JPH024921A - 直流磁化用電磁厚板の製造法 - Google Patents

直流磁化用電磁厚板の製造法

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JPH024921A
JPH024921A JP15464388A JP15464388A JPH024921A JP H024921 A JPH024921 A JP H024921A JP 15464388 A JP15464388 A JP 15464388A JP 15464388 A JP15464388 A JP 15464388A JP H024921 A JPH024921 A JP H024921A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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] 近年最先端科学技術である素粒子研究や医療機器の進歩
に伴って、大型構造物に磁気を用いる装置が使われ、そ
の性能向上が求められている。
本発明はここにおいて直流磁化条件で使用される磁石の
鉄心用あるいは磁場を遮蔽するのに必要な磁気シールド
用の磁束密度の高い電磁厚鋼板の製造法に関するもので
ある。
[従来の技術] 磁束密度に優れた電磁鋼板としては、従来から薄板分野
で珪素鋼板、電磁軟鉄板をはじめとする数多くの材料が
提供されているのは公知である。
しかし、構造部+4として使用するには組み立て加工及
び強度上の問題があり、厚鋼板を利用する必要が生じて
くる。これまで電磁厚板としては純鉄系成分で製造され
ている。たとえば、特開昭80−%749号公報が公知
である。
しかしながら、近年の装置の大型化、能力の向上等に伴
いさらに磁気特性の優れた、とくに低磁場、たとえば8
0A/mでの磁束密度の高い鋼材開発の要望が強い。前
掲の特許等で開発された鋼材では、80A/mでの低磁
場での高い磁束密度が安定して得られない。
[発明が解決しようとする課8] 本発明の目的は以上の点を鑑みなされたもので、低磁場
での磁束密度の高く、その板厚方向での磁気特性差の少
ない直流磁化用電磁厚板の製造法を提供することにある
[課題を解決するための手段] 本発明は重量%で、c : o、ot%以下、Si :
0.02%以下、Mn:0.20%以下、P :0.(
[5%以下、s :0.010%以下、Cr:0.05
%以下、Mo:0.01%以下、Cu:0.01%以下
、T i  : 0.005〜0.03%、Al:0.
005%以下、N :0.004%以下、O:0.00
5%以下、H: 0.0002%以下、残部実質的に鉄
からなる鋼組成の鋼片または、鋳片を1150〜130
0℃に加熱し、仕上げ温度を900℃以上となる条件下
で圧延形状比Aが0.7以上の圧延バスが1回以上はと
る圧延を行った後、板厚50+om以上の厚板について
は600〜750℃の脱水素熱処理を行った後、必要に
応じて750〜950℃で焼鈍するかあるいは910〜
1000℃で焼準し、板厚20+nm以上50w+m未
満については750〜950℃で焼鈍するかあるいは9
10〜1000℃て焼準することを特徴とする磁場80
A/mでの磁束密度が08テスラ以上の磁気特性を有す
る板厚20+nm以上の直流磁化用電磁厚板の製造法で
ある。
ただし、 A=(2√R(hi−h  ))/h、+hA :圧延
形状比 り、二人側板厚 (mm) h :出側板厚 (mm) R=圧延ロール半径(+nm) [作  用] ます、低磁場での磁束密度を高くするために磁化のプロ
セスについて述べると、消磁状態の鋼を磁界の中に入れ
、磁界を強めていくと次第に磁区の向きに変化が生じ、
磁界の方向に近い磁区が優勢になり他の磁区を蚕食併合
していく。つまり、磁壁の移動が起こる。
さらに磁界が強くなり磁壁の移動が完了すると、次に磁
区全体の磁力方向が向きを変えていく。この磁化プロセ
スの中で低磁場での磁束密度を決めるのは磁壁の移動し
やすさである。つまり低磁場で高磁束密度を得るために
は磁壁の移動を障害するものを極力減らすことである。
