JP2001098331A - ｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｛１００｝集合組織珪素鋼板を得るための、
冷間圧延後に脱炭、もしくは脱炭と脱Ｍｎを伴う高温焼
鈍による最終焼鈍を施す製造方法において、｛１００｝
集合組織を安定かつ十分に発達させ、安定して磁気特性
に優れた｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法を提供
する。 【解決手段】 Ｓｉ：１．５〜４．５％、Ｍｎ：０．２
０〜２．０％、Ｃ：０．０１〜０．２０％を含有する鋼
を表面粗さが算術平均粗さＲａで０．３：μｍ以下の鋼
板に冷間圧延し、脱炭促進物質、もしくは脱炭促進物質
と脱Ｍｎ促進物質を含有する焼鈍分離材を用いてタイト
コイル焼鈍もしくは積層焼鈍する。冷間圧延工程が中間
焼鈍を挟むものであればなおよく、最終焼鈍時の雰囲気
を減圧雰囲気とすればさらによい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼板面に平行に｛１
００｝集合組織を有する珪素鋼板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電動機、発電機、変圧器などの
磁心材料には珪素鋼板が用いられている。この珪素鋼板
には、交流磁界中で磁気的なエネルギー損失が少ないこ
と、実用的な磁界中での磁束密度が高いことが求めら
れ、このような性能を実現するには、鋼の電気抵抗を高
め、その集合組織を磁化容易方向である体心立方格子の
＜００１＞軸が使用磁界方向に集積したものとすること
が有効とされている。

【０００３】図１は、体心立方格子の＜００１＞軸が集
積した集合組織の例を示す概念図である。

【０００４】図１（ａ）は｛１１０｝面が板面に平行で
＜００１＞軸が圧延方向に平行に集積した組織であり、
一方向性珪素鋼板と称される。これは変圧器に用いられ
る巻き鉄心のように圧延方向のみに磁束が流れる用途に
適する。

【０００５】同図（ｂ）は｛１００｝面が板面に平行
で、かつ、板面内の結晶軸に特定方向への配向性のない
ものであり、｛１００｝面無方向組織と呼ばれるもので
ある。これは板面内の複数の方向に磁束が流れる回転機
の鉄心に理想的な集合組織である。

【０００６】同図（ｃ）は｛１００｝面が板面に平行
で、かつ、板面内の８方向に＜００１＞軸が集積した
｛１００｝＜０２１＞集合組織である。これも回転機の
鉄心に適する。同図（ｄ）は｛１００｝面が板面に平行
で、かつ、板面内の圧延方向と幅方向に＜００１＞軸が
集積したものであり、｛１００｝＜００１＞集合組織と
称される。これは、変圧器の積み鉄心のように圧延方向
と板幅方向に磁束が流れる用途に好適である。

【０００７】図１（ｂ）〜（ｄ）に示した｛１００｝面
が板面と平行な集合組織を有する珪素鋼板は｛１００｝
集合組織珪素鋼板と総称される。特に同図（ｄ）のよう
な集合組織を有する珪素鋼板は圧延方向と板幅方向に優
れた磁気特性を示すので二方向性珪素鋼板とも称され
る。

【０００８】本発明者等は上記｛１００｝集合組織珪素
鋼板を製造する方法として、冷間圧延後の最終焼鈍とし
て、脱炭、もしくは脱炭と脱Ｍｎを伴う高温焼鈍をおこ
なう製造方法を開示した。

【０００９】例えば、特開平７−１７３５４２号公報に
は質量％で、Ｃ：１％以下、Ｓｉ：０．２〜６．５％、
Ｍｎ：０．０５〜５．０％を含む冷間圧延珪素鋼板間
に、焼鈍分離材として脱炭を促進する物質（以下、単に
「脱炭促進物質」とも記す）、もしくは、脱炭促進物質
と脱マンガンを促進する物質（以下、単に「脱Ｍｎ促進
物質」とも記す）とを含有する焼鈍分離材を介在させ
て、コイル焼鈍法もしくは積層焼鈍法による最終焼鈍を
施すことを特徴とする｛１００｝集合組織珪素鋼板の製
造方法を開示した。

