JP2002194434A

JP2002194434A - 高周波磁気特性および被膜特性に優れた低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法

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Publication number: JP2002194434A
Application number: JP2000396177A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Hayakawa; 康之早川; Toshito Takamiya; 俊人高宮; Kunihiro Senda; 邦浩千田; Mitsumasa Kurosawa; 光正黒沢
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】 300〜2,000Hzの高周波の下で作動する電子機
器向けの方向性電磁鋼板の製造方法を提供することを目
的とし、特に鉄損が低く、かつ被膜特性が優れた電磁鋼
板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】方向性電磁鋼板の製造方法において、前
記珪素鋼スラブをCr：0.10〜5.0%を含有したものとし、
かつ、最終板厚にする冷間圧延の直前の焼鈍を下記の条
件により行うことする。記：最終板厚にする冷間圧延の直前の焼鈍条件 (1)該焼鈍の昇温過程の800〜900℃の温度域において10
秒以上滞留させること。 (2)該焼鈍の焼鈍雰囲気を酸素ポテンシャルP(H₂O)/P
(H₂)が0.05〜0.6の範囲である湿潤水素−窒素混合雰囲
気下で行うこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は方向性電磁鋼板の
製造方法に係り、特に高周波磁気特性及び被膜特性に優
れた低鉄損方向性電磁鋼板を提供する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】変圧器や発電機の鉄心材料として使用さ
れる方向性電磁鋼板には、結晶方位がゴス方位すなわち
(110)〔001〕に高度に集積して磁束密度が高く、かつ鉄
損の低いことが要求されている。このような電磁鋼板の
特性は、一般に、B₈（磁化力800A/mにおける磁束密度）
及び鉄損値W_17/50（励磁磁束密度1.7T、励磁周波数50Hz
の場合の鉄心によるエネルギー損失）により評価され
る。

【０００３】しかしながら、近年の情報関連機器を中心
とした電子機器では、300〜2,000Hz程度の周波数で用い
られる高周波用途の変圧器の需要が増大しており、これ
に伴って鉄心材料もこのような高い周波数での電磁特性
が優れていること、特に鉄損が低いことが要求されるよ
うになってきている。一般に鉄損は渦電流損とヒステリ
シス損に分けられるが、周波数が高いときには渦電流損
の割合が増加するため、素材の電気抵抗の高い材料が有
利とされている。

【０００４】このような目的のためにはSiの含有量の増
加が有利とされ、たとえば特開昭62-22703号公報におい
て、Si含有量を6.5%程度まで高める方法が提案されてい
る。また特開平11-343544号公報には、無方向性電磁鋼
板にCrを含有させることによって電気抵抗を増加させる
技術が開示されている。また、上記特開昭62-22703号公
報にみられる提案では、Siの含有量を増加させることに
伴う加工性の低下の問題をSiCl₄含有雰囲気で浸透させ
る手段により解決方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案はいずれも集合組織の発達していない無方向性電磁鋼
板に関するものであって、電動機用としては適するもの
の、特定方向への磁束密度が極めて高いことが要求され
る変圧器用としては充分なものではない。また、Crを鋼
中に含有する素材を用いて方向性電磁鋼板を製造した場
合、鉄損が意に反して劣化すること、さらに最終仕上げ
焼鈍中に鋼板表面に形成されるフォルステライト被膜の
性状が悪く、製品の外観や絶縁コーティングの密着性が
劣化するという問題もある。

【０００６】本発明は、従来の常用周波数向けの方向性
電磁鋼板ではなく、300〜2,000Hz程度の高周波の下で作
動する電子機器向けの方向性電磁鋼板の製造方法を提供
することを目的とし、特に鉄損が低く、かつ被膜特性が
優れた電磁鋼板の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、方向性電
磁鋼板の素材中にCrを含有させると、電気抵抗が高めら
れることによって渦電流による鉄損が低下することに着
目するとともに、Cr添加により生ずる鉄損劣化の原因お
よびフォルステライト被膜の劣化現象の原因を解明して
本発明を完成した。