発明者らはここにおいて、低磁場で高磁束密度を得るた
めの手段として、粒径への元素の効果と内部応力の原因
となる元素及び空隙性欠陥の作用につき、詳細な検討を
行い低磁場で高磁束密度特性を有する鋼板の製造法を発
明したものである。
まず、粗粒化のためには、結晶粒微細化作用を有するA
11Nを減少するため、A11.Nの低下することが必
要である。特に、Allについては第1図に示すように
低くするに従いフェライト粒の粒成長が起こるが、無添
加の領域、つまり0.005%以下、になると結晶粒の
異常な粒成長が起こることを知見した。ただし、Alを
無添加すると別の脱酸剤を添加する必要がある。
本発明者らはここにおいてこのAfiに代わる脱酸剤で
、かつ低磁場での磁束密度を低下させない元素としてT
1がよいことを知見した。ただし、TiはNと結合しT
iNとして微細に析出する場合は結晶粒微細化作用があ
るため、加熱時間を長くすることでTiNか粗大化し無
害化する。
さらに、製造方法としては、加熱温度を極力」二げ加熱
オーステナイト粒の粗大化、圧延仕上げ温度を極力高め
にし、圧延による結晶粒の微細化を防11−1すること
並びに圧延後の焼鈍をすることである。
内部応力減少のためには、Cの低下が必要である。第2
図に示すO,0ISi −0,1Mn −0,OLAg
鋼にありてC含有量の増加につれ低磁場(80A/m)
での磁束密度が低下することがわかる。
さらに、鋼中の水素の存在も有害で、第3図に示すよう
に、脱水素熱処理を行うことによって磁気特性が大幅に
向上することを知見した。第3図で示すように0.00
7C−0,01S i −0,I Mn鋼にあって高形
状比圧延により空隙性欠陥のサイズを100μ以下にし
、かつ、脱水素熱処理により鋼中水素を減少することで
内部応力も減少し低磁場での磁束密度か大幅に上昇する
ことがわかる。
次に、空隙性欠陥について種々検討した結果、そのサイ
ズが100μ以上のものが磁気特性を大幅に低下するこ
とを知見した。そしてこの100μ以上の有害な空隙性
欠陥をなくすためには圧延形状比0.7以上が必要であ
ることを見出した。
さらに、磁気特性の均質性を確保することも重要である
が、本発明による方法によれば、これに対しても極めて
有効な手段である。
次に本発明の成分限定理由をのべる。
Cは鋼中の内部応力を高め、磁気特性、とくに低磁場で
の磁束密度を最も下げる元素であり、極力下げることが
低磁場での磁束密度を低下させないことに寄与する。ま
た、磁気時効の点からも低いほど経時劣化が少なく、磁
気特性の良い状態で恒久的に使用できるものであり、こ
のようなことから0.010%以下に限定する。
第2図に示すように、さらに0.005%以下にするこ
とにより一層高磁束密度が得られる。
Si、Mnは低磁場での磁束密度の点から少ない方が好
ましく、MnはMnS系介在物を生成する点からも低い
方がよい。この意味からStは0.02%以下、Mnは
0,20%以下に限定する。Mnに関してはMnS系介
在物を生成する点よりさらに望ましくは0,10%以下
がよい。
p、  s、 oは鋼中において非金属介在物を形成し
、かつ偏析することにより磁壁の移動を妨げる害を及ぼ
し、含有量が多くなるに従って磁束密度の低下が見られ
、磁気特性を低下させるので少ないほどよい。このため
Pは0.015%以下、Sは0.010%以下、0は0
.005%以下とした。
Cr、Mo、Cuは低磁場での磁束密度を低下させるの
で少ない程好ましく、また偏析度合を少なくすることか
ら極力低くすることが必要であり、この意味からCrは
0.05%以下、MOは0.01%以下、Cuは0,0
1%以下とする。
TiはA、lllに代わる脱酸元素として用いるため0
005%以上添加されるが、0.04%以上では低磁場
での磁束密度を低下させるので、0.005〜0.03
%に限定する。
AlはAl7Nを生成し結晶粒微細化作用を有するため
極力低下させる必要があるので、0.005%以下とす
る。
Nは内部応力を高めかつAlNにより結晶粒微細化作用
により低磁場での磁束密度を低下させるので上限は0.
