JP2998676B2 - Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板 - Google Patents
Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｓｉ拡散浸透処理法
により製造される加工性の優れた高珪素鋼板に関する。
により製造される加工性の優れた高珪素鋼板に関する。
【０００２】
【従来技術】Ｓｉが４ｗｔ％を超えるような高珪素鋼板
は、硬度が高く、脆性が増すため圧延加工が困難である
ことは良く知られている。このような問題を回避しつつ
高珪素鋼板を製造する方法として、Ｓｉの拡散浸透処理
法が知られている。この方法は低珪素鋼を溶製して圧延
により薄板化した後、表面からＳｉを浸透させることに
より高珪素鋼板を製造するもので、この方法によれば圧
延時における加工性の問題を生じさせることなく高珪素
鋼板を得ることができる。
は、硬度が高く、脆性が増すため圧延加工が困難である
ことは良く知られている。このような問題を回避しつつ
高珪素鋼板を製造する方法として、Ｓｉの拡散浸透処理
法が知られている。この方法は低珪素鋼を溶製して圧延
により薄板化した後、表面からＳｉを浸透させることに
より高珪素鋼板を製造するもので、この方法によれば圧
延時における加工性の問題を生じさせることなく高珪素
鋼板を得ることができる。
【０００３】このようにして得られる高珪素鋼板は、打
ち抜き加工等の機械加工を施して使用されるが、上記の
機械加工の際に微細な割れを生じ易く、この割れが磁気
特性を劣化させるという問題がある。このため高珪素鋼
板には優れた打ち抜き加工性、剪断性が要求される。
ち抜き加工等の機械加工を施して使用されるが、上記の
機械加工の際に微細な割れを生じ易く、この割れが磁気
特性を劣化させるという問題がある。このため高珪素鋼
板には優れた打ち抜き加工性、剪断性が要求される。
【０００４】従来、高珪素鋼板の加工性改善のために種
々の提案がなされている。このような提案として、例え
ば以下のようなものがある。 Ｓｉ：２〜８ｗｔ％、Ｃ：０．００５〜０．０１５
ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．１５ｗｔ％およびＳｅ、
Ｔｅ、Ｂｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌを添加して溶鋼から薄
板とした後圧延する技術（特開昭５８−１２３８２４
号） Ｓｉ：３．５〜７ｗｔ％、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ａｌを１種以上２０ｗｔ％まで添加し、熱
延、ノルマライジング焼鈍、温間圧延を順次施して、
０．１〜０．３５ｍｍの薄板を製造する技術（特開昭６
０−２３８４２１号） Ｐを０．０３〜５．０ｗｔ％含有し、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｚｒのうち１種以上を０．０１〜５．０ｗｔ％含み、さ
らにＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、希土類元素、Ｂ、Ｐ
ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎ、Ｃａ、Ｖ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種以上を０．０１〜１０ｗ
ｔ％含む、Ｐが偏析していることを特徴とする圧延性に
優れた磁性合金（特公昭６２−３２２６７号）
々の提案がなされている。このような提案として、例え
ば以下のようなものがある。 Ｓｉ：２〜８ｗｔ％、Ｃ：０．００５〜０．０１５
ｗｔ％、Ｍｎ：０．０１〜０．１５ｗｔ％およびＳｅ、
Ｔｅ、Ｂｉ、Ｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌを添加して溶鋼から薄
板とした後圧延する技術（特開昭５８−１２３８２４
号） Ｓｉ：３．５〜７ｗｔ％、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ａｌを１種以上２０ｗｔ％まで添加し、熱
延、ノルマライジング焼鈍、温間圧延を順次施して、
０．１〜０．３５ｍｍの薄板を製造する技術（特開昭６
０−２３８４２１号） Ｐを０．０３〜５．０ｗｔ％含有し、Ｔｉ、Ｎｂ、
Ｚｒのうち１種以上を０．０１〜５．０ｗｔ％含み、さ
らにＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、希土類元素、Ｂ、Ｐ
ｂ、Ｂｅ、Ｃ、Ｎ、Ｃａ、Ｖ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種以上を０．０１〜１０ｗ
ｔ％含む、Ｐが偏析していることを特徴とする圧延性に
優れた磁性合金（特公昭６２−３２２６７号）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの提案
はいずれも、鋼板を製造する際の圧延加工性の向上或い
は抗張力を高めることを目的とした技術であり、高珪素
鋼板の打ち抜き加工性、とりわけ拡散浸透処理法により
製造される鋼板の打ち抜き加工性について検討した技術
は見当らない。本発明はこのような現状に鑑みなされた