【００１０】また、特開平９−２０９６６号公報および
ＷＯ９８／２０１７９号公報では、上記方法による珪素
鋼板製造時の冷間圧延工程を、中間焼鈍を挟んだ複数回
の冷間圧延とすることにより二方向性珪素鋼板が得られ
ることを開示した。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らによるその
後の研究結果によれば、上述の従来の製造方法では、最
終焼鈍後の鋼板の｛１００｝集合組織の発達が不安定か
つ不十分で、優れた磁気特性を有する｛１００｝集合組
織珪素鋼板を安定して製造出来ないことが判明した。

【００１２】本発明の目的は、｛１００｝集合組織珪素
鋼板を得るための、冷間圧延後に脱炭、もしくは脱炭と
脱Ｍｎを伴う高温焼鈍による最終焼鈍を施す製造方法に
おいて、｛１００｝集合組織を安定かつ十分に発達さ
せ、安定して磁気特性に優れた｛１００｝集合組織珪素
鋼板を製造することができる方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、｛１０
０｝集合組織珪素鋼板を得るための、冷間圧延後に脱
炭、もしくは脱炭と脱Ｍｎを伴う最終焼鈍を施す際の
｛１００｝集合組織の発達に影響する要因について種々
研究を重ねた結果以下に述べる新たな知見を得た。

【００１４】脱炭促進物質、もしくは脱炭促進物質と脱
Ｍｎ促進物質とを含有する焼鈍分離材（以下、単に「反
応性焼鈍分離材」とも記す）を用いて最終焼鈍する際
に、上記最終焼鈍の初期段階で鋼板の表面近傍で｛１０
０｝集合組織を有する再結晶粒が生成し、脱炭や脱Ｍｎ
の進行に伴ってこれが鋼板表面から厚さ方向中心に向か
って成長する。

【００１５】上記｛１００｝集合組織発生の過程は鋼板
の表面粗さに大きく影響され、これを安定して発達させ
るには最終焼鈍に供する鋼板の表面粗さを一定値以下に
管理することが重要である。従来の方法では最終焼鈍に
供する冷間圧延鋼板の表面粗さについては特に言及され
ていない。

【００１６】上記集合組織の発達が鋼板の表面粗さに大
きく影響される理由は以下のように推定される。結晶粒
の表面エネルギーは、｛１００｝面が鋼板表面と平行に
なった場合に最も低くなる。｛１００｝集合組織を有す
る再結晶粒が鋼板表面近傍で発生するのは、この表面エ
ネルギーの低下が影響している。

【００１７】このような表面エネルギーの状態は、鋼板
の温度と表面状態を特定の状態にしたときに初めて得ら
れる。例えば、鋼板表面を極めて清浄にして焼鈍する場
合には、如何なる温度においても｛１１０｝面が表面に
平行となったときに表面エネルギーは最低になる。従っ
てこのような場合には鋼板表面に｛１００｝集合組織は
形成されない。また、鋼板表面に酸化皮膜が形成される
ような場合であっても、その酸化皮膜が厚く形成される
ような条件下では結晶方位による表面エネルギーの差異
がなくなり、鋼板表面での｛１００｝集合組織の形成は
ない。

【００１８】９００℃以上の高温で、かつ数ｎｍ程度の
薄い酸化膜、もしくは酸素の薄い吸着層が鋼板表面を覆
うような条件では、｛１００｝面が鋼板表面と平行とな
った場合に鋼板の表面エネルギーが最も小さくなる。そ
れは、酸化膜や酸素の吸着層が薄い場合には結晶面方位
によりその構造が異なり、｛１００｝面が鋼板表面と平
行となった時に特に安定な構造になるためである。

【００１９】従って、｛１００｝集合組織を有する再結
晶粒を得るには、数ｎｍ程度の薄い酸化膜、もしくは酸
素の薄い吸着層が鋼板表面を覆うような製造条件を選択
する必要がある。

