JP2898792B2 - 磁性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気特性に優れた無方向
性電磁鋼板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無方向性電磁鋼板は高磁場鉄損の減少に
重きをおいた高Ｓｉの材料と、高磁束密度を重視した普
通鋼成分系の材料がある。後者ではフルプロセスとセミ
プロセスの分類があり、両者の相違はセミプロセスの材
料はフルプロセスにスキンパスを施したもので、ユーザ
ーで打ち抜き加工をした後、歪み取り焼鈍をして結晶粒
の粗大化を可能にしたものである。この歪み取り焼鈍に
よる結晶粒の粗大化により、鉄損の顕著な低減が達成で
きるが（特開昭６０−１７０１４号公報参照）、ユーザ
ーによっては必要の焼鈍設備を有していないところもあ
るばかりでなく、設備をもっているところでも歪み取り
焼鈍による工程の増加は生産性に不利となる。

【０００３】普通鋼成分系の無方向性電磁鋼板の冷延後
の焼鈍条件は連続焼鈍炉において１０℃／ｓ前後の速度
で昇温し、設定した７５０℃から８５０℃のフェライト
温度域で１分から２分間保持して焼鈍するのが一般的な
条件である。しかし、このような条件では、再結晶後の
粒成長が十分起きず、鉄損の減少に有利と言われる１０
０μｍから３００μｍの結晶粒径の粗大のフェライト組
織は得られない。また、Ａ３変態点以上の温度に焼鈍し
て、一度オーステナイト組織にすると、従来の成分鋼で
はγ→α変態時に組織が微細化し、低い鉄損を達成する
ことができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、フェライト組織
の粗大化及び磁気時効の観点よりＣの極低化及び成分の
高純化が指向されているが、これによる組織の粗大化は
従来の連続焼鈍条件では不十分である。一方、Ｃの極低
化及び成分の高純化により冷延焼鈍後の集合組織は｛１
１１｝方位が高く、磁気特性に好ましい｛１００｝方位
が低くなる欠点がある。また、鉄損の減少を狙い板厚を
薄くするために冷延率を高めると上記の集合組織形成の
傾向はより顕著になる。

【０００５】本発明はこのような現状にかんがみ、また
従来の問題点を解消するために、通常の連続焼鈍時間及
び設備で鉄損減少に有利な１００μｍから３００μｍの
結晶粒径の粗大のフェライト組織を得られ、かつ、｛１
１１｝／｛１００｝方位の比が小さいすぐれた特性を有
する無方向性電磁鋼板の製造方法を提供することを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェライ
ト組織ならびに集合組織形成に及ぼす焼鈍温度の影響を
研究した結果、鋼の成分及びγ→α変態時の冷速を限定
すること、及び変態点以上に加熱することにより、変態
後、鉄損の減少に有利と言われる１００μｍから３００
μｍの結晶粒径の粗大のフェライト組織が得られること
を見いだした。また、｛１１１｝／｛１００｝方位の比
も変態点以下の焼鈍に比較して半分以下になることが分
かった。

【０００７】本発明は上記した知見に基づいて完成した
ものであって、その要旨とするところは、重量比でＣ：
０．００４％以下、Ｎ：０．００４％以下、Ｓｉ：１．
０％以下、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００５％以
下、Ａｌ：１．０％以下、必要に応じてＢ／Ｎで１．５
以下、そして他の添加元素を総和で１％以下含む鋼を、
冷延後の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度をＳｉ量とＴ
（℃）＝９１０＋５０×｛Ｓｉ（wt％）＋Ａｌ（wt
％）｝の関係にある温度Ｔ℃以上とし、冷却工程におい
てＴ（℃）からＴ（℃）−３０℃の平均冷却速度を５０
℃／ｓ以下とすることを特徴とする磁気特性の優れた鋼
板の製造方法である。

【０００８】以下に、本発明の構成要件の限定理由につ
いて詳細に説明する。まず、本発明鋼の化学成分におい
て、Ｃは鉄損改善のためには少ないほうが好ましく、か
つ時効による磁性劣化を生じないためには０．００５％
以下が好ましい。また、本発明法のプロセスで１００μ
ｍから３００μｍの結晶粒径を得るにはＣが０．００４
％以下である必要があることが確認されたので、Ｃ量の
上限を０．００４％とした。Ｎも鉄損改善のためには少
ないほうがよく、本発明鋼では上限を０．００４％とし
た。特に、ＡｌＮの析出を抑制し、鉄損を下げる場合に
はＢを添加してＢＮを析出させることが好ましいが、Ｂ
／Ｎの比が１．５超になると過剰Ｂが磁性を悪化させる
ので、Ｂを添加する場合はその添加量の上限をＢ／Ｎで
１．５と定めた。Ｓｉは鉄損改善のために添加される
が、１％以上の添加は必要な粗粒を得るのに妨げになる
ので、上限を１％とした。