もので、Ｓｉ拡散浸透処理法により製造されるＳｉが４
〜７ｗｔ％の高珪素鋼板に関し、優れた剪断性、打ち抜
き性等の機械加工性を有する鋼板を提供しようとするも
のである。
はいずれも、鋼板を製造する際の圧延加工性の向上或い
は抗張力を高めることを目的とした技術であり、高珪素
鋼板の打ち抜き加工性、とりわけ拡散浸透処理法により
製造される鋼板の打ち抜き加工性について検討した技術
は見当らない。本発明はこのような現状に鑑みなされた
もので、Ｓｉ拡散浸透処理法により製造されるＳｉが４
〜７ｗｔ％の高珪素鋼板に関し、優れた剪断性、打ち抜
き性等の機械加工性を有する鋼板を提供しようとするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｓｉ拡散
浸透処理法により製造される高珪素鋼板であって、鉄損
および磁歪の低減化と飽和磁化および脆性の観点からＳ
ｉを４〜７ｗｔ％含有する高珪素鋼板において、Ｂ、
Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ａｌをある一定量以下に制限した上
で、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１
種または２種以上、またはＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａ
ｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍのうちの
１種または２種以上を添加し、若しくはこれらを複合添
加することにより、結晶粒の微細化或いは結晶粒の微細
化と結晶粒界の強化が図られ、さらには加工性に良好な
不規則相の形成が促進され、これにより機械加工性が大
幅に向上することを見出した。本発明はこのような知見
に基づきなされたもので、その構成は以下の通りであ
る。
浸透処理法により製造される高珪素鋼板であって、鉄損
および磁歪の低減化と飽和磁化および脆性の観点からＳ
ｉを４〜７ｗｔ％含有する高珪素鋼板において、Ｂ、
Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ａｌをある一定量以下に制限した上
で、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１
種または２種以上、またはＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａ
ｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍのうちの
１種または２種以上を添加し、若しくはこれらを複合添
加することにより、結晶粒の微細化或いは結晶粒の微細
化と結晶粒界の強化が図られ、さらには加工性に良好な
不規則相の形成が促進され、これにより機械加工性が大
幅に向上することを見出した。本発明はこのような知見
に基づきなされたもので、その構成は以下の通りであ
る。
【０００７】（１） Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、
Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１種または２種以上を
０．０１〜１０ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
からなり、且つ平均結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足す
る、Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れ
た高珪素鋼板。
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、
Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１種または２種以上を
０．０１〜１０ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
からなり、且つ平均結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足す
る、Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れ
た高珪素鋼板。
【数４】
【０００８】（２） Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅおよび
Ｓｍのうちの１種または２種以上を０．０１〜１０ｗｔ
％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平均
結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透処
理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板。
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅおよび
Ｓｍのうちの１種または２種以上を０．０１〜１０ｗｔ
％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平均