【０００８】本発明は、珪素鋼スラブを加熱後熱間圧延
し、次いで必要に応じて熱延板焼鈍を施した後中間焼鈍
を挟んで2回以上の冷間圧延を行うか、あるいは熱延板
焼鈍後1回の冷間圧延を行って最終板厚にしたのち、一
次再結晶焼鈍、次いで最終仕上げ焼鈍を施す一連の工程
からなる方向性電磁鋼板の製造方法において、前記珪素
鋼スラブを質量比でC：0.002〜0.10%、Si：1.0〜4.0%、
Mn：0.03〜0.20%、Sol．Al：0.003〜0.035%、N：0.0015
〜0.0100%、かつCr：0.10〜5.0%を含有し、残部実質的
に鉄及び不可避的不純物からなるものとし、かつ、前記
最終板厚にする冷間圧延の直前の焼鈍を下記の条件によ
り行うこととし、これに高周波磁気特性および被膜特性
に優れた低鉄損方向性電磁鋼板の製造を可能にする。記：最終板厚にする冷間圧延の直前の焼鈍条件 (1)該焼鈍の昇温過程の800〜900℃の温度域において10
秒以上滞留させること。 (2)該焼鈍の焼鈍雰囲気を酸素ポテンシャルP(H₂O)/P
(H₂)が0.05〜0.6の範囲である湿潤水素−窒素混合雰囲
気下で行うこと。

【０００９】上記発明において、珪素鋼スラブはさらに
Bを0.001〜0.005%含有すること、SおよびSeのうちから
選んだ1種または2種を合計で0.001〜0.030%含有するす
ること、Biを0.010〜0.050%含有すること、あるいはS
b、Cu、Snの1種または2種以上を合計で0.005%〜0.50%含
有することが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、スラ
ブの組成、スラブを常法により圧延して得た熱延板を最
終板厚とする冷間圧延前の焼鈍条件を中心に詳細に説明
する。まず、スラブの組成について説明する。

【００１１】C：0.002〜0.10%（質量比、以下同じ） Cは変態を利用して熱延組織を改善するのに有用な元素
であるとともに、ゴス方位結晶粒の発達に有用な元素で
あり、0.002%以上の含有を必要とするが、0.10%を超え
ると一次再結晶焼鈍時に脱炭不良を起こすので、0.002
〜0.10%の範囲に限定する。

【００１２】Si：1.0〜4.0% Siは、電気抵抗を高めて鉄損を低下させるとともに、鉄
のα相を安定化させて高温の熱処理を可能とするために
必要な元素であり、少なくとも1.0%を必要とするが、4.
0%を超すと冷延が困難となるので1.0〜4.0%に限定す
る。

【００１３】Mn：0.03〜0.20% Mnは鋼の熱間脆性の改善に有効に寄与するだけでなく、
SやSeが存在する場合には、これらと結合してMnSやMnSe
等の析出物を形成しインヒビターとしての機能を発揮す
る。Mnの含有量が0.03%より少ないと上記の効果が不十
分であり、一方、0.20%を超えるとこれら析出物の粒径
が粗大化してインヒビターとしての効果が失われるため
0.03〜0.20%の範囲に限定する。

【００１４】Sol．Al：0.003〜0.035% Alは鋼中でAlNを形成して分散第二相としてインヒビタ
ーとして機能する有用元素であるが、含有量が0.003%に
満たないと十分な析出量が確保できず、一方0.035%を超
えて含有する場合はAlNが粗大に析出してインヒビター
としての作用が失われるため、Sol．Alとして0.003〜0.
035%の範囲に限定する。

【００１５】N：0.015〜0.010% NはAlやBと同時に添加することによってAlNやBNを形成
するために必要な元素である。しかし、その含有量が0.
0015%を下回るとAlNやBNの析出が不十分となりインヒビ
ター効果が十分に得られず、一方含有量が0.010%を超え
るとスラブ加熱時にふくれ等を生じるため、0.0015〜0.
010%の範囲に限定する。