【００２０】酸素分圧が低い雰囲気であっても、鋼板の
表面粗度がある限界値を超えて大きくなると９００℃未
満の低温域の昇温過程で酸化膜の生成が著しく、焼鈍過
程での｛１００｝集合組織の形成が阻害される。鋼板粗
度を小さくすることにより、昇温中の酸化膜の生成が抑
制でき、均熱領域での脱炭や脱Ｍｎ反応を活発化し、鋼
板表面の還元が進み、｛１００｝集合組織の形成に対す
る昇温中に形成される酸化膜の悪影響を排除することが
できる。

【００２１】このことは｛１００｝面の集積度を高める
のに加えて、｛１００｝方位の再結晶粒の発生頻度が増
して焼鈍後の結晶粒径が微細になり渦電流損が低減する
という効果も得られる。

【００２２】上記の限界となる表面粗さは算術平均粗さ
Ｒａで０．３０μｍである。従って、最終焼鈍に供する
鋼板の表面粗度を事前に検査し、上記限界値以下の鋼板
を選択して最終焼鈍することにより磁気特性に優れた
｛１００｝集合組織珪素鋼板を安定して得ることができ
る。

【００２３】本発明はこれらの知見を基にして完成され
たものであり、その要旨は下記（１）〜（３）に記載の
｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法にある。

【００２４】（１）質量％で、Ｓｉ：１．５〜４．５
％、Ｍｎ：０．２０〜２．０％、Ｃ：０．０１〜０．２
０％を含有する鋼を冷間圧延する工程と、脱炭促進物
質、もしくは脱炭促進物質と脱Ｍｎ促進物質とを含有す
る焼鈍分離材を用いてタイトコイル焼鈍もしくは積層焼
鈍する最終焼鈍工程とを有する｛１００｝集合組織珪素
鋼板の製造方法であって、最終焼鈍工程前の鋼板の表面
粗さを算術平均粗さＲａで０．３０μｍ以下とすること
を特徴とする｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法。

【００２５】（２）冷間圧延する工程が、中間焼鈍を挟
む複数回の圧延よりなるものであることを特徴とする上
記（１）に記載の｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方
法。

【００２６】（３）最終焼鈍工程の雰囲気が減圧された
雰囲気であることを特徴とする上記（１）または（２）
に記載の｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に述べ
る。なお、以下に記す％表示は質量％を意味する。

【００２８】ａ．鋼板の化学組成 Ｓｉ：鋼の電気抵抗を高めて渦電流損失を低減する作用
があるので、１．５％以上含有させる。本発明の製造方
法での最終焼鈍は、最終焼鈍工程初期の脱炭と脱Ｍｎ反
応が生じる前段階はα相（フェライト相）とγ相（オー
ステナイト相）が共存する（α＋γ）２相混合域もしく
はγ相単相域でおこない、脱炭と脱Ｍｎ後はα単相とな
る温度域で焼鈍する必要がある。

【００２９】Ｓｉには高温におけるα相の安定性を高め
る作用があり、Ｓｉ含有量を高めると１０００℃以上の
高温での効率的な脱炭が可能となる。このため、好まし
くはＳｉを２．０％以上含有させる。より好ましくは
２．３％以上である。

【００３０】Ｓｉは鋼を脆化させ、冷間圧延を困難にす
るうえ、飽和磁束密度を減少させる。このような不都合
を避けるためにＳｉ含有量は４．５％以下とする。好ま
しくは４％以下である。

【００３１】特に｛１００｝集合組織珪素鋼板を二方向
性珪素鋼板として製造する場合には、組織制御の容易性
や磁束密度と鉄損のバランスをよくする観点から、さら
に好ましいＳｉ含有量は２．３以上、３．６％以下であ
る。

【００３２】Ｍｎ：鋼の電気抵抗を高めて渦電流損失を
低減する作用がある。また、最終焼鈍の際に脱Ｍｎ反応
を生じさせれば、｛１００｝集合組織の形成が促進され
る。これらの効果を得るためにＭｎは０．２０％以上含
有させる。脱Ｍｎ反応による｛１００｝集合組織の形成
を顕著にするためには０．３％以上とするのが好まし
い。より好ましくは０．５％以上である。