結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透処
理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板。
【数５】
【０００９】（３） Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％を含有し、これにＴ
ｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１種また
は２種以上の元素とＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍ
ｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍのうちの１種ま
たは２種以上の元素とを合計で０．０１〜１０ｗｔ％含
有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平
均結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透
処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板。
ｗｔ％以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗ
ｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％
以下、Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％を含有し、これにＴ
ｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１種また
は２種以上の元素とＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍ
ｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍのうちの１種ま
たは２種以上の元素とを合計で０．０１〜１０ｗｔ％含
有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平
均結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透
処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板。
【数６】
【００１０】
【作用】以下、本発明の限定理由について説明する。ま
ず、本発明の成分組成の限定理由を説明する。 Ｓｉ：４ｗｔ％未満では鉄損が大きく、一方、７ｗｔ％
を超えると脆くなるため、Ｓｉは４〜７ｗｔ％とする。 Ｂ：粒界を強化する元素であるが、０．５ｗｔ％を超え
ると圧延性、打ち抜き性が劣化するため、上限を０．５
ｗｔ％とする。
ず、本発明の成分組成の限定理由を説明する。 Ｓｉ：４ｗｔ％未満では鉄損が大きく、一方、７ｗｔ％
を超えると脆くなるため、Ｓｉは４〜７ｗｔ％とする。 Ｂ：粒界を強化する元素であるが、０．５ｗｔ％を超え
ると圧延性、打ち抜き性が劣化するため、上限を０．５
ｗｔ％とする。
【００１１】Ｐ：Ｂと同様に粒界を強化する元素であ
り、０．４ｗｔ％を超えると圧延性、打ち抜き性が劣化
するため、０．４ｗｔ％以下、特に好ましくは０．０３
ｗｔ％未満とする。 Ｃ、Ｎ：これらの元素は炭化物や窒化物を形成し、強度
を高める反面脆性も増大するためＣ：０．０５ｗｔ％以
下、Ｎ：０．０３ｗｔ％以下とする。 Ｏ：ＯはＳｉ等と結び付いてＳｉＯ2等の酸化物を形成
し、脆性を増加させるため、０．０２ｗｔ％以下とす
る。
り、０．４ｗｔ％を超えると圧延性、打ち抜き性が劣化
するため、０．４ｗｔ％以下、特に好ましくは０．０３
ｗｔ％未満とする。 Ｃ、Ｎ：これらの元素は炭化物や窒化物を形成し、強度
を高める反面脆性も増大するためＣ：０．０５ｗｔ％以
下、Ｎ：０．０３ｗｔ％以下とする。 Ｏ：ＯはＳｉ等と結び付いてＳｉＯ2等の酸化物を形成
し、脆性を増加させるため、０．０２ｗｔ％以下とす
る。
【００１２】Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂ：これ
らの元素は粒界強化および結晶粒の微細化に有効な元素
であるが、この効果は０．０１ｗｔ％未満では顕著でな
く、一方、１０ｗｔ％を超えると磁気特性の劣化を招く
ため、これらの元素の合計で０．０１〜１０ｗｔ％、よ
り好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加する。
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｓｍ：これらの元素は結晶粒の微細化に有効
な元素であが、この効果は０．０１ｗｔ％未満では顕著
でなく、一方、１０ｗｔ％を超えると磁気特性の劣化を
招くため、これらの元素の合計で０．０１〜１０ｗｔ
％、より好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加
する。
らの元素は粒界強化および結晶粒の微細化に有効な元素
であるが、この効果は０．０１ｗｔ％未満では顕著でな
く、一方、１０ｗｔ％を超えると磁気特性の劣化を招く
ため、これらの元素の合計で０．０１〜１０ｗｔ％、よ
