JP2009209428A - 著しく磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】組成が、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.01〜0.15%、S:0.001〜0.050%、酸可溶性Al:0.01〜0.05%、N:0.002〜0.015%、Te:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%よりなるスラブを、熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を施し、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とした後、脱炭焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布してから仕上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、仕上焼鈍の昇温過程における750℃以上1150℃以下のコイル昇温平均速度を20℃/h以下とする。
【選択図】図1
Description
方向性電磁鋼板の低鉄損化を図るには種々の方法があるが、前記の特許文献1にも示されているように磁束密度を高くしてヒステリシス損を下げることが有効である。
そのような添加元素として、例えば、Biを利用する方法が特許文献5に開示され、Teを利用する方法が、特許文献6や特許文献7に開示されている。
真空溶解炉において、質量%で、C:0.08%、Si:3.25%、Mn:0.08%、S:0.024%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.009%、Te:0.013%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成のスラブ(Te入)と、これにさらにBi:0.018%を添加した組成のスラブ(Te,Bi入)を作製し、1300℃にて1時間の焼鈍後、熱間圧延を実施した。
仕上焼鈍の昇温では、750℃未満までは平均昇温速度を50℃/hとし、750℃以上1150℃以下までは5〜50℃/hの範囲で変更した。
得られた試料の磁束密度B8値(50Hzにて800A/mの磁場を付与したときの磁束密度の値)を測定した後、試料の被膜を除去し、粒径が2mm未満の細粒が発生している領域(二次再結晶不良部)の面積率を測定した。
図に示されるように、TeとBiの両方を添加したスラブを用いた場合は、Teのみを添加したスラグを用いた場合に比べて、得られた鋼板の磁束密度が大きく向上している。特に、仕上焼鈍における750〜1150℃の間の平均昇温速度が5〜25℃/hの範囲では、スラブ加熱温度が比較的低い1300℃であるにもかかわらず、B8で1.960T以上の良好な磁束密度が得られている。平均昇温速度が50℃/hでは、磁束密度が1.940Tに達していなかった。
方向性電磁鋼板の工業的に実施されている製造方法は、前述のように、インヒビターを冷間圧延前に形成するかどうかによって、(1)熱間圧延前のスラブを1280℃以上で加熱する場合と(2)1280℃未満で加熱する場合がある。
本発明では、Te、Biの同時添加の効果を、二次再結晶において十分に発現することを主眼としているので、仕上焼鈍までの製造法の違いによって特に左右されることはなく、いずれの製造法を採用してもよい。
そこでまず、それぞれの製造法について説明し、次に仕上焼鈍における昇温過程における昇温速度の制御について説明する。
この製造法では、質量%で、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.01〜0.15%、S単独で、あるいはSとSeを複合で:0.001〜0.050%、酸可溶性Al:0.01〜0.05%、N:0.002〜0.015%、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を基本として用いる。本発明では、この鋼に、さらにTe:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%を含有させる。
このため、Cの含有量の下限は0.02%、上限は0.10%とする。この範囲内でより適正な範囲は、0.05〜0.09%である。
冷間圧延を2回以上に分ける場合は、冷間圧延の間に中間焼鈍を行う。中間焼鈍は、750〜1200℃の温度域で30秒〜10分間とするのが好ましい。
また、いずれの場合も、最終冷延圧下率を80〜95%の範囲とするのが好ましい。
本発明では、仕上焼鈍の昇温過程における昇温速度を制御するが、これについては後述する。
なお、その際、MgOパウダー中に含まれる水分を減じて、製品におけるグラス被膜の鋼板への密着性を向上させる目的から、昇温途中で保定焼鈍を施すことも有効である。
この製造法では、質量%で、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.05〜0.50%、SおよびSeを合計で:0.02%以下、酸可溶性Al:0.010〜0.050%、N:0.001〜0.015%、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼を基本とし、この鋼に、同様に、さらにTe:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%を含有させた鋼を用いる。
S及びSeは磁気特性に悪影響を及ぼすので、S単独で含有するか、SとSeが複合して含有するかにかかわらず、合計量で0.02%以下とする。
その後、(1)の製造法と同様にして、熱間圧延され、冷間圧延される。冷間圧延後の鋼板は、鋼中に含まれるCを除去するために湿潤雰囲気中で脱炭焼鈍が施され、その後、仕上焼鈍される。
この窒化焼鈍の時期は、冷間圧延から仕上焼鈍の間であればよく、脱炭焼鈍の前あるいは後のどちらで施しても構わない。また、脱炭焼鈍と窒化焼鈍を同時に施しても、同様の効果が得られる。
以下その態様について説明する。
磁気特性は、特に、コイル昇温平均速度が15℃/h以下で良好となる。
かかる温度域は、インヒビターであるAlNやMnS、MnSe等が乖離、固溶、また、拡散を開始する領域である。二次再結晶を制御して製品の磁束密度を向上せしめるために重要な温度域であり、比較的遅くコイル昇温することが好ましい。
なお、実施例に用いた条件はその確認のための一条件例であり、本発明は、この条件例に限定されるものではない。
表1に示す成分を含み、残部は不可避的不純物とFeよりなる鋼スラブを、実験室の真空溶解炉において作製した。このスラブを1300℃及び1350℃にて1時間の焼鈍後、熱間圧延を実施した。得られた熱延板につき1100℃にて120秒間の焼鈍を行い、酸洗を施した後に冷間圧延を実施し板厚0.23mmの冷延板とした。その後、この冷延板を湿水素中850℃で150秒の脱炭焼鈍を施し、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を水スラリーにて塗布し、水素雰囲気中、1150℃で20時間の仕上焼鈍を施した。
ここで、B8は50Hzにて800A/mの磁場を付与したときの磁束密度の値である。また、二次再結晶不良部は、粒径が2mmに満たない細かい粒の領域と定義した。以下の実施例でも同様である。