【００３３】Ｍｎを過度に含有させると飽和磁束密度が
低下するうえ、最終焼鈍の均熱時のα相の安定性も低下
する。これらの不都合を避けるためにＭｎ含有量は２％
以下とする。特に｛１００｝集合組織珪素鋼板を二方向
性珪素鋼板として製造する場合には、組織制御の容易性
や磁束密度と鉄損のバランスをよくする観点から、Ｍｎ
含有量を１．５％以下とするのがよい。

【００３４】Ｃ：最終焼鈍の際に脱炭反応を利用して組
織形成させるため、最終焼鈍前の鋼板においてはＣを
０．０１％以上含有させる。｛１００｝集合組織の発達
をより安定化し促進させるために好ましくは０．０２５
％以上含有させるのがよい。より好ましくは０．０３５
％以上である。

【００３５】Ｃを過剰に含有させると脱炭完了までに長
時間要し焼鈍工程での生産性を損なうのでその上限は
０．２％とする。鋼の加工性を良くして効率的な冷間圧
延をおこなうために、Ｃ含有量は、好ましくは０．１５
％以下とするのがよい。より好ましくは０．１％以下で
ある最終焼鈍後の製品ではＣは炭化物として析出して製
品の磁気特性を損なうので少ない程よく、０．００３％
以下にするのがよい。

【００３６】Ａｌ：Ａｌ含有量は特に限定するものでは
ないが、Ａｌは酸化傾向が強く、最終焼鈍の際に鋼板表
面を過度に酸化させて｛１００｝面を有する再結晶粒の
生成を妨げるのでその含有量は少ない程よい。好ましく
は０．０５％以下がよい。より好ましくは０．０１％以
下、なお好ましくは０．００５％以下である。

【００３７】Ｐ、Ｓ：これらの元素は不可避的不純物で
あり、燐化物や硫化物などの析出物を形成し磁気特性を
損なう。従ってＰ、Ｓ共に好ましくは０．０２％以下と
するのがよい。より好ましくはそれぞれ０．００５％以
下である。

【００３８】ｂ．冷間圧延工程 上記の化学組成を有する鋼は、公知の方法で溶解し、鋳
造し、スラブまたは鋳片とされ、熱間圧延し、酸洗して
冷間圧延母材とされる。酸洗までの間の製造方法やその
条件は特に限定する必要はなく、公知の方法及び条件を
適用することができる。例えば鋳造して得た鋳塊を分塊
圧延して得たスラブや、連続鋳造して得たスラブなどを
熱間圧延し、酸洗した熱延鋼板やストリップキャスティ
ングなどの方法で得た薄鋳片、あるいはそれらに熱間圧
延を施したものなどを用いることができる。冷間圧延母
材には最終焼鈍工程における集合組織形成を安定化させ
るために熱延板焼鈍を施しても構わない。

【００３９】冷間圧延工程での圧延母材の厚さと最終製
品の厚さから計算される圧下率は、最終焼鈍時に｛１０
０｝集合組織を十分に発達させるための結晶組織の微細
化と表面平坦度を確保し、鉄心材料として必要な板厚精
度を確保するため、および、熱延鋼板の表面粗さの影響
を除くために、少なくとも５０％以上のとなるようにす
るのがよい。この圧下率の調整は圧延母材の厚さを選択
することでおこなえる。

【００４０】特に最終製品を｛１００｝＜０２１＞型の
｛１００｝集合組織を有するものとするには、中間焼鈍
を挟まないで８０％以上の圧下率で圧延する冷間圧延を
施すのがよい。

【００４１】最終製品を｛１００｝＜００１＞型の｛１
００｝集合組織を有するものとするには、冷間圧延工程
を、中間焼鈍を挟んで複数回の中間圧延による冷間圧延
としておこなうのがよい。この場合の中間圧延の圧下率
は特に限定するものではないが４０〜８０％の範囲とす
るのがよい。中間焼鈍条件は特に限定するものではない
が、例えば均熱温度は再結晶温度以上１２００℃以下、
均熱時間は１０秒以上１２時間以下とするのがよい。

