で 700℃まで冷却する徐冷処理
とし、またその後に SiCl₄溶液によるエッチング処理を
行わずに、張力絶縁被膜を被成した方向性珪素鋼板の磁
気特性および磁歪特性について調べた結果は、次のとお
りであった。磁気特性Ｂ₈：1.90ＴＷ_17/50：0.76W/Kg 磁歪圧縮応力σ＝0.6 kg/mm²の時の磁気ひずみλ_PP＝4.9 ×10^-6

【００４６】

【発明の効果】かくして、本発明に従い、仕上げ焼鈍後
急冷処理を行って、鋼板中の不純物元素が鋼板表層およ
びフォルステライト系下地被膜中に濃化した状態で、含
SiCl₄処理液によるエッチング処理を施すことにより、
従来材に比べて鉄損特性が格段に優れ、しかも磁歪特性
にも優れた一方向性珪素鋼板を、安価に得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K033 AA02 NA05 PA04 PA10 RA04 SA03 TA03 TA08 UA01 4K057 WA07 WA20 WB02 WB11 WE08 WN01 5E041 AA02 BC01 CA02 HB00 HB11 NN06 NN17 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最終仕上げ焼鈍を施して得たフォルステ
ライト系下地被膜付き一方向性珪素鋼板の表面を、SiCl
₄溶液または SiCl₄を含む酸洗液でエッチングすること
により、フォルステライト系下地被膜を薄くすると同時
に、局所的に地鉄に達する貫通穴を設け、併せて該下地
被膜の表面に粒径が 0.001〜0.3 μmの微細な酸化物系
複合析出物粒子を形成したのち、常法に従って張力絶縁
被膜を被成することよって一方向性珪素鋼板を製造方法
するに当たり、上記最終仕上げ焼鈍後、少なくとも 700℃に至るまでの
間、一方向性珪素鋼板を急冷処理することを特徴とす
る、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法。
【請求項２】請求項１において、最終仕上げ焼鈍が珪
素鋼板をコイル状で焼鈍するバッチ焼鈍であり、かかる
バッチ焼鈍後、少なくとも 700℃に至るまでの間、上記
珪素鋼コイルを冷却速度：50℃／ｈ以上の速度で急冷す
ることを特徴とする、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼
板の製造方法。