JPH02263952A

JPH02263952A - 磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02263952A
Application number: JP1081639A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kubota; 猛久保田; Ichiro Tateno; 立野　一郎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1989-04-03
Publication date: 1990-10-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPH066779B2

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）本発明は電気機器鉄心材料として使用される磁束密度が
高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板およびその製造方
法に関するものである。

（従来の技術）近年、電気機器の高効率化は、世界的な電力・エネルギ
ー節減の動きの中で強く要望されている。

このため、回転機および中小型変圧器等の鉄心材料に広
く使用されている無方向性電磁鋼板においても、高磁束
密度でかつ低鉄損であることへの要請がますます強まっ
てきている。

従来の無方向性電磁鋼板では、鉄損を低くする手段とし
て一般に、固有抵抗増加による渦電流損低下の観点から
、ＳｉあるいはＡ、９等の含ａ二を高める方法が用いら
れてきた。しかし、この方法では、磁束密度の低下は免
れ得ないという問題があった。

また、単に、ＳｉあるいはＡｌの含有量を高めるのみで
なく、Ｃの低減、Ｓの低減、あるいは特開昭５８−１５
１４３号公報に記載されているようなりの添加などの成
分的な処置や、仕上焼鈍前の冷延圧下率を高くすること
、仕上焼鈍温度を高くすることなどの製造プロセス的な
工夫がなされてきたが、いずれも鉄損の低下は図られて
も、磁束密度についてはそれ程の効果がなく、磁束密度
が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板を製造する要請
に応えることはできなかった。

（発明が解決しようとする課題）上記に鑑み本発明は、磁束密度が高くかつ鉄損が低い無
方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供するものであ
る。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、製造プロセス条件の工夫と組み合わせに
よる微量添加元素の積極的活用により、集合組織を磁気
的性質に望ましい　１１００１および１＋１０３集合組
織に発達させ、かつ磁気的性質に望ましくない　＋Ｉ　
１１１集合組織を抑制することにより、高磁束密度かつ
低鉄損の無方向性電磁鋼板が得られないかとの観点から
鋭意研究を重ねてきた。

その結果、鋼に、ＳｎとＣｕを同時に小量含有させ、か
つ熱延板焼鈍智により熱延板の結晶粒径をある一定値以
上に大きくすることにより、磁束密度を高くし、かつ鉄
損を低くできることを究明した。

尚、ＳｎとＣｕを同時に少量含有させ、磁気的性質を向
上させる方法としては、特開昭６２１８００１４号公報
にも記載されているが、この場合には、Ｍｎによる集合
組織改善効果を前提としているため、Ｍｎ含有量を高め
ることが必要である。

しかし、Ｍｎ含有量を高めることは、製鋼での作業性を
劣化させ、またコスト高にもなる。

さらに、材質上の根本的な問題として、フェライト−オ
ーステナイト変態温度が低ドするため、熱延板焼鈍や仕
上焼鈍の際に、焼鈍温度の上限を高くとることができず
、比較的低温での長時間焼鈍を余儀なくされる。

これに対し本発明では、ＳｎとＣｕを同時に少量含有さ
せるのみで、Ｍｎ含有量を高めることなく、高磁束密度
かつ低鉄損の無方向性電磁鋼板が得られる。

すなわち、熱延板焼鈍等により熱延板の結晶粒径を５０
−以上に大きくするという製造プロセス的な工夫と、微
量添加元素であるＳｎ、Ｃｕの積極的活用との組み合わ
せが、磁束密度を高くし、かつ鉄損を低くすることに有
効であることを見出したのである。

本発明はこれらの知見に基いてなされたものであり、そ
の要旨は、重量％で、Ｃ；０゜０１０％以下、Ｓ　ｉ：
ｏ、１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上０．７
５％未満、Ａ、Ｑ　：０．１％以上１．０％以下、Ｓｎ
：０．０２％以上０．２０％以下、Ｃｕ：０．１％以上
１．０％以下を含Ｈし、残部Ｆｅおよび不可避不純物元
素よりなる磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁
鋼板にある。

又本発明は、前記成分を含有する鋼を、熱間圧延後、熱
延板焼鈍もしくは自己焼鈍を施して熱延板の平均結晶粒
径を５０ｕｒ＠以上にし、次いで１回または中間焼鈍を
はさんだ２回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍するところ
にあり、冷延板の前記連続焼鈍の後に、圧ド率：２〜１
２％でスキンバス圧延するところにある。