【００４２】鋼板の表面粗度：最終焼鈍時に｛１００｝
集合組織を十分に発達させるため、最終焼鈍に供する鋼
板は、その表面粗度がＪＩＳ−Ｂ０６０１に記載されて
いる算術平均粗さＲａで０．３０μｍ以下であるものを
用いる。好ましくは０．２５μｍ以下である。ここで、
Ｒａは板の圧延方向と板幅方向に測定した値の平均値で
あり、Ｒａ測定時の評価長さとカットオフ値は上記ＪＩ
Ｓ規格に記載の標準値を用いる。

【００４３】表面粗さの下限は特に限定するものではな
いが、表面粗さが小さくなるにつれて｛１００｝集合組
織強化作用が飽和するうえ、鋼板製造コストが高くな
る。従って表面粗さは、好ましくはＲａで０．１μｍ以
上とするのがよい。より好ましくは０．１５μｍ以上で
ある。

【００４４】最終焼鈍前にの鋼板の表面粗度を０．３０
μｍ以下にするための方法は特に限定するものではない
が、冷間圧延時の圧延母材の厚さと最終製品の厚さから
計算される圧下率を５０％以上とし、ワークロールとし
ては表面粗度が小さいもの、例えばＲａで０．５μｍ以
下のもの、を使用し、さらに潤滑性の良い圧延油を使用
して冷間圧延するなどの方法が好適である。また、冷間
圧延素材となる熱間圧延鋼板の表面粗さが小さくなるよ
うにその表面を研磨などの方法で調整したり、冷間圧延
後に鋼板表面を研磨する等の方法を用いても一向に差し
支えない。

【００４５】ｃ．最終焼鈍 冷間圧延した鋼板は、これが鋼帯である場合にはコイル
状に巻き、切り板状の短かい鋼板である場合には積層す
るなどして、かつ、鋼板間には反応性焼鈍分離材を介在
させた状態で最終焼鈍する。反応性焼鈍分離材を介在さ
せることにより、脱炭、もしくは脱炭と脱Ｍｎを生じさ
せ、γ→α変態を進展させるとともに、｛１００｝面が
鋼板面と平行な結晶粒が優先的に鋼板表面から内部へと
成長し、｛１００｝面集合組織を有する鋼板が得られ
る。また、｛１００｝面集合組織の発達と同時に炭素含
有量も容易に減少させることができる。

【００４６】脱炭促進物質としては、例えばＳｉ酸化物
（ＳｉＯ₂ ）がある。その場合の脱炭促進作用は以下の
機構によると考えられる。

【００４７】Ｓｉ酸化物は室温では安定であるが、１０
００℃程度の高温では不安定になり、Ｓｉ０₂ →Ｓｉ０
＋Ｏなる分解反応により酸素を発生する。この酸素が鋼
中の炭素と反応して一酸化炭素となり、脱炭が進行す
る。また、上記のようにＳｉＯを生じることなく、酸化
物中のＳｉが鋼板中に固溶し、次式の反応により鋼板中
の炭素が一酸化炭素として除去される反応も生じるもの
と思われる。

【００４８】 ＳｉＯ₂＋２Ｃ（鋼板中）→Ｓｉ（鋼板中）＋ＣＯ 脱炭促進物質としてはＳｉ酸化物の他に、Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｔ
ｉＯ₂ 、ＦｅＯ、Ｖ₂Ｏ ₃、Ｖ₂Ｏ₅、ＶＯなど、高温か
つ低酸素分圧の雰囲気下で比較的不安定な性質を備えた
酸化物、すなわち、焼鈍温度で分解して酸素を発生す
る、もしくは焼鈍温度で鋼中の炭素によって容易に還元
され脱炭を促進する物質を使用することができる。

【００４９】これらの酸化物は１種類を使用してもよい
し、２種類以上を混合して使用してもよい。また、脱炭
反応速度の調整や焼鈍後の鋼板からの剥離性を向上させ
るために、高温で安定な無機物、例えばＡｌ₂Ｏ₃などの
酸化物、ＢＮやＳｉＣなどの安定な窒化物や炭化物を上
記酸化物に混合しても構わない。

