JP2007314826A - 鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板 - Google Patents

鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板 Download PDF

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Abstract

【課題】磁気特性を担う｛１１０｝＜００１＞再結晶集合組織の実態を解明し、鉄損特性がより優れた方向性電磁鋼板を提供する。
【解決手段】Ｓｉを０．８〜７質量％含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、（α2＋β2）1/2≦γ を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角、β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角、γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角。
【選択図】図８

Description

本発明は、軟磁性材料として、変圧器、電気機器等の鉄芯として用いる、鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板に関するものである。
一方向性電磁鋼板は、通常、Ｓｉを７％以下含有し、二次再結晶粒が｛１１０｝＜００１＞方位（Goss方位）に集積した二次再結晶集合組織を有する鋼板である。一方向性電磁鋼板の磁気特性は、基本的には、二次再結晶粒の｛１１０｝＜００１＞集積度に大きく影響される。それ故、これまで、二次再結晶粒の集積度の向上を図る製造方法の研究開発が、数多くなされてきた（例えば、特許文献１及び２、参照）。
しかしながら、非特許文献１に述べられているように、方位集積度があまりにも高くなると、逆に、鉄損特性が劣化することが判明した。そこで、例えば、｛１１０｝＜００１＞理想方位からの圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおけるずれ角（α）、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおけるずれ角（β）、及び、圧延方向（ＲＤ）周りにおけるずれ角（γ）を指標として用い、方位集積度をさらに詳細に分類し、鉄損特性との関係を検討するようになった。
ここで、図１に、上記ずれ角の定義を｛１００｝極点図上に示す（非特許文献２、参照）。また、図２に、理想的な｛１１０｝＜００１＞方位粒を模式的に示す。さらに、図３（ａ）に、二次再結晶方位とずれ角（α及びβ）を模式的に示し、図３（ｂ）に、二次再結晶方位とずれ角（γ）を模式的に示す。
そして、上記検討のなかから、鉄損特性を高める方策として、上記ずれ角指標を基に、二次再結晶粒の集積度を規定した方向性電磁鋼板が、幾つか提案されている。
例えば、特許文献３には、個々の結晶粒の＜００１＞軸が鋼板の圧延方向に一致し、かつ、鋼板面に平行な結晶面の指数が圧延方向を軸として回転分散している｛ｈ、ｋ、０｝面からなる結晶組織を有する磁気特性の優れた一方向性電磁鋼板が開示されている。
しかしながら、実際の製品の結晶粒の＜００１＞軸は、図３（ａ）に示すように、ＮＤ及び／又はＴＤ周りにも分散するので、個々の結晶粒の＜００１＞軸を鋼板の圧延方向に一致させるのは困難である。
また、特許文献４及び非特許文献２には、二次再結晶粒の［００１］軸が圧延面に対して４°以下、好ましくは２°程度に傾いた結晶組織からなる低鉄損の一方向性電磁鋼板が開示されている。
しかしながら、この一方向性電磁鋼板は、個々の結晶粒の＜００１＞軸が、圧延直角方向（ＴＤ）周りに傾いたものであるが、圧延面法線方向（ＮＤ）周りのずれ角（α）、及び、圧延方向（ＲＤ）周りのずれ角（γ）に関しては規定されていない。
このように、｛１１０｝＜００１＞理想方位からのずれ角と鉄損特性との関係について、特許文献３や特許文献４に記載されているような単純系については、幾つかの知見が得られているが、現実の｛１１０｝＜００１＞周りの方位分布と鉄損特性との関係については、総合的に把握しきれていない。
米国特許第３２８７１８３号明細書 特公昭６２−４５２８５号公報 特公昭和５７−９４１８号公報 特開昭５９−１７７３４９号公報 特開２００２−６０８４２公報 「IEEE Transactions on Magnetics」MAG-14(1978)、pp350-352 「IEEE Transactions on Magnetics」MAG-14(1978)、pp252-257 「Proceedings of 12th International Conference on Textures of Materials」（1998）、pp981-990
本発明は、一方向性電磁鋼板に対し、さらなる鉄損特性の向上が求められている現状を踏まえ、実際の二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞方位回りの分散状態と鉄損特性の関係の実態を解明し、鉄損特性が従来の限界を超えて向上した一方向性電磁鋼板を提供することを課題とする。
