JP3962155B2

JP3962155B2 - 無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP3962155B2
Application number: JP10467898A
Authority: JP
Inventors: 高英島津
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JPH11293338A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気産業分野でのモータや小型トランスのコアに使用される無方向性電磁鋼板の製造方法に関するものであり、特に、地球環境問題を解決する無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】
近年、地球環境の観点から、スクラップのリサイクルが大きな課題となってきた。このため、製鉄業でいえば、鉄鉱石を高炉で還元した溶銑を製鋼原料として使用する方法から自動車や空き缶などのスクラップを多量消費する製鋼法に大きく転換する動きが始まっている。
【０００３】
しかしながら、特に自動車の成分組成に関して言えば、エンジンやバッテリーなどの部品を除いた標準プレス品では、Ｃｕ量が１％以上もあり、このことがリサイクルへのネックになっている。なぜなら、従来、Ｃｕ量が０．３％以上では熱延での脆化割れが生じたため鉄鋼製品とならなかった。なお、自動車のプレス品にＣｕ含有量が多いのは、モータなどの電装部品の数が多く、この電装部品の銅線のためである。
【０００４】
また、例えば、食缶からＳｎ、ステンレス鋼板からＮｉ，Ｃｒなどが混入し、これらの不純物を有効利用方法が現在まで提案されてこなかった。例えば、特開平７−２６８５６８号公報でスクラップから混入する不純物を積極活用する技術を提案したが、０．３％超のＣｕ量に対しては方策がなかった。
【０００５】
また、特公平４−７１９８９号公報では、Ｃｕによる熱間脆性割れを０．１％以上のＮｉ添加によって回避しているが、Ｎｉ添加コストの問題があった。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑み、安価な鉄スクラップを多量消費する道を切り開き、且つ、脆性問題と製品表面性状の問題とを解消しつつ、従前の優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
(１) 重量％で、
Ｃ ≦０．００５％、Ｓｉ：１．０〜４．０％、
Ａｌ≦４％、Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．２％、Ｓ ≦０．００５％、
Ｎ ≦０．００４％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、
Ｃｕ：０．３％超〜２％、Ｎｉ：０．００５〜０．１％、
Ｃｒ：０．００５〜０．２％、Ｖ：０．０００１〜０．００８％、
Ｂ ≦０．００５％、Ｔｉ≦０．０１％、
Ｎｂ≦０．０１％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる熱延板を、熱延板焼鈍を実施または実施することなく、次いで冷延し、焼鈍することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。および、
(２) 重量％で、
Ｃ ≦０．００５％、Ｓｉ：１．０〜４．０％、
Ａｌ≦４％、Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．２％、Ｓ ≦０．００５％、
Ｎ ≦０．００４％、Ｓｎ：０．００１〜０．２％、
Ｃｕ：０．３％超〜２％、Ｎｉ：０．００５〜０．１％、
Ｃｒ：０．００５〜０．２％、Ｖ：０．０００１〜０．００８％、
Ｂ ≦０．００５％、Ｔｉ≦０．０１％、
Ｎｂ≦０．０１％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる熱延板を、熱延板焼鈍を実施または実施することなく、次いで冷延し、焼鈍してからスキンパス冷延することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法である。
【０００８】
本発明のポイントは、以下の通りである。
Ｓｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖなどを含有する成分系においては、Ｃｕ量が０．３％超で、なお且つＳｉ量が１％未満では、熱間圧延で端面割れ、表面割れによる疵が発生して、製品表面疵となる。しかし、同様の高Ｃｕ系でも、Ｓｉ量が１％以上では、熱間脆性が全く発生せず、製品での表面欠陥もないことを発見したことである。即ち、１％以上のＳｉ成分系で、例えば自動車スクラップの高Cu素材を多量に消費することが初めて可能となった。
【０００９】
一般的な述べかたをするが、無方向性電磁鋼板の歴史には、古くて長いものがある。１９００年、Ｂａｒｒｅｔらによる鉄にＳｉを添加することで鉄損が飛躍的に改善されることが発見された。以来、１００年に渡って、営々と製造技術者によって実施されてきたことは、Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｎ以外の全ての不純物成分を如何に減少させるかであったし、そのたゆまぬ努力は、少しずつではあるが着実な成果として磁気特性に反映されてきた。その大いなる技術の流れから言えば、不純物を増やすことは、道理外ではある。しかしながら、一口に不純物として片づけず、一つ一つの元素を丹念に精査することにより、本発明は、不純物と見なされてきた元素を不純物としない技術としたもので、安価スクラップ多量消費の方策を開拓したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
Ｃ量は０．００５％以下とする。限定したのは、これ以上のＣ量では磁気時効に問題があるためである。
【００１１】
Ｓｉ量は１．０〜４．０％とする。Ｓｉ量が１．０％未満では、Ｃｕ量を０．３％を越えて含有する成分系では、熱間脆性により疵が発生するため不可である。一方、４．０％超では鋼板の冷間での脆性問題が生じるので避けなければならない。なお、公知の如く、Ｓｉが増加すれば鉄損が改善される。
【００１２】
Ａｌ量を４％以下に制限する。Ａｌ量が４％超では、鋼板の冷間での脆性問題が生じるので避けなければならない。なお、Ａｌも増加すれば鉄損が改善される。
【００１３】
Ｍｎ量は２％以下とする。Ｍｎ量は２％超では、焼き入れ組織が形成されて、鋼板の冷間での脆性問題が生じるので不可である。なお、Ｍｎも増加すれば鉄損が改善される。
【００１４】
Ｐは０．２％以下とする。Ｐは鋼板剛性を改善するが、０．２％超では凝固偏析して、冷間での脆性問題が生じるので不可である。
Ｓ量を０．００５％以下とする。Ｓ量が０．００５％を超えると、ＭｎＳの析出物が増え、鉄損が劣化するので避ける。
【００１５】
Ｎ量は０．００４％以下に制限する。０．００４％超では、ブリスターと称されるフクレ状の表面欠陥が生じるためである。
Ｓｎ量は０．００１〜０．２％とする。限定理由は、本発明のスクラップ利用の観点からＳｎ量を０．００１％以上とすること、また、０．２％超ではスクラップ以外のＳｎ原料を添加する必要があってコストがかかるためである。
【００１６】
Ｃｕ量は０．３％超〜２％以下に制限する。Ｃｕ量の下限を０．３％超としたのは、０．３％以下ではＣｕ疵の問題がないためで、また、２％超ではスクラップ以外のＣｕ原料を添加する必要がありコストアップになるためである。
【００１７】
Ｎｉ量は、０．００５〜０．１％とする。本発明のスクラップ利用の観点から、０．００５％以上とする。また、０．１％超ではスクラップ以外のＮｉ原料を添加する必要があってコストがかかるためである。
【００１８】
Ｃｒ量は、０．００５〜０．２％とする。本発明のスクラップ利用の観点から、０．００５％以上とする。また、０．２％超ではスクラップ以外のCr原料を添加する必要があってコストがかかるためである。
【００１９】
Ｖ量は０．０００１〜０．００８％に限定する。スクラップ利用の観点から、Ｖ量は、０．０００１％以上とする。また、Ｖ量が０．００８％を超えると、特に（Ｍｎ，Ｃｕ）ｘＳが微細析出して結晶粒成長を阻害して、鉄損が劣化する。このため、Ｖ量を０．０００１〜０．００８％に規制する。
【００２０】
Ｂ量は０．００５％以下に制限する。Ｂは磁気特性を改善する元素として知られているが、０．００５％を超えると脆化して割れの問題が生じるので、０．００５％以下とする。
【００２１】
Ｔｉ量は０．０１％以下に制限する。Ｔｉを含むと、特にＳｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖを含有する成分系で、鉄損が劣化する。この限界は０．０１％である。
Ｎｂ量は０．０１％以下に制限する。Ｎｂを含むと、特にＳｎ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖを含有する成分系で、鉄損が劣化する。この限界は０．０１％である。
