JPH029111B2 - - Google Patents

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JPH029111B2
JPH029111B2 JP58201281A JP20128183A JPH029111B2 JP H029111 B2 JPH029111 B2 JP H029111B2 JP 58201281 A JP58201281 A JP 58201281A JP 20128183 A JP20128183 A JP 20128183A JP H029111 B2 JPH029111 B2 JP H029111B2
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JP
Japan
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annealing
steel sheet
coating
grain
oriented silicon
Prior art date
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JP58201281A
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English (en)
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JPS6092481A (ja
Inventor
Michiro Komatsubara
Masao Iguchi
Ujihiro Nishiike
Isao Ito
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Priority to EP84307320A priority patent/EP0143548B1/en
Priority to DE8484307320T priority patent/DE3473679D1/de
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Publication of JPH029111B2 publication Critical patent/JPH029111B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • 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
    • C21D8/1294Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a localized treatment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 鉄損の低い方向性けい素鋼板とその製造方法に
関して、この明細書に述べる技術内容は、とくに
鋼板表面の被膜に不均一性を付与して該表面に異
張力の働く領域を区画形成させることにより、鉄
損を向上させることに関連している。 背景技術 方向性けい素鋼板は主として変圧器その他の電
気機器の鉄心として利用され、その磁化特性が優
れていること、とくに鉄損(W17/50で代表され
る)が低いことが要求されている。 このためには、第一に鋼板中の2次再結晶粒の
<001>粒方位を圧延方向に高度に揃えることが
必要であり、第二には、最終製品の鋼中に存在す
る不純物や析出物をできるだけ減少させる必要が
ある。かかる配慮の下に製造される方向性けい素
鋼板は、今日まで多くの改善努力によつて、その
鉄損値も年を追つて改善され、最近では板厚0.30
mmの製品でW17/50の値が1.05W/Kgの低鉄損の
ものが得られている。 しかし、数年前のエネルギー危機を境にして、
電力損失のより少ない電気機器を求める傾向が一
段と強まり、それらの鉄芯材料として、さらに鉄
損の低い一方向性けい素鋼板が要請されるように
なつている。 従来技術とその問題点 ところで、方向性けい素鋼板の鉄損を下げる手
法としては、Si含有量を高める、製品板厚を薄く
する、2次再結晶粒を細かくする、不純物含有量