以下本発明の詳細な説明する。

まず、本発明の鋼成分の限定理由について述べる。

Ｃは鉄損を高める６゛害な成分で、磁気時効の原因とな
るので、０．０１０％以下とする。

Ｓｉは周知のように鉄損を低下させる作用のある成分で
あり、この作用を奏するためには、０，１％以上含有さ
せる必要がある。一方、その含有量が増えると前述のよ
うに磁束密度が低下し、また圧延作業性が劣化し、さら
にはコスト高ともなるので、２．０％以下とする。

ＡｆｉはＳｉと同様に固有抵抗を高めて鉄損を下げる効
果がある。また、本発明の特徴とする熱延板焼鈍もしく
は自己焼鈍時の結晶粒成長を促進し、より短時間で結晶
粒を大きくすることにも効果がある。このためには０．
１％以上含有させる必要があり、また、１．１ｔ％を超
えるとＳｉ同様に磁束密度が低下する。

Ｍｎも固有抵抗を高めて鉄損を下げる効果があり、この
ためには０．１％以上含有させる必要がある。一方、そ
の含Ｈ量が増えると前述のようにフェライト−オーステ
ナイト変態温度が低下するため、本発明の特徴とする熱
延板焼鈍もしくは自己焼鈍を十分に高温ですることがで
きず、比較的低温での長時間焼鈍が必要となり、生産性
が劣化する。また、製鋼での作業性を劣化させ、さらに
はコスト高ともなるので、０．７５％未満とする。

ＳｎはＣｕとの複合金Ｈにより、磁束密度を高くし、か
つ鉄損を低くする作用を有するが、この作用を奏するた
めには０．０２％以上含有することが必要である。一方
、この含有量が増えてもその作用は飽和し、逆に結晶粒
成長抑制等の悪影響をもたらし、またコスト高ともなる
ので０゜２０％以下とする。

Ｃｕは上記のＳｎとの複合含有により、磁束密度を高く
し、かつ鉄損を低くする作用を有するが、この作用を奏
するためには０．１％以上含有することが必要である。

一方、この含有量が増えても、熱間脆性等を招き作業性
、加工性に問題が生じるので１．０％以下とする。

上述の成分以外は鉄および不可避不純物元素である。

次に本発明の特徴とするＳｎとＣｕの複合作用および熱
延板の平均結晶粒径との関係について説明する。

まず、ｓｎとＣｕの複合作用についてであるが、第１表
に示した成分の鋼のスラブを熱間圧延後、９５０℃で２
．５分の熱延板焼鈍を行い、次いで０，５０ｍ１厚みに
冷間圧延した後、９００℃で３０秒間、連続仕上焼鈍を
施し、その後、エプスタイン試料に切断し、７５０℃×
２時間の歪取焼鈍を行い、磁気特性を４ｐ」定した結果
を第２表に示す。

坐表０．００３０，００２ｏ、ｏｏａ０．００３Ｏ１４８０，４７０，４８０，５０Ｍｎ０．５００．４９０．５００．４７Ｏ８３４０，３１０，２９０，３００、００２０，００２０，００２ｏ、ｏｏａ（ｗｔ％）Ｓｎ　　　Ｃｕ０．００２０．００３　　ロ、０９０．００２　　−　　０．２２０．００２　０．１０　０．２１第表３．７５３．５３３．１３Ｂ３．４８ ■、７５１．７７１．７５１．７９ＳｎおよびＣｕをいずれも含有しない鋼１に比べて、Ｓ
ｎのみを含有した鋼２は鉄損が低下し、かつ磁束密度の
向上も認められる。また、Ｃｕのみを含有した鋼３では
、磁束密度の向上はないものの、鉄損の低下が認められ
る。

しかし、ＳｎとＣｕを複合含有した鋼４は、鋼２および
鋼３よりもさらに一層の磁束密度の向上および鉄損の低
下が認められる。特に、磁束密度の向上については、Ｓ
ｎのみを含自゛シたＩｖ４２の効果と、Ｃｕのみを＠６
した鋼３の効果を単純に加え合わせたよりもはるかに大
きな効果が鋼４では認められ、ＳｎとＣｕの複合効果が
明らかである。

このように、本発明の特徴は、ＳｎとＣｕを同時に含有
することにより、その複合効果で、磁束密度が高くかつ
鉄損が低い無方向性電磁鋼板を製造することにある。そ
して、このＳｎとＣｕの複合効果は、以下に説明するよ
うに、熱延板の結晶粒径をある一定値以上に大きくする
ことにより現出する。

第１図は、上述の鋼４すなわち、ＳｎとＣｕを複合含有
した鋼の熱延板を、熱延板焼鈍条件を変化させることに
より、その平均結晶粒径を種々に変化させ、製品板の磁
気特性との関係について示したものである。

