JP2619571B2 - 透磁率、保磁力共に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
透磁率、保磁力共に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造方法Info
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- JP2619571B2 JP2619571B2 JP6666391A JP6666391A JP2619571B2 JP 2619571 B2 JP2619571 B2 JP 2619571B2 JP 6666391 A JP6666391 A JP 6666391A JP 6666391 A JP6666391 A JP 6666391A JP 2619571 B2 JP2619571 B2 JP 2619571B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は透磁率、保磁力共に優れ
た純鉄およびその製造方法に関する。
た純鉄およびその製造方法に関する。
【０００２】一般に磁気回路のヨーク材料あるいは磁気
シールド材料には、優れた直流磁化特性が要求される。
高磁束密度、高透磁率、低保磁力は、たとえば電磁石の
強力化、高感度化、残留磁気の低減につながり、また磁
気シールド材料としては漏洩磁界の低減や、シールド材
の軽量化をもたらす。鉄は飽和磁束密度が高いので、上
記用途に適しており、純鉄の透磁率、保磁力を改善する
試みが60年以上続けられてきた。その中で本発明は、飽
和磁束密度が高く、コイル幅方向に透磁率、保磁力が極
めて優れた純鉄およびその製造方法を提供するものであ
る。
シールド材料には、優れた直流磁化特性が要求される。
高磁束密度、高透磁率、低保磁力は、たとえば電磁石の
強力化、高感度化、残留磁気の低減につながり、また磁
気シールド材料としては漏洩磁界の低減や、シールド材
の軽量化をもたらす。鉄は飽和磁束密度が高いので、上
記用途に適しており、純鉄の透磁率、保磁力を改善する
試みが60年以上続けられてきた。その中で本発明は、飽
和磁束密度が高く、コイル幅方向に透磁率、保磁力が極
めて優れた純鉄およびその製造方法を提供するものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】純鉄の直流磁化特性を向上させる手段と
して、高純化、結晶粒の粗大化、方位制御の３手段が主
に行われてきた。
して、高純化、結晶粒の粗大化、方位制御の３手段が主
に行われてきた。
【０００４】実験室的に高温水素処理を繰り返し行い、
不純物を極力低減した純鉄では、初透磁率1000、最大透
磁率200000、保磁力0.05(Oe)の特性(R.M.Bozorth:Ferro
magnetism(1951))が得られている。工業的には純化に限
度があるため、純化に加えて、結晶粒の粗大化を同時に
行い直流磁化特性を向上させている。最近では、純鉄に
Ａl を１％程度添加し、高温までα単相とした鋼を、高
温長時間熱処理することにより、粒径を２〜６mmと粗大
化し、最大透磁率49000 、保磁力0.19(Oe)(NKK技報No.1
30(1990)p.32) を得ている。
不純物を極力低減した純鉄では、初透磁率1000、最大透
磁率200000、保磁力0.05(Oe)の特性(R.M.Bozorth:Ferro
magnetism(1951))が得られている。工業的には純化に限
度があるため、純化に加えて、結晶粒の粗大化を同時に
行い直流磁化特性を向上させている。最近では、純鉄に
Ａl を１％程度添加し、高温までα単相とした鋼を、高
温長時間熱処理することにより、粒径を２〜６mmと粗大
化し、最大透磁率49000 、保磁力0.19(Oe)(NKK技報No.1
30(1990)p.32) を得ている。
【０００５】これらの粗大粒は、特定の結晶配向を持た
ないため、磁界が多方向にかけられる用途に適している
が、一方向だけの特性については特性向上の余地が多
い。
ないため、磁界が多方向にかけられる用途に適している
が、一方向だけの特性については特性向上の余地が多
い。
