JPH02236267A - 1次皮膜のない方向性電磁鋼板の黒化処理方法 - Google Patents

1次皮膜のない方向性電磁鋼板の黒化処理方法

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JPH02236267A
JPH02236267A JP5868289A JP5868289A JPH02236267A JP H02236267 A JPH02236267 A JP H02236267A JP 5868289 A JP5868289 A JP 5868289A JP 5868289 A JP5868289 A JP 5868289A JP H02236267 A JPH02236267 A JP H02236267A
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Motoharu Nakamura
中村 元治
Takahide Shimazu
高英 島津
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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) 本発明はシールド用鋼板として用いられる各種用途、例
えば、TVブラウン管用シールド材、小型モーター用シ
ールドケース、電源トランス用などに利用されている通
称カラー電磁鋼板と呼ばれる鋼板の処理方法に関する。
(従来の技術) 一般に、磁気シールド鋼板として要求される品質の基本
は、シールド性、即ち透磁率であるが、鋼板は様々な形
の部品に加工されるため、皮膜特性の耐蝕性、皮膜密着
性、加工性、溶接性なども必要である。
このうち、特に磁気シールド性が強く要求される場合は
、通常磁束を通し易い方向性電磁鋼板が使用されている
。この方向性電磁鋼板とは、二次再結晶を利用して結晶
の容易磁化方向< 001 >を圧延方向に揃えたもの
で、優れた透磁率を有しているが、加工後の皮膜密着性
が悪い。
なぜなら、二次再結晶焼鈍に高温長時間の熟熱が必要な
ため、箱焼鈍時の鋼板焼付き防止のために塗布したMg
Oと鋼板表層に生成したS iO 2が反応して、フォ
ルステライトを形成するが、この1次皮膜が加工部で剥
がれるためである。
従って、現状のカラー電磁鋼板は加工密着性を向上させ
るため、酸洗等により1次皮膜を除去させて金属光沢の
鋼板表面にした後、ペイントなどの塗装や鍍金により、
耐蝕性、加工密着性を得ている。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記の1次皮膜の除去や、ペイント塗装・乾
燥、鍍金は作業コストがかかるという難点があった。
本発明はこの点に鑑み、1次皮膜のない方向性電磁鋼板
を造り、そして製造側の最終ラインで、黒化処理を施す
技術を提供する。
(課題を解決するための手段) 本発明は仕上焼鈍を施した1次皮膜のない方向性電磁鋼
板を、酸化性ガス雰囲気中で300〜750℃まで昇温
する過程で表面にFe304が主体の酸化膜をまず成形
せしめ、しかるのち非酸化性ガス雰囲気中で650℃以
上の均熱処理を実施後、非酸化性ガス雰囲気で冷却する
ことにより、最終的にFeOが主体の密着性に優れた黒
化膜を形成することを特徴とする1次皮膜のない方向性
電磁鋼板の黒化処理方法である。
以下、本発明の内容を詳細に説明する。
まず、1次皮膜を形成させない方法について説明する。
周知の如く、方向性電磁鋼板の1次皮膜(グラス皮膜)
は、脱炭焼鈍時に形成された表面酸化膜中のS iO 
2と、MgOを主成分とする焼鈍分離剤とが高温仕上焼
鈍過程で反応して生成したフォルステライト( 2 M
 g O−S i O 2 )である。
この1次皮膜は、折り曲げや絞り加工時に、簡単に剥離
してしまう。従って、かかる1次皮膜を形成させないた
めには、例えば、特開昭54−108009号公報に示
されている如く、AN203粉体を焼鈍分離剤として用
いて静電塗装方式で鋼板表面に付着させる方法、MgO
中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物を配合
した焼鈍分離剤を用いる方法等を採用するものである。
その他、方向性電磁鋼板の製造プロセスで形成された1
次皮膜を酸洗などの方法により除去することもできる。
次に、1次皮膜のない方向性電磁鋼板に対する黒化処理
方法について説明する。
この黒化処理は、部品への加工の前に実施するため、加
工時の黒化膜の密着性が特に重要である。
なお、1次皮膜が付いたままの鋼板表面は、酸化しない
ので黒化処理ができない。
1次皮膜のない方向性電磁鋼板を黒化処理する際、鋼板
の酸化の温度は300〜750℃が必要で、時間は5〜
300秒が望ましい。300℃未満では、酸化膜が薄く