本発明者は、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の方位を、｛１１０｝＜００１＞理想方位に近づけるだけでは、鉄損特性の向上に限界がある（非特許文献１、及び、特許文献４、参照）ことの原因を鋭意調査した。その結果、従来以上に鉄損特性を高めるためには、
（ｉ）二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からのずれ程度について、圧延面法線方向（ＮＤ）周りのずれ角α、及び、圧延直角方向（ＴＤ）周りのずれ角βの他、圧延方向（ＲＤ）周りのずれ角γも含めて評価する必要があること、さらに、
（ii）上記ずれ角γを、ずれ角α、βで定まる所定の角度以上に調整する必要があること、
が判明した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
（１） Ｓｉを０．８〜７質量％含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
（α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
（２） Ｓｉを０．８〜７％質量含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
（α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
（α2＋β2）1/2≦４．４° ……（２）
但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
（３） Ｓｉを０．８〜７％質量含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）及び（３）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
（α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
（α2＋β2）1/2≦３．６° ……（３）
但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
（４） 前記式（１）を満たす結晶粒の面積が、４０％以上であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
（５） 前記一方向性電磁鋼板が、質量％で、Ｓｉ：０．８〜７％の他、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｃｕ：０．４％以下、Ｐ：０．５％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｍｏ：０．１％以下、Ｓｎ：０．３％以下、Ｓｂ：０．３％以下の少なくとも１種を含有することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
本発明によれば、従来の限界を超える優れた鉄損特性を有する方向性電磁鋼板を提供することができる。
本発明を、図面に基づいて詳細に説明する。図３（ａ）に示すように、従来は、主として、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度を、磁化容易軸である結晶の＜００１＞軸と鋼板の圧延方向とのずれ角（ずれ角αとずれ角β）で評価していた。しかしながら、前述したように、この従来の評価手法のみでは、厳密には、実際の製品の鉄損特性を評価することができない。
｛１１０｝＜００１＞方位は、実際には、図３（ｂ）に示すように、圧延方向（ＲＤ）周りにも回転し、ずれ角α、βに加え、｛１１０｝面が、理想の｛１１０｝面から、ずれ角γで傾いている。
本発明者は、前述のように、より一層の鉄損低減のため、前提となる二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞方位への集積度については、磁化容易軸である結晶の＜００１＞軸と鋼板の圧延方向とのずれ角（ずれ角αとずれ角β）と併せて、“ずれ角γ”も含めて評価すべきであるとの発想に至り、磁気特性と、｛１１０｝＜００１＞方位への集積度（ずれ角α、ずれ角β、ずれ角γ）との関係を鋭意調査した。
本調査を行うためには、｛１１０｝＜００１＞方位の集積度（ずれ角α、ずれ角β、ずれ角γ）を種々変更したものを製造して評価する必要がある。
本発明者は、非特許文献３に示すように、一次再結晶後の集合組織を制御することにより、単に、磁化容易軸＜００１＞の圧延方向への集積度だけではなく、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおけるずれ角（α）、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおけるずれ角（β）、及び、圧延方向（ＲＤ）周りにおけるずれ角（γ）を制御できることを見いだした。
そこで、この手法を応用して、一次再結晶集合組織を制御することにより、種々の二次再結晶方位分布（ずれ角α、ずれ角β、ずれ角γ）を有する製品を製造し、結晶方位と鉄損特性との関係を調査した。
