JP2515146B2 - 無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

無方向性電磁鋼板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気特性にすぐれる無方向性電磁鋼板の製
造方法に関し、特に、磁束密度の高い無方向性電磁鋼板
の製造方法に関する。
従来の技術 最近、エネルギー節減の要請を背景として、一般家電
製品における小型モーターやトランス類の高効率化の要
求が高まり、かくして、鉄損が低く、磁束密度の高い鉄
心材料が強く要望されており、特に、小型軽量化にも応
える必要から、飽和磁束密度が高い鉄心材料が強く要望
されている。
一般に、電磁鋼板において、Si量を増加すると、固有
抵抗が増し、鉄損が低下することが知られている。しか
し、反面、Si量の増加は、強磁性体である鉄の濃度を希
薄化することとなり、飽和磁束密度の低下を招く。従つ
て、間欠的に作動せしめられることが多く、且つ、軽量
化の要求の強い小型モーターやトランス類の鉄心材料に
は、特に、高飽和磁束密度が要求されるので、従来、Si
含量の少ない低グレードの電磁鋼板が用いられている。
このような低Si電磁鋼板に関しては、特開昭58-10415
5号公報には、適当量のAlを加えることによつて、電磁
鋼板の集合組織を改善し、高磁束密度を有する無方向性
電磁鋼板を得る方法が記載されている。この方法によれ
ば、無方向性電磁鋼板の鉄損は、ヒステリシス損と渦電
流損に分離することができるが、渦電流損は、固有抵抗
に反比例し、周波数の2乗に比例することが知られてい
るので、上記の方法のように、Si量を低減した場合は、
固有抵抗が非常に小さくなつて、渦電流損が増大し、か
くして、モーター類において特に重要となる高周波領域
での鉄損が大きくなる。従つて、ある程度のSi量を含有
せしめた電磁鋼板について、その磁束密度を向上させる
ことが要求されている。
特開昭58-11728号公報には、Si量を低くして、適量の
Alを加え、更に、0.75〜1.5%もの多量のMnを加えるこ
とによつて、電磁鋼板の集合組織を制御して、磁気特性
の向上を図る方法が提案されている。しかし、この方法
によるときは、多量のMnを添加するので、合金使用量の
増加によつて、製造費用が高くなり、更に、フエロマン
ガン中のSが溶鋼中のS量の増加を引き起こすため、上
記公報に示されている程度にS量を微量とするには、操
業上、種々の方策を構じることが必要となり、製造費用
が高くならざるを得ない。
発明が解決しようとする課題 本発明者らは、従来の低Si量の電磁鋼板の製造におけ
る上記した問題を解決するために鋭意研究した結果、低
い量のSと適当量のMnを最適に組み合わせることによつ
て、集合組織を改善し、もつて鉄損が低く、且つ、磁束
密度の高い無方向性電磁鋼板を得ることができることを
見出して、本発明に至つたものである。
課題を解決するための手段 本発明による無方向性電磁鋼板の製造方法は、重量%
にて C 0.01%以下、 Si 0.3%を越えて、1.0%以下、 Mn 0.1〜0.7%、 P 0.1%以下、 S 0.001〜0.015%、 Al 0.1〜0.5%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を1000〜1200℃
の範囲の温度に加熱し、熱間圧延し、得られた熱延板を
700℃乃至Ac1点の範囲の温度で2分間以上焼鈍した後、
冷間圧延して最終製品厚みとし、次いで、仕上焼鈍を行
なうことを特徴とする。
以下に本発明について詳細に説明する。
従来、電磁鋼板においては、Sは、磁気特性を劣化さ
せる不純物として、できる限りに低減させることが好ま
しいとされている。即ち、S量を低減させることは、Mn
Sの析出量を低減させ、磁気特性の向上に寄与するから
である。しかしながら、本発明によれば、S量を比較的
低く抑えると共に、これに適当量のMnを組み合わせるこ
とによつて、集合組織の改善を通じて、磁束密度を高め
ることができる。
C 0.005%、 Si 0.35%、 Mn 0.30%、 P 0.080%、 Al 0.25%、 S 図示した範囲の量、 残部鉄及び不可避的不純物よりなるスラブの加熱温度を
1100℃として得た厚さ2mmの熱延板を焼鈍し、又は焼鈍
せずに、板厚0.5mmに冷間圧延した後、850℃で2分間加
熱する仕上焼鈍して得た電磁鋼板において、S量が磁気
特性に及ぼす影響を第1図に示す。焼鈍を施した熱延板
であつて、S量が0.001〜0.015%の範囲にあるとき、磁
気特性にすぐれており、特に、磁束密度が高い。即ち、
スラブ加熱温度を低くすることによつて、高飽和磁束密
度を得ることができるS量範囲が拡大する。
次に、 C 0.005%、 Si 0.35%、 Mn 図示した範囲、 P 0.085%、 Al 0.25%、 S 0.002%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなるスラブの加熱温度を
1250℃として厚さ2mmの熱延板を得、これを焼鈍し、板
厚0.5mmに冷間圧延した後、850℃で2分間加熱する仕上
焼鈍して得た電磁鋼板において、Mn量が磁気特性に及ぼ
す影響を第2図に示す。Mn量を0.1〜0.7%の範囲とする
ことによつて、高磁束密度を得ることができる。
以上のように、本発明によれば、SとMn量を最適に選
んだ熱延板を焼鈍することによつて、高磁束密度を得る