【００２２】
熱延のスラブ加熱は特に制限しないが、微細析出物を防止する目的で低温が良く、９５０〜１２００℃が好ましく、次いで、通常の熱間圧延を行う。
【００２３】
熱延板焼鈍を実施すると、知られているようにフェライト単相の成分系でリジングと呼ばれる縦縞状の表面欠陥を防止することができるし、また磁束密度を向上させることができるが、焼鈍コスト面から省略することも可能ではある。熱延板焼鈍は長時間のバッチ焼鈍、短時間の連続焼鈍のいづれも可能であり、焼鈍温度は、通常の６００〜１２００℃が好ましい。
【００２４】
熱延板焼鈍の前、もしくは後に酸洗を行い、次いで、通常の冷延を施す。
冷延後は、脱脂して、連続焼鈍に供される。焼鈍の温度は、６００〜１２００℃程度で良いが、鉄損を改善するには結晶粒径を１５０μｍ前後にするのが好ましい。この焼鈍の後は有機質と無機質の混合した絶縁被膜を塗布、焼付けする。
【００２５】
コンプレッサーモータ用途などで顧客での磁性焼鈍がある場合は、絶縁皮膜のコーティングのあとにスキンパス圧延と称される２〜１５％程度の軽圧下圧延が採用される。この時、コーティングはスキンパス圧延の後に実施されても問題ない。
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２６】
【実施例】
〔実施例１〕
各種成分を含有する鋼塊を真空溶解で作製し、加熱温度を１０００℃として、熱延を行い、１．７mm厚の熱延板を得た。この熱延板に９５０℃×１分の均熱焼鈍を窒素ガス中で処理したものと熱延板焼鈍を実施しないものを造り、空冷後、酸洗し、冷延し板厚０．５０mmとした。次いで、連続焼鈍を８５０℃で１５秒均熱、水素中で実施した。次いで、無機・有機混合のコーティングを塗布焼付し、２μｍ厚の絶縁皮膜を形成した。磁気特性は、１００mm×１００mmの単板試料のＬとＣ方向とを測定し平均化した。
【００２７】
また、成分分析も行い、それらの結果を表１に示す。なお、疵については、熱延板での端面クラックまたは製品板での表面欠陥が一個所でも発生したものを疵「有り」とし、全くないものを「なし」とした。熱延板焼鈍については、実施したものを「有り」、しないものを「なし」として表１に示した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
本発明の範囲内の成分条件で、特に１％以上のＳｉ量と０．３％超Ｃｕ量の組み合わせが、優れた表面性状を示し、なお且つ磁気特性も良好であることが分かった。
【００３０】
〔実施例２〕
実施例１の実験Ｎｏ．５の最終焼鈍板（絶縁皮膜付き）を使って、５％スキンパス圧延を実施後、７５０℃×２時間の磁性焼鈍を窒素中で行ってから鉄損Ｗ15/50 を測定すると２．７w/kgと良好な磁性が得られ、また表面欠陥も認められなかった。
【００３１】
【発明の効果】
以上の如く、鉄スクラップを活用する無方向性電磁鋼板の成分系を開拓した。

Claims

重量％で、
Ｃ ≦０．００５％、
Ｓｉ：１．０〜４．０％、
Ａｌ≦４％、
Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．２％、
Ｓ ≦０．００５％、
Ｎ ≦０．００４％、
Ｓｎ：０．００１〜０．２％、
Ｃｕ：０．３％超〜２％、
Ｎｉ：０．００５〜０．１％、
Ｃｒ：０．００５〜０．２％、
Ｖ：０．０００１〜０．００８％、
Ｂ ≦０．００５％、
Ｔｉ≦０．０１％、
Ｎｂ≦０．０１％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる熱延板を、熱延板焼鈍を実施または実施することなく、次いで冷延し、焼鈍することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
重量％で、
Ｃ ≦０．００５％、
Ｓｉ：１．０〜４．０％、
Ａｌ≦４％、
Ｍｎ≦２％、
Ｐ ≦０．２％、
Ｓ ≦０．００５％、
Ｎ ≦０．００４％、
Ｓｎ：０．００１〜０．２％、
Ｃｕ：０．３％超〜２％、
Ｎｉ：０．００５〜０．１％、
Ｃｒ：０．００５〜０．２％、
Ｖ：０．０００１〜０．００８％、
Ｂ ≦０．００５％、
Ｔｉ≦０．０１％、
Ｎｂ≦０．０１％
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる熱延板を、熱延板焼鈍を実施または実施することなく、次いで冷延し、焼鈍してからスキンパス冷延することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。