り好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加する。
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇ
ａ、Ｇｅ、Ｓｍ：これらの元素は結晶粒の微細化に有効
な元素であが、この効果は０．０１ｗｔ％未満では顕著
でなく、一方、１０ｗｔ％を超えると磁気特性の劣化を
招くため、これらの元素の合計で０．０１〜１０ｗｔ
％、より好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％の範囲で添加
する。
【００１３】また、上述したＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓ
ｎおよびＳｂの群の中から選ばれる１種以上の元素と、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇ
ａ、ＧｅおよびＳｍの群の中から選ばれる１種以上の元
素を複合添加してもよく、この場合の添加量も上述した
と同様の理由で、複合添加量の合計で０．０１〜１０ｗ
ｔ％、より好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％とする。な
お、上記両元素群の効果を比較するとＴｉ、Ｖ等からな
る元素群のほうが粒界強化の効果と結晶粒微細化効果の
２つの働きがあり、Ｃｒ、Ｎｉ等からなる元素群より
も、加工性改善には有効である。
ｎおよびＳｂの群の中から選ばれる１種以上の元素と、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇ
ａ、ＧｅおよびＳｍの群の中から選ばれる１種以上の元
素を複合添加してもよく、この場合の添加量も上述した
と同様の理由で、複合添加量の合計で０．０１〜１０ｗ
ｔ％、より好しくは０．０１〜５．０ｗｔ％とする。な
お、上記両元素群の効果を比較するとＴｉ、Ｖ等からな
る元素群のほうが粒界強化の効果と結晶粒微細化効果の
２つの働きがあり、Ｃｒ、Ｎｉ等からなる元素群より
も、加工性改善には有効である。
【００１４】また、鋼板の平均結晶粒径ｄ（ｍｍ）は下
式を満足する必要がある。
式を満足する必要がある。
【数７】 平均結晶粒径が上記式を満足しないと、粒界の相対面積
が少なくなり、打ち抜き加工した場合に割れが多くなっ
てしまう。平均結晶粒径が上記式を満足することによ
り、粒界面積が多くなり粒界の強化が有効に働くように
なる。
が少なくなり、打ち抜き加工した場合に割れが多くなっ
てしまう。平均結晶粒径が上記式を満足することによ
り、粒界面積が多くなり粒界の強化が有効に働くように
なる。
【００１５】なお、後述する実施例中の比較例であるＣ
−３０〜３２、Ｄ−２９〜３２、Ｇ−３０、３１、Ｈ−
３０〜３２は平均結晶粒径が本発明条件を満足している
ことから考えて、打ち抜き加工性は結晶粒径だけに依存
するのではなく、上述した第三添加元素による本質的な
加工性改善効果にも依存しているものと考えられる。こ
の理由は必ずしも明らかではないが、上記第三元素群の
添加により、加工性に悪影響を及ぼすと考えられるＦｅ
−Ｓｉ合金の規則相（Ｂ２相あるいはＤＯ３相）の形成
が抑えられ、加工性に良好な不規則相（Ａ２相）の形成
が促進されるためと考えられる。この規則相形成抑制効
果は、Ｔｉ、Ｖ等の群の元素とＣｒ、Ｎｉ等の群の元素
では明確な差異は認められず、ほぼ同等の効果を有する
ものと考えられる。
−３０〜３２、Ｄ−２９〜３２、Ｇ−３０、３１、Ｈ−
３０〜３２は平均結晶粒径が本発明条件を満足している
ことから考えて、打ち抜き加工性は結晶粒径だけに依存
するのではなく、上述した第三添加元素による本質的な
加工性改善効果にも依存しているものと考えられる。こ
の理由は必ずしも明らかではないが、上記第三元素群の
添加により、加工性に悪影響を及ぼすと考えられるＦｅ
−Ｓｉ合金の規則相（Ｂ２相あるいはＤＯ３相）の形成
が抑えられ、加工性に良好な不規則相（Ａ２相）の形成
が促進されるためと考えられる。この規則相形成抑制効
果は、Ｔｉ、Ｖ等の群の元素とＣｒ、Ｎｉ等の群の元素
では明確な差異は認められず、ほぼ同等の効果を有する
ものと考えられる。
【００１６】次に、本発明の高珪素鋼板の製造方法につ
いて説明する。本発明の高珪素鋼板はＳｉ：４ｗｔ％以
下の鋼板にＳｉの拡散浸透処理を施すことにより製造さ
れる。
いて説明する。本発明の高珪素鋼板はＳｉ：４ｗｔ％以
下の鋼板にＳｉの拡散浸透処理を施すことにより製造さ
れる。
【００１７】この製造方法では、Ｓｉを４ｗｔ％以下含
有し、且つＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂの群
の中から選ばれる１種以上の元素、またはＣｒ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅおよ
びＳｍの群の中から選ばれる１種以上の元素、若しくは
その両者を、上述したように合計で０．０１〜１０ｗｔ
％含有したスラブに熱延、冷延を施して薄板コイルを製
造する。この製造工程ではＳｉ：４ｗｔ％以下であるた
め、圧延性は良好である。また、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅの１種以上を含有している