【０００６】特定の方向に磁化されるヨーク材などの用
途には、特定の方向に磁化されやすい鉄が求められてい
るため、３番目の手段である方位制御も古くから行われ
てきた。たとえば、D.M.Kohler(J.Appl.Phys.38(1967)1
176)は、 MnSを用いて二次再結晶させた純鉄が、従来の
方位制御をしない鉄に比べて、極めて優れた直流磁化特
性を持つことを述べている。これらの技術は、すべてコ
イル長手方向に＜001＞軸を揃えたものであり、本発明
とはこの点で異なる。
途には、特定の方向に磁化されやすい鉄が求められてい
るため、３番目の手段である方位制御も古くから行われ
てきた。たとえば、D.M.Kohler(J.Appl.Phys.38(1967)1
176)は、 MnSを用いて二次再結晶させた純鉄が、従来の
方位制御をしない鉄に比べて、極めて優れた直流磁化特
性を持つことを述べている。これらの技術は、すべてコ
イル長手方向に＜001＞軸を揃えたものであり、本発明
とはこの点で異なる。
【０００７】近年需要が高まってきた磁気シールドなど
の分野では、純鉄はシールド用建築材料として用いられ
ることもあり、現在のコイル幅以上に広い面積に材料を
利用する場合、溶接等で接着する必要がある。公知のよ
うに、接着は磁化特性を劣化させるので、幅方向に磁化
特性が優れた材料を工業的に得ることは重要である。
の分野では、純鉄はシールド用建築材料として用いられ
ることもあり、現在のコイル幅以上に広い面積に材料を
利用する場合、溶接等で接着する必要がある。公知のよ
うに、接着は磁化特性を劣化させるので、幅方向に磁化
特性が優れた材料を工業的に得ることは重要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、コイル幅方
向の透磁率、保磁力が優れた純鉄およびその製造方法を
提供するものである。
向の透磁率、保磁力が優れた純鉄およびその製造方法を
提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量％
で、Ａｌ：0.003 〜0.03％、Ｎ：0.001 〜0.01％、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物よりなり、コイル幅方向に10
Oe の磁界をかけた時の透磁率が1800以上、かつ保磁力
が 0.8 Oe 以下であることを特徴とする圧延方向に｛11
0 ｝＜001> 方位を揃えた一方向性電磁鋼板であり、ま
た、重量％で、Ｃ：0.01〜0.1 ％、Ａｌ：0.003 〜0.03
％、Ｎ：0.001 〜0.01％を含み、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物よりなる熱延スラブを加熱、熱延した後、熱延
方向と直角な方向に冷延率50〜75％の冷延を施して最終
板厚とし、脱炭焼鈍後、変態しない８９０℃以下の温度
で最終焼鈍を行うことにより、コイル幅方向に10 Oe の
磁界をかけた時の透磁率が1800以上、かつ保磁力が 0.8
Oe 以下であることを特徴とする圧延方向に｛110 ｝＜
001> 方位を揃えた一方向性電磁鋼板の製造方法にあ
る。
で、Ａｌ：0.003 〜0.03％、Ｎ：0.001 〜0.01％、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物よりなり、コイル幅方向に10
Oe の磁界をかけた時の透磁率が1800以上、かつ保磁力
が 0.8 Oe 以下であることを特徴とする圧延方向に｛11
0 ｝＜001> 方位を揃えた一方向性電磁鋼板であり、ま
た、重量％で、Ｃ：0.01〜0.1 ％、Ａｌ：0.003 〜0.03
％、Ｎ：0.001 〜0.01％を含み、残部Ｆｅおよび不可避
的不純物よりなる熱延スラブを加熱、熱延した後、熱延
方向と直角な方向に冷延率50〜75％の冷延を施して最終
板厚とし、脱炭焼鈍後、変態しない８９０℃以下の温度
で最終焼鈍を行うことにより、コイル幅方向に10 Oe の
磁界をかけた時の透磁率が1800以上、かつ保磁力が 0.8
Oe 以下であることを特徴とする圧延方向に｛110 ｝＜
001> 方位を揃えた一方向性電磁鋼板の製造方法にあ
る。
