JPH01208421A - 鉄損の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板 - Google Patents

鉄損の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板

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JPH01208421A
JPH01208421A JP63033320A JP3332088A JPH01208421A JP H01208421 A JPH01208421 A JP H01208421A JP 63033320 A JP63033320 A JP 63033320A JP 3332088 A JP3332088 A JP 3332088A JP H01208421 A JPH01208421 A JP H01208421A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、鋼板の表面に磁区制御を施した、鉄損の著し
く優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法に関す
る。
(従来の技術) 高磁束密度一方向性電磁鋼板の表面に、圧延方向とほぼ
直角の方向に、人為的に磁区制御を施すことにより、鉄
損を低減させる方法が知られている。即ち、特開昭55
−18566号公報、特開昭58−73724号公報に
おける、間隔をもってレーザービームを照射する方法、
特開昭61−96036号公報における、間隔をもって
侵入体を形成させる方法、特開昭61−117218号
公報における、間隔をもって溝を形成させる方法、特開
昭61−117284号公報における、間隔をもって、
地鉄の一部を除去し、リン酸系張力付加被膜を施す方法
、特開昭62−151511号公報における、間隔をも
ってプラズマ炎を照射する方法等が開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 前述の人為的磁区制御技術の適用により、高磁束密度一
方向性型[m板の鉄損をかなり向上させることが可能に
なった。
しかし、鉄損が一層優れ、且つ鉄…のばらつきの小さい
材料に対する電機業界の要望は益々強く、更なる材料の
高性能化が必要である。
(課題を解決するための手段) 張力コーティングを有し、二次再結晶後に圧延方向とほ
ぼ直角の方向に磁区制御処理を施した高磁束密度一方向
性電磁鋼板について、二次再結晶粒の平均粒径を一定範
囲に制御することにより、著しく優れた鉄損が得られる
ことを知見し、本発明に至った。
以下に本発明に至った経緯について説明する。
[実験1〕 Si3.2%を含有し、インヒビターとして、MnS 
MnSe、 CuxS、  A I! Nのうち1種又
は2種以上を活用し、最終冷延の板厚を0.17m/m
とし、脱炭焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布し、鋼板をフ
ラットな状態に保って高温仕上焼鈍を施し、焼鈍分離剤
を除去して種々の一方向性電磁鋼板を得、これ等の鋼板
に鋼板の単位断面積当りの張力が1.okg/mm” 
 (片面当り)となる張力コーティングを施し、鋼板の
表面に、圧延方向と直角の方向にエネルギー密度2.O
J/c+fl、照射幅0.25m/m、照射間隔5 m
/mでパルスレーザ−を照射し、磁束密度B。
(磁化力800A/mにおける磁束密度)と鉄損W15
150を測定した。表面被膜を除去し、二次再結晶粒の
圧延面内における粒径を、圧延方向、圧延方向と45゛
方向及び圧延方向と90゛方向について線分法で測定し
、平均粒径を求めた(本発明にかかわる平均粒径はすべ
てこの方法による)。
平均粒径及び磁束密度B8と鉄損W15150の関係を
第1図に示す。
第1図において横軸は平均粒径であり、縦軸は磁束密度
B5である。符号(◎○Δ×で示す)は鉄損W1515
0を示す。
第1図から明らかなように、平均粒径がl1m/m以上
で且つ、B8が1.88 T以上の場合、特に良好な鉄
損が得られることが判明した。
〔実験■〕
焼鈍分離剤の塗布迄、実験1と同様な方法で処理し、治
具を用い、鋼板を圧延方向に曲率半径300m/m及び
800m/mに曲げた状態で高温仕上焼鈍を施し、焼鈍
分離剤を除去し、鋼板の平坦化焼鈍を行い、その後、実
験■と同様の方法で、張力コーティングとレーザー照射
を施し、磁束密度B8と二次再結晶粒の平均粒径を測定
した。曲率半径及び平均粒径と88の関係を第2図に示
す。
第2図において横軸は平均粒径であり、縦軸はB8であ
る。符号(○Δで示す)は曲率半径を示す。
第2図から明らかなように、鋼板を曲げた状態で高温仕
上焼鈍を行った場合、平均粒径が大きくなり過ぎると8
8が劣化する傾向が認められ、平均粒径が50m/mを
越えるとB8が著しく劣化することが判明した。平均粒
径が50m/mを越える場合、B8が劣化し、このため
鉄損が劣化することが第1図より推定される。
なお、高温仕上焼鈍は高温、長時間を要するため、通常
コイル状に巻いた状態で、端面を上下方向として、焼鈍
されている。この場合の曲率半径は大略300〜800
m/m程度である。コイルの曲率半径を大きくすれば、
設備規模が大きくなり、製造コスト面で不利になる。
実験I、実験Hの結果から、コイル状に巻いた状態で焼
鈍する通常の方法で高温仕上焼鈍を施し、張力コーティ
ングを有し、二次再結晶後に圧延方向とほぼ直角の方向
に磁区制御処理を施した高磁束密度一方向性電磁鋼板に
ついて、二次再結晶粒の平均粒径を11〜50m/mに
制御することにより、著しく優れた鉄損が得られること
が明らかになった。
〔実験■〕
C? 0.065%、Si : 3.0%、Mn:0.