【００１６】Cr：0.10〜5.0% Crは冷間圧延性を損なうことなく電気抵抗を高めて鉄損
を低減させる元素であり、本発明にとって必須元素であ
る。その含有量が0.10%未満では電気抵抗を高める効果
に乏しく、一方5.0%を超えて含有させると飽和磁束密度
の低下が著しく、かえって鉄損が劣化するので、0.10〜
5.0％の範囲に限定する。

【００１７】B：0.001〜0.0050% Bは鋼中でBNを形成して分散第二相としてインヒビター
の作用をする有用元素である。BNはAlNに匹敵する強い
インヒビター効果を有する析出物であり、鋼中に含有さ
せることにより高い磁束密度を有する製品を得ることが
できるので必要に応じて含有させる。しかし、その含有
量が0.0010%に満たないとBNの析出量が十分に確保でき
ず、一方0.0050%を超えて添加するとBNが粗大に析出し
てインヒビターの作用が失われるため0.0010〜0.0050%
の範囲が好ましい。

【００１８】SおよびSe：1種又は2種以上の合計で0.010
〜0.030% SやSeは、MnやCuと結合してMnS、MnSe、Cu_2-xS、Cu_2-xS
eを形成し、鋼中の分散第二相としてインヒビターの作
用を発揮する有用成分である。これらは単独あるいは複
合して含有させることができるが、これらの元素の合計
含有量が0.010%に満たないとその添加効果に乏しく、一
方0.030%を超える場合はスラブ加熱時の固溶が不完全と
なるだけでなく、製品表面の欠陥の原因ともなるため、
これらの1種又は2種を合計で0.01〜0.03%の範囲で含有
させるのが好ましい。

【００１９】Bi：0.005〜0.050% Biは磁束密度の向上に有効な元素であり,適宜含有させ
ることが好ましい。しかし、0.005%未満では効果に乏し
く、一方、0.050%を超えると均一分散が困難となる。し
たがって0.005〜0.050%含有させることが好ましい。

【００２０】Sb、Cu、Sn：1種又は2種以上の合計で0.00
5%〜0.50% Cuは鋼中でCu_2-xS、Cu_2-xSeを形成し、鋼中の分散第二
相としてインヒビターの作用を発揮する有用な元素であ
り、二次再結晶の安定化に寄与する。またSb、Snは結晶
粒界に偏析してインヒビターの作用を強化する作用を有
しており、二次再結晶を安定化させる作用を有する。ま
た、これらの元素は、フォルステライト被膜生成の際に
表層インヒビター（AlN、MnS、MnSe、Cu_2-xS、Cu_2-xSe
など）の分解が過剰となって磁性劣化を起こすことを効
果的に防止する作用を有する。したがって、これら元素
を適宜選択して含有させるのが好ましい。しかし、これ
らの元素の合計が0.005%を下回るとインヒビターの強化
作用が十分でなく、合計が0.50%を超えると熱延板の割
れや製品の表面性状の劣化などの問題が生じるので0.50
%以下とするのがよい。

【００２１】その他の元素本発明においては、スラブ中に上記成分の他、インヒビ
ター元素として、Ni、Geの1種もしくは2種を合計量で0.
0010〜1.30%含有させることができる。また、Te、P、Z
n、Inなどのインヒビター元素を含有させることもでき
る。これら元素の含有範囲は、一次再結晶を抑制するに
足る量であって、かつ熱間圧延や冷間圧延で割れが発生
しない範囲とすればよい。