【００１０】ここで用いるスラブは公知の手段によって
得られるものでよく、例えば連続鋳造によるものなどで
よい。またスラブ加熱時間は、スラブ厚に応じて均質化
が十分できる時間とすればよい。脱炭焼鈍も公知の手段
による。例えば、湿水素中で熱処理を行えばよい。最終
焼鈍は、α−γ変態の起こらない８９０℃以下の温度域
でなるべく高温がよく、焼鈍時間も二次再結晶粒が十分
成長する時間にする。
得られるものでよく、例えば連続鋳造によるものなどで
よい。またスラブ加熱時間は、スラブ厚に応じて均質化
が十分できる時間とすればよい。脱炭焼鈍も公知の手段
による。例えば、湿水素中で熱処理を行えばよい。最終
焼鈍は、α−γ変態の起こらない８９０℃以下の温度域
でなるべく高温がよく、焼鈍時間も二次再結晶粒が十分
成長する時間にする。
【００１１】
【作用】まず、出発材の成分について述べる。Ｃは、熱
延組織の微細・均一化に役立ち、50〜75％の冷延率によ
る冷延・脱炭焼鈍後の｛111 ｝方位を発達させ、｛110
｝＜011 ＞方位優先成長の選択性を高めるため、0.01
〜0.１重量％添加する。下限は、熱延組織を粗大にしな
いＣ量であり、上限は、脱炭時間を極力短縮するために
0.１重量％とした。Ａl は、 AlNの形で｛110 ｝＜011
＞方位以外の方位を持つ粒の成長を抑制するインヒビタ
ーとして働くので、少なくとも 0.003重量％以上のＡl
が必要である。必要量以上のＡl 添加は、磁化特性に有
害であるばかりでなく、｛110 ｝＜011 ＞粒の成長まで
抑制するため、0.03重量％を上限とした。Ｎは、二次再
結晶を生じるために必要な AlNを形成するために 0.001
重量％必要であるが、これもＡl の場合と同様の考え方
により0.01重量％を上限とした。その他の元素について
は、本発明の｛110 ｝＜011 ＞方位二次再結晶粒の発生
を妨げない範囲で添加することは許される。たとえば、
初透磁率を上げるなどの目的で、Si, Tiなどを添加す
る、あるいは、熱間脆性を改善するなどの目的でＭn な
どを添加してもよい。製鋼段階でやむをえず含まれる不
純物元素もこれに含まれる。
延組織の微細・均一化に役立ち、50〜75％の冷延率によ
る冷延・脱炭焼鈍後の｛111 ｝方位を発達させ、｛110
｝＜011 ＞方位優先成長の選択性を高めるため、0.01
〜0.１重量％添加する。下限は、熱延組織を粗大にしな
いＣ量であり、上限は、脱炭時間を極力短縮するために
0.１重量％とした。Ａl は、 AlNの形で｛110 ｝＜011
＞方位以外の方位を持つ粒の成長を抑制するインヒビタ
ーとして働くので、少なくとも 0.003重量％以上のＡl
が必要である。必要量以上のＡl 添加は、磁化特性に有
害であるばかりでなく、｛110 ｝＜011 ＞粒の成長まで
抑制するため、0.03重量％を上限とした。Ｎは、二次再
結晶を生じるために必要な AlNを形成するために 0.001
重量％必要であるが、これもＡl の場合と同様の考え方
により0.01重量％を上限とした。その他の元素について
は、本発明の｛110 ｝＜011 ＞方位二次再結晶粒の発生
を妨げない範囲で添加することは許される。たとえば、
初透磁率を上げるなどの目的で、Si, Tiなどを添加す
る、あるいは、熱間脆性を改善するなどの目的でＭn な
どを添加してもよい。製鋼段階でやむをえず含まれる不
純物元素もこれに含まれる。
【００１２】｛110 ｝＜011 ＞集積度の向上に欠かせな
い要件として、冷延率がある。冷延率は、低すぎると二
次再結晶粒が発生しないあるいは、発生しても充分な磁
性が得られない。冷延率が高すぎると、やはり｛110 ｝
＜011 ＞方位の集積度が落ちる。高透磁率を得るという
本発明の趣旨から、冷延率を50〜75％に限定した。
い要件として、冷延率がある。冷延率は、低すぎると二
次再結晶粒が発生しないあるいは、発生しても充分な磁
性が得られない。冷延率が高すぎると、やはり｛110 ｝
＜011 ＞方位の集積度が落ちる。高透磁率を得るという
本発明の趣旨から、冷延率を50〜75％に限定した。
【００１３】
【実施例】（実施例１） 重量％でＣ：0.05％、Al： 0.018％、Ｎ： 0.006％を含
み残部が鉄よりなる熱延板を出発材とし、表１中の No.