ムラができ、耐錆性が落ちる。一方、750℃を超える
と密着性が劣化する。
なお、時間については5〜300秒が望ましく、5秒未
満になると、酸化に要する時間が短すぎ、均質な膜が得
られない。時間を長くする分には、酸化膜の品質上の問
題は殆どないが、経済的な面から300秒程度が上限で
ある。
酸化性ガス雰囲気については、とくに限定するものでな
いが、以下の条件が好ましい。酸化性ガス雰囲気とは、
02:0.2〜21容量%、C O 2  :2〜25
容量%またはH20:露点で10〜60℃の?〜3種を
利用し、残りをN2またはArなどの不活性ガスとする
か、還元性ガスのH2,GOなども可能である。但し、
H2,COを用いる場合はPH20/PH2が0.25
以上、 PCO2/PCOが1.2以上が、それぞれ酸
化のために必要である。
0。.CO2とH20の数量の限界値に関し、全て下限
を下回ると、酸化膜の平均厚みが0.5即以下と薄すぎ
て、耐鯖性が劣化すると共に、酸化膜のない部分が発生
するため問題となってくる。
一方、上限を超えると、酸化膜の地鉄に対する密着性が
劣化し、プレス加工時に酸化膜剥がれが起き易い。
なお、0■は21%を超えて制御しようとすると、0■
ガスを炉内に投入する必要があるので、工業的には難が
あるため21%以下が好ましい。工業的には、直火バー
ナーで加熱するのが簡便で、02,HO,Co2を併用
することができる。この時に、3種の酸化性ガス分量の
少なくとも1種が、上記容量%範囲に入っていることが
望ましい。
以上の如く鋼板表面は300〜750℃で酸化されFe
304が形成されるが、その後、更に高温まで昇温させ
、FeOに変態させる必要があるが、この時は非酸化性
雰囲気中で焼鈍される。なぜなら750℃以上の高温で
の均熱時に鋼板が追加酸化されると、酸化膜の密着性が
著しく劣化するためである。また、Fe304をFeO
に変態させるには、650℃以上の温度が必要である。
ここで、非酸化性雰囲気とは、N2またはArなどの不
活性ガスを主成分とし、酸化性ガスのO が0.2%未
満、H20が露点換算で10℃以下で、且つC O 2
が2%未満であることが望まれる。
または、CO,H2などの還元性ガスを含んでも良いが
、PH O/PH2が0,25未満、PCO2/PCO
が1.2未満であることが好ましい。理由は、高温での
追加酸化を抑制させるためである。
なお、連続焼鈍炉の構造によっては予熱帯と加熱帯、ま
たは加熱帯と均熱帯の間の雰囲気を遮断するために、ゾ
ーン毎に炉が離れているケースがある。この時に、鋼板
がそれらの炉の分離部分で、短時間ではあるが直接大気
に触れるケースがある。
この時の酸化については、750℃以下の温度であれば
殆ど問題にはならない。
冷却の時の雰囲気は、均熱と同じ非酸化性ガスとするこ
とによって酸化を防がねばならない。冷却時に生成する
酸化物は、密着性の悪いF e a O 4のためであ
る。なお、冷却速度も配慮が必要でlO℃/see以上
が望ましい。10℃/seeより遅いとFe304に再
び変態するためである。
ところで、雰囲気を上記酸化ガス組成に調整し、鋼板の
温度を300〜750℃まで5〜300秒で昇熱した後
に、試料を急冷してX線回折により酸化膜の構造を調べ
ると90%以上がFe304 (残量がFeOとFe2
03)であった。しかし、これを非酸化性雰囲気中で8
50℃以上の温度で均熱すると、Fe304の80%以
上がFeOに変態することが、同じX線回折調査で判明
した。このFeOを、非酸化性雰囲気中で急速冷却すれ
ば、本発明の目的とするFeOを形成することができる
なお、本発明においてFe304が相変態したFeOが
加工変形を受けても剥がれない理由は未だ明確でないが
、変態時の酸素原子放出が空孔生成することに関連して
の効果ではないかと推定している。
第1図に、本発明の具体的実施形態の例を模式として示
した。
パターンAは、350℃まで酸化させ、その後N2巾で
加熱冷却する。パターンBは、350〜700℃の昇温
過程で酸化し、それ以外の温度範囲をN2中で行う。パ
ターンCは、700℃までの昇温過程で酸化させ、その
後N2中で加熱冷却を実施する。
パターンA,B,Cいずれも実施可能であり、加工性、
耐錆性共に良好な酸化膜を有する鋼板が得られる。なお
、酸化性ガスとしては、前述のようにO が0.2〜2
1%、CO2が2〜25%またはH20が露点でlO〜
60℃の1種〜3種を利用することが可能である。
なお、この黒化処理は経済性を考慮して、仕上焼鈍後の
形状矯正焼鈍と兼ねて実施しても良いし、この後で行う
ことも可能である。
?実 施 例) 実施例−1 成分組成が重量%で、C : 0.0021%、S l
:3.1%、M n : 0 . 5 8%、S : 
O.OO05%、N : 0.0003%、1!:0.