ため、結晶粒が微細化し圧延性が向上するとともに、こ
れらの元素の作用により、その後の拡散浸透処理におい
て結晶粒成長が抑制される効果が得られる。
有し、且つＴｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂの群
の中から選ばれる１種以上の元素、またはＣｒ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅおよ
びＳｍの群の中から選ばれる１種以上の元素、若しくは
その両者を、上述したように合計で０．０１〜１０ｗｔ
％含有したスラブに熱延、冷延を施して薄板コイルを製
造する。この製造工程ではＳｉ：４ｗｔ％以下であるた
め、圧延性は良好である。また、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｓ
ｂ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅの１種以上を含有している
ため、結晶粒が微細化し圧延性が向上するとともに、こ
れらの元素の作用により、その後の拡散浸透処理におい
て結晶粒成長が抑制される効果が得られる。
【００１８】このような鋼板にはＳｉの拡散浸透処理が
なされ、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％の高珪素鋼板が製造され
る。Ｓｉの拡散浸透処理では、Ｓｉ：４ｗｔ％以下の鋼
板（普通鋼板またはＳｉ：４ｗｔ％以下の方向性若しく
は無方向性珪素鋼板）に、ＳｉＣｌ4、ＳｉＨＣｌ3、Ｓ
ｉＨ4等のＳｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中でＳ
ｉの浸透処理（浸珪処理）を施して鋼板の表面からＳｉ
を浸透させ、次いで、Ｓｉを含まない無酸化性ガス雰囲
気中で鋼板に対し拡散熱処理を施して、浸透したＳｉを
鋼板中に拡散させる。
なされ、Ｓｉ：４〜７ｗｔ％の高珪素鋼板が製造され
る。Ｓｉの拡散浸透処理では、Ｓｉ：４ｗｔ％以下の鋼
板（普通鋼板またはＳｉ：４ｗｔ％以下の方向性若しく
は無方向性珪素鋼板）に、ＳｉＣｌ4、ＳｉＨＣｌ3、Ｓ
ｉＨ4等のＳｉ化合物を含む無酸化性ガス雰囲気中でＳ
ｉの浸透処理（浸珪処理）を施して鋼板の表面からＳｉ
を浸透させ、次いで、Ｓｉを含まない無酸化性ガス雰囲
気中で鋼板に対し拡散熱処理を施して、浸透したＳｉを
鋼板中に拡散させる。
【００１９】一般に、拡散浸透処理法により製造される
高珪素鋼板は、処理温度が１０００〜１２５０℃程度と
なるため粒径制御が難しく、結晶粒が成長し、これが磁
気特性（特に数百Ｈｚ以上の高周波鉄損）に悪影響を与
えるとともに、製品コイルの加工性も劣化してしまうと
いう問題がある。例えば、従来の拡散浸透処理法によっ
て製造される鋼板では、板厚０．３ｍｍの製品コイルの
平均結晶粒径は６００μｍ程度となる。これに対し、上
述したような本発明法により製造される製品コイルの平
均結晶粒径は４００μｍ程度となり、この平均粒径のた
め剪断性や打ち抜き性などの加工性が著しく向上する。
さらに、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂの各元素は
粒界を強化し、粒界割れを防止する効果がある。また、
磁気特性についてみると、不可避的不純物元素の存在に
よるヒステリシス損失が、粒径の制御による渦電流損失
の減少により相殺されるため、数百Ｈｚ以上の高周波で
は従来の製品コイルと遜色ない特性が得られる。
高珪素鋼板は、処理温度が１０００〜１２５０℃程度と
なるため粒径制御が難しく、結晶粒が成長し、これが磁
気特性（特に数百Ｈｚ以上の高周波鉄損）に悪影響を与
えるとともに、製品コイルの加工性も劣化してしまうと
いう問題がある。例えば、従来の拡散浸透処理法によっ
て製造される鋼板では、板厚０．３ｍｍの製品コイルの
平均結晶粒径は６００μｍ程度となる。これに対し、上
述したような本発明法により製造される製品コイルの平
均結晶粒径は４００μｍ程度となり、この平均粒径のた
め剪断性や打ち抜き性などの加工性が著しく向上する。
さらに、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂの各元素は
粒界を強化し、粒界割れを防止する効果がある。また、
磁気特性についてみると、不可避的不純物元素の存在に
よるヒステリシス損失が、粒径の制御による渦電流損失
の減少により相殺されるため、数百Ｈｚ以上の高周波で
は従来の製品コイルと遜色ない特性が得られる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】従来においても、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂ或いはＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａ
ｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｍ等の元素を珪
素鋼板に添加し、磁気特性と機械的強度のバランスを図
った材料が知られている。しかしながら、従来技術では
鋼板の主添加成分であるＳｉ量が４ｗｔ％を超えると鋼
板自体が極めて硬くなり効率的な冷間圧延に適さなくな
る上に、上記の第三添加元素が鋼板の硬度を増加させる