004%以下とする。
Hは電磁特性を低下させ、かつ、空隙性欠陥の減少を妨
げるので0.0002%以下とする。
次に製造法について述べる。
圧延条件については、まず圧延前加熱温度を1150℃
以上にするのは加熱オーステナイト粒を粗大化し磁気特
性をよくするためである。1300℃を超す加熱はスケ
ールロスの防止、省エネルギーの観点から不必要である
ため上限を1300℃とした。
圧延仕上げ温度については、900℃以下の仕上げでは
低温圧延により結晶粒が微細化し、磁気特性が低下する
ため結晶粒の粗大化による磁束密度の上昇を狙い900
℃以上とした。
さらに熱間圧延にあたり前述の空隙性欠陥は鋼の凝固過
程で大小はあるが、必す発生するものであり、これをな
くす手段は圧延によらなければならないので、熱間圧延
の役目は重要である。すなわち、熱間圧延1回当たりの
変形量を大ぎくし板厚中心部にまで変形が及ぶ熱間圧延
か有効である。
具体的には圧延形状比Aか0.7以上の圧延パスか1回
以上を含む高形状比圧延を行い、空隙性欠陥のサイスを
100μ以下にすることが電磁特性によい。圧延中にこ
の高形状比圧延により空隙性欠陥をなくすことで後で行
う脱水素熱処理における脱水素効率が飛躍的に上昇する
のである。
次に熱間圧延に引き続き結晶粒粗大化、内部歪除去及び
板厚50+nl11以上の厚手材については脱水素熱処
理を施す。板厚50mm以上では水素の拡散がしにくく
、これが空隙性欠陥の原因となり、かつ、水素自身の作
用と合わさって低磁場での磁束密度を低下させる。
このため、脱水素熱処理を行うがこの脱水素熱処理温度
としては600℃未満では脱水素効率が悪<750℃超
では変態が一部開始するので600〜750℃の温度範
囲で行う。脱水素時間としては種々検討の結果[0,e
(t −50) +6)時間(t:板厚)か適当である
焼鈍は結晶粒粗大化及び内部歪除去のために行うが、7
50℃未満では結晶粒粗大化が起こらず、また、950
℃以上では結晶粒の板厚方向の均質性が保てないため、
焼鈍温度としては750〜950℃に限定する。
規準は板厚方向の結晶粒調整及び内部歪除去のために行
うが、A c a点の910℃以上でかつ1000℃以
上では結晶粒の板厚方向の均質性か保てないので、規準
温度は910〜1000℃に限定する。なお、板厚50
+nm以上の厚手材で行う脱水素熱処理でこの焼鈍ある
いは規準をかねることがi■能である。
一方、板厚20mm以上50mm未満のものは水素の拡
散が容易なため、脱水素熱処理は不要で前述の焼鈍また
は焼亭するのみで良い。
[実 施 例] 第1表に電磁厚板の製造条件とフェライト粒径、低磁場
での磁束密度を示す。
例1〜12は本発明の実施例を示し、例13〜33は比
較例を示す。
例1〜7は板厚100+nmに仕上げたもので、均一か
つ粗粒で高い磁気特性を示す。例1に比べ、さらに例4
は低C1例5,6は低Mn、例7は低Aj)であり、よ
り高い磁気特性を示す。
例8〜10は500關、例11は40mm5例12は2
0mmに仕上げたもので、均一かつ粗粒で高い磁気特性
を示す。例13はCが高く、例14はStが高く、例1
5はMnが高く、例16はPが高く、例17はSが高く
、例18はCrが高く、例19はMoが高く、例20は
Cuが高く、例21はTiが高く、例22.23はAl
1が高く、例24はNが高く、例25はOが高く、例2
GはHが高く、それぞれ上限を超えるため低磁気特性値
となっている。
例27は加熱温度が下限をはずれ、例28は圧延仕上げ
温度が下限をはずれ、例29は最大形状比が下限をはず
れ、例30は脱水素熱処理温度が下限をはずれ、例31
は焼鈍温度が下限をはずれ、例32は規準温度が上限を
超え、例33は脱水素熱処理がないため低磁気特性値と
なっている。
[発明の効果コ 以上詳細に述べた如く、本発明によれば適切な成分限定
により、板厚の厚い厚鋼板に均質な品電磁特性を具備せ
しめることに成功し、直流磁化による磁気性質を利用す
る構造物に適用可能としたものであり、かつその製造法
も前述の成分限定と、熱間圧延後結晶粒調整及び脱水素
熱処理を同時に行う方式であり、極めて経済的な製造法
を提供するもので産業上多大な効果を奏するものである
【図面の簡単な説明】
第1図はフェライト粒度に及ぼすA、l!含有量の影響
を示すグラフ、第2図は80A/mにおける磁束密度に