１〜８の冷延条件で熱延方向と直角方向に冷延後、 830
℃（湿水素中）で脱炭焼鈍、 890℃×40時間の最終焼鈍
を行ない、表１に示す透磁率を持つ材料を得た。本発明
の冷延率範囲であれば、二次再結晶後のコイル幅方向の
透磁率が高く、保磁力が小さい一方向性電磁鋼板を得る
ことができる。
み残部が鉄よりなる熱延板を出発材とし、表１中の No.
１〜８の冷延条件で熱延方向と直角方向に冷延後、 830
℃（湿水素中）で脱炭焼鈍、 890℃×40時間の最終焼鈍
を行ない、表１に示す透磁率を持つ材料を得た。本発明
の冷延率範囲であれば、二次再結晶後のコイル幅方向の
透磁率が高く、保磁力が小さい一方向性電磁鋼板を得る
ことができる。
【００１４】
【表１】
【００１５】（実施例２） 表２中 No.１〜４の組成の熱延板を出発材とし、実施例
１中、表１ No.６の条件で処理した。その結果、表２中
の透磁率を持つ一方向性電磁鋼板を得た。本発明成分に
よれば、コイル幅方向の透磁率が優れた一方向性電磁鋼
板を製造することができる。
１中、表１ No.６の条件で処理した。その結果、表２中
の透磁率を持つ一方向性電磁鋼板を得た。本発明成分に
よれば、コイル幅方向の透磁率が優れた一方向性電磁鋼
板を製造することができる。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、コイル幅方向に透磁
率、保磁力が優れた一方向性電磁鋼板を初めて工業的に
製造することができるので、産業上の利益は極めて大き
い。
率、保磁力が優れた一方向性電磁鋼板を初めて工業的に
製造することができるので、産業上の利益は極めて大き
い。
【図１】コイル幅方向に磁化容易軸をもつ｛110 ｝＜01
1 ＞方位二次再結晶粒の模式図である。
1 ＞方位二次再結晶粒の模式図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ａｌ：0.003 〜0.03％、Ｎ：
0.001 〜0.01％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりな
り、コイル幅方向に10 Oe の磁界をかけた時の透磁率が
1800以上、かつ保磁力が 0.8 Oe 以下であることを特徴
とする圧延方向に｛110 ｝＜001> 方位を揃えた一方向
性電磁鋼板。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：0.01〜0.1 ％、Ａｌ：0.
003 〜0.03％、Ｎ：0.001 〜0.01％を含み、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物よりなる熱延スラブを加熱、熱延し
た後、熱延方向と直角な方向に冷延率50〜75％の冷延を
施して最終板厚とし、脱炭焼鈍後、変態しない８９０℃
以下の温度で最終焼鈍し、コイル幅方向に10 Oe の磁界
をかけた時の透磁率が1800以上、かつ保磁力が 0.8 Oe
以下であることを特徴とする圧延方向に｛110 ｝＜001>
方位を揃えた一方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6666391A JP2619571B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 透磁率、保磁力共に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6666391A JP2619571B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 透磁率、保磁力共に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301052A JPH04301052A (ja) | 1992-10-23 |
| JP2619571B2 true JP2619571B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13322367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6666391A Expired - Fee Related JP2619571B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 透磁率、保磁力共に優れた一方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619571B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP6666391A patent/JP2619571B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 大森俊道 外４名「材料とプロセス」３（５）（１９９０）Ｐ．１６６３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04301052A (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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