【００２２】上記組成を有するスラブは、加熱後熱間圧
延（熱延）し、次いで必要に応じて熱延板焼鈍を施した
後中間焼鈍を挟んで2回以上の冷間圧延を行うか、ある
いは熱延板焼鈍後1回の冷間圧延を行って最終板厚にし
た後、一次再結晶焼鈍（通常脱炭焼鈍を兼ねる）、次い
で最終仕上げ焼鈍を施す一連の工程を行って方向性電磁
鋼板に仕上げられる。本発明では、上記工程のうち最終
板厚とする冷間圧延前の焼鈍に改良を加える。すなわ
ち、前記最終板厚とする冷間圧延前の焼鈍を該焼鈍の昇
温過程の800〜900℃の温度域において10秒以上滞留させ
るとともに、該焼鈍の焼鈍雰囲気を酸素ポテンシャルP
(H₂O)/P(H₂)が0.05〜0.6の範囲である湿潤水素−窒素混
合雰囲気下で行うのである。

【００２３】図1は、下記の実験条件で製造した方向性
電磁鋼板の鉄損（W_15/400）に及ぼす最終板厚とする直
前の焼鈍における昇温過程の800〜900℃の温度域におけ
る滞留時間の影響を示したものである。

【００２４】（実験条件）C：.04%、Si：3.33%、Mn：0.
06%、Al：0.010%、N：；0.0040%、Cr：0.5%を含有する
連続鋳造スラブを1400℃に加熱し2.7mm厚の熱延板とし
た。この熱延板に950℃で1分間の熱延板焼鈍を施し、酸
洗後1.8mmまでタンデム圧延機で冷間圧延した。次い
で、800〜900℃間における昇温時間を種々変化させなが
ら1020℃で120秒間の中間焼鈍した後、35℃/sの急冷処
理を行い、得られた焼鈍済みの鋼板を200℃の温間圧延
を含む冷間圧延によって最終板厚である0.19mmに仕上げ
た。得られた冷延板に840℃で2分間の脱炭焼鈍（一次再
結晶焼鈍を兼ねる）を施して表面層にSiO₂を生成させた
後、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布して最終焼鈍
を行った。その条件は、窒素雰囲気で850℃まで8℃/hr
で昇温し、その後N₂ 25%とH ₂ 75%の雰囲気中で10℃/hr
の昇温速度で1200℃まで加熱し、1200℃ 5時間H₂気流中
で純化焼鈍を行うものであった。

【００２５】図1から、前記中間焼鈍において昇温過程
の800〜900℃間での滞留時間が10秒以上、特に30秒以上
になると鉄損が改善されることが分かる。その原因を明
らかにするため、上記中間焼鈍後に形成されている析出
物の元素分析をEDX（EnergyDispersive X-ray Spectrom
eter）によって行ったところ、析出物中には主としてF
e、Cr、Al、Si、C、Nが検出され、したがって析出物はC
r、Fe、Alを主体とした複合炭窒化物であると推定され
た。

【００２６】図2は、かかる析出物の平均粒径と前記800
〜900℃間での滞留時間との関係を示す。ここでは、中
間焼鈍冷却時におけるγ→α変態に伴って形成された粒
子径1μm以上の粗大セメンタイトはカウントされない。
図2から分かるように、析出物の平均粒径は前記800〜90
0℃間での滞留時間が10秒以上、特に30秒以上で顕著に
増加し、ほぼ300秒で一定となることが分かる。

【００２７】これらの実験結果から、中間焼鈍における
800〜900℃間での滞留時間が長くなると、この段階で析
出物の粗大化が進行し、それに伴い製品の鉄損が改善さ
れることが明らかとなった。したがって、本発明におい
ては、前記のように最終板厚とする冷間圧延の直前の焼
鈍を該焼鈍の昇温過程の800〜900℃の温度域において10
秒以上、好ましくは30秒以上滞留させることとする。し
かしながら、上記滞留の効果はほぼ300秒で飽和する。
したがって、滞留時間は300秒以下とするのがよい。ま
た、滞留させる温度域が800℃未満では析出物の粗大化
が不十分であり、900℃超では析出物の平均粒径が粗大
化しすぎて逆に磁気特性が劣化する。なお、「最終板厚
とする冷間圧延の直前の焼鈍」とは、熱延板が中間焼鈍
を挟んで2回以上の冷間圧延を行って最終板厚にされる
場合には、最後の中間焼鈍を、熱延板に対していわゆる
熱延板焼鈍を施して1回の冷間圧延を行って最終板厚に
する場合には、熱延板焼鈍をいう。

