JP2003253334A - 磁気特性および打ち抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面酸化層の形成を確実に抑制することによ
って、優れた磁気特性に併せて、優れた打ち抜き性を有
する方向性電磁鋼板を製造する。 【解決手段】 Ｃ：0.08mass％以下、Si：2.0 〜8.0 ma
ss％およびMn：0.005 〜3.0 mass％を含み、Alを100ppm
未満に低減すると共に、Ｎ、ＳおよびSeをそれぞれ50pp
m 以下に低減した成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧
延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回また
は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱
炭焼鈍を行った後、焼鈍分離剤を適用してから最終仕上
焼鈍を施す、方向性電磁鋼板の製造方法において、焼鈍
分離剤として実質的に水和水を含まない無機鉱物を用い
る。

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、発電機の鉄心や
ＥＩコアなどの打ち抜き加工にて製造される、鉄心に適
した、磁気特性と打ち抜き性の優れた方向性電磁鋼板の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板の製造に際しては、イン
ヒビターと呼ばれる析出物を使用して、最終仕上焼鈍中
にゴス方位粒と呼ばれる｛１１０｝＜００１＞方位粒を
優先的に二次再結晶させることが、一般的な技術として
使用されている。この方向性電磁鋼板を、発電機の鉄心
や、小型変圧器の鉄心であるＥＩコアに加工するには、
金型による打ち抜きを行うのが一般的である。

【０００３】通常の方向性電磁鋼板の表面には、フォル
ステライト被膜が形成されており、絶縁コーティングと
地鉄との密着性向上に寄与している。しかし、この被膜
は硬質であって、上記打ち抜き加工時に金型を磨耗させ
るため、打ち抜き時の返りの大きさを所定の大きさ以下
にするのに頻繁な金型研磨が必要となり、製造上の問題
となっていた。

【０００４】この問題の対策として、フォルステライト
被膜を形成させないで方向性電磁鋼板を製造する方法
が、提案されている。例えば、特開昭59−96278 号公報
では、アルミナと不活性マグネシアとを焼鈍分離剤とし
て使用して、フォルステライト被膜を形成させない技術
が開示されている。また、特開昭64−62476 号公報で
は、マグネシアにアルカリ金属またはアルカリ土類金属
の塩化物を添加する技術が、開示されている。

【０００５】これらの先行技術に開示された方法を用い
た場合、地鉄表面をある程度平滑にして鉄損を低減する
効果が認められる。しかし、通常のマグネシアスラリー
を塗布してフォルステライト被膜を形成させた方向性電
磁鋼板を、酸洗および電解研磨で表面を平滑化したもの
ほどの低鉄損化は得られていない。これは、フォルステ
ライト被膜を形成しない仕上焼鈍方法では、鋼中にイン
ヒビター形成成分として添加している、ＳやSeといっ
た、析出物形成元素が地鉄内から除去されにくいため、
MnＳ、MnSeが地鉄内部に残留して磁化を阻害し、鉄損を
劣化させているためである。この鉄損の劣化現象は、特
に歪み取り焼鈍を施した場合に顕著である。

【０００６】また、アルカリ金属またはアルカリ土類金
属を焼鈍分離剤に添加した場合、このアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属の硫化物やセレン化物が地鉄表面に食い
込んだ形態で形成される結果、やはり鉄損劣化を生じさ
せることになる。同様に、特開平５−156362号公報等に
示される、Alをインヒビターとして用いた鋼板にアルミ
ナを塗布して仕上焼鈍した場合でも、やはりAlやＮが地
鉄内から除去されずに残留したり、Al酸化物が地鉄表面
に食い込んだ形態で形成されるため、鉄損劣化が生じ
る。

【０００７】つまり、これらの従来技術であるインヒビ
ターを用いる方法は、安定して二次再結晶粒を発達させ
るのに有用な方法ではあるが、仕上焼鈍で純化を行って
インヒビター形成成分を地鉄から除去しなければなら
ず、フォルステライト被膜を形成しないような、反応性
の低い焼鈍分離剤を使用した場合には、この純化が困難
になり、鉄損が劣化する問題があった。

