JP3504283B2 - 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法Info
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Description
の効果が消失しない磁区制御法による、極めて低い鉄損
をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法を提供するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】一般に鉄損は大きく分けて履歴損と渦電
流損の二つからなる。履歴損に影響を与える物理的な要
因として、上述の結晶方位の他に材料の純度や内部歪み
がある。また、渦電流損に影響を与える物理的な要因と
して、鋼板の電気抵抗(Si等の成分量)、板厚、磁区
幅の大きさ(結晶粒度)や鋼板に及ぼす張力等がある。
通常の方向性電磁鋼板では渦電流損が全鉄損の3/4以
上を占めるため、履歴損より渦電流損を下げる方が全鉄
損を下げる上でより効果的である。 【0003】このため、渦電流損に影響する磁区幅を小
さくすることにより、鉄損を改善するために、特公昭5
7−2252号公報には鋼板にレーザー処理を施す方法
が開示されている。しかし、この方法は後の歪取り焼鈍
によりその効果が消失するという問題点があった。 【0004】さらに、歪取り焼鈍により鉄損の低減効果
が消失しない磁区制御方法として、特公昭62−535
79号公報には、鋼板に機械的な歪みを加え、鋼板表面
に5μm超の溝と、後の熱処理により微細結晶粒を形成
させることにより、磁区細分化する方法が開示されてい
る。しかし、この磁区細分化の方法では、鋼板厚全部に
占める微細結晶粒が大きく、これにより磁束密度が若干
劣るという問題点があった。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】従来の磁区制御方法で
は、歪取り焼鈍によりその効果が消失し、方向性電磁鋼
板の低い鉄損値が保持できないという問題点があった。
また、溝と微細結晶粒が鋼板表面中に形成されていたと
しても、十分な磁気特性が得られないという問題点があ
った。本発明は、これらの問題点を解決した極めて低い
鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法を提供するもの
である。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決すべく
検討したところ、0.27mm以下の製品板厚を有する方
向性電磁鋼板で、鋼板表面に最大深さ5μm超の溝を有
する方向性電磁鋼板において、上記の溝は下記の式を満
足し、かつ微細結晶粒を地鉄中に有しないことを特徴と
することにより、極めて低い鉄損が得られることが判っ
た。 d/w≧0.3 …………… (1) d:溝最大深さ w:溝最大幅 【0007】鉄損低減の理由は、鋼板表面に(1)式を
満足する幅が狭くて深さが深い溝が形成されることによ
り、溝近傍の反磁界係数が増加し、磁区細分化されたも
のと推定される。また、この方向性電磁鋼板を得る一つ
の方法として、脱炭焼鈍ついで最終仕上焼鈍を施したの
ち、鋼板表面に局所的に歪みを導入して、最大深さ5μ
m超の(1)式を満足する溝を形成する。その後の加熱
過程では微細結晶粒が発生するが、さらに1000℃以
上の温度の還元雰囲気中で加熱処理すれば、鋼板中の微
細結晶粒を消滅する方法があることが判った。 【0008】以下、具体的に説明する。まず、従来の特
公昭62−53579号公報に開示されているような、
鋼板表面中に微細結晶粒と溝を形成する方法では、鋼板
厚全部に占める微細結晶粒が大きく、磁束密度が若干劣
るという問題点があった。そこで本発明者等は、溝のみ
により磁束密度の向上を得ることを考えた。 【0009】さらに、本発明者等は、従来の方法では溝
の断面形状が制御されておらず、鉄損の向上代が溝の断
面形状によって異なることが判明した。そこで、溝の断
面形状に着眼し、その磁気特性に対する影響について調
査した。その結果、溝の形状は深くて幅が狭い方が良好
な鉄損値が得られることが判明した。つまり、溝の最大
深さをd、溝の最大幅をwとすると、d/wが0.3以
上で良好な鉄損値が得られることが判明した。図1にd
/wに対する鉄損の関係を示す。これは、板厚0.27
mmの結果である。 【0010】この溝形状による鉄損低減の理由は、溝の
形状のd/wが大きくなればなるほど、溝近傍の反磁界
係数が増加し、これにより静磁エネルギーが増加し、そ
の結果、磁区が細分化されるものと推定される。 【0011】なお、特開平4−88121号公報では、
エッチング処理により鋼板表面に連続または非連続の線
状溝を形成することを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板
の製造方法が開示されている。しかし、これには、溝の
幅に対する深さの影響については何も言及されていな
い。また、実施例によると、上記公報によりエッチング
処理による方法では浅く幅広い溝形状になりやすく、
(1)式を満足するような溝は必ずしも得られていな
い。したがって本発明とは異なるものと言える。 【0012】さて、特公昭62−53579号公報に開
示された、微細結晶粒が形成されるような750℃以上
の熱処理条件では、微細結晶粒の存在により磁束密度が
低下する。そこで、本発明では微細結晶粒を消滅させる
ため、1000℃以上の温度の還元雰囲気中で加熱処理
することにより微細結晶粒を消滅させることを考え、こ
れにより望ましい溝形状を有する鋼板を得た。さらに、
この高温域で焼鈍することは、微小歪みの開放が促進さ
れ、鋼板中の不純物の純化が促進されることによる鉄損
向上も望まれる。また、双晶の消滅効果も期待できる。 【0013】 【作用】次に本発明における、製品の製造条件を前記の
ように限定した理由を、詳細に説明する。磁区細分化処
理を施す方向性電磁鋼板の板厚は、低鉄損を得るため
0.27mm以下が望ましい。これ以上では良好な鉄損が
得られないからである。 【0014】また、方向性電磁鋼板に、下記式を満足す
る5μm超の溝を、鋼板表面に形成する。この下限5μ
mは、これ以下では十分な磁区細分化が行われないので
限定した。また、d/wの下限0.3は、溝近傍の反磁
界係数を増加させ、鉄損の向上代を得るため限定した。 d/w≧0.3 この時、dは溝の最大深さ、wは溝の最大幅である。図
2に溝形状の模式図を示す。最大とは断面形状で一番長
い部分のことを言う。この時の溝の幅は100μm以
下、圧延方向の間隔は1mm以上、溝の角度は圧延方向に
対し直角から45°の範囲とすることが望ましい。 【0015】この溝を形成する方法として、機械的研削
による方法、ウォータージェットによる方法、レーザ光
線による方法等が考えられるが、できるだけ歪みが加わ
らない手法が望ましい。さらに、溝周辺のカエリもでき
るだけ最小限に止めることが望ましい。また、この溝の
形成処理は、冷間圧延後、脱炭焼鈍ついで仕上焼鈍後に
処理される。 【0016】次に、溝の形状がd/w≧0.3を満足
し、微細結晶粒を有しない、上記磁区制御方向性電磁鋼
板を得る一つの方法として、仕上焼鈍後の方向性電磁鋼
板の鋼板表面に、局所的に歪みを導入してd/w≧0.