【００２８】この本発明固有の焼鈍により、Crを含有す
る電磁鋼板の鉄損は大幅に改善される。しかしながら、
Crを含む素材を用いた場合には、最終焼鈍時におけるフ
ォルステライト被膜の生成が不充分となる傾向があり、
そのため、前記焼鈍条件の改善による効果を充分享受で
きない場合がある。本発明においては、この問題を以下
に示すように、上記焼鈍工程における焼鈍雰囲気を特定
することによって解決する。

【００２９】図3は、前記の実験条件と同様の条件で製
造した方向性電磁鋼板の曲げ密着性および被膜外観に及
ぼす最終板厚とする直前の焼鈍における酸素ポテンシャ
ルP(H₂O)/P(H₂)の影響を示したものである。図3から、
上記焼鈍雰囲気の酸素ポテンシャル、P(H₂O)/P(H₂)が0.
05〜0.6、特に0.3〜0.6のとき曲げ密着性と外観の良好
なフォルステライト被膜が形成されることが分かる。

【００３０】なお、曲げ密着性は、鋼板を種々の直径の
円筒に巻き付けたときに被膜剥離が起こり始める円筒の
直径で、また、被膜外観は目視により被膜の状態を検査
し、一様で色むらなく被膜が形成されているものを「非
常に良好」、被膜は全面に形成されているがやや色むら
が認められるものを「良好」、部分的に被膜が形成され
ていない部分があるものを「やや不良」、広い範囲にわ
たって被膜が形成されていないものを「不良」とした。

【００３１】図4は、上記のように焼鈍雰囲気を変えて
中間焼鈍を行なって得られた鋼板を酸洗して外部スケー
ルを除去した後、鋼板表層部のCr濃度を蛍光X線で測定
した結果を示す。この図によれば、酸素ポテンシャルP
(H₂O)P(H₂)が0.05〜0.6のときには、鋼板表層部のCr濃
度が著しく減少しており、図3と対応すると、その場合
に良好な被膜が生成していることが分かる。このこと
は、中間焼鈍を適度な酸化性で行うことにより鋼板表層
のCrが減少し、それにより最終仕上げ焼鈍の段階でフォ
ルステライト被膜の形成にとって有害なCr酸化物の生成
が抑制されるものと推定される。

【００３２】これらの実験結果から、本発明において
は、最終冷延前の焼鈍雰囲気を湿潤水素−窒素混合雰囲
気で行い、その酸素ポテンシャルP(H₂O)/P(H₂)を0.05〜
0.6、好ましくは0.3〜0.6の範囲に設定することとす
る。

【００３３】以上説明したように本発明は、素材スラブ
中にCrを含有させること、および最終板厚とする冷間圧
延前の焼鈍条件をその昇温条件ならびに焼鈍雰囲気の面
から特定することを骨子とする。その他の製造条件につ
いては方向性電磁鋼板の一般的な製造条件にしたがえば
よく、公知の各種の条件を採用することが可能である。

【００３４】たとえば、磁気特性の向上を図るため、冷
間圧延を100℃〜300℃の温間で行ったり、冷間圧延のパ
ス間で時効処理を施すこともできる。また、鉄損をさら
に低下させるために、いわゆる磁区細分化処理を行うこ
ともできる。さらに、一次再結晶粒成長の抑制力補強の
ために脱炭・一次再結晶焼鈍後、二次再結晶開始までの
間に窒化処理を施すことも有効であり、これを本発明と
を組み合わせることにより一層、被膜特性と磁気特性の
優れた製品を製造することが可能となる。