を低減する、そして(110)〔001〕方位の2次再
結晶粒をより高度に揃えるなど、主に冶金学的方
法が一般に知られているが、これらの手法は、現
行の生産手段の上からはもはや限界に達してい
て、これ以上の改善は極めて難しく、たとえ多少
の改善が認められたとしても、その努力の割には
鉄損改善の実効は僅かとなるに至つていた。 これらの方法とは別に、特公昭54−23647号公
報に開示されているように、鋼板表面に2次再結
晶阻止領域を形成させることにより、2次再結晶
粒を細粒化させる方法が提案されている。しかし
ながらこの方法は、2次再結晶粒径の制御が安定
していないため、実用的とは云いがたい。 その他特公昭58−5968号公報には、2次再結晶
後の鋼板の表面にボールペン状小球により、微小
歪を鋼板表層に導入することにより、磁区の幅を
微細化し、鉄損を低減する技術が、また、特公昭
57−2252号公報には、最終製品板表面に、圧延方
向にほぼ直角にレーザービームを数mm間隔に照射
し、鋼板表層に高転位密度領域を導入することに
より、磁区の幅を微細化し、鉄損を低減する技術
が提案されている。さらに、特開昭57−188810号
公報には、放電加工により鋼板表層に微小歪を導
入し、磁区幅を微細化し、鉄損を低減する同様の
技術が提案されている。これら3種類の方法は、
いずれも2次再結晶後の鋼板の地鉄表層に微小な
塑性歪を導入することにより磁区幅を微細化し鉄
損の低減を図るものであつて、均しく実用的であ
り、かつ鉄損低減効果も優れているが、鋼板の打
抜き加工、せん断加工、巻き加工などの後の歪取
り焼鈍や、コーテイングの焼付け処理の如き熱処
理によつて、塑性歪導入による効果が減殺される
欠点を伴う。なおコーテイング処理後に微小な塑
性歪の導入を行う場合は、絶縁性を維持するため
に絶縁コーテイングの再塗布を行わねばならず歪
付与工程、再塗布工程と、工程の大幅増加にな
り、コストアツプをもたらす。 発明の目的 この発明は、上記した先行技術とは発想を異に
した磁区幅の細分化手段をもつて、高温における
歪取り焼鈍の後においても特性劣化を伴わずに、
製品の磁区幅細分化の実効を確保し得るようにし
た方向性けい素鋼板を与えることを目的とする。 発明の端緒 この発明は、方向性けい素鋼板の表面被膜を構
成するフオルステライト被膜が局所的に欠けた領
域すなわち欠損領域の存在が、製品の磁区幅の細
分化に極めて有利に寄与すること、そしてかよう
な欠損領域の存在下に張力付与型の絶縁コーテイ
ングを被成すると、両者の複合作用によつて、所
期した効果が一層助長されることの新規知見に立
脚する。 解決手段の解明経緯 方向性けい素鋼板の製造工程において、最終板
厚に冷間圧延された鋼板は有害な炭素を取除くた
め通常脱炭焼鈍が施される。かかる焼鈍によつて
鋼板は、内部に微細な分散第2相からなる抑制剤
を含有した1次再結晶集合組織となるが、同時に
鋼板表面層は微細なSiO2粒子が地鉄内に分散し
たサブスケール構造となる。この脱炭・1次再結
晶板には、その表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布したのち、2次再結晶焼鈍ついでそ
れに引き続き1200℃前後での高温純化焼鈍が施さ
れる。この2次再結晶焼鈍によつて鋼板の結晶粒
は、(110)〔001〕方位の粗大な粒になる。また高
温純化焼鈍によつて鋼板内部に存在していた抑制
剤の1部であるSやSeやN等は鋼板地鉄外に除
去される。 さらに、この純化焼鈍において、鋼板表層のサ
ブスケール中のSiO2と表面に塗布された焼鈍分
離剤中のMgOが、次式、 2MgO+SiO2→Mg2SiO4 のように反応して鋼板表面に、フオルステライト
(Mg2SiO4)の多結晶からなる被膜を形成する。
このとき、余剰のMgOは未反応物として、鋼板
と鋼板との融着を防止する役割を果す。そして高
温純化焼鈍を終えた鋼板は未反応の焼鈍分離剤を
取除き、必要に応じて絶縁コーテイングの上塗り
やコイルセツトを取除くための処理を施して製品
となすわけである。 ところで発明者らはフオルステライト被膜の投
割を再調査した結果、この被膜が張力付加型コー
テイングと同様、鋼板に張力を付加し、磁区を細
分化していること、しかも鋼板の磁区幅の細分化
効果は場所により微妙に異つていることを見出し
