JPH028326A - 磁束密度の高い無方向性電磁厚板の製造方法 - Google Patents

磁束密度の高い無方向性電磁厚板の製造方法

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JPH028326A
JPH028326A JP15672288A JP15672288A JPH028326A JP H028326 A JPH028326 A JP H028326A JP 15672288 A JP15672288 A JP 15672288A JP 15672288 A JP15672288 A JP 15672288A JP H028326 A JPH028326 A JP H028326A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222Hot rolling

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方法に関するも
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、構造部祠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Go −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、能力の向上管に伴
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か安定して得られていない。
[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
ない無方向性電磁厚板の製造方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、Sj :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 、01%以下、Cu:0.01
%以下、l): 0.005〜0.040%、N :0
.004%以下、0 :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回以上はとる圧延を行った後、板
厚50市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關以上50mm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以上の低磁場
での磁束密度の高い無方向性電磁厚板の製造方法である
たたし、 A= (2R(h、 −h  ) ) /h、 +hA
 :圧延形状比 り、:入側板厚 (mm) h :出側板厚 (+am) R:圧延ロール半径(+nn+) [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、磁壁の移動か起こる。
さらに磁界が強くなり磁壁の移動が完了すると、次に磁
区全体の磁力方向か向きを変えていく。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
の手段として、粒径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、所期の目的を
達成した。
まず、粗粒化のためには、結晶粒微細化作用を有するA
ΩNを減少するため、八ρ、Nを低下すること、及び製
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の元素の影響としては、Cの低下が
必要である。第1図に示す0.01SiO,I Mn 
−0,01Ap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している。
また、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ものである。
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Aか0.7以上必要であることを見出
した。
さらに、鋼中の水素の存在も第2図に示すように有害で
、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2図で示すように0.007
C−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低
磁場での磁束密度が大幅に上昇することがわかる。
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
有効な手段であることを確認した。
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o、oto%以下に限定する。第1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Stは0.02%以下、Mnは
0.20%以下に限定する。Ml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程よい。このためPは0.0
15%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C
rは0.05%以下、Moは0.01%以下、Cuは0
.01%以下とする。
八ρは脱酸剤として用いるもので本発明の如く板厚の厚
い場合には、内質の均質化に不可欠の元素であり、0.
005%以上添加されるが、多くなりすぎると介在物を
生成し鋼の性質を損なうので上限は0.040%以下と
する。さらに結晶粒微細化作用を有するApNを減少さ
せるためには望ましくは0.020%以下がよい。
Nは内部応力を高めかつApN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、まず圧延面加熱温度を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が及ぶ熱間圧延が
有効である。
具体的には圧延形状比Aが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
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50III11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かしにくく
、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,
[i(t −50) +6)時間(t;板厚)が適当で
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°C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、AC3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50mm
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20mm以上50關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
規準するのみで良い。
[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。
1e 例1〜10は本発明の実施例を示し、例11〜29は比
較例を示す。例1〜5は板厚100關に仕上げたもので
、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2は低C1例3,4は低Mn、例5は低AΩであ
り、より高い磁気特性を示す。
例6〜8は500+nm、例9は40mm、例IO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11はCが高く、例12はSlか高く、例13はMn
が高く、例14はPが高く、例15はSが高く、例16
はCrが^く、例17はMoが高く、例18はCuが高
く、例19はAΩが高く、例20はNが高く、例21は
Oが高く、例22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23は加熱温度が下限をはずれ、例24は圧延仕上げ
温度か下限をはずれ、例25は最大形状比が下限をはず
れ、例26は脱水素熱処理温度が下限をはずれ、例27
は焼鈍温度が下限をはずれ、例28は規準温度が上限を
超え、例29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] 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80A/mにおける磁束密度に及はすC含有量
の影響を示すグラフ、第2図は80A/mにおける磁束
密度に及ぼす空隙性欠陥のサイズ及び脱水素熱処理の影
響を示すグラフである。

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、 Al:0.005〜0.040%、 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以上の磁束密度の高い無方向
    性電磁厚板の製造方法。 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)
JP15672288A 1988-06-24 1988-06-27 磁束密度の高い無方向性電磁厚板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0745692B2 (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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