JP2014019901A - 方向性電磁鋼板の製造方法および方向性電磁鋼板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次再結晶焼鈍後の鋼板表面に、常温における被膜張力が5MPa以上である張力絶縁被膜を形成してなる方向性電磁鋼板の表面に対して、圧延方向と交差する向きに電子ビームを照射し、点状もしくは線状の熱歪み領域を導入して磁区細分化処理を施す方向性電磁鋼板の製造方法において、前記電子ビームの照射を、鋼板温度を50〜600℃に加熱して行う、好ましくはさらに、鋼板表面に圧縮応力を付与した状態において行う、ことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
【選択図】なし
Description
電子ビームの照射を受けた部分は、急激に加熱されるが、この際、地鉄と絶縁被膜との間の熱膨張差によって、被膜に過度な引張応力が付与され、被膜破壊が生ずる。そこで、鋼板を加熱しておくことによって、被膜の延性が向上するとともに、地鉄と被膜の熱膨張率差による応力も緩和されるので、被膜破壊が抑制される。その結果、本発明を適用した場合には、電子ビームを照射して磁区細分化処理を施した後も、絶縁被膜の絶縁性や耐食性が温存されるので、絶縁被膜を再塗布する必要がない。
本発明の磁区細分化処理を施す方向性電磁鋼板は、従来公知の成分組成を有するものであればよく、例えば、下記の成分組成を有するものであることが好ましい。
Si:2.0〜8.0mass%
Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を低減するのに有効な元素であるが、含有量が2.0mass%に満たないと、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するだけでなく、磁束密度も低下する。よって、Siは2.0〜8.0mass%の範囲とするのが好ましい。より好ましくは2.5〜6.0mass%の範囲である。
製品板中に含まれるCは、磁気時効を起こして磁気特性を劣化させる元素であるため、0.0050mass%以下であることが好ましい。
なお、本発明の方向性電磁鋼板の素材となるスラブ中に含まれるCは、0.0050mass%以下でも二次再結晶が可能であるので下限を設ける必要はないが、熱延板組織を改善する効果があるため、0.0050mass%超え含有させてもよい。一方、0.15mass%を超えて含有させると、製造工程で磁気時効の起こらない0.0050mass%以下までCを低減することが難しくなるので、上限は0.15mass%以下とするのが好ましい。より好ましくは0.0050〜0.10mass%の範囲である。
Mnは、鋼の熱間加工性を向上させるために必要な元素であるが、0.005mass%未満では上記添加効果に乏しく、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%の範囲とするのが好ましい。より好ましくは0.01〜0.3mass%の範囲である。
まず、二次再結晶を生じさせるためにインヒビターを利用する場合で、例えば、AlN系インヒビターを利用するときには、AlおよびNを、Al:0.01〜0.065mass%、N:0.005〜0.012mass%の範囲で含有させるのが好ましい。また、MnS・MnSe系インヒビターを利用するときには、前述した量のMnと、Seおよび/またはSを、それぞれS:0.005〜0.03mass%、Se:0.005〜0.03mass%の範囲で含有させるのが好ましい。なお、AlN系とMnS・MnSe系インヒビターを併用してもよい。
本発明の方向性電磁鋼板の製造方法は、上述した成分組成に調整した鋼を溶製し、鋼素材(スラブ)とした後、熱間圧延して熱延板とし、必要に応じて熱延板焼鈍を施し、冷間圧延して最終板厚の冷延板とし、一次再結晶焼鈍または脱炭を兼ねた一次再結晶焼鈍し、鋼板表面に焼鈍分離剤を塗布し、その後、二次再結晶焼鈍と純化焼鈍を兼ねた仕上焼鈍を施した後、鋼板表面に張力絶縁被膜を被成する従来公知の方法で製造した方向性電磁鋼板に対して磁区細分化処理を施す一連の工程からなる。
張力絶縁被膜が形成された鋼板表面に電子ビームを照射した場合、被照射部の絶縁被膜は、溶融されたり、急速加熱や急速冷却を受けたりする。ここで、絶縁被膜が溶融したときには、絶縁被膜によって付与されている引張応力によって被膜が破壊され、地鉄が露出しやすくなる。また、絶縁被膜が急速加熱や急速冷却を受けたときには、地鉄と被膜の間の熱膨張差によって絶縁被膜に過大な引張応力が残留し、被膜破壊を引き起こしやすくなる。そこで、絶縁被膜に予め圧縮応力を付与しておくことによって、引張応力が緩和され、被膜の破壊が抑制されるものと考えられる。したがって、圧縮応力付与による被膜破壊抑制効果は、被膜張力が大きいほど大きい。
記
σ=E・ε=E・(t/2R) ・・・(1)
ここで、E:鋼板の<100>方向(圧延方向)のヤング率E(=1.4×105MPa)
ε:鋼板表面の歪量(板厚中心でε=0)
R:曲率半径(mm)
t:板厚(mm)
ここで、上記電子ビームの照射は、加速電圧:150kV、ビーム径:0.1mmφ、走査速度:10m/secの条件で行い、この際の電子ビームの出力は、鋼板表面1cm2当たりの熱量に換算した。電子ビームの走査方向は、圧延方向に対して直角方向(90°)とし、圧延方向に対する照射間隔(走査間隔)は5mmとした。
<鉄損W17/50の測定>
磁区細分化処理を施した各試験片の長さ方向および幅方向中央部から、300mmL×100mmCの磁気測定用試験片を採取し、単板磁気測定装置SSTで励磁条件1.7Tおよび50Hzにおける鉄損W17/50を測定した。因みに、電子ビーム照射前の鋼板の磁気特性を測定したところ、鉄損W17/50は0.89W/kg、そして磁化力800A/mにおける磁束密度B8は1.93Tであった。
<層間抵抗の測定>
磁区細分化処理を施した各試験片の長さ、幅中央部から、400mmL×150mmCの試料を採取し、JIS C2550に記載のA法に準拠して層間抵抗を測定した。
<耐錆性>
磁区細分化処理を施した各試験片の長さ、幅中央部から、100mmL×50mmCの試料を採取し、温度:50℃、露点:50℃の大気中で50時間保持した後、試料表面に発生した錆の発生率を目視で測定した。
Claims (4)
- 二次再結晶焼鈍後の鋼板表面に常温における被膜張力が5MPa以上である張力絶縁被膜を形成してなる方向性電磁鋼板の表面に対して、圧延方向と交差する向きに電子ビームを照射し、点状もしくは線状の熱歪み領域を導入して磁区細分化処理を施す方向性電磁鋼板の製造方法において、
前記電子ビームの照射を、鋼板表面を50〜600℃の温度に加熱して行うことを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。 - 前記電子ビームの照射を、圧縮応力を付与した鋼板表面に対して行う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。
- 前記電子ビームを照射した鋼板表面に、絶縁被膜を再塗布しないことを特徴とする請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法で製造したことを特徴とする方向性電磁鋼板。
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