特許文献１に記載の製造方法で作製した板厚０．２３ｍｍの一方向性電磁鋼板（試料Ａ）から、６０×３００ｍｍの測定試料を採取し、鉄損と磁束密度を測定した。また、この測定試料につき、５ｍｍ間隔で結晶粒の方位を１７１点測定し、平均のずれ角α、β、及び、γを計算した。
さらに、特許文献５に記載の製造方法で作製した板厚０．２３ｍｍの一方向性電磁鋼板（試料Ｂ）についても、同様の測定試料を採取し、同様の測定を行った。
図４に、鉄損：Ｗ17/50（Ｗ／ｋｇ）と（α2＋β2）1/2（°）の関係を示し、また、図５に、磁束密度：Ｂ8（Ｔ）と（α2＋β2）1/2（°）の関係を示す。磁束密度：Ｂ8（Ｔ）に関しては、鋼板の二次再結晶集合組織との関係を明確にするため、製品表面の非磁性体（グラス被膜とコーティング）を除去した後に測定した。なお、図中、□は、試料Ａの磁気特性を示し、●は、試料Ｂの磁気特性を示す。
本発明においては、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度を評価する一つの指標として、軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2（°）を採用した。この指標は、磁化容易軸である結晶の＜００１＞軸と鋼板の圧延方向とのずれ角を表わすものである。本発明においては、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度を評価する指標として、単に、ずれ角α、ずれ角βではなく、上記の軸ずれ指標を採用することが特徴である。
図４に示すように、鉄損：Ｗ17/50は、（α2＋β2）1/2（°）の減少に伴い、直線的に向上している。また、図５に示すように、磁束密度：Ｂ8は、（α2＋β2）1/2（°）の減少に伴い、やはり、直線的に向上している。
一般に、ずれ角α、βが小さくなり、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度が向上すれば、鉄損が低減したり、磁束密度が増加したりするが、図４及び図５において注目すべき点は、（α2＋β2）1/2（°）と、鉄損特性及び磁束密度が、直線的な相関関係を示すことである。
このことは、｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度を、ずれ角α、βを用いて評価する場合、単に、ずれ角α、βを用いるのではなく、本発明者が考案した軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2（°）を用いることの適確性及び有意性を示している。
この点が、本発明者が見いだした知見の一つ（知見Ｙ）であり、本発明の基礎をなす知見である。
本発明者は、知見Ｙを踏まえ、さらに、ずれ角γ（°）を含む｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度と磁気特性との関係について鋭意調査した。
ここで、図６（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）に、試料Ａ（図４及び５中「□」）のずれ角α、β、及び、γの分布を示し、図６（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）に、試料Ｂ（図４及び５中「●」）のずれ角α、β、及び、γの分布を示す。
図６から、鉄損特性が優れている試料Ｂにおいては、ずれ角γが広がっていることが解る。このことは、良好な鉄損特性の確保において、
（ｉ）ずれ角α、βは、できるだけ小さい方が好ましく、一方、
（ii）ずれ角γは、ある程度広がっている方が好ましい
ことを意味している。
良好な鉄損特性を確保するために、ずれ角γが、ある程度広がっている方が好ましい理由は、次のように推察される。
図７に示すように、一方向性電磁鋼板には三つの磁化容易軸＜００１＞が存在し、一つの磁化容易軸：［００１］は、圧延方向と平行にあり、他の二つの磁化容易軸の［１００］と［０１０］は、鋼板の圧延直角方向に、内部表面と４５°の角度をなす方向にある。
一般に、全体のエネルギーを最小にする観点から、この三つの磁化容易軸の中で、圧延方向に平行な磁化容易軸：［００１］に励磁され易く、その結果、短冊状の１８０°軸が形成される。
鉄損を低下させるためには、１８０°磁区の幅を狭くする必要がある。１８０°磁区幅を狭くするためには、前述の三つの磁化容易軸の中で、後述の鋼板の圧延直角方向に、内部表面と４５°の角度をなす方向にある磁化容易軸に励磁させて、１８０°磁区内に還流磁区を形成させることが有効である。この還流磁区は、鋼板表面に存在するグラス被膜やコーティングからの張力効果によって、１８０°磁区に再構成されて、最終的には１８０°磁区の細分化に寄与すると考えられる。
ずれ角γが、ある程度広がっている場合に鉄損が低減するのは、ずれ角γが大きい場合には、前述の三つの磁化容易軸のエネルギー・バランスが変化して、圧延軸に平行な＜００１＞軸よりも、圧延直角方向に内部表面と４５°の角度をなす方向に存在する二つの＜００１＞軸の何れかに励磁する場合が増え、その結果、１８０°磁区が細分化されるものと推定される。