【０００８】これに対して、インヒビターを使用しない
で方向性電磁鋼板を製造する方法が、特開昭64−55339
号、特開平２−57635 号、特開平７−76732 号および特
開平７−197126号各公報に開示されている。これらの技
術に共通していることは、表面エネルギーを駆動力とし
て｛１１０｝面を優先的に成長させることを意図してい
ることである。表面エネルギーを有効に利用するには、
表面の寄与を大きくするために板厚を薄くすることが必
然的に要求される。例えば、特開昭64−55339 号公報に
開示の技術では板厚が 0.2mm以下に、また特開平２−57
635 号公報に開示の技術では板厚が0.15mm以下に、それ
ぞれ制限されている。

【０００９】しかしながら、現在使用されている方向性
電磁鋼板の板厚は0.20mm以上がほとんどであるため、上
記したような表面エネルギーを利用した方法で磁気特性
に優れた方向性電磁鋼板を製造することは難しい。

【００１０】ここに、表面エネルギーを利用するために
は、表面酸化物の生成を抑制した状態で高温の最終仕上
焼鈍を行わなければならない。例えば、特開昭64−5533
9 号公報に開示の技術では、1180℃以上の温度で、しか
も焼鈍雰囲気として、真空または不活性ガス、あるいは
水素ガスまたは水素ガスと窒素ガスとの混合ガスを使用
することが記載されている。また、特開平２−57635 号
公報に開示の技術では、950 〜1100℃の温度で、不活性
ガス雰囲気あるいは水素ガスまたは水素ガスと不活性ガ
スの混合雰囲気で、しかもこれらを減圧することが推奨
されている。さらに、特開平７−197126号公報に開示の
技術では、1000〜1300℃の温度で酸素分圧が0.5 Pa以下
の非酸化性雰囲気中または真空中で最終仕上焼鈍を行う
ことが記載されている。

【００１１】このように、表面エネルギーを利用して良
好な磁気特性を得ようとすると、最終仕上焼鈍の雰囲気
は不活性ガスや水素が必要とされ、また推奨される条件
として真空とすることが要求されるけれども、高温と真
空の両立は設備的には極めて難しく、またコスト高とも
なる。

【００１２】また、表面エネルギーを利用した場合に
は、原理的には｛１１０｝面の選択のみが可能であるに
すぎず、圧延方向に＜００１＞方向が揃ったゴス粒の成
長が選択されるわけではない。方向性電磁鋼板は、圧延
方向に磁化容易軸＜００１＞を揃えてこそ磁気特性が向
上するので、｛１１０｝面の選択のみでは原理的に良好
な磁気特性は得られない。そのため、表面エネルギーを
利用する方法で良好な磁気特性を得ることができる圧延
条件や焼鈍条件は極めて限られたものとなり、その結
果、得られる磁気特性は不安定とならざるを得ない。

【００１３】さらに、表面エネルギーを利用する方法で
は、表面酸化層の形成を抑制して最終仕上焼鈍を行わね
ばならず、たとえばMgO のような焼鈍分離剤を塗布焼鈍
することができないので、最終仕上焼鈍後に通常の方向
性電磁鋼板と同様な酸化物被膜を形成することはできな
い。例えば、フォルステライト被膜は、焼鈍分離剤とし
てMgO を主成分として塗布した時に形成される被膜であ
るが、この被膜は鋼板表面に張力を与えるだけでなく、
フォルステライト被膜の上にさらに塗布焼き付けるリン
酸塩を主体とする絶縁張力コーティングの密着性を確保
する機能を担っている。従って、フォルステライト被膜
の無い場合には鉄損は大幅に劣化する。

【００１４】その他にも、インヒビター成分を使用しな
いで、熱延圧下率を30％以上、熱延板厚を 1.5mm以下と
することによって二次再結晶させる技術が、特開平11−
61263 号公報で提案されているが、この技術で得られる
ゴス方位の集積度は、従来のインヒビターを使用する技
術に比較すると、低いものでしかなかった。

【００１５】この点、発明者らは、上記したような、熱
延前の高温スラブ加熱に付随する問題点を回避したイン
ヒビターを使用しない製造技術であって、しかもインヒ
ビターを使用せず、表面エネルギーを利用する方法に必
然的に付随する、鋼板板厚が限定されること、二次再結
晶方位の集積が劣ること、そして表面酸化被膜がないた
めに鉄損が劣ること、という問題点をも解決した、方向
性電磁鋼板の新規な製造技術を開発し、特開2000−1293
56号公報において提案した。