尚、冷間圧延以降の条件は上述の場合と同様で、口、５
０止厚みに冷間圧延した後、９００℃で３０秒間、連続
仕上焼鈍を施し、その後、エプスタイン試料に切断し、
７５０℃×２時間の歪取焼鈍を行い、磁気特性を／ｌＰ
１定した。

第１図から明らかなように、熱延板の平均結晶粒径が５
０−以上の場合に、著しく磁気特性か改溌され、高磁束
密度かつ低鉄損が達成できることがわかる。

次に本発明の製造方法について説明する。

前記成分からなる鋼は、転炉あるいは電気炉などで溶製
され、連続鋳造あるいは造塊後分塊圧延によりスラブと
される。次いで熱間圧延後、熱延板焼鈍もしくは自己焼
鈍を施して、熱延板の平均結晶粒径を５０−以上にする
。熱延板の平均結晶粒径が５０ｔｌ！ａ未満では、既に
第１図で説明したように、ＳｎとＣｕの複合効果が少な
く、磁束密度を高くし、かつ鉄Ｉｉを低くする作用が少
ない。

次いで１回の冷間圧延または中間焼鈍をはさんで２回以
上の冷間圧延により所定の板厚とされ、再結晶および結
晶粒成長のための連続仕上焼鈍をする。

以上で、無方向性電磁鋼板が製造されるが、次いでスキ
ンパスを２〜１２％の圧下率で行い、所定の形状に打抜
き後に歪取焼鈍が施されるいわゆるセミプロセスタイプ
の無方向性電磁鋼板が製造される。

スキンバス圧延での圧下率を２〜１２％とするのは、２
％未満では歪取焼鈍後に磁気特性が向上し難いからであ
り、また、１２％を超えると磁気特性が劣化するためで
ある。

（実施例１）第３表に示した成分の鋼を、熱間圧延後、同表に示す処
理条件で熱延板焼鈍し、次いで０．５０ｍｍ厚みに冷間
圧延した後、９００℃で４０秒間、連続仕上焼鈍を施し
、その後、エプスタイン試料に切断し、７５０℃×２時
間の歪取焼鈍を行い、磁気特性を測定した。

そのａｌｌＪ定結果も併せて同表に示した。

本発明により、著しく磁束密度が高く、かつ鉄損が低い
無方向性電磁鋼板の製造が可能であることが明らかであ
る。

（実施例２）前記実施例１て用いたｎ４Ｎα１１−１５を、熱延板焼
鈍までを実施例１と同一条件で処理し、次いて０．５５
ｍ１Ｉ厚みに冷間圧延した後、８５０℃で４０秒間、連
続仕上焼鈍を施し、次いで圧下率：９％てスキンバス圧
延を施し、０．５０ｍｍ厚みとした。その後、エプスタ
イン試料に切断し、　７５０℃×２時間の歪取焼鈍を行
い、磁気特性を測定した。

その測定結果を第４表に示す。

第４表磁気特性Ｂ　備考ｎ４Ｎ（′Ｗ１５１５０５０（Ｗ／ｋｇ）　　（Ｔｃｓｌａ）１１　　　２．９０　　　１．ＬＬ　　　比較例１２　
　　２．７４　　　１．７３　　　比較例１３　　　２
．８４　　　１．７１　　　比較例１４　　　２．８９
　　　１．７５　　　本発明１５　　　２．９５　　　
１．７０　　　比較例（発明の効果）以上のように、本発明によれば、磁束密度が高く、かつ
鉄損が低い無方向性電磁鋼板が得られ、電気機器の高効
率化に伴い、その鉄心材料として用いられる無方向性電
磁鋼板に対する要請に十分応えることができ、その工業
的効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＳｎとＣｕを複合含有した鋼４の熱延板の平
均結晶粒径と、製品板の歪取焼鈍後の磁束密度Ｂ　および鉄損Ｗ１５１５０である。の関係を示す図表代理人

Claims

【特許請求の範囲】１、重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上０．７５％未満、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｓｎ：０．０２％以上０．２０％以下、Ｃｕ：０．１％以上１．０％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなることを特徴と
する磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板。２、重量％で、Ｃ：０．０１０％以下、Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上０．７５％未満、Ａｌ：０．１％以上１．０％以下、Ｓｎ：０．０２％以上０．２０％以下、Ｃｕ：０．１％以上１．０％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなる鋼を、熱間圧
延後、熱延板焼鈍もしくは自己焼鈍を施して熱延板の平
均結晶粒径を５０μｍ以上にし、次いで１回または中間
焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍するこ
とを特徴とする磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性
電磁鋼板の製造方法。３、連続焼鈍した後、２〜１２％の圧下率でスキンパス
圧延することを特徴とする請求項２記載の磁束密度が高
くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法。