た。そこでさらに鋼板の磁区幅の細分化傾向につ
き綿密な検討を加えた結果、フオルステライト被
膜が欠損している場所で磁区の細分化効果が著し
いことが究明されたのである。 発明の構成 この発明は、上記の知見に由来するものであ
る。 すなわちこの発明は、地鉄表層部に塑性歪域が
みられないフオルステライト被膜付きの方向性け
い素鋼板であつて、該フオルステライト被膜が、
連続または非連続の線状欠損領域を有することか
らなる、歪取り焼鈍によつても特性が劣化しない
低鉄損の方向性けい素鋼板である。 またこの発明は、地鉄表層部に塑性歪域がみら
れないフオルステライト被膜付きの方向性けい素
鋼板であつて、該フオルステライト被膜が、連続
または非連続の線状欠損領域を有しかつ、該被膜
上に9.8×10-61/℃以下の熱膨張係数を呈する張
力付与型の絶縁コーテイング膜をそなえることか
らなる、歪取り焼鈍によつても特性が劣化しない
低鉄損の方向性けい素鋼板である。 この発明において、素材鋼板をその内部に塑性
歪域がみられないものに限定したのは、後述する
ように、塑性歪の導入による磁区の細分化方式で
は、歪取り焼鈍によつて特性の著しい劣化を招く
からである。 以下この発明について具体的に説明する。 さて、発明者らは実験室的にフオルステライト
被膜を局所的に除去して地鉄表面と裸出させ、そ
の領域、形状および方位などが磁区の細分化に及
ぼす影響につき、種々の検討を加え、鉄損との関
係について調査した。 なおこの実験において局所的なフオルステライ
ト被膜の除去には、HF溶液を用いて化学的にフ
オルステライトを溶解することにより行つた。 その結果、フオルステライトの欠損領域の形状
としては、第1図イに示したような連続的または
非連続的の線状凹形状がとくに鉄損低減効果にお
いて有効であることが認められた。ただし非連続
の線状凹部領域においては、点と点との間隔が
0.5mm以上離れると効果は低減した。この点破線
のように線の一部が抜けていても鉄損低減効果は
線状の場合とほぼ同様であつた。 次にフオルステライト被膜の線状欠損領域の方
向については、第1図ロや第2図に示したよう
に、圧延の方向に対し60〜90゜の角度とした場合
がとくに有効であつた。また連続または非連続の
線状凹部領域の幅については、第3図に示したよ
うに0.05〜2.0mmとくに0.8〜1.5mmの範囲で優れた
効果が得られた。 なおフオルステライト被膜の線状欠損領域は、
圧延方向を横切る向きに繰返し形成することが、
鋼板全体の鉄損を下げるために有効で、たとえば
第1図ハに示したような領域間の間隔は、第4図
に示したように1mm〜30mmの範囲とすることが望
ましい。またフオルステライト被膜における線状
欠損領域の形成は、鋼板の両面であつても、片面
にのみであつても、その効果にほとんど変わりは
なかつた。 次に、これらの上記したような線状欠損領域を
そなえるフオルステライト被膜付き鋼板に、被膜
形成後に5×10-61/℃の熱膨張係数を呈するコ
ーテイング液を塗布、焼付けて張力付与型の絶縁
コーテイング膜を被成したのち、その鉄損を測定
したところ、第5図に示したように、単にフオル
ステライト被膜に線状欠損領域を区画形成した場
合に比べて、著しい鉄損改善効果がみられた。 そこで熱膨張係数の異なる各種のコーテイング
についても、上述の実験に準じて線状欠損領域を
有するフオルステライト被膜付き方向性けい素鋼
板に使用してみたところ、熱膨張係数が9.8×
10-61/℃以下であれば、満足のいく鉄損低減効
果が得られることがわかつた。 次に最終焼鈍後の方向性けい素鋼板であつて、
表面被膜としてフオルステライト被膜とその上に
重ねて被成した5.610-61/℃の熱膨張係数を呈す
る張力付与型絶縁コーテイング膜とをそなえる鋼
板を4分割し、それぞれの鋼板につき、幅1.0mm
の圧延方向と90゜の角度をなし、しかも圧延方向
における繰返し間隔が4mmのフオルステライト被
膜の線状欠損領域を下記の要領で形成した。 局部的にNaOH溶融液で溶かすことにより
線状の領域を形成させた。 円盤状の回転砥石を軽く接触させることによ
り、線状の領域を形成させた。 パルス状の高パワーのレーザー光を照射し、
コーテイングとフオルステライトを共に揮発さ
せることにより点の列状(点と点の間隔0.4mm)