【００１６】この技術は、インヒビター成分を含有しな
い素材を用いて、ゴス方位結晶粒を二次再結晶により発
達させる技術であり、一次再結晶後の集合組織を制御す
ることによって二次再結晶を発現させるという思想に立
脚したものである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記特開
2000−129356号公報に開示した方向性電磁鋼板の製造技
術の改良に係り、表面酸化層の形成を確実に抑制するこ
とによって、優れた磁気特性に併せて、優れた打ち抜き
性を有する方向性電磁鋼板を製造しようとするものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の要旨構成は、
次のとおりである。 （１）Ｃ：0.08mass％以下、Si：2.0 〜8.0 mass％およ
びMn：0.005 〜3.0 mass％を含み、Alを100ppm未満に低
減すると共に、Ｎ、ＳおよびSeをそれぞれ50ppm 以下に
低減した成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧延し、必
要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼
鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍を
行った後、焼鈍分離剤を適用してから最終仕上焼鈍を施
す、方向性電磁鋼板の製造方法において、焼鈍分離剤と
して実質的に水和水を含まない無機鉱物を用いることを
特徴とする磁気特性および被膜特性に優れた方向性電磁
鋼板の製造方法。

【００１９】（２）Ｃ：0.08mass％以下、Si：2.0 〜8.
0 mass％およびMn：0.005 〜3.0 mass％を含み、Alを10
0ppm未満に低減すると共に、Ｎ、ＳおよびSeをそれぞれ
50ppm 以下に低減した成分組成を有する鋼スラブを、熱
間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回
または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次い
で脱炭焼鈍を行った後、焼鈍分離剤を適用してから最終
仕上焼鈍を施す、方向性電磁鋼板の製造方法において、
焼鈍分離剤として、カルシアおよびマグネシアのいずれ
か一方または両方を主成分とするスラリーを用い、該ス
ラリーは、上記主成分100 質量部に対して、融点が1000
℃以下のハロゲン含有化合物を0.1 〜10.0質量部と、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、ＢおよびAlの酸化物ま
たは水酸化物から選ばれた１種または２種以上を合計で
１〜30質量部と、のいずれか一方または両方を添加して
成ることを特徴とする磁気特性および打ち抜き性に優れ
た方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２０】（３）上記（１）または（２）において、
仕上焼鈍において1100〜1350℃の温度域に0.5 ｈ以上保
持することを特徴とする磁気特性および打ち抜き性に優
れた方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２１】（４）上記（１）ないし（３）のいずれか
において、鋼スラブが、さらに、Ni：0.005 〜1.50mass
％、Sn：0.01〜0.50mass％、Sb：0.005 〜0.50mass％、
Cu：0.01〜1.50mass％、Ｐ：0.005 〜0.50mass％および
Cr：0.01〜1.50mass％のうちから選んだ少なくとも１種
を含有する成分組成を有することを特徴とする磁気特性
および打ち抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。この発明では、インヒビターを使用しないで二次再
結晶を発現させる方法を利用する。さて、発明者らは、
ゴス方位粒が二次再結晶する理由について鋭意研究を重
ねた結果、一次再結晶組織における方位差角が20〜45°
である粒界が重要な役割を果たしていることを発見し、
Acta Material 45巻（1997）1285頁に報告した。

【００２３】すなわち、方向性電磁鋼板の二次再結晶直
前の状態である一次再結晶組織を解析し、様々な結晶方
位を持つ各々の結晶粒周囲の粒界について、粒界方位差
角が20〜45°である粒界の全体に対する割合（mass％）
について調査した結果を、図１に示す。図１において、
結晶方位空間はオイラー角（φ₁ 、Φ、φ₂ ）のφ₂＝4
5°断面を用いて表示しており、ゴス方位など主な方位
を模式的に表示してある。

【００２４】図１は、方向性電磁鋼板の一次再結晶組織
における、方位差角20〜45°である粒界の存在頻度を示
したものであるが、ゴス方位が最も高い頻度を持つこと
がわかる。ここに、方位差角20〜45°の粒界は、C ．G
．Dunnらによる実験データ（AIME Transaction 188巻
（1949）368 頁）によれば、高エネルギー粒界である。
この高エネルギー粒界は、粒界内の自由空間が大きく乱
雑な構造をしている。 粒界拡散は、粒界を通じて原子が
移動する過程であるので、粒界中の自由空間の大きい高
エネルギー粒界のほうが粒界拡散が速い。

【００２５】二次再結晶は、インヒビターと呼ばれる析
出物の拡散律速による成長・粗大化に伴って発現するこ
とが知られている。高エネルギー粒界上の析出物は、仕
上焼鈍中に優先的に粗大化が進行するので、ゴス方位と
なる粒の粒界が優先的にピン止めがはずれて粒界移動を
開始し、ゴス方位粒が成長すると考えられる。

