JPH02179823A - 磁気特性の優れたセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

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、磁気特性の優れたセミプロセス無方向性電磁
鋼板の製造方法に関わり、特に仮面に平行に磁化容易軸
がそろい磁束密度が高く、鉄損の低い回転機用素材を提
供する。

なお、セミプロセスとは一般に熱延板を、そのまままた
は熱延板焼鈍を行い、酸洗後冷間圧延し、中間焼鈍を施
したのちスキンパス圧延、打抜き次いで、７　５　０　
’Ｃで２時間均熱程度の最終磁性焼鈍をする工程からな
り、打抜き工程以降は客先での処理となる。

〔従来の技術〕

回転機用素材としては、仮面の各方向に磁化されること
から磁性に異方性がない、所謂面内無方向性材料が有利
である。このため、磁気特性はエプスタイン試料よりリ
ング試料での測定値が必要となる。

従来の技術としては、例えば特開昭５８−１１７８２８
号公報にはＭｎ量を増やしてＭｎ　：　０．　７　５％
以上にすることにより高磁束密度のセミプロセス無方向
性電磁鋼板を得る方法が、特開昭５７−５２４１０号公
報には熱延において低温で仕上圧延を終了させることに
より磁気特性を向上させる方法が、また、特開昭６０−
１２５３２５号公報や特開昭６３　−　２１０２３７号
公報には熱延での低温仕上圧延により、所謂スキンパス
圧延のないフルプロセス無方向性電磁鋼板の磁気特性を
改善する方法が示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭５８−１１７８２８号公報記載の
発明にあっては、Ｍｎ量を増加する必要があるために合
金添加コストが上昇するという難点がある。

一方、特開昭５７−５２４１０号公報記載の発明にあっ
ては仕上圧延終了温度（以下、仕上温度）が７５０℃以
上では回転機用材料としての十分な特性が得られない。

更に、特開昭６０−１２５３２５号公報、特開昭６３−
２１０２３７号公報記載の発明のフルプロセスでは鉄損
特性に限界があり、客先での回転機特性に対する要求は
更に強いものがあるため、異方性のより少なくて磁性の
優れたセミプロセス無方向性電磁鋼板が求められている
。

従来の技術は、前記のように工業的には実施困難か、効
果が十分でないという問題点があった。

また、本発明者らは先に特開昭６２−１３０２５９号公
報記載の発明で、スキンパス圧延前の焼鈍で平均結晶粒
径を６〜２０μｍとなすことにより優れた材質特性を持
つステッピングモータ用素材を開発したが、本発明で更
に鋼板の集合組織を大幅に改善することにより、優れた
磁気特性の無方向性電磁鋼板を得たものである。すなわ
ち、本発明の目的は回転機用素材としてリングでの磁束
密度と鉄損が優れたセミプロセス無方向性電磁鋼板を工
業的に製造する方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はかかる課題を解決するために、板面に平行に磁
化容易軸００１を持つ結晶粒を増加させる方法について
研究した結果得られたものであり、その要旨は以下のと
おりである。

重量比にてＣ≦０．０５％、　　（Ｓｉ＋ＡＩ）５１．
８％。

Ｍｎ　：　Ｏ，１〜０．７％、Ｐ≦０．２％、Ｓ≦０．
０１％。

Ｎ≦０．０１％を含み残部実質的にＦｅよりなるスラブ
を熱間圧延するに際し、仕上圧延終了温度を６００〜７
５０℃として熱延板を造り、次いで冷延したあと連続焼
鈍を、再結晶以上〜平均結晶粒径２〇−未満となるよう
な条件で行った後、３〜１５％の最終スキンパス冷延を
施すことを特徴とする特許 鋼板の製造方法。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明者らは、まず３％ＳｉｆｉＯ熱延板の板厚中心部
に存在する未再結晶部分が主に（００１）　＜１１０＞
方位粒であることに着眼した。この方向粒は一般に冷間
圧延後の集合組織の主方位の一つとして知られており、
００１軸が仮面に平行であるためリングの磁束密度を向
上させる効果があると考えた。

このため、鋼板の未再結晶領域を増やす熱延を実施する
ことによって（００１）　＜１１０＞方位粒を増加させ
、さらに中間焼鈍での結晶粒成長を極力抑えることによ
って、（１１１）　＜１１２＞を主方位とする再結晶粒
の粒成長を抑制し、製品中（００１）　＜１１０＞方位
粒の保存を図ることができた。

以下、本発明の構成用件の限定理由について説明する。

まず、本発明鋼の化学成分において、Ｃは製品中では磁
気時効による鉄損劣化から０．００５％以下が好ましい
が、中間焼鈍で脱炭できるので、熱延前のＣは脱炭に支
障がない範囲の０．０５％以下にする。ＳｔとＭは、鋼
板の固有抵抗を増加させ鉄損を低減させるため多いほど
良いが、多すぎると製品の磁束密度が低下するだけでな
《、合金添加コストも増加するので（Ｓｉ＋Ａｆ）５１
．８％とする。