作用を有するために、更に冷間圧延が困難となる。これ
に対し、本発明のように当初のＳｉ量が４ｗｔ％以下で
Ｓｉの浸透処理を最後に施すことにより製造される高珪
素鋼板では、上記のような冷間圧延上の問題は存在しな
いため、効率的な製造が可能となる。このような効果は
第三添加元素量が０．５ｗｔ％以上のように多量に含ま
れる場合に特に顕著であり、本発明によれば第三添加元
素群を多量に含む鋼板であっても冷間圧延が容易に実施
できる。
Ｎｂ、Ｓｎ、Ｓｂ或いはＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａ
ｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｍ等の元素を珪
素鋼板に添加し、磁気特性と機械的強度のバランスを図
った材料が知られている。しかしながら、従来技術では
鋼板の主添加成分であるＳｉ量が４ｗｔ％を超えると鋼
板自体が極めて硬くなり効率的な冷間圧延に適さなくな
る上に、上記の第三添加元素が鋼板の硬度を増加させる
作用を有するために、更に冷間圧延が困難となる。これ
に対し、本発明のように当初のＳｉ量が４ｗｔ％以下で
Ｓｉの浸透処理を最後に施すことにより製造される高珪
素鋼板では、上記のような冷間圧延上の問題は存在しな
いため、効率的な製造が可能となる。このような効果は
第三添加元素量が０．５ｗｔ％以上のように多量に含ま
れる場合に特に顕著であり、本発明によれば第三添加元
素群を多量に含む鋼板であっても冷間圧延が容易に実施
できる。
【００２３】
〔実施例１〕表１〜表１６に示される組成の珪素鋼を熱
延、冷延を経て薄板とした後、拡散浸透処理法を用いて
Ｓｉを添加し、上記各表に示されるようなＳｉ量に調整
した。なお、上記各表に各鋼板の最終板厚を併せて示
す。これら薄板の平均結晶粒径を測定すると共に、直径
２０ｍｍのパンチ、ダイスを用いて１０枚室温にて打ち
抜き加工を行い、それらの外観から加工性を評価した。
その結果を、平均結晶粒径とともに表１７〜表３２に示
す。
延、冷延を経て薄板とした後、拡散浸透処理法を用いて
Ｓｉを添加し、上記各表に示されるようなＳｉ量に調整
した。なお、上記各表に各鋼板の最終板厚を併せて示
す。これら薄板の平均結晶粒径を測定すると共に、直径
２０ｍｍのパンチ、ダイスを用いて１０枚室温にて打ち
抜き加工を行い、それらの外観から加工性を評価した。
その結果を、平均結晶粒径とともに表１７〜表３２に示
す。
【００２４】なお、各表に記載された加工性の評価指数
は、以下ような基準に基づくものである。 １０：割れなし ９：１、２枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ８：４、５枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ７：７、８枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ６：１０枚すべてに微細なクラックが観察されるが、目
視ではほとんどわからない程度 ５：２、３枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ４：４、５枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ３：７、８枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ２：１０枚すべてにクラックが観察されるが、小さく浅
い １：大きな割れが観察される
は、以下ような基準に基づくものである。 １０：割れなし ９：１、２枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ８：４、５枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ７：７、８枚に微細なクラックが観察されるが、目視で
はほとんどわからない程度 ６：１０枚すべてに微細なクラックが観察されるが、目
視ではほとんどわからない程度 ５：２、３枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ４：４、５枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ３：７、８枚にクラックが観察されるが、小さく浅い ２：１０枚すべてにクラックが観察されるが、小さく浅
い １：大きな割れが観察される
【００２５】表１７〜表３２に示されるように、０．０
１ｗｔ％以上の打ち抜き加工性改善元素を添加すること
によって、加工性が改善されることが判る。また、この
ような加工性の改善効果は、特にＳｉ量が比較的多い高
珪素鋼板においてより有効であることが判る。
１ｗｔ％以上の打ち抜き加工性改善元素を添加すること
によって、加工性が改善されることが判る。また、この
ような加工性の改善効果は、特にＳｉ量が比較的多い高
珪素鋼板においてより有効であることが判る。
【００２６】〔実施例２〕 表３３に示される組成の珪素鋼を熱延、冷延を経て薄板
とした後、拡散浸透処理法を用いてＳｉを添加し、Ｓ
ｉ：６．５ｗｔ％に調整した。最終板厚は０．３０ｍｍ
であった。これら薄板の平均結晶粒径を測定するととも
に、直径２０ｍｍのパンチ、ダイスを用いて１０枚室温
にて打ち抜き加工を行ない、それらの外観から加工性を