の領域を形成させた。 先の細い鉄針に軽く圧力をかけ、押さえるこ
とにより、点の列状(点と点の間隔0.4mm)の
領域を形成させた。 その結果〜いずれについても、W17/50で
0.97〜0.98W/Kgの極めて低い鉄損のものが得ら
れた。しかしながら800℃、3時間の歪取り焼鈍
を施した後では、、およびについては0.97
〜0.98W/Kgの低い鉄損のままであつたが、に
ついては1.05W/Kgと大幅に鉄損が劣化した。 この原因を調査した結果、〜の試料の歪取
り焼鈍前における試料〜のうち、のみに、
フオルステライト除去成分の直下の地鉄表層部に
塑性歪領域が形成され、この塑性歪が歪取り焼鈍
によつて解放され、消滅していることが突き止め
られた。従つて、歪取り焼鈍によつて特性を劣化
させないためには、鋼板地鉄表層部に塑性歪を導
入させないようにすることが肝要なわけである。 そして〜の歪取り焼鈍後の鋼板について
は、該焼鈍によつてコーテイング除去部に周囲の
コーテイングが流れ込む形で被膜欠損領域は一様
な表面に修復されており、絶縁性、耐錆性からも
好ましいことがわかつた。そこでかようなコーテ
イングの修復に適した焼鈍温度範囲についても調
べたところ600〜900℃の温度範囲が適切であるこ
とがわかつた。 次にこの発明に係る方向性けい素鋼板の製造方
法について説明する。 この発明の素材は、公知の製鋼方法、例えば転
炉、電気炉などによつて製鋼し、さらに造塊−分
塊法または連続鋳造法などによつてスラブ(鋼
片)としたのち、熱間圧延によつて得られる熱延
コイルを用いる。 この熱延板は、Siを2.0〜4.0%程度含有する組
成である必要がある。というのは、Siが2.0%未
満では鉄損の劣化が大きく、また4.0%を超える
と、冷間加工性が劣化するからである。その他の
成分については方向性けい素鋼板の素材成分であ
れば、いずれも適用可能である。 次に冷間圧延により、最終目標板厚とされる
が、冷間圧延は、1回もしくは中間焼鈍を挾む2
回の冷間圧延により行なわれる。このとき必要に
応じて熱延板の均一化焼鈍や、冷間圧延に替わる
温間圧延を施すこともできる。 最終板厚とされた冷延板は、脱炭可能な程度の
酸化性雰囲気もしくはサブスケール形成可能な程
度の弱酸化性雰囲気中で1次再結晶焼鈍が施され
る。 ついで、鋼板表面にMgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布したのち、2次再結晶焼鈍ついで高
温純化焼鈍と続く最終仕上焼鈍を行なうことによ
り、フオルステライト被膜が形成されるのであ
る。 ここにこの発明で意図したフオルステライト被
膜の線状欠損領域を形成する手法としては以下に
のべるような方法がある。 (i) 1次再結晶焼鈍後の鋼板表面への焼鈍分離剤
の塗布工程において、該塗布に先立ち、鋼板表
面に焼鈍分離剤との反応を阻害する物資を1
g/m2を超える範囲で連続または非連続の線状
に付着させる方法。この方法において反応阻害
物質としてはSiO2、Al2O3、ZrO2などの酸化物
や、Zn、Al、Sn、Ni、Feなどの金属が適合す
る。しかしながらかかる反応阻害物質の付着量
が少いと、フオルステライト被膜が生成するお
それが生じるので、付着量はそのような心配の
ない1g/m2を超える範囲に定めた。なお、こ
れらの反応阻害物質の鋼板への付着手段として
は、塗布、吹付け、めつき、印刷および静電塗
装などがいずれも利用できる。 なお焼鈍分離剤を鋼板へ付着させる手段とし
ては、ロールやハケによる塗布、吹付け、静電
塗装が公知であるが、いずれを採用してもよ
い。 (ii) 1次再結晶焼鈍後の鋼板表面への焼鈍分離剤
の塗布工程において、該塗布に先立ち鋼板表面
に焼鈍分離剤スラリー(水と焼鈍分離剤との懸
濁液)に対する撥水性物質を0.1g/m2を超え
る範囲で連続または非連続の線状に付着させる
方法。 かかる撥水性物質としては、油性ペイントや
ワニスなどが有利に適合し、鋼板表面と焼鈍分
離剤との接触を妨げて、フオルステライト生成
反応を遅滞させて線状欠損領域を形成させるわ
けである。ただしかような撥水性物質の付着量
が少いとフオルステライト被膜が生成するおそ
れがあるので付着量はそのような心配のない
0.1g/m2を超える範囲に定めた。なおこれら