Ｍｎは熱延中の赤熱脆性を防止するため、０．１％以上
必要であるが、多量に添加すると合金コストの上昇をも
たらすことから上限を０．７％以下とする。

Ｐば打抜き性を改善するが、多量に添加すると硬くなり
すぎて脆くなるので０．　２％以下とする。

ＳおよびＮは、不純物を形成するため少ない方が好まし
く両者とも０．０１％以下とする必要がある。

なお、Ｓｂ，　Ｓｎ，　Ｃｕ．　Ｂなど公知の元素を添
加しても磁性改善効果が認められるので、これら元素を
添加することは本発明の趣旨に反しない。

次いで熱延条件であるが、スラブ加熱温度は通常の８０
０〜１３００゜Ｃで行うことが好ましい。なお、連続鋳
造スラブの持つ顕熱を利用し、加熱を省略することもで
きる。粗圧延と仕上圧延は通常の方法で行うが、仕上温
度は厳密に制御されなければならない。即ち、７５０″
Ｃを越えると鋼板表層の再結晶部分が拡大し、結晶方位
がランダム化するため目的の磁性が得られない。これに
対して仕上温度が７５０℃以下の場合には、中心部の未
再結晶部分が拡大して、好ましい（００１）　＜１１０
＞方位粒を増加させることができる。なお、この未再結
晶部を詳細に調査すると、結晶方位は圧延方向を軸とし
て（００１）　＜１１０＞方位を±２０°２０°回転さ
せたものとなっている。しかし、仕上温度が６００℃未
満では、仕上圧延機ロールの肌荒れが大き過ぎるため、
仕上温度は６００〜７５０℃の範囲に限定しなければな
らない。巻取温度は通常の温度４００〜７００℃でよい
が、巻取った後のコイルを自己焼鈍させることなどは、
熱延板中の未再結晶部を減少させるので回避する必要が
ある。

このようにして得た熱延板を、熱延板焼鈍することなし
に酸洗後、冷延し０．３〜０．８　ｍｍ厚とする。

熱延板焼鈍を実施すると再結晶のため集合組織が変化し
、目的とする異方性の少ない磁気特性のものが得られな
（なるので省略すべきである。

次の中間焼鈍は重要な工程である。中間焼鈍温度が低す
ぎ未再結晶部分が存在すると磁性焼鈍時に細粒となり鉄
損が劣化する。また温度が高すぎ平均結晶粒径が２０μ
ｍ以上になると、（１１１１＜１１２＞又はその他の再
結晶粒の粒成長が大きくなると同時に鋼板の集合組織が
ランダム化して目的とする（００１）　＜１１０＞方位
粒が減少し、磁束密度が著しく劣化するので好ましくな
い。このため中間焼鈍は、その後の組織が再結晶以上で
且つ平均結晶粒径２０μｍ未満となるよう温度制御され
なければならない。

なお、中間焼鈍の温度または時間と結晶粒径の関係は、
一つの素材について厳密に存在するが、成分素材などが
変わった時にこの関係はずれて来る。

例えばＳｉ％により再結晶開始温度や粒成長速度が変わ
るので、本発明においては冶金的に意味のある結晶組織
で中間焼鈍の条件を規定する。

この関係について、実験した例を第１図に示す。

実験に用いたサンプルは、Ｓｔが重量比で０．１％。

１．０％と１．８％の３種類で、鉄以外のその他の元素
は０．００５％以下の成分素材を仕上温度６７５℃で熱
延し、続く冷延を圧下率８２％になるように実施して、
中間焼鈍温度を変更したものである。

なお中間焼鈍の均熱時間は３０秒に固定し、雰囲気は非
酸化性とした。この図から分かるように、結晶粒径が例
えば２０μｍの鋼板を得ようとしても成分素材によって
焼鈍温度が異なってくるため、焼鈍条件を厳密に管理し
て目標の結晶組織にする必要がある。

引き続くスキンパス冷延の圧下率は３〜１５％が必須で
ある。なぜなら、３％未満では歪導入工皐ルギーが不足
するため磁性焼鈍時に粒成長が少なく、優れた鉄損が得
られない。また１５％を越えると再結晶核の増加により
磁性焼鈍時に組織が細粒化して同様に鉄損が劣化するた
めである。

〔実施例〕

尖盗桝よ 重量％でＣ：０．００２５％、　Ｓｉ　：　０．１１％
、　Ｍｎ　：　０．２２％Ｐ：０．０６５％、　Ｓ：０
．００８％、　／Ｖ：０．００２％、　Ｎ：Ｏ，００１
％を含む溶鋼を連続鋳造でスラブにし、１０８０℃で加
熱したのち熱延し、仕上温度が７２０℃と８３０℃の熱
延コイル２．５　ｍｍ厚を造った。これを酸洗し、０．
５柵に冷延したのち、中間焼鈍を５８０〜７７０”ＣＸ
　３０秒均熱、ｌｈ＋ＮＺドライ雰囲気中で行い、次い
で６％のスキンパス冷延を実施し磁性焼鈍を７５０℃Ｘ
２時間均熱・Ｎ２中で行った。結果の磁気特性（ＳＳＴ
）を第２図に示す。第２図のＡ、Ｂ。