【００２６】発明者らは、上記の研究をさらに発展させ
て、二次再結晶におけるゴス方位粒の優先的成長の本質
的要因は、一次再結晶組織中の高エネルギー粒界の分布
状態にあり、インヒビターの役割は、高エネルギー粒界
であるゴス方位粒の粒界と他の粒界との移動速度差を生
じさせることにあることを見出した。従って、この理論
に従えば、インヒビターを用いなくとも、粒界の移動速
度差を生じさせることができれば、ゴス方位に二次再結
晶させることが可能となる。

【００２７】さて、鋼中に存在する不純物元素は、粒界
とくに高エネルギー粒界に偏析し易いため、不純物元素
を多く含む場合には、高エネルギー粒界と他の粒界との
移動速度に差がなくなっているものと考えられる。よっ
て、素材を高純度化し、上記のような不純物元素の影響
を排除することにより、高エネルギー粒界の構造に依存
する本来的な移動速度差が顕在化して、ゴス方位粒に二
次再結晶させることが可能になる。

【００２８】さらに、粒界の移動速度差を利用して安定
した二次再結晶を可能とするためには、一次再結晶組織
をできる限り均一な粒径分布に保つことが肝要である。
なぜなら、均一な粒径分布が保たれている場合には、ゴ
ス方位粒以外の結晶粒は粒界移動速度の小さい低エネル
ギー粒界の頻度が高いために、粒成長が抑制されている
状態、すなわちTexture Inhibitionが効果的に発揮さ
れ、粒界移動速度が大きい高エネルギー粒界の頻度が最
大である、ゴス方位粒の選択的粒成長が促進されて、ゴ
ス方位への二次再結晶が実現するからである。

【００２９】これに対して、粒径分布が一様でない場合
には、隣接する結晶粒同士の粒径差を駆動力とする正常
粒成長が起こるため、すなわち粒界の移動速度差とは異
なる要因で成長可能となる結晶粒が選択されるために、
上記したTexture Inhibitionの効果が発揮されずに、ゴ
ス方位粒の選択的粒成長が起こらなくなる。

【００３０】ところが、工業的生産では、インヒビター
成分を完全に除去することは困難なので、実際はこれら
成分が不可避的に含有されてしまい、さらには熱延時の
加熱温度が高い場合、加熱時に固溶した微量不純物とし
てのインヒビター形成成分が熱延中に不均一に微細析出
する。その結果、不均一に分布した析出物により、粒界
移動が局所的に抑制されて粒径分布も極めて不均一にな
り、上記したとおりゴス方位への二次再結晶粒の発達が
阻害される。従って、インヒビター形成成分をほぼ皆無
な状態にすることが理想的であるが、実用上は、インヒ
ビター形成成分を低減しつつ、熱延時の加熱温度を圧延
可能な範囲でできる限り低めに抑えることが、不可避的
に含まれてしまう微量のインヒビター形成成分の微細析
出を回避して無害化するために有効である。

【００３１】さらに、発明者らは、上記のインヒビター
を使用しないで二次再結晶を発現させる技術を基本とし
て、特に打ち抜き性を改善する方途について鋭意究明し
たところ、焼鈍分離剤の成分を規制することにより、仕
上焼鈍後の鋼板表面における酸化物の厚み、または酸化
物の形成を抑制できることを新たに見出した。

【００３２】すなわち、焼鈍分離剤として、実質的に水
和水を含まない無機鉱物を用いることが有利である。こ
こに、実質的に水和水を含まないとは、仕上焼鈍中に、
無機鉱物から解離してくる水和水が、鉱物の重量に対し
て１％以下に低減された状態を指す。

【００３３】具体的には、例えば、アルミナ、シリカ、
フォルステライトおよびスピネル、または1200℃以上で
焼鈍した不活性マグネシアなど、実質的に水和水を含ま
ない無機鉱物を、水スラリーにしたり有機溶剤に分散さ
せ、ロールコーターで塗布したり、スプレーで散布した
後に乾燥することによって、鋼板に付着させる。また、
方向性電磁鋼板に常用している活性なマグネシアを、静
電塗布によって乾燥状態のまま塗布すれば、焼鈍分離剤
として用いることができる。あるいは、アルミナやシリ
カ等の繊維から作られた薄いシートを、鋼板の層間に巻
き込んでもよい。