の撥水性物質の鋼板への付着手段としては、前
掲した反応阻害物質と同様、塗布、吹付け、印
刷および静電塗装などが利用できる。 (iii) 1次再結晶焼鈍後の鋼板表面への焼鈍分離剤
の塗布工程において、その塗布に先立ち、鋼板
表面に鋼中のSiの酸化剤となるような物質を2
g/m2を超える範囲で連続または非連続の線状
に付着させる方法。 これらの物質はその後の最終仕上焼鈍におい
て高温で鋼中のSiを酸化させ、鋼板表層サブス
ケール中のSiO2粒子の量を増加させることに
よつて、最終仕上焼鈍後のフオルステライト被
膜の厚みを増加させるので、鋼板表面に連続ま
たは非連続の線状に過厚被膜を形成させること
ができるわけである。かかる酸化剤としては、
FeO、Fe2O3、TiO2などの酸化物、Fe2SiO4
どの還元され易い珪酸塩、Mg(OH)2などの水
酸化物などが有利に適合するが、これらの酸化
剤を2g/m2を超えて付着させると、被膜の厚
みが大きくなつて、鋼板への接着力を失い、そ
の結果被膜がはく落し易くなつて被膜欠損領域
が容易に形成されるわけである。 (iv) 2次再結晶後の鋼板表面に被成したフオルス
テライト被膜を、地鉄鋼板表層に塑性歪を加え
ないようにして連続または非連続の線状に除去
することにより線状欠損領域を形成する方法。 かような方法としては、前述したように化学
研磨や電解研磨の他、回転する円盤状の砥石に
よる除去、軽圧力による鉄針での除去さらには
出力を適切に調整したレーザービームなどの光
学的除去などの方法がある。とくに光学的除去
法としてレーザービームを利用する場合は、1
つの光源から複数のビームを取出したり、また
適当なマスキングの存在の下に全面照射を行う
ことによつて、1回の操作で効率よく複数本の
線状欠損領域を形成させることができる利点が
ある。 上述したような線状欠損領域の形成方法におい
て、とくに注意するべきことは、かかる処理の際
に地鉄鋼板中に塑性歪域を形成させないようにす
ることである。というのは塑性歪を導入した場合
には、後述するように歪取り焼鈍のあとの鋼板の
特性が著しく劣化するからである。 さらにこの発明では上記のような連続または非
連続の線状欠損領域をそなえるフオルステライト
被膜を有する方向性けい素鋼板に、被膜形成後に
9.8×10-61/℃以下の熱膨張係数を呈する張力付
与型絶縁コーテイングを被成することによつてフ
オルステライト被膜の欠損領域形成効果とコーテ
イング膜による張力付与効果とが相乗した極めて
低い鉄損値の方向性けい素鋼板を製造することが
できる。 また別の方法としては、均一なフオルステライ
ト被膜を有する方向性けい素鋼板に、9.8×
10-61/℃以下の熱膨張係数を有する張力付加型
コーテイング膜を被成したのち、鋼板の地鉄表層
部に塑性歪を与えないようにして、連続または非
連続の線状に上塗りコーテイングとフオルステラ
イト被膜とを除去することにより、フオルステラ
イト被膜の線状欠損領域を形成し、ついでコーテ
イング欠損部の修復を導く600〜900℃の温度範囲
での焼鈍を施す方法がある。 コーテイングの種類としては、鋼板とコーテイ
ング膜との熱膨張係数の差によつて表面張力を付
与するのであるから、ある程度該係数に差がある
ものでなければならないが、この点9.8×10-61/
℃以下の熱膨張係数を有するものであれば、フオ
ルステライト被膜の異厚効果とコーテイング表面
張力付与効果との相乗効果により満足のいく低鉄
損値が得られることが確められている。 ところでフオルステライト被膜における欠損領
域の形状は、連続的な凹部線状をなすものがとり
わけ有効であるが、その他非連続すなわち点の列
で置き替えることもできる。しかしながらかかる
非連続の凹部線状の場合は、点と点との間隔が
0.5mm以上離れていると効果が小さくなる。また
かような線状欠損領域幅としては、0.05〜2.0mm
程度が特に効果が大きい。 線状凹部領域の向きは圧延方向に対して60〜
90゜の角度範囲がとくに好ましい。圧延方向に平
行な方向して場合は効果がなく、圧延方向と直角
方向で最大の効果が得られる。こうした鋼板圧延
方向に対する角度はとくに重要で、欠損領域の幅
が広すぎる場合や、孤立した点の場合に鉄損低減
効果が弱まるのは、その方向性が不明瞭になるた
めと思われる。 こうした連続または非連続の線状凹部領域は圧