【００３５】本発明では、通常、最終仕上げ焼鈍の後、
必要に応じて張力付与コーティングや絶縁コーティング
を鋼板表面に焼き付けたのち平坦化焼鈍を施して最終製
品とするが、最終仕上げ焼鈍後、必要に応じて表面の酸
化物を除去した後、ゾルゲル法、TiN蒸着など公知の方
法で張力被膜を形成させる技術を組み合わせることもで
き、これにより鉄損の低減を図ることもできる。

【００３６】

【実施例】（実施例１）C：0.06%、Si：3.25%、Mn：0.0
7%、Sol.Al：0.023%、N：0.0082%、Cr：0.3%、P：0.03%
を含有し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる珪素鋼
スラブを準備した。このスラブを1230℃までガス加熱し
60分保定後、さらに1400℃で30分誘導加熱した。このよ
うに加熱されたスラブを熱間圧延によって厚さ2.5mmの
熱延板とした。

【００３７】得られた熱延板に1000℃、1分間の熱延板
焼鈍を施し、酸洗の後、一次冷間圧延を施して厚さ1.6m
mの中間厚さの冷延板を得た。これに対して、表１に示
す条件によって中間焼鈍を施した。

【００３８】

【表１】

【００３９】中間焼鈍後、酸洗を行い、続いて二次冷間
圧延により厚さ0.17mmの最終板厚まで圧延した。このと
きの最高到達温度は220℃とした。得られた冷延板に対
し、均熱過程の酸素ポテンシャルP(H₂O)/P(H₂)が0.45の
条件で850℃、100秒間の脱炭を兼ねる一次再結晶焼鈍を
施した。得られた焼鈍板に焼鈍分離剤としてMgOを鋼板
片面当り7g/m²塗布しコイルに巻き取り、最終仕上げ焼
鈍を施した。最終仕上げ焼鈍は、室温から700℃までを7
0時間かけて昇温し、700〜900℃間を20℃/hで窒素中で
昇温し、900〜1150℃間をH₂：75%、N₂：25%の雰囲気中
で10℃/hで昇温し、その後、雰囲気をH₂に切り換えて12
00℃で10時間の純化処理を施すものとした。

【００４０】得られた最終焼鈍板にコロイダルシリカを
含有するリン酸マグネシウムを主成分とする絶縁張力コ
ーティングを塗布・焼き付けた後平坦化焼鈍を行い製品
とした。

【００４１】このようにして得られた製品から、圧延方
向の長さ500mm、圧延直角方向の長さ500mmの試片を採取
し、単板磁気試験器による磁気測定を行った。エプスタ
イン試験法により1000Hz、1.5Tまで励磁したときの鉄損
W_15/1000の測定を行うとともに外観および曲げ密着性を
評価した。結果は、表1に併せて示す。表1に示したよう
に、本発明に適合する条件で製造した鋼板は高周波にお
ける磁気特性に優れるとともに、被膜外観、密着性も優
れている。

【００４２】（実施例２）表2に示す成分を有するスラ
ブ2A〜2Gを準備した。これらのスラブを1200℃で60分間
ガス加熱し、さらに1400℃で30分間誘導加熱した。加熱
されたスラブを厚さ2.2mmの熱延板とした。得られた熱
延板に950℃、1分の熱延板焼鈍を施し、次いで酸洗、一
次冷間圧延を施して厚さ1.5mmの中間板厚の冷延鋼板と
した。

【００４３】

【表２】

【００４４】得られた冷延鋼板に、最終板厚とする冷間
圧延直前の焼鈍として次の条件の焼鈍を施した。昇温過程の800〜900℃間の滞留時間：100秒最高加熱温度及び時間：1050℃、1分間焼鈍雰囲気の酸素ポテンシャル：P(H₂O)/P(H₂)=0.35