【０００９】Ｐの添加は打ち抜き性を高め、鉄損の改善
にもなるが、０．１５％以上の添加は熱間加工性を著し
く劣化し、熱間割れなどが発生する危険性が高いため、
上限を０．１５％とした。Ｓは磁性向上に有害なＭｎＳ
などの非金属介在物を生成するので０．０１％以下にし
なければ安定した磁性改善効果が得られない。また、下
記に示す焼鈍条件で適正な粒径のフェライト組織を得る
には、Ｓ量を０．００５％以下にする必要があり、これ
らの条件よりＳ量の上限を０．００５％とした。Ａｌは
Ｓｉと同様鉄損改善のために添加されるが、１％以上に
なると熱間加工性が著しく劣化すると共に粗粒化の妨げ
になるので、添加量の上限を１％とする。強度を高める
元素として、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｉなどの添加は本発
明の趣旨を損するものではないが、これらの元素の総和
が多過ぎると粗粒化を妨げるので、総和の上限を１％以
下とした。

【００１０】次に、製造プロセスについて説明する。冷
延後の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度ＴをＴ（℃）＝
９１０＋５０×｛Ｓｉ（wt％）＋Ａｌ（wt％）｝以上と
限定したのは、この温度以上の焼鈍によりα→γ変態が
起ると共に、成分の高純化によりオーステナイトが急速
に粒成長し、その後の冷却によるγ→α変態時に生じる
フェライト組織が粗粒化し、磁性に好ましい１００μｍ
から３００μｍの粒径をもつフェライト組織が得られ、
かつ変態により方位がランダム化され｛１１１｝／｛１
００｝方位の比が小さい集合組織が得られるためであ
る。ここで焼鈍最高温度は板温の最高温度を意味する。
また、冷却工程でＴ（℃）からＴ（℃）−３０℃の平均
冷速を５０℃／ｓ以下と限定したのは、変態時に冷速が
これより大きくなると結晶粒が微細になるか、フェライ
ト組織がアシキュラー的になり鉄損が高くなるため、こ
の温度域での平均冷速の上限を５０℃／ｓとした。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
表１及び表２に本発明鋼と比較鋼の成分、プロセス条
件、そして成品板の磁気特性を示す。実験番号１８は双
ロール法により直接鋳込みにより１．５mmの板に鋳造し
た材料を冷延したが、他の材料は２５０mmの連続鋳造ス
ラブを３mmの板に熱延した後、冷延した。熱延仕上温度
は８６０℃〜９００℃、巻取温度は７００℃前後であっ
た。冷延板の板厚は０．５mmである。焼鈍方法は連続焼
鈍法によって行なった。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】本発明鋼である実験番号１，２，４，６，
１０，１１，１８は磁束密度、鉄損共に優れた値を示
す。薄スラブより製造した実験番号１８は連続鋳造スラ
ブより磁気特性が優れている。冷延後の再結晶焼鈍にお
いて焼鈍最高温度が本発明の範囲より低い実験番号３，
８，９は結晶粒が細かくなり、本発明鋼より磁性が劣
る。

【００１５】Ｔ（℃）〜Ｔ（℃）−３０℃の間の平均冷
速が７０℃／ｓと本発明の範囲より大きい実験番号５と
７の場合も結晶粒が細かく、本発明鋼より磁性が劣る。
Ｓｉ量が本発明鋼の範囲より多い実験番号１２、Ｍｎ量
が本発明鋼の範囲より多い実験番号１７は共に組織が細
かく、本発明鋼より磁性が劣る。Ｃ量が本発明鋼の範囲
より多い実験番号１４及びＮが本発明鋼の範囲より多い
実験番号１３でも組織が細かくなり、鉄損が劣化する。
Ｓ量が本発明鋼の範囲より多い実験番号１６ではＭｎＳ
などの非金属系介在物が多く生成し、それが結晶粒径の
微細化をもたらし、本発明鋼より磁性が劣る結果になっ
ている。また、Ｂ量がＢ／Ｎで１．５と本発明鋼の範囲
より多い実験番号１３も本発明鋼より磁性が劣る。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、高磁束密度で低鉄損の
無方向性電磁鋼板が得られ、これによりモーター等のエ
ネルギー損失を下げ、地球温暖化などの環境問題の改善
にも寄与するためにその工業的な価値は極めて高い。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量比でＣ：０．００４％以下、Ｎ：
   ０．００４％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｐ：０．１５
   ％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：１．０％以下、
   そして他の添加元素を総和で１％以下含む鋼を、冷延後
   の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度をＳｉ量とＴ（℃）
   ＝９１０＋５０×｛Ｓｉ（wt％）＋Ａｌ（wt％）｝の関
   係にある温度Ｔ℃以上とし、冷却工程においてＴ（℃）
   からＴ（℃）−３０℃の平均冷却速度を５０℃／ｓ以下
   とすることを特徴とする磁気特性の優れた鋼板の製造方
   法。
2. 【請求項２】 ＢをＢ／Ｎで１．５以下含有させたこと
   を特徴とする請求項１記載の磁性に優れた無方向性電磁
   鋼板の製造方法。