【００５０】脱Ｍｎ促進物質としては、例えば、ＴｉＯ
₂ がある。鋼板中のＭｎは１３０Ｐａ以下の減圧雰囲気
など、適切な雰囲気条件下において鋼板表面から昇華
し、鋼板表面近傍にＭｎの欠乏した層（脱Ｍｎ層）を形
成する。ＴｉＯ₂ は鋼板から昇華するＭｎを吸収して複
合酸化物（ＴｉＭｎＯ₃ ）を形成する。これにより鋼板
表面のＭｎ蒸気圧が減少し、脱Ｍｎが促進される。

【００５１】脱Ｍｎ促進物質としては、上記のように焼
鈍中に鋼板から昇華するＭｎを吸収する性質を有し、さ
らに、脱炭反応や、鋼板の表面エネルギー状態に悪影響
を及ぼさないものが適用でき、ＴｉＯ₂ 以外にＺｒＯ₂
やＴｉ₂Ｏ₃を用いても構わない。特にＴｉＯ₂ は脱炭を
も促進する作用があり、ＴｉＯ₂ 単独でも脱炭と脱Ｍｎ
の双方を促進することができるので好適である。

【００５２】上記反応性焼鈍分離材の形態は任意であ
り、例えば板状、粉末状、繊維状、繊維をシート状にし
たもの、これらの繊維やシートにさらに粉末を混入させ
たものなどがある。最も望ましい形態は繊維状または繊
維をさらにシート状に加工したものである。このような
形態にすれば取り扱いが容易であるうえ、繊維間に多量
の空隙があるので脱炭反応によって生じた一酸化炭素の
系外への排出やＭｎの昇華が容易になるという利点があ
る。

【００５３】｛１００｝面集積度を高めるために、焼鈍
雰囲気は水素ガス、不活性ガス、又は両者の混合ガスを
主体とする雰囲気とするか、または真空に近い減圧雰囲
気とするのが良い。減圧雰囲気としては１．３×１０⁴
Ｐａ以下がよい。なお好ましくは１３０Ｐａ以下であ
る。

【００５４】脱炭反応は高温ほど促進されるので、最終
焼鈍時の保持温度は９５０℃以上とするのがよい。より
好ましくは１０５０℃以上のα＋γ二相共存温度域もし
くはγ相単相温度域である。１３００℃を超える高温度
は工業的に実現するのが困難であるので、最終焼鈍時の
保持温度は１３００℃以下とするのがよい。より好まし
くは１１５０℃以下である。

【００５５】焼鈍のための均熱保持時間は、３０分から
１００時間の範囲が良い。３０分未満では脱炭、脱Ｍｎ
が不十分となり、１００時間を超えると生産性が悪化す
る。 ｄ．製品形態 鋼板を積層して使用する際の鋼板の間の電気的絶縁を確
保するため、鋼板表面に公知の絶縁皮膜を設けるのが好
ましい。絶縁皮膜の材質には、リン酸塩系やクロム酸塩
系の溶液を鋼板に塗布し焼き付ける無機質系の絶縁皮膜
や、上記無機質系溶液にポリアクリルタイプエマルジョ
ン等の有機樹脂を混合したものを鋼板に塗布し焼き付け
る有機−無機混合皮膜が考えられる。この表面コーティ
ングは最終焼鈍の後、焼鈍分離材を除去した後、塗布す
る。

【００５６】本発明では結晶組織的な面から製品板厚に
上限を設ける必要はない。しかし、製品板厚が厚いと最
終焼鈍における脱炭に長時間を要し、渦電流損失が増大
するので好ましくは０．５ｍｍ以下とする。一方、板厚
の下限は特に限定されず、冷間圧延で製造可能な厚さで
あれば良い。