延方向に対して異なる形状、幅、角度のものも含
めて繰返し存在することが好ましく、この時の領
域と領域との間隔は1.0〜30mmの範囲がとりわけ
有効である。 なおこの発明において、線状とは、厳密な意味
での直線だけを指すものではなく、曲率の小さい
曲線や波線なども含むものである。 またフオルステライト被膜の欠損領域は鋼板の
両面に存在しても片面のみに存在していてもその
効果にほとんど変りはなかつた。 以上述べたようにしてフオルステライト被膜に
連続または非連続の線状欠損領域を形成させた方
向性けい素鋼板は、通常の方向性けい素鋼板と同
様にそのまま製品として使用される場合、またさ
らに張力付与型の上塗り絶縁コーテイングを程し
て製品として使用される場合のいずれにおても、
実際の機器に使用された場合良好な特性を示す。 ここにこの発明に従いフオルステライト被膜に
線状欠損領域を区画形成することによつて鉄損特
性が改善される理由は、該被膜に線状欠損領域を
設けたことにより鋼板表面には異張力領域が生じ
るが、この異張力によつて鋼板に弾性歪が導入さ
れ、その結果磁区が有効に細分化されるためであ
ろうと考えられる。 このような異張力弾性歪を附加した方向性けい
素鋼板おいては、鋼板の地鉄表層部に塑性歪領域
やレーザー照射痕のような高転位密度領域を存在
させる従来法の場合と異なり、人為的な塑性歪領
域の導入がみられないので、通常800℃後で1分
間から数時間にわたつて施される歪取焼鈍を施し
ても鉄損の劣化がほとんどないという特筆すべき
利点がある。前者の場合は、地鉄表層部の塑性歪
が高温によつて消滅するので鉄損の劣化が生じる
という致命的な欠点を有するが、この発明の場合
は歪取焼鈍の有無にかかわらず良好な鉄損を示
す。 さらにこの発明の鋼板においては、形状変化部
分は被膜部に限られているため、変化分が少な
く、従つて占積率を低下させることはほとんどな
い。 実施例 1 Si:3.2%を含有するけい素鋼素材を、常法に
従つて厚み0.30mmの冷間鋼板とし、ついで脱炭・
1次再結晶焼鈍したのち鋼板を2分割し、一方は
そのままMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布
し、2次再結晶焼鈍と1200℃、5時間の純化焼鈍
とからなる最終仕上げ焼鈍を施して比較例とし
た。また他のひとつは鋼板表面に焼鈍分離剤と鋼
板サブスケール中SiO2と反応阻害物であるAl2O3
粉末を、付着量:1.5g/m2、圧延方向となす角
度:90゜、付着幅:2mmそして圧延方向における
繰返し焼鈍分離剤をその上に塗布してから最終仕
上げ焼鈍を施した。 この結果、前者は灰色均一な被膜が形成された
が、後者においてはAl2O3粉末を塗布した領域に
ついては、フオルステライト被膜は形成されてい
なかつた。これらの半製品の鉄損値は下記のとお
りであつた。 比較例 W17/50=1.06W/Kg 実施例 W17/50=1.02W/Kg 次にかような鋼板の上に第1表に示される〜
のコーテイング液を塗布ついで焼付けることに
より上塗り絶縁膜を形成した。得られた製品の鉄
損値を第2表に示す。なお比較例については、高
パワーのレーザー光を、0.4mm間隔で点の列状に、
圧延方向と直角方向に向けて、列と列との間隔:
7mmの条件で照射したときの鉄損値についても調
査した。ここにレーザー照射部の断面をエツチン
グして光学顕微鏡で観察したところ、地鉄表層部
に塑性歪が導入されていることが確認された。 ついでさらに、800℃、2時間の歪取り焼鈍を
施した後の鉄損値についても調査し、得られた結
果を第2表に併記した。
【表】
【表】
【表】 第2表よりフオルステライト被膜に欠損領域を
区画形成したものは熱膨張係数が9.8×10-61/℃
より小さいコーテイング膜の存在によつて鉄損の
著しい改善が達成されていることがわかる。しか
もこの効果は歪取り焼鈍後においても何ら変化は
なかつた。 これに対し、パルスレーザー光を利用したもの
は、歪取り焼鈍時に鋼板中に導入されていた塑性
歪みが開放されるに伴なつて磁気特性が劣化す
る。 実施例 2 Si:3.2%を含有するけい素鋼素材を、常法に
従つて厚み0.30mmの冷間鋼板としたのち、脱炭・
1次再結晶焼鈍を施し、ついて焼鈍分離剤を塗布