Ｃはそれぞれ中間焼鈍温度が５８０℃，７００℃１７７
０℃である。また・は仕上温度が７２０℃１○は８３０
℃である。第１表にリング特性を示す。

これらから分かるように、本発明のＢ材料（仕上温度７
２０℃２中間焼鈍温度７００℃）では、特に圧延方向か
ら４５°の方向に優れた磁性を持っているため、従来の
高温仕上材料の圧延方向のみ磁性が良いものに比較して
格段に優れた特徴的な角度別特性を有する。このため、
回転機用として面内に安定した磁気特性が期待できる。

なお、低温仕上材でも、中間焼鈍温度が６００℃以下の
Ａ材料（中間焼鈍温度５８０℃）では鋼板組織に未再結
晶領域が存在して磁性焼鈍時の結晶粒成長が鈍り鉄損が
劣化する。また中間焼鈍温度が高すぎるＣ材料（中間焼
鈍温度７７０℃）の結晶粒径３０趨では、磁束密度が大
きく劣化するため、中間焼鈍条件を管理する必要がある
ことが分かる。

実訓ｌ江１ 重量％でＣ：０．００１５％、　Ｓｉ　：　０．２２％
、　Ｍｎ　：　０．２６％。

Ｐ　：　０．０６５％、　　Ｓ：０．００３％、　　ｕ
：ｏ、ｏｏｉ％、　　Ｎ：０．００１％を含む鋼片を１
１５０℃で加熱したのち熱間圧延し、仕上温度を６００
℃から８５０℃まで変更し、５８０℃で巻き取り、２．
８薗厚の熱延板を造った。

次いで、冷延し０．６　ｎｙｍ厚とし中間焼鈍を７００
℃×１分均熱ｒ　８２雰囲気中で行い、結晶粒径１９趨
を得た。その後、５％のスキンパス圧延して７５０℃×
２時間均熱の磁性焼鈍をＮ２雰囲気中で行いリング特性
を測定した。得られた結果を第３図に示す。

また、同上の仕上温度６６９℃の冷延板を中間焼鈍温度
と時間を変えて試験した結果を第４図に示す。

第３図と第４図から明らかなように、本発明範囲の条件
で優れた磁気特性を持つものが得られた。

災施皿主 各種成分を含む溶鋼をスラブに鋳造し、温度１１５０℃
で加熱した後、仕上温度を変更し巻取温度６００℃１板
厚３．０胴で熱延コイルを製造した。

次いで酸洗、冷延し中間焼鈍条件を振らせた。その後、
スキンパス圧下率も変えて試験し、製品厚０．５鵬を得
た。磁性焼鈍を実施したのち、磁気特性はリング試料で
測定した。結果は第２表に示す。

試料Ｎａ　１と２は、Ｓ量の磁性の対する影響を示し、
Ｎｏ、　１のように上限を外れると鉄損が悪くなる。

また、試料Ｎα３と４は、Ｎ！ｌの磁性に対する影響を
示し、Ｎｏ、　３のように上限を外れると鉄損が悪くな
る。試料Ｎｏ、　５〜７は、スキンパス圧下率の磁性に
対する影響を示し、Ｎα５のように圧下か弱いと鉄損が
劣化する。一方、Ｎα７の、ように圧下が強すぎると鉄
損、磁束密度ともに劣化する。更に、試料Ｎｏ、　８で
、仕上温度が本発明範囲の上限を越えた場合の磁性を示
すが、鉄損と磁束密度が本発明材のＮα６に比べて劣る
ことが分かる。試料Ｎｏ。９〜１１は、中間結晶粒径の
磁性に及ぼす効果を示す。結晶粒径が粗大すぎ（Ｎα９
）ても細かすぎ（Ｎα１１）ても、鉄損と磁束密度の優
れたものが得られない。

以上述べたごとく本発明の限定条件を満足しなければリ
ング特性の優れたものが得られないことが分かる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、回転機用として最適なセミプロセス無
方向性電磁鋼板を工業的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は中間焼鈍温度と結晶粒径の関係を示す図、第２
図は中間焼鈍条件を変えた時の製品の角度毎の磁気特性
を示す図、第３図は仕上圧延温度と磁気特性の関係を示
す図、第４図は結晶粒径と磁気特性の関係を示す図であ
る。 第１図 中関渉枕逼波 （℃） 第２図 製 ｉ」方向か ｈ角波

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量比にてＣ≦０．０５％、（Ｓｉ＋Ａｌ）≦１．８％
   、Ｍｎ：０．１〜０．７％、Ｐ≦０．２％、Ｓ≦０．０
   １％、Ｎ≦０．０１％を含み残部実質的にＦｅよりなる
   スラブを熱間圧延するに際し、仕上圧延終了温度を６０
   ０〜７５０℃として熱延板を造り、次いで冷延したあと
   連続焼鈍を、再結晶以上〜平均結晶粒径２０μｍ未満と
   なるような条件で行った後、３〜１５％の最終スキンパ
   ス冷延を施すことを特徴とする磁気特性の優れたセミプ
   ロセス無方向性電磁綱板の製造方法。