【００３４】以上の焼鈍分離剤や被膜の形成方法を工夫
して付着させた焼鈍分離剤により、フォルステライト等
の硬質の酸化物被膜が厚く形成されるのを抑制できる。
すなわち、仕上焼鈍中に鋼板を酸化させる水和水が分離
剤から解離してこないため、鋼板表面の酸化物量が抑制
される。

【００３５】また、上記実質的に水和水を含まない焼鈍
分離剤のかわりに、カルシアおよびマグネシアのいずれ
か一方または両方を主成分とするスラリーに、該主成分
100質量部に対して、融点が1000℃以下のハロゲン含有
化合物を0.1 〜10.0質量部を添加して成る、焼鈍分離剤
を用いることができる。この焼鈍分離剤を用いることに
よって、実質的に水和水を含まない焼鈍分離剤の場合と
同様に、酸化物被膜の形成が抑制され、添加が最適であ
れば、鋼板表面における酸化物の形成が抑制され、地鉄
表面が平滑となる。

【００３６】このようなハロゲン化物としては、例えば
鉛、ビスマス、スズ、アンチモン、銀、鋼等の塩化物や
臭化物があげられる。さらに、鉄、コバルト、マンガ
ン、ニッケル、マグネシウム、カルシウムおよびアルミ
ニウム等の塩化物でもよい。あるいは、フッ化ビスマ
ス、ヨウ化スズ等のフッ化物またはヨウ化物でもよい。
これらは仕上焼鈍の1000℃以下の温度域で液化し、地鉄
表面に広がって地鉄界面と表面とに形成された、酸化物
との剥離を促す作用がある。しかし、主成分100 質量部
に対して、10質量部を超えると、地鉄表層に凹凸が形成
されたり、酸化物の形成がかえって促進されて鉄損が劣
化するため、適正な添加量は0.1 〜10質量部である。ま
た、1000℃を超える融点のハロゲン化物では、液化によ
る地鉄表面への作用が生じないため、酸化物の抑制効果
が小さい。

【００３７】さらに、カルシアおよびマグネシアのいず
れか一方または両方を主成分とするスラリーに、該主成
分100 質量部に対して、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、ＢおよびAlの酸化物または水酸化物から選ばれた１
種または２種以上を合計で１〜30質量部添加（ただし、
添加物としてカルシア、マグネシアは除く）して成る、
焼鈍分離剤を用いることによって、やはり鋼板表面に形
成される酸化物抑制と、地鉄表面の平滑度向上とに効果
を挙げることができる。しかし、上記添加物が40質量部
を超えると、鋼板への焼き付きや地鉄界面への強固な付
着が生じるため好ましくない。

【００３８】上記した、ハロゲン含有化合物0.1 〜10質
量部と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＢおよびAl
の酸化物や水酸化物１〜40質量部とは、同時に添加する
ことも可能である。

【００３９】次に、この発明において、素材であるスラ
ブの成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明
する。 Ｃ：0.08mass％以下 Ｃ量が0.08mass％を超えると、磁気時効の起こらない 5
0ppm以下まで低減することが困難になるため、Ｃは0.08
mass％以下に制限した。

【００４０】Si：2.0 〜8.0 mass％ Siは、鋼の電気抵抗を増大し鉄損を低減するのに有用な
元素であるため、2.0mass％以上含有させる。しかしな
がら、含有量が 8.0mass％を超えると加工性が著しく低
下して冷間圧延が困難となる。そこで、Si量は 2.0〜8.
0 mass％の範囲に限定した。

【００４１】Mn：0.005 〜3.0 mass％ Mnは、熱間加工性を改善するために有用な元素である
が、含有量が 0.005mass％未満ではその添加効果に乏し
く、一方 3.0mass％を超えると磁束密度の低下を招くこ
とから、Mn量は 0.005〜3.0 mass％の範囲とする。

【００４２】Al：100 ppm 未満、Ｎ、ＳおよびSeはそれ
ぞれ 50ppm以下 また、不純物元素であるAlは 100 ppm未満、Ｎ, Ｓおよ
びSeについても 50ppm以下、好ましくは 30ppm以下に低
減することが、良好に二次再結晶させる上で不可欠であ
る。

【００４３】その他、窒化物形成元素であるTi, Nb,
Ｂ, Ta, Ｖ等についても、それぞれ 50ppm以下に低減す
ることが鉄損の劣化を防止し、良好な加工性を確保する
上で有効である。