また、軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2は、圧延軸に平行な磁化容易軸の励磁特性を規定する指標であり、ずれ角γは、圧延直角方向に内部表面と４５°の角度をなす方向に存在する二つの＜００１＞軸の励磁特性を規定する指標である。したがって、三つの磁化容易軸の中のどの軸が励磁されるかは、上記二つの指標の相対関係に基づくものであり、還流磁区を形成するために必要なずれ角γの臨界値は絶対的な値ではなく、（α2＋β2）1/2との相対関係で決まると考えられる。
本発明者は、この考察を確認し、ずれ角：γの臨界値を評価するため、さらに、γ（°）と軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2（°）との関係について調査した。
図８に、ずれ角：γ（°）と、軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2（°）の関係を示す。図８において、□群（試料Ａ）と●群（試料Ｂ）が、γ＝（α2＋β2）1/2で分離されていることが解る。
即ち、試料Ｂ（●群）は、鉄損特性が、試料Ａ（□群）より優れている（図４、参照）ことから、鉄損特性の優れた方向性電磁鋼板の｛１１０｝＜００１＞二次再結晶集合組織の集積度は、
（α2＋β2）1/2≦γ
の関係を満たす必要があることが判明した。
この結果は、「圧延軸に平行な＜００１＞軸よりも、圧延直角方向に内部表面と４５°の角度をなす方向に存在する二つの＜００１＞軸の何れかが励磁して還流磁区が形成されるのは、これらの磁区の相対関係に基づくものであるので、還流磁区を形成するために必要なずれ角γの臨界値は絶対的な値ではなく、（α2＋β2）1/2との相対関係で決まる」という前述した推測を裏付けるものである。
以上の結果を総括すると、良好な鉄損特性を確保するためには、ずれ角α、βは、できるだけ小さい方が好ましく、かつ、ずれ角γは、ずれ角α、βで定まる（α2＋β2）1/2（°）以上であればよい。
この点が、本発明者が、知見Ｙを前提に見いだした知見（知見Ｚ）であり、知見Ｙとともに本発明の基礎をなす知見である。
したがって、本発明は、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の、｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）を満たすことを特徴とする。
（α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
良好な鉄損特性を確保するためには、平均ずれ角γが、（α2＋β2）1/2を超えることが必要である。さらに、平均ずれ角：γが（α2＋β2）1/2を超える結晶粒の面積率が、４０％以上であることが好ましい。
また、鉄損特性は、ずれ角α、βが小さいほうが好ましく、図４によれば、０．８５Ｗ／ｋｇ以下の鉄損：Ｗ17/50を確保するためには、軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2は、下記式（２）を満たすことが好ましい。
（α2＋β2）1/2≦４．４° ……（２）
さらに、０．８０Ｗ／ｋｇ以下の鉄損：Ｗ17/50を確保するためには、軸ずれ指標：（α2＋β2）1/2は、下記式（３）を満たすことが好ましい。
（α2＋β2）1/2≦３．６° ……（３）
一方向性電磁鋼板は、通常、質量％で、Ｓｉを０．８〜７％含有するので、本発明の一方向性電磁鋼板も、Ｓｉを０．８〜７％含有するが、Ｓｉの他、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｃｕ：０．４％以下、Ｐ：０．５％以下、Ｎ：１％以下、Ｍｏ：０．１％以下、Ｓｎ：０．３％以下、Ｓｂ：０．３％以下の少なくとも１種を含有していてもよい。なお、以下、％は、質量％を意味する。
Ｍｎは、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素である。また、Ｍｎは、製造工程において、熱間圧延における割れの発生を防止するためにも有効な元素であるが、添加量が１％を超えると、製品の磁束密度が低下してしまうので、上限を１％とする。
Ｃｒも、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素である。さらに、Ｃｒは、脱炭焼鈍後の表面酸化層を改善し、グラス被膜形成に有効な元素であり、０．３％以下の範囲で添加する。
Ｃｕも、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素であるが、添加量が０．４％を超えると、鉄損低減効果が飽和してしまうとともに、製造工程において、熱間圧延時に“カッパーヘゲ”なる表面疵の原因になるので、上限を、０．４％とする。
Ｐも、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素であるが、添加量が０．５％を超えると、鋼板の圧延性に問題が生じるので、上限を０．５％とする。
Ｎｉも、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素である。また、Ｎｉは、熱延板の金属組織を制御して、磁気特性を高めるうえで有効な元素であるが、添加量が１％を超えると、二次再結晶が不安定になるので、上限を１％とする。