表4に示す成分を含み、残部は不可避的不純物とFeよりなる鋼スラブを、実験室の真空溶解炉において作製した。このスラブを1350℃及び1400℃にて1時間の焼鈍後、熱間圧延を実施した。得られた熱延板につき1000℃にて100秒間の焼鈍を行い、酸洗を施した後に冷間圧延を実施して板厚1.7mmの鋼板を得た。この鋼板に1050℃にて100秒間の中間焼鈍を施した後に冷間圧延を実施し、板厚0.23mmの冷延板を得た。さらにこの冷延板を湿水素中850℃で150秒の脱炭焼鈍を施し、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を水スラリーにて塗布し、最高到達温度1150℃で20時間の仕上焼鈍を施した。
ついで、この鋼板を水洗後、単板磁気測定用サイズに剪断し、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを主成分とした絶縁被膜を塗布、焼付し、磁束密度B8値を測定した。その後、被膜を除去し、二次再結晶不良部の面積率を測定した。
測定結果を10試験片について実施例1と同様に評価した。
表6に示す成分を含み、残部は不可避的不純物とFeよりなる鋼スラブを、実験室の真空溶解炉において作製した。このスラブを1150℃にて1時間の焼鈍後、熱間圧延を実施した。得られた熱延板につき1100℃にて100秒間の焼鈍を行い、酸洗を施した後に冷間圧延を実施して板厚0.23mmの冷延板を得た。さらに、この冷延板を湿水素中800℃及び850℃で150秒の脱炭焼鈍を施した。窒化焼鈍は脱炭焼鈍後もしくは脱炭焼鈍と同時に施した。その後、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を水スラリーにて塗布し、最高到達温度1150℃で20時間の仕上焼鈍を施した。
ついで、仕上焼鈍後の鋼板を水洗した後、単板磁気測定用サイズに剪断し、リン酸アルミニウムとコロイダルシリカを主成分とした絶縁被膜を塗布、焼付し、磁束密度B8値を測定した。その後、被膜を除去し、二次再結晶不良部の面積率を画像解析により測定した。
測定結果を10試験片について実施例1と同様に評価した。
質量%でC:0.08%、Si:3.21%、Mn:0.09%、S:0.025%、酸可溶性Al:0.03%、N:0.009%、Te:0.001%、Bi:0.005%、残部は不可避的不純物とFeよりなる鋼スラブIを、実験室の真空溶解炉において作製した。このスラブを1300℃及び1350℃にて1時間の焼鈍後、熱間圧延を実施した。得られた熱延板につき1100℃にて120秒間の焼鈍を行い、酸洗を施した後に冷間圧延を実施し板厚0.23mmとした。さらに本冷延板を湿水素中850℃で150秒の脱炭焼鈍を施し、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を水スラリーにて塗布し、種々の加熱条件で最高到達温度1150℃で20時間の仕上焼鈍を施した。
評価は10試験片について行い、スラブ加熱温度1300℃及び1350℃の両方において、最高B8:B8max≧1.960Tかつ二次再結晶不良部の面積率:A<1%、平均B8:B8ave≧1.950Tのものを良好と判定し、最高B8:B8max≧1.966Tかつ二次再結晶不良部の面積率:A<1%、平均B8:B8ave≧1.955Tのものをさらに良好と判定した。
Claims (4)
- 質量%で、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.01〜0.15%、S:0.001〜0.050%、酸可溶性Al:0.01〜0.05%、N:0.002〜0.015%、Te:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、1280℃以上に加熱し、熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を施し、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とした後、脱炭焼鈍を施し、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから仕上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、仕上焼鈍の昇温過程における750℃以上1150℃以下のコイル昇温平均速度を20℃/h以下とすることを特徴とする著しく磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造方法。
- 質量%で、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.01〜0.15%、SおよびSeを複合で:0.001〜0.050%、酸可溶性Al:0.010〜0.050%、N:0.002〜0.015%、Te:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、1280℃以上に加熱し、熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を施し、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とした後、脱炭焼鈍を施し、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから仕上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、仕上焼鈍の昇温過程における750℃以上1150℃以下のコイル昇温平均速度を20℃/h以下とすることを特徴とする著しく磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造方法。
- 質量%で、C:0.02〜0.10%、Si:2.5〜4.5%、Mn:0.05〜0.50%、S単独で、あるいは、SおよびSeを合計で:0.02%以下、酸可溶性Al:0.010〜0.050%、N:0.001〜0.015%、Te:0.0005〜0.1000%、Bi:0.0005〜0.1000%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなるスラブを、1280℃未満で加熱し、熱間圧延を施した後、熱延板焼鈍を施し、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とした後、脱炭焼鈍および窒化焼鈍を施し、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから仕上焼鈍を施す一連の工程からなる方向性電磁鋼板の製造法において、仕上焼鈍の昇温過程における750℃以上1150℃以下のコイル昇温平均速度を20℃/h以下とすることを特徴とする著しく磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記仕上焼鈍における750℃以上1000℃以下のコイル昇温平均速度を20℃/h以下とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の著しく磁束密度が高い方向性電磁鋼板の製造方法。
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