【００４４】以上、必須成分および抑制成分について説
明したが、この発明では、その他にも以下に述べる元素
を適宜含有させることができる。 Ni：0.005 〜1.50％mass％、Sn：0.01〜0.50mass％、S
b：0.005 〜0.50mass％、Cu：0.01〜1.50mass％、Ｐ：
0.005 〜0.50mass％、Cr：0.01〜1.50mass％のうちから
選んだ少なくとも１種 Niは、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させる有用
元素である。しかしながら、含有量が0.005 mass％未満
では磁気特性の向上量が小さく、一方1.50mass％を超え
ると二次再結晶が不安定になり磁気特性が劣化するの
で、Ni量は 0.005〜1.50mass％とした。

【００４５】また、Sn，Sb，Cu, Ｐ, Crはそれぞれ、鉄
損の低減に有用な元素であるが、いずれも上記範囲の下
限値に満たないと鉄損の向上効果が小さく、一方上限量
を超えると二次再結晶粒の発達が阻害されるので、それ
ぞれSn：0.01〜0.50mass％，Sb：0.005 〜0.50mass％，
Cu：0.01〜1.50mass％，Ｐ：0.005 〜0.50mass％，Cr：
0.01〜1.5 mass％の範囲で含有させる必要がある。

【００４６】次に、この発明の製造工程について説明す
る。上記の好適成分組成に調整した溶鋼を、転炉、電気
炉などを用いる公知の方法で精錬し、必要があれば真空
処理などを施したのち、通常の造塊法や連続鋳造法を用
いてスラブを製造する。また、直接鋳造法を用いて 100
mm以下の厚さの薄鋳片を直接製造してもよい。スラブ
は、通常の方法で加熱して熱間圧延するが、鋳造後、加
熱せずに直ちに熱間圧延に供してもよい。また、薄鋳片
の場合には、熱間圧延を行っても良いし、熱間圧延を省
略してそのまま以後の工程に進めてもよい。熱間圧延前
のスラブ加熱温度は1250℃以下に抑えることが、熱間圧
延時に生成するスケール量を低減する上で特に望まし
い。また、結晶組織の微細化および不可避的に混入する
インヒビター成分の弊害を無害化して、均一な整粒一次
再結晶組織を実現する意味でもスラブ加熱温度の低温化
が望ましい。

【００４７】次いで、必要に応じて熱延板焼鈍を施す。
すなわち、ゴス組織を製品板において高度に発達させる
ためには、熱延板焼鈍温度は 800〜1100℃の範囲が好適
である。というのは、熱延板焼鈍温度が 800℃未満では
熱間圧延でのバンド組織が残留し、整粒の一次再結晶組
織を実現することが困難になり、二次再結晶の発達が阻
害され、一方熱延板焼鈍温度が1100℃を超えると、不可
避的に混入するインヒビター形成成分が固溶し冷却時に
不均一に再析出するために、整粒一次再結晶組繊を実現
することが困難となり、やはり二次再結晶の発達が阻害
されるからである。さらに、熱延板焼鈍温度が1100℃を
超えると、熱延板焼鈍後の粒径が粗大化しすぎること
も、整粒の一次再結晶組織を実現する上で極めて不利で
ある。

【００４８】上記熱延板焼鈍後、必要に応じて中間焼鈍
を挟む１回以上の冷間圧延を施したのち、脱炭焼鈍を行
い、Ｃを磁気時効の起こらない50ppm 以下、好ましくは
30ppm 以下に低減する。

【００４９】なお、冷間圧延に際しては、圧延温度を10
0 〜350 ℃に上昇させて行うこと、および冷間圧延途中
で100 〜350 ℃の範囲での時効処理を１回または複数回
行うことが、ゴス組織を発達させる点で有効である。

【００５０】また、最終冷延後の脱炭焼鈍は、湿潤雰囲
気を使用して 700〜1000℃の温度範囲で行うことが好適
である。スラブのＣ量を50ppm 以下に低減した場合や、
仕上焼鈍後に脱炭を行う場合は、乾燥雰囲気で一次再結
晶を生じさせるだけの焼鈍を施してもよい。また、脱炭
焼鈍後に浸珪法によってSi量を増加させる技術を併用し
てもよい。