評価した。その結果を平均結晶粒径とともに表３４に示
す。なお、表３４に記載された加工性の評価指数は、実
施例１と同様の基準に基づくものである。表３４によれ
ば、拡散浸透処理によりＴｉ、Ｓｂ等に代表される元素
群の元素と、Ｎｉ等に代表される元素群の元素を複合添
加した場合でも、加工性が改善されることが判る。
とした後、拡散浸透処理法を用いてＳｉを添加し、Ｓ
ｉ：６．５ｗｔ％に調整した。最終板厚は０．３０ｍｍ
であった。これら薄板の平均結晶粒径を測定するととも
に、直径２０ｍｍのパンチ、ダイスを用いて１０枚室温
にて打ち抜き加工を行ない、それらの外観から加工性を
評価した。その結果を平均結晶粒径とともに表３４に示
す。なお、表３４に記載された加工性の評価指数は、実
施例１と同様の基準に基づくものである。表３４によれ
ば、拡散浸透処理によりＴｉ、Ｓｂ等に代表される元素
群の元素と、Ｎｉ等に代表される元素群の元素を複合添
加した場合でも、加工性が改善されることが判る。
【００２７】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、特定の成分
組成の下で第三添加元素を適量添加することにより、Ｓ
ｉ拡散浸透処理法により製造される高珪素鋼板の結晶粒
の微細化、さらには結晶粒界の強化が図られ、加えて加
工性に良好な不規則相の形成が促進される結果、剪断
性、打ち抜き性などの機械加工性を大幅に改善すること
ができる。
組成の下で第三添加元素を適量添加することにより、Ｓ
ｉ拡散浸透処理法により製造される高珪素鋼板の結晶粒
の微細化、さらには結晶粒界の強化が図られ、加えて加
工性に良好な不規則相の形成が促進される結果、剪断
性、打ち抜き性などの機械加工性を大幅に改善すること
ができる。
【００２８】
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【表６】
【００３５】
【表７】
【００３６】
【表８】
【００３７】
【表９】
【００３８】
【表１０】
【００３９】
【表１１】
【００４０】
【表１２】
【００４１】
【表１３】
【００４２】
【表１４】
【００４３】
【表１５】
【００４４】
【表１６】
【００４５】
【表１７】
【００４６】
【表１８】
【００４７】
【表１９】
【００４８】
【表２０】
【００４９】
【表２１】
【００５０】
【表２２】
【００５１】
【表２３】
【００５２】
【表２４】
【００５３】
【表２５】
【００５４】
【表２６】
【００５５】
【表２７】
【００５６】
【表２８】
【００５７】
【表２９】
【００５８】
【表３０】
【００５９】
【表３１】
【００６０】
【表３２】
【００６１】
【表３３】
【００６２】
【表３４】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 芳一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−267246（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−112439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−196358（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C23C 10/46
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５ｗｔ％
以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗｔ％以
下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％以下、
Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、
ＳｎおよびＳｂのうちの１種または２種以上を０．０１
〜１０ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からな
り、且つ平均結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓ
ｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪
素鋼板。 【数１】 - 【請求項２】 Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５ｗｔ％
以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗｔ％以
下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％以下、
Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓ
ｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍの
うちの１種または２種以上を０．０１〜１０ｗｔ％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平均結晶粒
径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透処理法に
