JP2012149292A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C:0.01〜0.08mass%、Si:2.0〜8.0mass%およびMn:0.005〜1.0mass%を含有する鋼素材を用いる方向性電磁鋼板の製造方法において、最高到達温度1100℃以上で仕上焼鈍を施した後、均熱温度が950〜1200℃で均熱保持時間が3hr以上の追加焼鈍を施すことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【選択図】図2
Description
<実験1>
二次再結晶させた後、1200℃で均熱する仕上焼鈍を施した板厚が0.27mmの方向性電磁鋼板コイルの、仕上焼鈍による歪の少ない長手方向中央部かつ幅方向中央部からエプスタイン試験片を10組切り出し、750℃×5hrの平坦化焼鈍を施した後、磁化力800A/mでの磁束密度(B8)と、交流50Hz、1.7T励磁条件での鉄損(W17/50)を測定した。
その後、改めてH2雰囲気中で、800〜1250℃で5hrの追加焼鈍を施した後、上記と同様の条件で磁気特性の測定を行なった。
また、図2は、追加焼鈍温度が鉄損W17/50に及ぼす影響を示したものである。この図から、鉄損W17/50は、いずれの追加焼鈍温度でも改善されるが、950〜1200℃の温度範囲で追加焼鈍した場合には0.02W/kg以上の改善代が、さらに、1000〜1100℃の範囲では0.03W/kg以上の改善代が得られることがわかる。したがって、鉄損低減効果を得るためには、追加焼鈍温度は950〜1200℃の範囲で行う必要があり、好ましくは1000〜1100℃の範囲であることがわかる。
図2では、すべての追加焼鈍温度で鉄損特性の改善が認められているが、このうちの900℃以下で認められる鉄損特性の改善は、追加焼鈍前に行われた750℃×5hrの平坦化焼鈍後に残された湾曲形状が、追加焼鈍により解消されたためと考えられる。
二次再結晶焼鈍と1180℃での純化焼鈍からなる仕上焼鈍を施した、磁区細分化のための溝を有する板厚0.23mmの方向性電磁鋼板コイルからエプスタイン試験片を6組切り出し、そのうちの5組については、平坦化焼鈍を施すことなくコイル形状を保持したまま、1050℃の温度で、保持時間を1〜5hrの範囲で1hrずつ変化させる追加焼鈍を施し、残りの1組については、追加焼鈍を施さないで比較用とした。次いで、上記追加焼鈍後の試験片と比較用の試験片に、60mass%のコロイダルシリカとリン酸アルミニウムからなる絶縁コートを塗布し、平坦化焼鈍を兼ねて800℃で焼付けた後、交流50Hz、1.7Tの励磁条件で鉄損W17/50を測定した。
上記測定の結果を図3に示した。図3から、保持時間が2hr以下では、鉄損低減効果が得られないこと、したがって、追加焼鈍による鉄損改善効果を得るためには均熱保持時間を3hr以上確保することが必要であることがわかる。
本発明は、上記新規な知見に基づき開発したものである。
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、仕上焼鈍後の方向性電磁鋼板に対してさらに追加焼鈍を施すところに特徴があり、仕上焼鈍までの製造条件および追加焼鈍後の製造条件については特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。
C:0.01〜0.08mass%
Cは、一次再結晶時の集合組織の改善のために必要な元素であり、その効果を得るためには0.01mass%以上含有させる必要がある。一方、C添加量が0.08mass%を超えると、脱炭焼鈍で、磁気時効の起こらない0.0050mass%以下に低減することが困難となる。よって、Cは0.01〜0.08mass%の範囲とする。
Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を改善するのに有効な元素であるが、含有量が2.0mass%未満では、十分な鉄損低減効果が得られない。一方、8.0mass%を超えると、加工性が著しく低下して圧延して製造することが難しくなり、また、磁束密度も低下する。よって、Siは2.0〜8.0mass%の範囲とする。
Mnは、熱間加工性を改善するために必要な元素であるが、含有量が0.005mass%未満では、上記効果は得られず、一方、1.0mass%を超えると、磁束密度が低下するようになる。よって、Mnは0.005〜1.0mass%の範囲とする。
Niは、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるのに有用な元素である。しかし、0.03mass%未満では上記効果が小さく、一方、1.50mass%を超えると二次再結晶が不安定となり磁気特性が劣化する。また、Sn,Sb,Cu,P,MoおよびCrは、磁気特性の向上に有用な元素であるが、いずれも上記下限値未満では磁気特性向上効果が小さく、一方、上記した各上限値を超えると、二次再結晶粒の発達が阻害されるようになるため、それぞれ上記範囲で含有させることが好ましい。
なお、上記成分以外の残部は、Feおよび不可避的不純物である。
一方、二次再結晶にインヒビターを用いない場合には、窒素などが十分に低減できていれば必ずしも純化焼鈍は必要ではないが、良好なフォルステライト被膜を形成させるためには、1100℃以上の高温焼鈍が必要である。
また、均熱保持時間が3hr未満では、図3に示したように、やはり十分な鉄損低減効果が得られない。なお、均熱保持時間の上限については特に規定しないが、必要以上の長時間焼鈍は、熱エネルギーの無駄や焼鈍炉の損傷を招いたり、生産性を低下させて製造コストの上昇を招いたりするので、24hr以下とするのが好ましい。
表2から、本発明に適合する成分組成の方向性電磁鋼板に、本発明に適合する条件で追加焼鈍した製品コイルでは、鉄損特性に優れた方向性電磁鋼板が得られていることがわかる。
Claims (4)
- C:0.01〜0.08mass%、Si:2.0〜8.0mass%およびMn:0.005〜1.0mass%を含有する鋼素材を用いる方向性電磁鋼板の製造方法において、
最高到達温度1100℃以上で仕上焼鈍を施した後、均熱温度が950〜1200℃で均熱保持時間が3hr以上の追加焼鈍を施すことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。 - 上記鋼素材は、上記成分組成に加えてさらに、AlN系インヒビター成分としてAl:0.01〜0.065mass%およびN:0.005〜0.012mass%、および/または、MnS・MnSe系インヒビター成分としてS:0.005〜0.03mass%およびSe:0.005〜0.03mass%を含有することを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 上記鋼素材は、上記成分組成に加えてさらに、Al,N,SおよびSeをAl:0.0100mass%以下、N:0.0050mass%以下、S:0.0050mass%以下およびSe:0.0050mass%以下を含有することを特徴とする請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 上記鋼素材は、上記成分組成に加えてさらに、Ni:0.03〜1.50mass%、Sn:0.01〜1.50mass%、Sb:0.005〜1.50mass%、Cu:0.03〜3.0mass%、P:0.03〜0.50mass%、Mo:0.005〜0.10mass%およびCr:0.03〜1.50mass%のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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