及ぼすC含有量の影響を示すグラフ、第3図は80A/
mにおける磁束密度に及ぼす空隙性欠陥の大きさ及び脱
水素熱処理の影響を示すグラフである。 代 理 人  弁理士  茶野木 立 夫第 図 θθl θθ2 θθ3 θθ4 へ2合哨量 (%) 第 図 θθ2 C(%) θθ6 0.08 第 図 手続補正書(自発) 昭和63年7月18日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 重量%で、 C:0.01%以下、 Si:0.02%以下、 Mn:0.20%以下、 P:0.015%以下、 S:0.010%以下、 Cr:0.05%以下、 Mo:0.01%以下、 Cu:0.01%以下、 Ti:0.05〜0.03%、 Al:0.005%以下、 N:0.004%以下、 O:0.005%以下、 H:0.0002%以下、 残部実質的に鉄からなる鋼組成の鋼片または、鋳片を1
    150〜1300℃に加熱し、仕上げ温度を900℃以
    上となる条件下で圧延形状比Aが0.7以上の圧延パス
    が1回以上はとる圧延を行った後、板厚50mm以上の
    厚板については600〜750℃の脱水素熱処理を行っ
    た後、必要に応じて750〜950℃で焼鈍するかある
    いは910〜1000℃で焼準し、板厚20mm以上5
    0mm未満については750〜950℃で焼鈍するかあ
    るいは910〜1000℃で焼準することを特徴とする
    磁場80A/mでの磁束密度が0.8テスラ以上の磁気
    特性を有する板厚20mm以上の直流磁化用電磁厚板の
    製造法。 ただし、 A=(2√R(h_i−h_o))/h_i+h_o A:圧延形状比 h_i:入側板厚(mm) h_o:出側板厚(mm) R:圧延ロール半径(mm)
JP15464388A 1988-06-24 1988-06-24 直流磁化用電磁厚板の製造法 Expired - Lifetime JPH0689399B2 (ja)

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US07/368,031 US4950336A (en) 1988-06-24 1989-06-19 Method of producing non-oriented magnetic steel heavy plate having high magnetic flux density
DE68921377T DE68921377T2 (de) 1988-06-24 1989-06-23 Verfahren zur Herstellung nichtorientierter Stahl-Grobbleche mit hoher magnetischer Flussdichte.
EP89111463A EP0349853B1 (en) 1988-06-24 1989-06-23 Method of producing non-oriented magnetic steel heavy plate having high magnetic flux density

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5411605A (en) * 1991-10-14 1995-05-02 Nkk Corporation Soft magnetic steel material having excellent DC magnetization properties and corrosion resistance and a method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5411605A (en) * 1991-10-14 1995-05-02 Nkk Corporation Soft magnetic steel material having excellent DC magnetization properties and corrosion resistance and a method of manufacturing the same

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