【００５７】本発明の製造方法は、電磁鋼板製造などに
際して通常使用される公知の装置を用いておこなうこと
ができる。

【００５８】

【実施例】（実施例１）種々の化学組成を有する鋼を溶
製し、熱間圧延して厚さが４ｍｍの熱延鋼板を作製し
た。化学組成を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】これらの熱延鋼板を酸洗して表面の酸化層
を除去した後、中間焼鈍をしないで０．３５ｍｍの厚さ
まで冷間圧延した。冷間圧延に際してはワークロールの
表面粗度を種々変更し、冷間圧延後の鋼板の表面粗度を
種々のレベルに変化させた。得られた冷間圧延鋼板の表
面粗度（ＪＩＳ−Ｂ０６０１に記載のＲａ）を接触式の
表面粗さ計を用いて測定した。Ｒａ測定時のカットオフ
値と評価長さは、Ｒａが０．１μｍ以下の時は各々０．
２５ｍｍと１．２５ｍｍとし、Ｒａが０．１μｍを超え
る場合は各々０．８ｍｍと４ｍｍとした。測定は圧延方
向とそれに直角の方向の２方向についておこない２方向
の平均値をその鋼板のＲａとした。

【００６１】上記冷間圧延鋼板から１５０ｍｍ角の最終
焼鈍用試験片を採取した。さらに、ＳｉＯ₂ とＡｌ₂Ｏ₃
を質量比で４８：５２で含有する非晶質繊維：５１質量
％、ＴｉＯ₂ 粉末：４０質量％、有機物バインダー：９
質量％からなるシート状の反 応性焼鈍分離材を用意し
た。その厚さは約２００μｍであった。上記試験片とシ
ート状の反応性焼鈍分離材を交互に積層し、０．１３Ｐ
ａの真空中で、加熱速度１℃／分で、１０００〜１１０
０℃の範囲の均熱温度に加熱し、種々の時間保持した。
その後冷却し、反応性焼鈍分離材を除去し、最終焼鈍後
の鋼板の炭素含有量、鋼板表面に平行な｛１００｝面の
面密度、および磁化特性を測定した。

【００６２】炭素含有量は化学分析により求めた。｛１
００｝面密度は、Ｃｏ−ｋα線を用いたＸ線による｛２
００｝積分強度を測定し、集合組織を持たないランダム
試料の｛２００｝積分強度に対する比（比強度）として
求めた。

【００６３】磁気特性は最終焼鈍後の試験片から内径３
３ｍｍ、外径４５ｍｍのリング状試験片を打ち抜き、歪
み取り焼鈍を施した後、絶縁紙をはさんで積層し、１次
コイルと２次コイルを各々１００ターン巻き付けて磁化
測定用の試料とした。磁化測定は５０Ｈｚの正弦波交番
磁束密度条件化で行い、５０００Ａ／ｍの磁化力におけ
る磁束密度Ｂ₅₀を求めた。製造条件および得られた測定
結果を表２に記す。

【００６４】

【表２】

【００６５】表２に示されているように、いずれの条件
のものも焼鈍により炭素含有量が０．００３％以下とな
っていた。冷間圧延後の鋼板の表面粗度Ｒａが０．３０
μｍ以下であった試験片はいずれの鋼とも最終焼鈍後の
｛１００｝面ランダム強度比が高く良好なＢ₅₀を有して
いた。中でもＲａが０．２５μｍ以下のもののＢ₅₀は良
好であり、Ｒａが０．０８μｍであった試験番号５では
さらに良好なＢ₅₀を有していた。しかしながら冷間圧延
後の鋼板の表面粗度Ｒａが０．３０μｍを超えたものは
いずれの鋼においても｛１００｝面密度が低く、Ｂ₅₀が
よくなかった。

【００６６】（実施例２）表１に示した鋼Ｃから厚さ：
３．０ｍｍの熱間圧延鋼板を作製した。酸洗して表面の
酸化物を除去した後、厚さ：０．７ｍｍまで一次冷間圧
延した。その後、水素雰囲気中で１０００℃まで加熱し
３０秒間保持する中間焼鈍を施し、さらに厚さ：０．３
０ｍｍまで二次冷間圧延した。二次冷間圧延時のワーク
ロールの表面粗度を種々変更し、冷間圧延鋼板の表面粗
度を変化させた。また比較例として冷間圧延後研磨紙で
表面を粗くした鋼板も準備した。これらの冷間圧延鋼板
のＲａを実施例１に記載したのと同様の条件で測定し
た。