より製造される加工性の優れた高珪素鋼板。 【数２】 - 【請求項３】 Ｓｉ：４〜７ｗｔ％、Ｂ：０．５ｗｔ％
以下、Ｃ：０．０５ｗｔ％以下、Ｎ：０．０３ｗｔ％以
下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下、Ｐ：０．４ｗｔ％以下、
Ａｌ：０．００５〜３ｗｔ％を含有し、これにＴｉ、
Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、ＳｎおよびＳｂのうちの１種または２
種以上の元素とＣｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｅ、Ａｓ、Ｍｏ、
Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇａ、ＧｅおよびＳｍのうちの１種または
２種以上の元素とを合計で０．０１〜１０ｗｔ％含有
し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、且つ平均
結晶粒径ｄ（ｍｍ）が下式を満足する、Ｓｉ拡散浸透処
理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板。 【数３】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720197A JP2998676B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720197A JP2998676B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3231133A Division JP2658660B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Ｓｉ拡散浸透処理法による加工性の優れた高珪素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176803A JPH09176803A (ja) | 1997-07-08 |
| JP2998676B2 true JP2998676B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=12214490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2720197A Expired - Lifetime JP2998676B2 (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Ｓｉ拡散浸透処理法により製造される加工性の優れた高珪素鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998676B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3968964B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2007-08-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ヒートシュリンクバンド用鋼板 |
| JP6044093B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2016-12-14 | 新日鐵住金株式会社 | Ｆｅ系金属板及びその製造方法 |
| WO2015099217A1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 주식회사 포스코 | 연질 고규소 강판 및 그 제조방법 |
| JP6375692B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2018-08-22 | 新日鐵住金株式会社 | 無方向性電磁鋼板とその製造方法及び無方向性電磁鋼板用熱延板とその製造方法 |
| JP6836318B2 (ja) * | 2015-11-25 | 2021-02-24 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板とその製造方法及び方向性電磁鋼板用熱延板とその製造方法 |
| KR102043289B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-11-12 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
| CN115198198B (zh) * | 2022-09-13 | 2022-12-23 | 张家港扬子江冷轧板有限公司 | 一种高速电机用无取向硅钢及其制备方法 |
-
1997
- 1997-01-27 JP JP2720197A patent/JP2998676B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09176803A (ja) | 1997-07-08 |
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