【００５１】その後、焼鈍分離剤として、上記した実質
的に水和水を含まない無機鉱物あるいは、カルシアおよ
びマグネシアのいずれか一方または両方を主成分とする
スラリーに、融点が1000℃以下のハロゲン含有化合物
と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ＢおよびAlの酸
化物または水酸化物から選ばれた１種または２種以上
と、のいずれか一方または両方を添加したもの、を適用
して、最終仕上焼鈍を施すことにより、二次再結晶組織
を発達させるとともに、その際の酸化物被膜の形成を抑
制する。

【００５２】ここで、最終仕上焼鈍は、二次再結晶発現
のために800 ℃以上で行う必要があるが、800 ℃までの
加熱速度は、磁気特性に大きな影響を与えないので任意
の条件でよい。 通常は、800 〜1000℃で二次再結晶粒が
形成されるが、さらに1100〜1350℃の温度域に0.5 ｈ以
上、より好ましくは２ｈ以上保持すると、二次再結晶粒
内に残留した微小粒が減少するため、透磁率が向上し、
さらに地鉄表面の平滑度が向上して鉄損が低減される効
果があり、好適である。

【００５３】なお、この発明と同じ成分並びに工程にて
一次再結晶焼鈍を施した鋼帯に、焼鈍分離剤を塗布せず
にコイルに巻き取り、仕上焼鈍することによって、二次
再結晶を生じさせて方向性電磁鋼板製品とすることもで
きる。しかし、焼鈍分離剤を塗布することによって、鋼
板の層間のガス流通性が改善し、鋼帯幅方向の特性不均
一が改善されるという効果がある。また、鋼板が密着す
る恐れを回避することができ、より高温まで安定して仕
上焼鈍ができるようになる。

【００５４】ここで、従来広く用いられている、マグネ
シアスラリーのような水和水を含んだ焼鈍分離剤を、そ
のまま塗布するよりも、この発明に従ってハロゲン化合
物および／またはアルカリ金属、アルカリ土類金属、Ｂ
およびAlの酸化物や水酸化物を添加した方が、水和水に
よって形成される鋼板表面の酸化物被膜がより効果的に
抑制され、打ち抜き性が改善されると同時に、地鉄表面
の凹凸が小さくなり、鉄損が大きく低減される。

【００５５】その後、平坦化焼鈍を施して形状を矯正す
る。次いで、上記の平坦化焼鈍後、鉄損の改善を目的と
して、鋼板表面に張力を付与する絶縁コーティングを施
すことができ、その際に打ち抜き性を改善するために有
機または半有機の絶縁コーティングを施すことが有利で
ある。さらに、公知の磁区細分化技術を適用できること
はいうまでもない。

【００５６】

【実施例】実施例１ 表１に示す種々の成分組成を有する鋼スラブを、その N
o.１〜４は1200℃で60分間加熱後、また No.５および６
は1380℃で60分間加熱後、熱間圧延して2.3mmの板厚に
したのち、 950℃、60秒間での熱延板焼鈍を施してか
ら、板厚0.29mmまで冷間圧延した。 さらに、脱脂を行っ
てから、H₂：45 vol％＋N₂：55 vol％、露点55℃の湿潤
雰囲気にて、脱炭を兼ねた一次再結晶焼鈍を830 ℃で１
分間で行った。次いで、表１に示す焼鈍分離剤を水スラ
リーで塗布し、850 ℃で50時間保持した後に1200℃に昇
温して４時間保持する温度履歴の仕上焼鈍を施した後、
焼鈍分離剤を水洗とりん酸酸洗で除去し、850 ℃で張力
を付与しながら平坦化焼鈍を行い、さらに半有機質の絶
縁コーティングを塗布して製品とした。

【００５７】かくして得られた製品板の鉄損（Ｗ
_17/50 ）を測定する共に、打ち抜き性について評価し
た。その結果を表１に併記する。なお、打ち抜き性は、
製品板を15mmφのスチールダイスにて打ち抜く際に発生
する、返り高さを測定し、その返り高さが50μｍ以上に
達するまでの打ち抜き回数が４万回以上であれば、打ち
抜き性が良好である（〇）と判定した。その結果を表１
に併記する。