OO1%とし残部を実質的に鉄とする仕上焼鈍後の方向
性電磁綱板0.3tatm厚の表面1次皮膜を、塩酸酸
洗により除去したのち、第1表の黒化処理を行った。
酸化性ガス雰囲気は、0■が3%、水蒸気が露点で40
℃、CO2が9%、coがo.a%で、残りをN2の雰
囲気ガスとし、冷却速度は、約50℃/SeCとした。
実施Nα1は、酸化温度が低すぎて耐錆性が悪い。
本発明材の実施NO.2.4と6は、耐錆性、密着性共
に優れた結果となった。実施k3は酸化温度が高すぎて
密着性が不良。実施漱5は、高温での酸化のため酸化膜
の密着性が悪い。実施No.7は、均熱温度が650℃
未満のため、Fe304酸化膜しか形成されず密着性が
悪い。実施Nα8は、塩酸酸洗前の1次皮膜付き鋼板を
曲げた例であるが、曲げ部の膜が全て剥がれた。
なお、実施Nα1〜6の酸化膜構造は、すべてFeOで
、実施Nα7がFe304であった。また、実施Nα8
は、2Mgo−SiO2である。
実施例−2 成分組成が重量%で、c : o.ootg%、S i
:3.2%、Mn:0.85%、S : 0.0238
%、N : 0.0028%、AN :0.002%と
し残部を実質的に鉄とする脱炭焼鈍後の方向性電磁鋼板
0,2鰭厚に、焼鈍分離剤としてAΩ203の粉体を静
電塗装させて巻き取った。
このコイルを、水素気流中で1200℃で10時間の高
温焼鈍を行い、冷却後にコイルを巻戻し、未反応焼鈍分
離剤を水洗すると、長手力向幅方向均一な金属光沢を有
する表面が得られた。
この鋼板に対して、実施例−1の実施Nα6と同じ条件
で黒化処理を行った。
得られた方向性電磁鋼板は、長手方向幅方向均一で綺麗
な黒化膜を有し、且つ、耐錆性、密着性の優れたもので
あった。
以上の如く、本発明の構成要件を満たす黒化処理によっ
てのみ、耐錆性と加工密着性を満足する酸化膜を形成さ
すことができた。
(発明の効果) 以上の如く本発明によれば、加工に耐える優れた密着性
を持つ黒化皮膜を有する1次皮膜のない方向性電磁鋼板
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施形態の例を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 仕上焼鈍を施した1次皮膜のない方向性電磁鋼板を、酸
    化性ガス雰囲気中で300〜750℃まで昇温する過程
    で表面にFe_3O_4が主体の酸化膜を成形せしめ、
    しかるのちに非酸化性ガス雰囲気中で650℃以上の均
    熱処理を実施後、非酸化性ガス雰囲気で冷却することに
    より、最終的にFeOが主体の密着性に優れた黒化膜を
    形成することを特徴とする1次皮膜のない方向性電磁鋼
    板の黒化処理方法。
JP5868289A 1989-03-10 1989-03-10 1次皮膜のない方向性電磁鋼板の黒化処理方法 Expired - Lifetime JP2773886B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043308A (ja) * 2008-08-11 2010-02-25 Jfe Steel Corp 冷延鋼板の製造方法および冷延鋼板
JP2019085595A (ja) * 2017-11-01 2019-06-06 新日鐵住金株式会社 熱延鋼板の酸洗性向上方法
CN113286904A (zh) * 2019-01-16 2021-08-20 日本制铁株式会社 方向性电磁钢板、方向性电磁钢板的绝缘覆盖膜形成方法及方向性电磁钢板的制造方法

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