075%、S : 0.025%、酸可溶性Affi 
: 0.0260%、N:0.0085%、残余:不可
避的に混入する元素を含有する珪素鋼スラブを1350
℃で120分加熱し、板厚1.1〜5.0 m/mに熱
延し、1120℃で2分間熱延板焼鈍を施し、950℃
迄15℃/秒で冷却し、950〜200℃を30℃/秒
で冷却し、板厚0.285m/m迄冷延し、75%H2
,25%N2の湿潤雰囲気中で、850℃で3分間、脱
炭焼鈍を施し、マグネシャを主とする焼鈍分離剤を塗布
し、鋼板をフラットに保って、高温仕上焼鈍を行った。
高温仕上焼鈍においては、昇温中雰囲気を75%Hz、
25%N2とし、昇温速度15”C/時間で1200℃
迄昇温し、水素雰囲気で、1200℃で20時間焼鈍し
た。製品の磁束密度B8と二次再結晶粒の平均粒径を測
定し、冷延圧下率とB6及び平均粒径の関係を第3図に
示す。
第3図において、横軸が冷延圧下率であり、縦軸が、B
、及び平均粒径である。
第3図から明らかなように、冷延圧下率が83〜92%
の範囲で、平均粒径11〜50m/m、磁束密度B8が
1.887以上の高磁束密度一方向性電磁鋼板が得られ
る。
次に材料成分その他の条件の限定理由について述べる。
C: 0.12%以下が望ましい。0.12%を超える
と脱炭焼鈍における脱炭が困難となる。Si:2.5〜
4.5%が望ましい。2.5%未満では良好な鉄損が得
られず、4.5%を超えると加工性が劣化する。Mn:
 0.030〜0.200%が望ましい。
0、030%未満では加工性が劣化し、0.200%を
超えると良好な鉄損が得られない。S又はSeの1種又
は2種の合計70.01〜0.06%が望ましい。0.
01%未満、又は0.06%を超えると良好な鉄損が得
られない。酸可溶性へf:0.010〜0、050%が
望ましい。0.010%未満では、良好な磁束密度が得
られず、0.050%を超えると、二次再結晶が不良と
なる。N : 0.0030〜0.0100%が望まし
い。Q、0030%未満では、二次再結晶が不良となり
、0.0100%を超えると、ブリスターきずが発生す
る。
熱延終了後、最終冷延を行う迄に少くとも一度、105
0〜1200℃の温度範囲で焼鈍し急冷処理を行わない
と、良好な製品磁気特性が得られない。
鋼板の単位断面積当りの表面被膜(フォルステライトを
含む)による張力は片面当り0.7kg/mj以上とす
る。0.7kg/−未満では良好な鉄損が得られない。
磁化力800 A/mにおける磁束密度が1、88 T
以上で良好な鉄損特性が得られる。1.88T未満では
、良好な鉄損が得られない。
(作用) 二次再結晶の平均粒径が11〜50m/mで、鋼板の単
位断面積当りの張力が0.7kg/nu”  (片面当
り)以上となる表面被膜を有し、磁化力800A/mに
おける磁束密度1.88 T以上で、鋼板表面に圧延方
向とほぼ直角の方向に人為的に磁区制御を施した高磁束
密度一方向性電磁鋼板で、著しく優れた鉄損が得られる
平均粒径11m/m未満の場合鉄損が劣化する原因は、
本発明にかかわる磁区制御材の場合、細かい粒界が鉄損
を最小とする磁区形成パターンに対し有害となっている
ものと考えられる。鋼板を曲げた状態で高温仕上焼鈍す
る場合(工業製品ペース)に平均粒径50m/m超で、
Bllが低下するのは、高温焼鈍後の平坦化焼鈍による
圧延面からのゴス方位のずれ等が関与しているものと考
えられる。
八QNを主インヒビターとして活用する一方向性電磁鋼
板の製造において、熱延後、最終冷延を行う迄に少くと
も一度1050〜1200℃の温度範囲で焼鈍し、この
焼鈍の後、急冷し、圧下率83〜92%で最終冷延を行
うことにより、磁束密度B8が1.88 T以上で、二
次再結晶粒の平均粒径が11〜50m/mの高磁束密度
一方向性電磁鋼板が得られる。
(実施例) 実施例1 c : o、 o s o%、Si:3.2%、Mn:
0.075%、酸可溶性Affi : O,0250%
、N : 0.0085%、を含有し、S:0.025
%又はQ、015%、Se : 0.020%、Sn 
: O,L 2%、Cu:Q、07%、Sb:0.02
0%のうちから選ばれた1種又は2種以上を含有する珪
素鋼スラブを1350℃で120分加熱し、熱延し、0
.9〜4.4 m/mの各板厚の熱延板とした。
この熱延板を1000〜1220℃の各種温度で100
秒間焼鈍し、950℃迄15℃/秒で冷却し、950〜
300℃を35℃/秒で冷却した。
その後、下記に示す製造プロセス1.IIにより、最終
冷延前迄処理した。製造プロセスlの場合、熱延板焼鈍
後直ちに最終冷延を行った。
製造プロセス■の場合、熱延板焼鈍後、所定の厚み迄中
間冷延を行い、1000℃で100秒間焼鈍し、300