【００５８】

【表１】

【００５９】実施例２ Ｃ：0.03mass％、Si：3.3 mass％、Mn：0.10 mass ％、
Al：0.006 mass％、Ｓ：0.002 mass％、Se：0.001 mass
％未満、Ｎ：0.002 mass％およびCr:0.031mass％を含
み、残部は実質的にFeよりなる珪素鋼スラブを、1150℃
で90分間加熱後、熱間圧延して2.3mm の板厚にした。熱
間圧延後、 950℃、60秒間での熱延板焼鈍を行い、酸洗
し、板厚1.5mm の段階にて250 ℃で２時間保持する時効
処理を施したのち、板厚0.29mmまで冷間圧延した。 さら
に、脱脂を行ってから、H₂：45 vol％＋N₂：55 vol％、
露点55℃の湿潤雰囲気にて、脱炭を兼ねた一次再結晶焼
鈍を850 ℃で１分間で行った。次いで、焼鈍分離剤とし
て表２に示す無機物を塗布した。すなわち、 No.１〜４
は静電塗布により水和水を持ち込まないようにし、 No.
５〜11はロールコータによって塗布後に乾燥した。さら
に、850 ℃で50時間保持した後に1200℃に昇温して４時
間保持する温度履歴の仕上焼鈍を施した後、焼鈍分離剤
を水洗とりん酸酸洗で除去し、850 ℃で張力を付与しな
がら平坦化焼鈍を行い、さらに半有機質の絶縁コーティ
ングを塗布して製品とした。

【００６０】かくして得られた製品板の鉄損（Ｗ
_17/50 ）を測定する共に、打ち抜き性について評価し
た。その結果を表２に併記するように、ハロゲン化物添
加したもの、そしてアルカリ金属、アルカリ土類金属の
酸化物や水酸化物を添加したものは、磁気特性と打ち抜
き性が改善されている。

【００６１】

【表２】

【００６２】

【発明の効果】この発明によれば、インヒビターを含有
しない高純度成分の素材を用い、さらには焼鈍分離剤を
規制することにより、酸化物被膜の形成が抑制された、
従って打ち抜き性に優れ、かつ磁気特性に優れた方向性
電磁鋼板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 方向性電磁鋼板の一次再結晶組織における粒
界方位差角が20〜45°である粒界の存在頻度を示した図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 峰男 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） 4K026 AA03 AA22 BA08 BB10 CA16 CA18 CA28 CA36 DA02 DA06 DA11 EB11 4K033 AA02 CA01 CA02 CA03 CA07 CA08 LA01 5E041 AA02 CA01 NN01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｃ：0.08mass％以下、Si：2.0 〜8.0 ma
   ss％およびMn：0.005 〜3.0 mass％を含み、Alを100ppm
   未満に低減すると共に、Ｎ、ＳおよびSeをそれぞれ50pp
   m 以下に低減した成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧
   延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回また
   は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱
   炭焼鈍を行った後、焼鈍分離剤を適用してから最終仕上
   焼鈍を施す、方向性電磁鋼板の製造方法において、焼鈍
   分離剤として実質的に水和水を含まない無機鉱物を用い
   ることを特徴とする磁気特性および打ち抜き性に優れた
   方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｃ：0.08mass％以下、Si：2.0 〜8.0 ma
   ss％およびMn：0.005 〜3.0 mass％を含み、Alを100ppm
   未満に低減すると共に、Ｎ、ＳおよびSeをそれぞれ50pp
   m 以下に低減した成分組成を有する鋼スラブを、熱間圧
   延し、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回また
   は中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施し、次いで脱
   炭焼鈍を行った後、焼鈍分離剤を適用してから最終仕上
   焼鈍を施す、方向性電磁鋼板の製造方法において、焼鈍
   分離剤として、カルシアおよびマグネシアのいずれか一
   方または両方を主成分とするスラリーを用い、該スラリ
   ーは、上記主成分100 質量部に対して、融点が1000℃以
   下のハロゲン含有化合物を0.1 〜10.0質量部と、アルカ
   リ金属、アルカリ土類金属、ＢおよびAlの酸化物または
   水酸化物から選ばれた１種または２種以上を合計で１〜
   30質量部と、のいずれか一方または両方を添加して成る
   ことを特徴とする磁気特性および打ち抜き性に優れた方
   向性電磁鋼板の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、仕上焼鈍に
   おいて1100〜1350℃の温度域に0.5 ｈ以上保持すること
   を特徴とする磁気特性および打ち抜き性に優れた方向性
   電磁鋼板の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   鋼スラブが、さらに、Ni：0.005 〜1.50mass％、Sn：0.
   01〜0.50mass％、Sb：0.005 〜0.50mass％、Cu：0.01〜
   1.50mass％、Ｐ：0.005 〜0.50mass％およびCr：0.01〜
   1.50mass％のうちから選んだ少なくとも１種を含有する
   成分組成を有することを特徴とする磁気特性および打ち
   抜き性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法。