3を満足する深さ5μm超の溝を形成し、その後に10
00℃以上の温度の還元雰囲気中で加熱処理し、微細結
晶粒を消滅させる方法がある。 【0017】仕上焼鈍後の方向性電磁鋼板の鋼板表面へ
局所的に歪みを導入する方法としては、特公昭62−5
3579号公報に開示してあるように、歯形ロール、歯
形プレス等により圧力をかけて、地鉄部分に5μm超の
d/w≧0.3を満足する溝を形成させる。この時の歯
形の先端はできるだけ鋭い方が、幅が狭く深い溝を形成
することができる。 【0018】さらに、局所的に歪みを導入した後には、
歪みを除去し、後に加熱処理の途中段階で形成される微
細結晶粒を消滅させるため、1000℃以上の温度の還
元雰囲気中で加熱処理する。下限の1000℃は、これ
以下では微細結晶粒の消滅が困難なので限定した。また
還元雰囲気は、鋼板の純化、微細結晶粒の消滅を促進さ
せるために限定した。この時、焼鈍時間は5時間以上が
望ましい。以上により得られた鋼板には、さらに絶縁皮
膜を塗布することにより、磁気特性の向上が望まれる。 【0019】 【実施例】0.22mmの最終製品板厚まで冷間圧延を施
した方向性電磁鋼板素材に、脱炭焼鈍ついで最終仕上焼
鈍を施したのち、鋼板表面に深さ15μmの溝を形成し
た。この時の溝は圧延方向に対し直角から15°の方向
で直線状であった。また溝の間隔は5mmピッチであっ
た。この溝の形成方法として、刃先の鋭い歯形ロールに
より局所的に歪みを付与し溝を形成させた。この時、歯
形ロールの刃の幅先は、(a)120μmと(b)80
μmと(c)30μmの3つのロールを用いた。 【0020】次に、(x)では850℃で5時間、還元
雰囲気中で焼鈍を行った。また焼鈍条件(y)では12
00℃で25時間、還元雰囲気中で焼鈍を行った。この
時、(x)では溝の直下に約100μmの微細結晶粒が
存在していた。(y)では溝のみが形成されていた。 【0021】この時形成された溝の形状は表1に示すよ
うであった。ここで、dは溝の最大深さ、wは溝の最大
幅である。また、得られた磁気特性は表1に示すよう
に、鋼板表面に微細結晶粒を有せず、溝のみを有するこ
とにより、良好な磁気特性が得られている。また、溝の
形状比d/wが0.3以上で良好な磁気特性が得られて
いる。 【0022】 【表1】 【0023】 【発明の効果】本発明によれば、歪取り焼鈍を行って
も、極めて低い鉄損をもつ方向性電磁鋼板の製造方法が
得られ、これらの電磁鋼板は巻き鉄心トランス用のみな
らず積み鉄心用トランスとしても使用でき、その工業的
効果は極めて大である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 0.27mm以下の最終製品板厚まで冷間
圧延を施した方向性電磁鋼板素材に、脱炭焼鈍ついで最
終仕上焼鈍を施したのち、鋼板表面に局所的に歪みを導
入して、下記の式を満足する最大深さ5μm超の溝を形
成し、その後に1000℃以上の温度で焼鈍時間5時間
以上還元雰囲気中で加熱処理することを特徴とする極め
て低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法。 d/w≧0.3 d:溝最大深さ w:溝最大幅
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30677892A JP3504283B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30677892A JP3504283B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06158166A JPH06158166A (ja) | 1994-06-07 |
JP3504283B2 true JP3504283B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=17961156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30677892A Expired - Lifetime JP3504283B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 極めて低い鉄損をもつ一方向性電磁鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3504283B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101719231B1 (ko) * | 2014-12-24 | 2017-04-04 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
CA3075609C (en) | 2017-09-28 | 2022-06-21 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP30677892A patent/JP3504283B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06158166A (ja) | 1994-06-07 |
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