℃迄25℃/秒で冷却し、その後、最終冷延を行った。
最終冷延後、75%N2.25%N、の湿潤雰囲気中で
、850℃で3分間、脱炭焼鈍を施し、マグネシャを主
とする焼鈍分離剤を塗布し、曲率半径約400m/mで
コイル状に巻き、高温仕上焼鈍を行った。高温仕上焼鈍
においては、昇温中雰囲気を75%N2.25%N2と
し、昇温速度15℃/時間で、1200″C迄昇温し、
水素雰囲気で1200″Cで20時間焼鈍した。その後
、焼鈍分離剤を除去し、次に示すA、B、C,Dの4種
の方法による磁区制御処理、張力コーティング、焼鈍等
を行った。
A法においては、鋼板の単位断面積当りの張力が1.0
 kg / mj (片面当り)となるよう、張力コー
ティングを行い、コーティングの焼付けを兼ねて、85
0℃で30秒間の平坦化焼鈍を施し、鋼板の表面に、圧
延方向と直角の方向に、エネルギー密度2. OJ /
 cA、照射幅0.25m/m 、照射間隔5 m/m
でパルスレーザ−を照射した。
B法におては、A法で処理した後、sb金属粉を塗布し
、800℃で2時間焼鈍した。
C法においては、鋼板の表面に、圧延方向と直角の方向
に、エネルギー密度3. OJ /ci、照射幅0.2
m/m、照射間隔5 m/mでパルスレーザ−を照射し
、フォルステライト層を部分的に除去し、61%硝酸液
中に20秒間浸漬し、鋼板の単位断面積当りの張力が1
.0 kg / mj (片面当り)となるよう、張力
コーティングを行い、コーティングの焼付けを兼ねて、
850℃で30秒間の平坦化焼鈍を行った。
D法においては、歯車ピッチ8m/m、歯車先端曲率半
径100μm、刃の傾きが圧延方向に対して75°であ
る歯車型ロールにより荷重180kgZ胴2で歪導入を
行い、鋼板の単位断面積当りの張力が1.0 kg /
 mj (片面当り)となるよう、張力コーティングを
行い、コーティングの焼付けを兼ねて、850℃で30
秒間の平坦化焼鈍を行った。
A法、B法、C法又はD法により処理した後、磁束密度
B8及び鉄損を測定し、しかる後、表面被膜を除去し、
酸洗し、二次再結晶粒の圧延面内における平均粒径を測
定した。
材料の成分、熱延板の板厚、製造プロセス(I又は■)
、熱延板焼鈍の均熱温度、中間冷延後の板厚、最終冷延
後の板厚、最終冷延の圧下率、二次再結晶粒の平均粒径
、磁区制御法(A、  B、  C又はD)、磁束密度
Bll、鉄損を第1表に示す。
第1表に明らかなように、本発明例の場合に著しく鉄損
の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板が得られる。
(発明の効果) 本発明により、鉄損の著しく低いトランスの鉄芯等の材
料の供給が可能となり、トランス等電気機器のエネルギ
ー損が大幅に節減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋼板をフラットな状態で高温仕上焼鈍を施した
張力コーティングを有する一方向性電磁鋼板の表面にレ
ーザー照射により磁区制御を施した後の磁束密度B8及
び二次再結晶粒の平均粒径と鉄損W 15150の関係
を示す図である。 第2図は鋼板を曲げて高温仕上焼鈍を施した後、平坦化
焼鈍を行い、張力コーティングを施し、表面にレーザー
照射により磁区制御を施した一方向性電磁鋼板の磁束密
度B8を高温仕上焼鈍時の鋼板の曲率半径及び二次再結
晶粒の平均粒径との関係で示した図である。 第3図は最終冷延圧下率と、鋼板をフラットな状態で高
温仕上焼鈍を施した後の、磁束密度B8及び二次再結晶
粒の平均粒径の関係を示す図である。 石り未遼度8B(T) 第3図 手続補正書 (自発) 1、事件の表示 昭和63年特許願第33320号 2、発明の名称 鉄損の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式會社 代表者 齋  藤    裕 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内皿丁目4番1号 6、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明(+)
  特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)明細書3頁15行「電機業界の」を削除する。 (3)同4頁6〜7行「インヒビターとして、MnS。 MnSe、 CuxS、 AjNのうち」を[インヒビ
ターとして、AjNの外に、MnS、 MnSe、 C
uxS、 Sn+ SbのうちJと補正する。 (4)同4頁13行「(片面当り)」を削除する。 (5)同5頁14行’300m/m及び800m/mに
」を’400m/mに」に補正する。 (6)同5頁18〜19行「曲率半径及び平均粒径と8