Ｍｏも、比抵抗を高めて鉄損を低減するのに有効な元素であるが、添加量が０．１％を超えると、鋼板の圧延性に問題が生じるので、上限を０．１％とする。
ＳｎとＳｂは、二次再結晶を安定化させ、｛１１０｝＜００１＞方位を発達させるのに有効な元素であるが、０．３％を超えると、グラス被膜の形成に悪影響を及ぼすので、上限を０．３％とする。
Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｔｉ、及び、Ａｌに関しては、二次再結晶を安定的に発現させるための集合組織制御及びインヒビター制御のために、製鋼段階で添加する場合もあるが、最終製品の鉄損特性を劣化させる元素でもあるので、脱炭焼鈍後及び仕上げ焼鈍等において、低減する必要がある。それ故、これら元素の含有量は、０．００５％以下、好ましくは０．００３％以下にする。
さらに、本発明の一方向性電磁鋼板は、磁気特性を損なわない範囲で、上記以外の元素及び／又は他の不可避的混入元素を含有していてもよい。
本発明の一方向性電磁鋼板の製造方法は、基本的には、特許文献５に基づく製造方法などを適用すればよい。ずれ角α、β、及び、γが、確実に、前記式（１）を満たすためには、一次再結晶集合組織において、Goss方位二次再結晶粒の成長を促進する、｛４１１｝方位粒、及び、｛１１１｝方位粒のなかで、｛４１１｝方位粒の存在比率を高めておく必要がある。｛４１１｝方位粒の存在比率を高める方法として、特許文献５記載の脱炭焼鈍の加熱速度を制御する技術は有効である。
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
（実施例１）
試料（Ａ）として、質量％で、Ｓｉ：３．２％、Ｃ：０．０８％、酸可溶性Ａｌ：０．０２４％、Ｎ：０．００７％、Ｍｎ：０．０８％、Ｓ：０．０２５％を含有するスラブを１３５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延し、次いで、１．８ｍｍ厚に冷間圧延し、その後、焼鈍を施して、さらに、０．２３ｍｍ厚まで冷間圧延をした。
その後、８５０℃の温度まで加熱して、脱炭焼鈍を行い、次いで、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施した。
試料（Ｂ）として、質量％で、Ｓｉ：３．３％、Ｃ：０．０６％、酸可溶性Ａｌ：０．０２７％、Ｎ：０．００７％、Ｍｎ：０．１％、Ｓ：０．０７％を含有するスラブを１１５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延し、焼鈍を施した後、０．２３ｍｍ厚まで冷間圧延をした。
その後、８３０℃の温度まで加熱して脱炭焼鈍を行い、続いて、アンモニア含有雰囲気中で焼鈍して、鋼板中のＮを０．０２％に増加させ、次いで、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施した。
仕上げ焼鈍後のＣ、Ｎ、Ｓ、Ａｌは、全て０．００３％以下に低減されていた。その後、絶縁性と張力付与を目的に、コーティングを施した。
製品の二次再結晶方位集積度及び磁気特性を測定した結果を、表１に示す。磁束密度：Ｂ8に関しては、鋼板の二次再結晶方位との関係を明確にするために、製品表面の非磁性体（グラス被膜とコーティング）を除去した後に測定した。
また、（α2＋β2）1/2≦γ を満たす結晶粒の面積率は、試料（A）及び試料（B）について、それぞれ、１８％及び４７％であった。
Figure 2007314826
（実施例２）
試料として、質量％で、Ｓｉ：３．３％、Ｃ：０．０６％、酸可溶性Ａｌ：０．０２８％、Ｎ：０．００８％を含有するスラブを１１５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延し、焼鈍を施した後、０．２３ｍｍ厚まで冷間圧延をした。
その後、（Ａ）５°／ｓ、（Ｂ）１００°／ｓ、及び、（Ｃ）２００°／ｓの加熱速度で、８３０℃の温度まで加熱して脱炭焼鈍を行い、続いて、アンモニア含有雰囲気中で焼鈍して、鋼板中のＮを０．０２％に増加させ、次いで、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施した。
仕上げ焼鈍後のＣ、Ｎ、Ａｌは、全て０．００３％以下に低減されていた。その後、絶縁性と張力付与を目的に、コーティングを施した。
製品の二次再結晶方位集積度及び磁気特性を測定した結果を、表２に示す。磁束密度：Ｂ8に関しては、鋼板の二次再結晶方位との関係を明確にするために、製品表面の非磁性体（グラス被膜とコーティング）を除去した後に測定した。
Figure 2007314826
（実施例３）
試料として、質量％で、Ｓｉ：３．３％、Ｃ：０．０５５％、酸可溶性Ａｌ：０．０２７％、Ｎ：０．００８％を含有するスラブを１１５０℃の温度で加熱した後、２．３ｍｍ厚に熱間圧延し、焼鈍を施した後、０．２３ｍｍ厚まで冷間圧延をした。
その後、４０°／ｓの加熱速度で、（Ａ）７９０℃、（Ｂ）８２０℃、及び、（Ｃ）８５０℃まで加熱して脱炭焼鈍を行い、続いて、アンモニア含有雰囲気中で焼鈍して、鋼板中のＮを０．０２％に増加させ、次いで、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後に、仕上げ焼鈍を施した。