ことができる。このように、所定のSとMn量を組み合わ
せるとき、鋼中に存在する微量のMnSの作用によつて、
磁気特性に有効な〔100〕集合組織及び〔110〕集合組織
が発達すると共に、熱延板の焼鈍によつて、冷間圧延前
の素材の粒径が大きくなり、かくして、結晶粒界から発
生する〔111〕集合組織の核発生が抑制される結果、高
磁束密度の電磁鋼板を得ることができるのであろう。
Cは、磁気特性の有害な元素であつて、少ないほど、
鉄損が低下し、また、時効による磁気特性の劣化も少な
い。そこで、実用上、0.01%以下とする。
Siは、固有抵抗を増加させて、鉄損を改善する効果を
有するが、0.3%以下のときは、この効果を有効に得る
ことができず、特に、高周波領域での鉄損が大きい。し
かし、1.0%を越えるときは、磁束密度を低下させるの
で、Si量は0.3%を越えて、1.0%以下の範囲とする。
Pは、得られる電磁鋼板に適度の硬さを与えて、その
打抜き性を高めるのに必要であるが、過多に加えるとき
は、鋼板の脆化を生じるので、0.1%以下とする。
微細なAlNの析出は、磁気特性に有害であるので、本
発明においては、Alを多量に添加して、粗大なAlNを析
出させるために、0.1%以上を必要とする。しかし、0.5
%を越える量の添加は、磁束密度を低下させる。
本発明によれば、前述した化学成分を有するスラブを
1000〜1200℃の範囲の温度に加熱し、熱間圧延し、得ら
れた熱延板を700℃乃至Ac1点の範囲の温度で2分間以上
焼鈍した後、冷間圧延して最終製品厚みとし、次いで、
仕上焼鈍を行なうことによつて、磁気特性にすぐれる無
方向性電磁鋼板を得ることができる。しかし、スラブ加
熱温度が1000℃よりも低いときは、MnSの再固溶量が少
なすぎる結果、磁束密度の改善の効果が小さくなる。
本発明の方法においては、冷間圧延素材の結晶粒を粗
大化して、磁気特性の改善を図るために、かかる熱延板
を焼鈍する。焼鈍は、700℃乃至Ac1点の範囲の温度で2
分間以上行なわれる。焼鈍温度が700℃よりも低いとき
は、熱延板の結晶粒が粗大化せず、他方、Ac1点を越え
るときは、一部、オーステナイトに変態した細粒があら
われて、混粒組織となる。また、焼鈍は、上記効果を有
効に得るためには、2分間以上を必要とする。
第3図は、本発明で規定する化学成分を有する熱延板
を680℃で3時間焼鈍したときの組織を示す顕微鏡写真
であり、結晶粒が粗大化していないことが認められる。
第4図は、950℃で3分間焼鈍したときの顕微鏡写真で
あつて、混粒組織を生じている。第5図は、本発明に従
つて、750℃で3時間焼鈍したときの顕微鏡写真であつ
て、結晶粒の粗大化が著しい。
冷間圧延後の仕上焼鈍は、最終製品において、結晶粒
を適度に大きくするために、800℃乃至Ac1点の範囲が好
適である。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、S量を低い範囲で規
制すると共に、これに適当量のMnを組み合わせることに
よつて、集合組織を改善し、もつて磁気特性にすぐれる
無方向性電磁鋼板を得ることができる。また、スラブ加
熱温度を低くすることによつて、S量範囲を拡大して、
同様に、すぐれた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を
得ることができる。
実施例 第1表に示す化学成分を有するスラブを第1表に示す
温度に加熱し、熱間圧延し、焼鈍した後、冷間圧延にて
最終製品厚みとし、850℃で2分間加熱する仕上焼鈍を
行なつて、電磁鋼板を得た。これら電磁鋼板の鉄損(W
15/50)及び磁束密度(B50)を第1表に示す。
本発明に従つて得られる電磁鋼板A及びBは、鉄損が
低く、磁束密度が高い。これに対して、比較例Cはケイ
量が高く、磁気特性が本発明鋼に劣る。比較例Dは、化
学成分は、本発明鋼Aと同じであるが、熱延板を焼鈍し
なかつた場合であり、鉄損が著しく大きい。比較例E及
びFは、S量が本発明で規定する範囲にない場合、比較
例G及びHは、Mn量が本発明で規定する範囲にない場合
であつて、いずれの場合も、磁気特性が劣る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、磁気特性に及ぼすS量の影響を示すグラフ、
第2図は、磁気特性に及ぼすMn量の影響を示すグラフ、
第3図は、本発明で規定する化学成分を有する熱延板を
680℃で焼鈍したときの金属組織を示す顕微鏡写真、第
4図は、950℃で焼鈍したときの金属組織を示す顕微鏡
写真、第5図は、本発明に従つて、750℃で焼鈍したと
きの金属組織を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%にて C 0.01%以下、 Si 0.3%を越えて、1.0%以下、 Mn 0.1〜0.7%、 P 0.1%以下、 S 0.001〜0.015%、 Al 0.1〜0.5%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を1000〜1200℃
    の範囲の温度に加熱し、熱間圧延し、得られた熱延板を
    700℃乃至Ac1点の範囲の温度で2分間以上焼鈍した後、
    冷間圧延して最終製品厚みとし、次いで、仕上焼鈍を行
    なうことを特徴とする磁気特性にすぐれる無方向性電磁
    鋼板の製造方法。
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