【００４５】このようにして得られた中間板厚の冷延板
を酸洗後、最高到達温度が220℃となるようにして二次
冷間圧延を行い、厚さ0.20mmの最終板厚とした。次いで
酸素ポテンシャルP(H₂O)/P(H₂)が0.42の酸化性雰囲気
で、均熱温度820℃、均熱時間150秒の脱炭焼鈍を兼ねる
一次再結晶焼鈍を行った。得られた焼鈍板にMgO100重量
部に対して4重量部のTiO₂を添加した焼鈍分離剤を鋼板
片面当り7g/m²塗布した後コイルに巻き取り、最終仕上
げ焼鈍を施した。最終仕上げ焼鈍は、700〜850℃を20℃
/hでN₂中で昇温し、850℃で17.5時間保持し、850℃〜11
50℃をH₂ 50%、N₂ 50%の雰囲気で10℃/hの速度で昇温
し、その後雰囲気をH₂に切り換えて1200℃で12時間の純
化処理を施すものとした。

【００４６】得られた最終仕上げ焼鈍板にリン酸マグネ
シウムとコロイダルシリカを主成分とする絶縁張力コー
ティングを塗布・焼き付けし、さらに平坦化焼鈍を施し
て製品とした。得られた製品から、圧延方向の長さ500m
m、圧延直角方向の長さ500mmの試片を採取し、単板磁気
試験器による磁気測定を行った。エプスタイン試験法に
より400Hz、1.5Tまで励磁したときの鉄損W_15/400の測定
を行うとともに外観および曲げ密着性を評価した。結果
は、表3に示す。表3に示すように、本発明の方法で製造
した鋼板は高周波における磁気特性に優れるとともに、
被膜外観、密着性も優れている。

【００４７】

【表３】

【００４８】（実施例３）表4に示す成分を含有し、残
部が実質的に鉄からなる珪素鋼スラブ3A〜3Kを調整し
た。これらのスラブを1400℃で30分間誘導加熱した後、
熱間圧延して板厚1.8mmの熱延板とした。得られた熱延
板に対して最終板厚とする冷間圧延前の焼鈍として昇温
過程の800〜900℃間の滞留時間が30秒間、酸素ポテンシ
ャルP(H₂O)/P(H₂)が0.55の酸化性雰囲気で1150℃、30秒
間の熱延板焼鈍を施した。

【００４９】

【表４】

【００５０】上記の焼鈍を受けた熱延板を酸洗後、最高
到達温度が220℃となるようにして冷間圧延を行い、厚
さ0.20mmの最終板厚とした。次いで酸素ポテンシャルP
(H₂O)/P(H₂)が0.45の酸化性雰囲気で、均熱温度820℃、
均熱時間150秒の脱炭を兼ねる一次再結晶焼鈍を行っ
た。得られた焼鈍板にMgO100重量部に対して9重量部のT
iO ₂に2〜10重量部のMgSO₄・7H₂O、あるいは4重量部のSr
(OH)₂・8H₂Oを配合した焼鈍分離剤を鋼板片面当り7g/m²
塗布した後コイルに巻き取り、最終仕上げ焼鈍を施し
た。最終仕上げ焼鈍は、700〜850℃を平均7.5℃/hの速
度でN₂中で昇温し、850℃〜1150℃をH₂ 50%、N₂ 50%の
雰囲気で10℃/hの速度で昇温し、その後雰囲気をH₂に切
り換えて1200℃で12時間の純化処理を施すものとした。

【００５１】得られた最終仕上げ焼鈍板にリン酸マグネ
シウムとコロイダルシリカを主成分とする絶縁張力コー
ティングを塗布・焼き付け、さらに平坦化焼鈍を施し
て、製品とした。得られた製品から、圧延方向の長さ50
0mm、圧延直角方向の長さ500mmの試片を採取し、単板磁
気試験器による磁気測定を行った。またエプスタイン試
験法により400Hz、1.5Tまで励磁したときの鉄損W_15/400
の測定を行うとともに外観および曲げ密着性を評価し
た。結果は、表5に示す。表5に示すように、本発明の方
法で製造した鋼板は高周波における磁気特性に優れると
ともに、被膜外観、密着性も優れている。