仕上げ焼鈍後のＣ、Ｎ、Ａｌは、全て０．００３％以下に低減されていた。その後、絶縁性と張力付与を目的に、コーティングを施した。
製品の二次再結晶方位集積度及び磁気特性を測定した結果を、表３に示す。磁束密度：Ｂ8に関しては、鋼板の二次再結晶方位との関係を明確にするために、製品表面の非磁性体（グラス被膜とコーティング）を除去した後に測定した。
また、（α2＋β2）1/2≦γ を満たす結晶粒の面積率は、試料（Ａ）、試料（Ｂ）、及び、試料（Ｃ）について、それぞれ、２４％、３８％、及び、４９％であった。
Figure 2007314826
前述したように、本発明によれば、二次再結晶方位分布を制御することによって、従来の限界を超える優れた鉄損特性を有する一方向性電磁鋼板を提供することができる。よって、本発明は、方向性電磁鋼板を素材とする電気機器製造産業において、利用可能性が高いものである。
二次再結晶集合組織の集積度を評価する手法において、｛１１０｝＜００１＞理想方位からのずれ角α、β、γの定義を示す図である。 ｛１１０｝＜００１＞方位を模式的に示す図である。 二次再結晶集合組織の集積度の評価手法（｛１１０｝＜００１＞方位からのずれ角α、β、γ）を模式的に示す図である。（ａ）は、ずれ角αとβを示し、（ｂ）は、ずれ角γを示す。 鉄損：Ｗ17/50（Ｗ／ｋｇ）と（α2＋β2）1/2（°）の関係を示す図である。 磁束密度：Ｂ8（Ｔ）と（α2＋β2）1/2（°）の関係を示す図である。 二次際血書集合組織の、｛１１０｝＜００１＞理想方位からのずれ角α、β、及び、γに対する二次再結晶粒の存在率を示す図である。（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）は、特許文献１に基づく製造方法で作製した一方向電磁鋼板における、ずれ角α、β、及び、γの分布を示す図である。（ａ）は、高温スラブ加熱法で製造した一方向性電磁鋼板のずれ角α、β、及び、γの分布を示し、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は、特許文献５に基づく製造方法で作製した一方向性電磁鋼板におけるずれ角α、β、及び、γの分布を示す。 一方向性電磁鋼板における三つの磁化容易軸を模式的に示す図である。 特許文献１に基づく製造方法で作製した一方向性電磁鋼板、及び、特許文献５に基づく製造方法で作製した一方向性電磁鋼板におけるγ（°）と（α2＋β2）1/2（°）の関係を示す図である。

Claims (5)

  1. Ｓｉを０．８〜７質量％含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
    （α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
    但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
  2. Ｓｉを０．８〜７％質量含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）及び（２）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
    （α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
    （α2＋β2）1/2≦４．４° ……（２）
    但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
  3. Ｓｉを０．８〜７％質量含有し、｛１１０｝＜００１＞方位が主方位の二次再結晶集合組織を有する一方向性電磁鋼板において、二次再結晶集合組織の｛１１０｝＜００１＞理想方位からの平均ずれ角α、β、及び、γが、下記式（１）及び（３）を満たすことを特徴とする鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
    （α2＋β2）1/2≦γ ……（１）
    （α2＋β2）1/2≦３．６° ……（３）
    但し、α：二次再結晶集合組織の、圧延面法線方向（ＮＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    β：二次再結晶集合組織の、圧延直角方向（ＴＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
    γ：二次再結晶集合組織の、圧延方向（ＲＤ）周りにおける｛１１０｝
    ＜００１＞理想方位からの平均ずれ角
  4. 前記式（１）を満たす結晶粒の面積が、４０％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
  5. 前記一方向性電磁鋼板が、質量％で、Ｓｉ：０．８〜７％の他、Ｍｎ：１％以下、Ｃｒ：０．３％以下、Ｃｕ：０．４％以下、Ｐ：０．５％以下、Ｎｉ：１％以下、Ｍｏ：０．１％以下、Ｓｎ：０．３％以下、Ｓｂ：０．３％以下の少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉄損特性に優れた一方向性電磁鋼板。
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