JPH02258923A - 磁束密度の極めて高い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、電気変圧器、磁気増幅器等の電磁気機器の鉄
芯或は磁気シールド材として使用される方向性電磁鋼板
の製造方法に関する。

（従来の技術） 磁束密度の極めて高い方向性電磁鋼板を得るための技術
として、たとえば、特公昭５８−５０２９５号公報に開
示されている技術がある。この先行技術は、一方向性電
磁鋼板の製造プロセスにおいて、−成典結晶領域と二次
再結晶領域の境界領域において鋼板（ストリップ）に温
度勾配を与えながら二次再結晶を進行させるものであり
、この技術によるときは、極めて（１１０）（００１）
方位集積度の高い製品を得ることができる。

しかしながら、ストリップをコイルの状態にして焼鈍す
る仕上焼鈍工程に前記先行技術を適用すると、時として
磁束密度の向上効果が不安定になる問題がある。この原
因は、以下の通りである。

即ち、一方向性電磁鋼板においては、（１１０）（００
１）方位に近い方位をもつ二次再結晶粒は成長速度が高
い。この性質を活用して、製品の磁束密度の向上を図っ
たのが、上記先行技術である。

しかし、（１１０）（００１）に非常に近い方位の粒は
、その高い成長速度の故に温度勾配焼鈍における二次再
結晶粒幅（圧延方向寸法）が大きくなる。

第１図（ａ）に示すように、二次再結晶粒は、その方位
を変えないで曲率を有するストリップ中を成長するから
、最初は（１１０）（００１）方位であってもストリッ
プコイルの円周方向（ストリップの圧延方向）への成長
につれ、圧延方向と磁化容易方向（００１）のずれが大
きくなる。この様子を、第１図（ｂ）に示す。

ストリップコイルの曲率半径をＲ１（００１）（００１
）方位の位置を原点とし、この点から圧延方向にしたけ
ずれた位置での同一結晶粒の磁化容易軸（００１）と圧
延方向のずれ角度θの関係は、Ｌ−π／１８０−Ｒθと
なる。ストリップコイルの最内では、半径：３０ｃｍで
あるから、Ｌ：１１として、θ＝１．９度となる。

この先行技術における問題点は、前記二次再結晶粒幅が
大きくなり過ぎたときに、磁束密度の向上が阻まれるこ
とである。

一方、特公昭５４−２３６４７号公報には、一方向性電
磁鋼板の製造プロセスにおいて、仕上焼鈍工程に先立っ
て、鋼板表面に３閣以下の幅の二次再結晶粒成長阻止領
域と５薗以上の未処理領域を交互に配列する技術が開示
されている。この先行技術においては、二次再結晶粒成
長阻止領域は鋼板の全領域に亙って（たとえば、ストリ
ップの幅方向中央部にも）配列されるから、生産性、製
造コストの点で問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記従来技術、就中、温度勾配下に仕上焼鈍
を施して磁束密度の極めて高い方向性電磁鋼板を得よう
とするときの問題を解決し、高い生産性と低い製造コス
トで磁束密度の極めて高い方向性電磁鋼板を製造する方
法を提供することを目的としてなされた。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とする処は、ｉ！磁鋼ストリップコイルを
、温度勾配下に二次再結晶させる仕上焼鈍過程を含む方
向性電［８板の製造方法において、二次再結晶の初期に
発生した二次再結晶粒の自由な成長を抑制する処理を、
温度勾配下に二次再結晶させる仕上焼鈍過程において高
温となる側のストリップコイル幅方向端部に施すことを
特徴とする磁束密度の極めて高い方向性電磁鋼板の製造
方法にある。

以下に、本発明の詳細な説明する。

第２図に、電磁鋼ストリップをコイルの形態で温度勾配
付与下に仕上焼鈍している途中過程における鋼板（スト
リップ）の組織を模式的に示す。

ストリップコイル端部Ａは高温側、Ｂは低温側で、温度
勾配ばＡからＢの方向に付与されている。

二次再結晶粒は、温度勾配の方向（ストリップコイル幅
方向）に著しく伸長したバンブー組織となる。このこと
は、二次再結晶粒の成長先端の下側の一次再結晶領域に
おける新規二次再結晶核の発生が、極めて困難になって
いることを示している。

つまり、上方に存在している二次再結晶粒の成長速度が
、その下側の一次再結晶域における新規な二次再結晶粒
の核発生速度を大幅に上回っていることを示している。

二次再結晶粒の幅は、ストリップコイル上端で最初に二
次再結晶粒が発生する際に、ス）　ＩＪツブ単位長さ当
たりに発生する良好な方位（一方向性電磁鋼板の場合、
（１１０）（００１）に近い方位）の二次再結晶粒の数
で決まる。良好な方位の二次再結晶粒の数は、方位の良
否によらず、二次再結晶粒発生の絶対数の増加とともに
増すと考えられる。二次再結晶粒発生の絶対数を増加さ
せるためには、−成典結晶組織における新規二次再結晶
粒の核発生速度に対し、二次再結晶粒の成長速度を相対
的に低下させればよい、二次再結晶粒の成長速度を抑制
する手段については、種々の方法が先に述べた特公昭５
４−２３６４７号公報に開示されている。たとえば、冷
延板にＺｎＳ等の薬剤を塗布し、熱処理によって薬剤成
分を鋼中に拡散注入する方法、脱炭焼鈍板に機械的歪を
加える方法等がある。本発明で必要とする二次再結晶粒
の成長速度抑制手段として、前記従来技術における手段
を適用することができる。

