JPH024923A - 無方向性直流磁化用電磁厚板の製造法 - Google Patents

無方向性直流磁化用電磁厚板の製造法

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JPH024923A
JPH024923A JP15464588A JP15464588A JPH024923A JP H024923 A JPH024923 A JP H024923A JP 15464588 A JP15464588 A JP 15464588A JP 15464588 A JP15464588 A JP 15464588A JP H024923 A JPH024923 A JP H024923A
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山場 良太
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    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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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】 [産業上の利用分野コ 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
に伴っで、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、構造部材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80−96749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題] 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
ない無方向性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: 0.01%以下、Si :0
.02%以下、Mn:0.20%以下、P :O,01
5%以下、S :0.010%以下、Cr:0.05%
以下、M o : 0 、旧%以下、Cu:0.旧%以
下、Ti:0.005〜0.03%、Ca:0.000
5〜0.旧%、Aβ:0.005%以下、N :0.0
04%以下、O:0.005%以下、H: 0.000
2%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1150〜1300℃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回以上はとる圧を行った後、板厚50m
m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20m
m以上50III11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20IIIIm以上
の無方向性直流磁化用電磁厚板の製造法である。
ただし、 A=(2右「1丁7訂))/h、+h A :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(am ) [作  用] まず、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と定性的に言う
ことができる。
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
の手段としで、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。
ます、粗粒化のためには、結晶粒微細化作用を有するA
βNを減少するため、A、Q、Hの低下することか必要
である。特に、Aβ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、An)を無
添加に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AΩ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Ti
とCaの複合添加がよいことを知見した。
さらに、製造方法としては、加熱温度を極力上げ加熱オ
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止すること並びに圧
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0.018i  −0,1Mロー0.01AΩ
鋼にあって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0.007
 C−0,OLS i −0,I Mn鋼にあっで、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が大幅に上昇
することがわかる。
空隙性欠陥の影響についても種々検討した結果、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。そしてこの空隙性欠陥をなくすために
は、圧延形状比Aが0.7以上で十分であることを見出
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か
、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か少なく、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。
St、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Si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o、oio%以下、O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C
rは0.05%以下、Moは0.01%以下、Cuは0
.01%以下とする。
Ti、CaはAlに代わる複合脱酸元素として用いるた
め、それぞれ0.005%及び0.0005%以上添加
されるが、0,04%及び001%以上では低磁場での
磁束密度を低下させるので、Tiは0.005〜0.0
3%に、Caは0.0005−0.01%に限定する。
AΩはAΩN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AΩN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°C以下の仕上げで
は低温圧延により結晶粒か微細化し、磁気特性か低下す
るため結晶粒の粗大化による磁束密度の上昇を狙い90
0℃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
程で大小はあるか、必ず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きくし板厚
中心部にまで変形か及ぶ熱間圧延が有効である。具体的
には圧延形状比Aか0.7以上の圧延パスが1回以上を
含む高形状比圧延を行い、空隙性欠陥のサイズを100
μ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關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
水素熱処理を行うか、この脱水素熱処理温度としては6
006C未満では脱水素効率か悪<750°C超では変
態か一部開始するので800〜750°Cの温度範囲で
行う。
脱水素時間としては種々検討の結果[0,6(t50)
 +003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か、7
50°C未満では結晶粒粗大化が起こらず、また、95
0°C以上では結晶粒の板厚方向の均質性か保てないた
め、焼鈍温度としては750〜950°Cに限定する。
焼準は板厚方向の結晶粒調整及び内部歪除去のために行
うか、A c 3点の910°C以上でか引000°C
以上では結晶粒の板jψ力方向均質性が保てないので、
規準温度は910〜](100℃に限定する。なお、板
厚50m+n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可能である。
一方、板厚20mrn以上50+n+n未満のものは水
素の拡散か容易なため、脱水素熱処理は不要で前述の焼
鈍または規準を施せば良い。
[実 施 例コ 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13〜3ね比較
例を示す。例1〜7は板厚100++++n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A、Qであり、より高い磁気特性を示す。
例8−10は500+n+n、例11は40n++n、
例12は20++++n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か高く、例14は
Sjが高く、例15はMnか高く、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
か高く、例20はCuか高く、例21はTiが高く、例
22はCaが高く、例23はTiとCaの両方が高く、
例24.25はAlが高く、例26はNが高く、例27
は0が高く、例28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29は加熱温度が下限をはずれ、例30は圧延仕上げ
温度が下限をはすれ、例31は最大形状比が下限をはす
れ、例32は脱水素熱処理温度が下限をはずれ、例33
は焼鈍温度が下限をはずれ、例34は規準温度が上限を
超え、例35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高電磁特性を具備せ
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図はフェライト粒径に及ぼすAΩ含有量の影響をを
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’(1)A/
  J電W−4V4工乙 (4γL:)■ざ審頁

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:0.005〜0.03%、 Ca:0.0005〜0.01%、 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以上の無方向性直流磁化用電
    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)
JP15464588A 1988-06-24 1988-06-24 無方向性直流磁化用電磁厚板の製造法 Expired - Lifetime JPH0689401B2 (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
EP89111463A EP0349853B1 (en) 1988-06-24 1989-06-23 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.

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Cited By (1)

* 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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