【００６７】上記冷間圧延鋼板から採取した１５０ｍｍ
角の最終焼鈍用試験片と、実施例１に記載したのと同一
の化学組成および厚さの反応性焼鈍分離材とを、交互に
挟みながら積層した。得られた積層体には、０．１３Ｐ
ａの真空中で１℃／分の加熱速度で１１００℃に加熱し
１６時間保持する最終焼鈍を施した。一部の積層体はは
真空度を１３Ｐａにして最終焼鈍した。これらを冷却し
た後、反応性焼鈍分離材を除去し、得られた鋼板の炭素
含有量、鋼板表面に平行な｛１００｝面の面密度、平均
結晶粒径、及び磁化特性の測定を行った。

【００６８】炭素含有量と｛１００｝面の面密度の測定
方法は実施例１記載したのと同様の条件でおこなった。
平均結晶粒径は鋼板表面から組織を観察し、切断法によ
り求めた。さらに、最終焼鈍試験片から、長手方向を圧
延方向または板幅方向とした１００ｍｍｘ３０ｍｍの短
冊試験片を採取し、歪み取り焼鈍を施したのち、単板磁
化測定装置を用いて１０００Ａ／ｍの磁化力における磁
束密度Ｂ₁₀を測定した。製造条件および得られた測定結
果を表３に記す。

【００６９】

【表３】

【００７０】表３に示されているように、いずれの条件
のものも焼鈍により炭素含有量が０．００３％以下とな
っていた。最終焼鈍前の鋼板表面のＲａが０．３０μｍ
以下であった試験番号２３〜２６は、圧延方向と板幅方
向の磁束密度Ｂ₁₀が共に１．８０Ｔ以上と良好な二方向
性方向性珪素鋼板としての特性を有していた。中でも最
終焼鈍前の鋼板表面のＲａが０．２５μｍ以下の場合は
圧延方向と板幅方向の磁束密度は共に１．８５Ｔ以上で
あり、かつ、両方向ともほぼ等しいＢ₁₀を有しており極
めて良好な特性であった。最終焼鈍時の真空度が１３Ｐ
ａであった試験番号２６は、最終焼鈍前の鋼板表面のＲ
ａが同一である試験番号２５に比較するとＢ₁₀がやや劣
った。

【００７１】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、｛１００｝
面が板面と平行な集合組織が十分に発達し、優れた磁気
特性を備えた｛１００｝集合組織珪素鋼板を安定して製
造することができる。従って本発明の製造方法は、回転
機や変圧器の高効率化に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】体心立方格子の＜００１＞軸が集積した集合組
織の例を示す概念図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野谷 繁雄 大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金 属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K033 RA02 SA02 TA01 TA04 5E041 AA02 AA19 BC01 CA02 CA04 HB05 HB11 NN01 NN06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、Ｓｉ：１．５〜４．５％、Ｍ
   ｎ：０．２０〜２．０％、Ｃ：０．０１〜０．２０％を
   含有する鋼を冷間圧延する工程と、脱炭促進物質、もし
   くは脱炭促進物質と脱Ｍｎ促進物質とを含有する焼鈍分
   離材をコイル状もしくは積層状にした鋼板間に介在させ
   て焼鈍する最終焼鈍工程とを有する｛１００｝集合組織
   珪素鋼板の製造方法であって、最終焼鈍工程前の鋼板の
   表面粗さを算術平均粗さＲａで０．３０μｍ以下とする
   ことを特徴とする｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 冷間圧延する工程が、中間焼鈍を挟む複
   数回の圧延よりなるものであることを特徴とする請求項
   １に記載の｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 最終焼鈍工程の雰囲気が減圧された雰囲
   気であることを特徴とする請求項１または２に記載の
   ｛１００｝集合組織珪素鋼板の製造方法。