8の関係」を「平均粒径とBiの関係」に補正する。 (7)同6頁1〜2行「符号(○△で示す)は曲率半径
を示す。」を削除する。 (8)同6頁12〜13行「この場合の曲率半径は大略
300〜800m/m程度である。」を[この場合のコ
イル内周部の曲率半径は大略400m/m以下である。 」に補正する。 (9)同7頁10〜11行U950℃迄15℃/秒で冷
却し、950〜200 ’Cを30℃/秒で冷却し、」
を「300℃迄を30’C/秒で冷却し、」に補正する
。 00)同9頁11行「片面当り」を削除する。 (11)同9頁18〜19行「(片面当り)」を削除す
る。 Q2)  同11i11〜12行r950℃迄15℃/
秒で冷却し、950〜300℃を」を「300℃迄を」
に補正する。 03)同12頁12行、13頁5行及び13行「(片面
当り)」を削除する。 圓 同15頁第1表を別紙の通り補正をする。 05)同16頁14〜15行「高温仕上焼鈍時の鋼板の
曲率半径及び」を削除する。 0ω 第1図〜第3図を別紙の通り補正する。 特許請求の範囲 (1)最終冷延板に脱炭焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布
して、コイル状に巻きとり、高温仕上焼鈍を施し、焼鈍
分離剤を除去して、平坦化焼鈍を施し、平坦化焼鈍の前
又は後に鋼板の単位断面積当り張力が0.7kg/mm
2以上となる張力コーティングを施し、二次再結晶後、
張力コーティング又は平坦化焼鈍の前又は後に、鋼板表
面に人為的磁区制御処理を施す一方向性電磁鋼板の製造
方法において、材料の成分及び処理条件を制御して、二
次再結晶粒の圧延面内における平均粒径を11〜50m
/mに調整することを特徴とする磁化力800A/mに
おける磁束密度が1.88 T以上で鉄損の優れた高磁
束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。 (2)C:0.12%以下、Si : 2.5〜4.5
%、Mn: 0.030〜0.200%、S又はSsの
1種又は2種の合計: O,OI〜0.06%、酸可溶
性A7:0、010〜0.050%、N : 0.00
30〜0.’0100%を含有するスラブを熱延し、熱
延終了後、最終冷延を行う迄に少くとも一度1050〜
1200℃の温度範囲で焼鈍し、この焼鈍の後、象、冷
し、圧下率83〜92%で最終冷延を行うことを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の磁化力800A/m
における磁束密度が1.88 T以上で鉄損の優れた高
磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。 滋兎褒崖  Be (7) 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)最終冷延板に脱炭焼鈍を施し、焼鈍分離剤を塗布
    して、コイル状に巻きとり、高温仕上焼鈍を施し、焼鈍
    分離剤を除去して、平坦化焼鈍を施し、平坦化焼鈍の前
    又は後に鋼板の単位断面積当り張力が0.7kg/mm
    ^2(片面当り)以上となる張力コーティングを施し、
    二次再結晶後、張力コーティング又は平坦化焼鈍の前又
    は後に、鋼板表面に人為的磁区制御処理を施す一方向性
    電磁鋼板の製造方法において、材料の成分及び処理条件
    を制御して、二次再結晶粒の圧延面内における平均粒径
    を11〜50m/mに調製することを特徴とする磁化力
    800A/mにおける磁束密度が1.88T以上で鉄損
    の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法。
  2. (2)C:0.12%以下、Si:2.5〜4.5%、
    Mn:0.030〜0.200%、S又はSeの1種又
    は2種の合計:0.01〜0.06%、酸可溶性Al:
    0.010〜0.050%、N:0.0030〜0.0
    100%を含有するスラブを熱延し、熱延終了後、最終
    冷延を行う迄に少くとも一度1050〜1200℃の温
    度範囲で焼鈍し、この焼鈍の後、急冷し、圧下率83〜
    92%で最終冷延を行うことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項に記載の磁化力800A/mにおける磁束密度
    が1.88T以上で鉄損の優れた高磁束密度一方向性電
    磁鋼板の製造方法。
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