しかし、前記従来技術と本発明とでは、その実施態様は
全く異なる。たとえば、前記従来技術においては、二次
再結晶粒成長阻止処理は鋼板（ストリップ）の全領域に
亙って（たとえば、鋼板の幅方向中央部にも）施される
が、本発明においては、鋼板（ストリップコイル）の幅
方向における一方の端部の僅かな領域に施すのみで、ス
トリップコイルの大部分を占める二次再結晶粒成長阻止
処理を施さない部分の磁束密度を安定して高めることが
できる。

即ち、二次再結晶粒の成長を抑制し二次再結晶粒の発生
数を増加させるだけでは、課題の解決にはならない。−
旦発生した良好な方位の二次再結晶粒は、確実に下方に
成長し、第２図に示すバンブー組織の構成要素にならな
ければ、二次再結晶粒幅を減少させ磁束密度を向上させ
ることに寄与しない、そこで、二次再結晶粒成長抑制処
理域の配列を工夫する必要がある。第３図（ａ）に、本
発明における二次再結晶粒成長抑制処理域の一例を示す
。二次再結晶粒成長抑制処理域は、１５ｍｍ長さの直線
を５ｆｆｉＩ１１の間隔をあけて圧延方向（ＲＤ）に周
期的に配列する。ストリップ幅方向（ＴＤ）には、半周
期ずらして配列する。

第３図（ａ）に示す二次再結晶粒成長抑制処理域配列の
効果を、第３図（ｂ）を用いて説明する。第３図（ｂ）
においては、簡単のために二次再結晶粒成長抑制処理域
は１列しか示していない。３図（ｂ）において、先ずＡ
で二次再結晶粒が発生したとする。二次再結晶粒成長抑
制処理域がなければ、Ａの直下のＤ点の一次再結晶粒は
短時間のうちに二次再結晶粒に蚕食されるのに対し、二
次再結晶粒成長抑制処理域が存在すると、二次再結晶粒
はＢやＣを迂回して成長してはじめてＤ点の一次再結晶
粒を蚕食できる。つまり、Ｄ点の一次再結晶粒は、二次
再結晶粒成長抑制処理域の存在によって、二次再結晶粒
に蚕食されるのが時間的に遅れるから、Ｄ点近傍から新
規二次再結晶核発生の機会が増える訳である。而して、
一方向性電磁鋼板においては、二次再結晶粒の方位が（
１１０）（００１）に近いほど成長速度が高いから、−
旦発生した良好方位の二次再結晶粒は、鋼板の圧延方向
に設けられた間隔５ｍｍの未処理域の存在によって、迂
回しながらではあるけれども確実に下方に成長し、バン
ブー組織の一つに成長し得る。

二次再結晶粒成長抑制処理域の配列は、第３図（ａ）の
形態に限定されるものではない。また、二次再結晶粒成
長抑制処理域の列数（第３図（ａ）に示す例では５列）
は、１列でも効果がある。しかし、発明者等の知見によ
れば、十分な効果は３列以上で得られた。本来、必要列
数は、二次再結晶粒の核発生速度と成長速度との相対関
係に依存する。二次再結晶粒の核発生速度が相対的に十
分高い材料においては、本発明を適用しても効果がない
。このような材料では、二次再結晶粒の発生数が十分多
いから、本発明の適用を必要としない。

しかしながら、二次再結晶粒の核発生速度が過度に高い
と、バンブー組織が形成されず、温度勾配下での成長競
合による方位選択がなされないから、磁束密度の向上そ
のものが期待できなくなる。二次再結晶粒の核発生速度
と成長速度の兼ね合いを適正な状態に、工業的に安定し
て調整することは至難なことといわねばならない。また
、工業規模のコイルでは温度勾配が高くとれない部分が
ある。

このような部分では、成長速度を相対的に高くしておか
なければバンブー組織が得られず、磁束密度の向上がな
い。従って、材料は、二次再結晶粒の成長速度の方を相
対的に高くしておく必要がある。このため、温度勾配が
最も大きくなるストリップコイル上端部では、二次再結
晶粒の成長優先がさらに強調されて、二次再結晶粒の発
生数が不足することになる。ここに、本発明が必要とな
る理由がある。