するに先立つて鋼板を表面に、焼鈍分離剤スラリ
ーに対し撥水性を有する油性ペイントを、付着
量:0.5g/m2、圧延方向となす角度:75゜、付着
幅:0.5mmそして圧延方向における繰返し間隔:
3mmの条件下に線状に印刷付着させたのち、その
上に焼鈍分離剤スラリーを塗布してから加熱乾燥
し、しかるのち2次再結晶焼鈍ついで1200℃、5
時間の純化焼鈍を施した。 なお比較のため、焼鈍分離剤の塗布に先立つ撥
水性物質の付着処理のない通常の工程によつて方
向性けい素鋼板を作成し、比較例とした。 被膜性状について調べたところ比較例では、均
等厚で灰色のフオルステライト被膜が形成されて
いたが、実施例においては、油性ペイントを印刷
した領域については、フオルステライト被膜は形
成されていなかつた。両者の鉄損値は下記のとお
りであつた。 比較例 W17/50=1.06W/Kg 実施例 W17/50=1.01W/Kg この後、鋼板をそれぞれ2分割し、一方にクロ
ム酸塩系の通常の上塗りコーテイングを、他方に
は第1表のに示される張力付与型コーテイング
を施した場合の鉄損値について調べたところ、そ
れぞれ下記のとおりであつた。 W17/50 比較例で通常コーテイング 1.07W/Kg 張力付与型コーテイング 1.05W/Kg 実施例で通常コーテイング 1.01W/Kg 張力付与型コーテイング 0.97W/Kg さらにこれらの試料に800℃で3時間の歪取り
焼鈍を施した場合の鉄損値について調べたが、変
化はなかつた。 実施例 3 Si:3.2%を含有するけい素鋼素材を、常法に
従つて厚み0.30mmの冷間の鋼板とし、ついで脱
炭・1次再結晶焼鈍を施し、ついで焼鈍分離剤を
塗布するに先立ち、鋼板表面に鋼中Siに対して酸
化剤であるFe2SiO4を4g/m2の範囲で圧延方向
となす角度:90゜、幅:2mm、圧延方向における
繰返し間隔:10mmの条件下に線状に塗布したの
ち、焼鈍分離剤をその上に塗布し、しかるのち2
次再結晶焼鈍ついで1200℃、5時間の純化焼鈍を
施した。なお比較のため、焼鈍分離剤の塗布に先
立つ酸化剤の付着処理の行われてない通常の工程
によつて方向性けい素鋼板を作成し、比較例とし
た。鉄損値は下記のとおりであつた。 比較例 W17/50=1.04W/Kg 実施例 W17/50=0.99W/Kg さらに、800℃、2時間の歪取り焼鈍を施した
後の鉄損値についても調べたところ下記の値が得
られた。 比較例 W17/50=1.04W/Kg 実施例 W17/50=0.99W/Kg 実施例 4 Si:3.2%を含有すけい素鋼素材を、常法に従
つて厚み0.30mmの冷間圧延鋼板としたのち、脱
炭・1次再結晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面に
MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布したのち、
2次再結晶焼鈍ついで1200℃、5時間の高温純化
焼鈍を施して表面に灰色で均一なフオルステライ
ト被膜をそなえた方向性けい素鋼板を得た。 この鋼板の鉄損値はW17/50で1.06W/Kgであ
つた。 次に先の細い鉄針に軽く圧力をかけて線引きす
ることによるフオルステライト被膜の除去方法に
より、幅0.5mmで圧延方向と90゜の角度をなす線状
のフオルステライト被膜欠損領域を形成した。な
お圧延方向におけるこの領域の間隔は6mmとし
た。 その結果、鋼板の鉄損はW17/50で1.02W/Kg
となつた。なおこの鋼板にさらに850℃、2時間
の歪取り焼鈍を施した後の鉄損値はW17/50で
1.01W/Kgであつた。 実施例 5 Si:2.8%を含有する厚み0.28mmの方向性けい素
鋼板であつて、鉄損値がW17/50で1.08W/Kgを
示す表面に均一なフオルステライト被膜を有する
鋼板、A、BおよびC片に3分割し、A片につい
て第1表のコーテイングを、またB、C片につ
いては第1表のコーテイングを塗布、焼付けて
上塗りコーテイング膜付き方向性けい素鋼板を作
成した。これらのうちCについてはさらに、先の
細い鉄針に軽く圧力をかけて線引きすることによ
るコーテイング膜とフオルステライト被膜との除
去方法により、鋼板地鉄面に傷をつけないよう
に、幅0.5mmで圧延方向と90゜の角度をなす線状の