【００５２】

【表５】

【００５３】

【発明の効果】本発明は、方向性電磁鋼板の素材中にCr
を含有させ、かつCr含有鋼板に適した条件で最終板厚と
する冷間圧延の直前の焼鈍を行うことにしたので、方向
性電磁鋼板素材にCrを含有させたときに生ずる鉄損の低
下やフォルステライト質被膜の生成が不良となるという
ことがなく、高周波数下で利用されるのに適した方向性
電磁鋼板を製造できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】方向性電磁鋼板の鉄損（W_15/400）に及ぼす
最終板厚とする直前の焼鈍における昇温過程の800〜900
℃の温度域における滞留時間の影響を示したものであ
る。

【図２】析出物の平均粒径と前記800〜900℃間での滞
留時間との関係を示す。

【図３】方向性電磁鋼板の曲げ密着性および被膜外観
に及ぼす最終板厚とする直前の焼鈍における酸素ポテン
シャルP(H₂O)/P(H₂)の影響を示したものである。

【図４】焼鈍雰囲気を変えて中間焼鈍を行なって得ら
れた鋼板を酸洗して外部スケールを除去した後、鋼板表
層部のCr濃度を蛍光X線で測定した結果を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千田邦浩岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者黒沢光正岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Ｆターム(参考） 4K033 AA02 CA01 CA02 CA03 CA07 CA09 HA01 HA03 JA02 MA01 MA03 5E041 AA02 AA19 CA02 CA08 HB11 NN01 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪素鋼スラブを加熱後熱間圧延し、次い
で必要に応じて熱延板焼鈍を施した後中間焼鈍を挟んで
2回以上の冷間圧延を行うか、あるいは熱延板焼鈍後1回
の冷間圧延を行って最終板厚にしたのち、一次再結晶焼
鈍、次いで最終仕上げ焼鈍を施す一連の工程からなる方
向性電磁鋼板の製造方法において、前記珪素鋼スラブを
質量比でC：0.002〜0.10%、Si：1.0〜4.0%、Mn：0.03〜
0.20%、Sol．Al：0.003〜0.035%、N：0.0015〜0.0100
%、かつCr：0.10〜5.0%を含有し、残部実質的に鉄及び
不可避的不純物からなるものとし、かつ、前記最終板厚
にする冷間圧延の直前の焼鈍を下記の条件により行うこ
とを特徴とする高周波磁気特性および被膜特性に優れた
低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。記：最終板厚にする冷間圧延の直前の焼鈍条件 (1)該焼鈍の昇温過程の800〜900℃の温度域において10
秒以上滞留させること。 (2)該焼鈍の焼鈍雰囲気を酸素ポテンシャルP(H₂O)/P
(H₂)が0.05〜0.6の範囲である湿潤水素−窒素混合雰囲
気下で行うこと。
【請求項２】珪素鋼スラブはさらにBを0.001〜0.005%
含有することを特徴とする請求項1記載の高周波磁気特
性および被膜特性に優れた低鉄損方向性電磁鋼板の製造
方法。
【請求項３】珪素鋼スラブはさらにSおよびSeのうち
から選んだ1種または2種を合計で0.010〜0.030%含有す
るすることを特徴とする請求項1又は2記載の高周波磁気
特性および被膜特性に優れた低鉄損方向性電磁鋼板の製
造方法法。
【請求項４】珪素鋼スラブはさらにBiを0.001〜0.050
%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の高周波磁気特性および被膜特性に優れた低鉄損方向
性電磁鋼板の製造方法。
【請求項５】珪素鋼スラブはさらにSb、Cu、Snの1種
または2種以上を合計で0.005%〜0.50%含有することを特
徴とする請求項1〜4の記載のいずれかに記載の高周波磁
気特性および被膜特性に優れた低鉄損方向性電磁鋼板の
製造方法。