第３図に示す二次再結晶粒成長抑制処理域は、不可避的
に劣方位粒を含むから、磁束密度が向上しない。従って
、二次再結晶粒成長抑制処理域の列数や列間隔を増加さ
せると、高磁束密度部の歩留り低下を招く。二次再結晶
粒成長抑制処理域の列数や列間隔は、素材の二次再結晶
特性（核発生と成長の速度の相対関係）によって、最適
なものを選択して適用すればよい。圧延方向における５
■の未処理域も必ずしも必要ではない。処理域での二次
再結晶粒成長抑制効果が適度、即ち、良好方位粒は処理
域を乗り越えて下方に成長できるが、劣方位粒は成長を
阻止される程度であれば、処理域が圧延方向に連続して
いてもよい。しかし、工業的に安定した効果を得るため
には、処理域における二次再結晶粒成長抑制力を強くし
、良好方位粒の下方成長の通路として５ｎｗｎ程度の未
処理域を設けるのが有利である。

以上のように、方向性電磁鋼ストリップをコイルの形態
でストリップ幅方向に温度勾配を付与して二次再結晶さ
せるときに、二次再結晶粒の幅が広くなることに起因し
て磁束密度の向上が阻害されるという問題は、本発明の
ストリップコイル上端部の初期の二次再結晶粒の自由な
成長を抑制しかつ、良好方位の二次再結晶粒のストリッ
プ幅方向への成長が可能となるよう配慮された二次再結
晶粒成長抑制処理をストリップコイル上端部に施すこと
によって、よりよく解決される。

（実施例） 重量で、Ｃ：　０．０５％、Ｓｔ：３．２５％、Ｍｎ：
０．１５％、Ｓ　：　０．００７％、酸可溶性Ａｉ：０
、０２７％、Ｎ　：　０．００７５％、残部：Ｆｅおよ
び不可避的不純物からなるスラブを、１１５０°Ｃに加
熱した後１．６ｍｍＦ￥さに熱間圧延した。次いで、１
１５０℃×３０秒間の熱延板焼鈍を施した後、０．１９
ｍｍ厚さまで冷間圧延し、８５０″Ｃの脱炭焼鈍を施し
た。

然る後、脱炭焼鈍板端部に、ロール圧延法によって第３
図（ａ）に示す配列模様の機械的歪を付与した。処理部
の幅（ストリップ幅方向寸法）は、５０μｍ、歪の程度
は圧下による凹み深さで３０μｍである。圧下は、片面
のみから行った。

上記処理を行ったものと、比較材として二次再結晶粒成
長抑制処理を施さない脱炭焼鈍板に、焼鈍分離剤を塗布
した後、５°Ｃ／ｃｙｒの温度勾配下で仕上焼鈍を行っ
た。

板の曲率半径は、５０ｃｍであった。これらの二次再結
晶組織を第５図に示す。

第５図（ａ）は本発明材であり、比較材である第５図（
ｂ）に比較し、二次再結晶粒の幅が狭くなっている。ま
た、処理部は、小さな結晶粒からなる直線状の痕跡を残
しており、二次再結晶粒の成長抑制の役割を果たしたこ
とが分る。

こうして得られた製品の磁束密度（Ｂ１１特性）を、第
４図に示す。

第４図から明らかなように、二次再結晶粒成長抑制処理
材は、磁束密度の向上が顕著に高位安定である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、温度勾配付与下に
仕上焼鈍される方向性型Ｖ１１ｆｇ４板の二次再結晶粒
幅が過度に広がるのを防止でき、これによって温度勾配
仕上焼鈍による磁束密度の向上を高位に安定化させ得る
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　　（ｂ）は、ストリップコイルの形
態で仕上焼鈍された一方向性電磁鋼板中の二次再結晶粒
の方位を、二次再結晶粒幅との関係において説明する図
、第２図は、ストリップコイルの形態で仕上焼鈍される
一方向性１１ｔ磁鋼板の二次再結晶途中の組織を示す図
、第３図（ａ）　、　（ｂ）は、本発明による二次再結
晶粒成長抑制処理域の代表例を示しかつ処理の意義を説
明する図、第４図は、本発明の効果を、製品の磁束密度
（ＢＳ特性）で示す図、第５図（ａ）　、　（ｂ）は、
本発明の効果を、二次再結晶粒の幅で示す金属組織写真
である。 第１因 （ｉｔｏｒ方向 牛 「艷謹（ＲＤ） 第３図 ｙｎｙｎ Ｃｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁鋼ストリップコイルを、温度勾配下に二次再結晶さ
   せる仕上焼鈍過程を含む方向性電磁鋼板の製造方法にお
   いて、二次再結晶の初期に発生した二次再結晶粒の自由
   な成長を抑制する処理を、温度勾配下に二次再結晶させ
   る仕上焼鈍過程において高温となる側のストリップコイ
   ル幅方向端部に施すことを特徴とする磁束密度の極めて
   高い方向性電磁鋼板の製造方法。