フオルステライト被膜の欠損領域を形成した。な
お圧延方向におけるこの領域の間隔は5mmとし
た。 A、B、C片は、その後800℃、10分の焼鈍を
施したが、C片についてはかような焼鈍処理によ
りその表面についてコーテイング膜の欠損部は修
復されていた。得られた各製品の鉄損値は、 A W17/50=1.09W/Kg、 B W17/50=1.06W/Kg、 C W17/50=1.02W/Kg、 であつた。 なおこれらの鋼板にさらに800℃で5時間の歪
取り焼鈍を施したあとの鉄損値について調べたと
ころ A W17/50=1.09W/Kg、 B W17/50=1.06W/Kg、 C W17/50=1.02W/Kg、 が得られた。 実施例 6 Si:3.0%を含有する厚み:0.28mmの方向性けい
素鋼板であつて、表面に均一なフオルステライト
被膜と第1表中で示される張力コーテイングを
被成させた鉄損値がW17/50で1.03W/Kgの鋼板
を、A、BおよびC片に3分割し、A片について
はそのままで製品とする一方、B、C片について
は0.5mm径のレーザー照射によつて、10mm間隔で、
圧延方向と90゜の角度をなす方向に線状のフオル
ステライト被膜欠損領域を区画形成した。このと
き特にC片に関しては、出力を厳密に調整して地
鉄表面に塑性歪が導入されないようにした。 この結果、B片では地鉄表層部に塑性歪が導入
されていることが確認されたが、C片においては
塑性歪は観察されなかつた。なおC片では、フオ
ルステライト被膜がレーザー照射部で脆化してい
たものの、除去された被膜は少量であつた。そこ
で脆化したフオルステライト被膜を除去するため
に、20A/cm2の電流密度で、5秒間の電解研磨を
行つた。 その結果、C片については、レーザー照射によ
つて脆化したフオルステライトが完全に除去され
た。 その時のA、BおよびC各試片の鉄損値は下記
のとおりであつた。。 比較例A W17/50=1.03W/Kg 比較例B W17/50=0.93W/Kg 実施例C W17/50=0.94W/Kg その後、800℃、2時間の歪取り焼鈍を施した
後の鉄損値について調べたところ、下記の値が得
られた。 比較例A W17/50=1.03W/Kg 比較例B W17/50=1.05W/Kg 実施例C W17/50=0.94W/Kg 実施例 7 Si:3.2%を含有する厚み:0.30mmの方向性けい
素鋼板であつて、表面に均一なフオルステライト
被膜を有する鉄損値がW17/50で1.05W/Kgの鋼
板を2分割し、一方は円盤状の回転砥石を軽く抵
触させて、幅:0.5mm、圧延方向となす角度:
90゜、圧延方向における繰返し間隔:10mmの条件
下に線状のフオルステライト被膜欠損領域を区画
形成した。その後、8.3×10-6の熱膨張係数を有
する張力コーテイング液を塗布し、700℃で焼き
付けた。残る他方の鋼板は、そのまま、同一の張
力コーテイング液を塗布後、700℃で焼き付け比
較例とした。この時、前者の鋼板のフオルステラ
イト被膜欠損領域の断面をエツチングして光学顕
微鏡で観察したが、地鉄表層部には塑性歪は認め
られず、フオルステライトの欠損した部分は上塗
り張力コーテイングによつて埋められていた。 この時の両者の鉄損値は以下のとおりであつ
た。 フオルステライト欠損処理材
W17/50=0.95W/Kg 比較例 W17/50=1.02W/Kg その後さらに800℃で2時間の歪取り焼鈍を行
つたが、上記の値は変化しなかつた。 発明の効果 かくしてこの発明によれば、歪取り焼鈍を施し
た場合であつても特性が劣化しない低鉄損の方向
性けい素鋼板を得ることができ、有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図イ,ロおよびハはそれぞれ、フオルステ
ライト被膜に区画形成した該被膜の形状、圧延方
向に対する傾き具合および間隔の測定要領を示し
た図表、第2図は、線状欠損領域が圧延方向とな
す角度が、鉄損特性に及ぼす影響を示したグラ
フ、第3図は、欠損領域の幅と鉄損値との関係を
示したグラフ、第4図は、欠損領域の間隔と鉄損
値との関係について示したグラフ、第5図は、張
力付与型コーテイング膜を被成した場合と被成し
ない場合とにおける、フオルステライト被膜欠損
領域の幅と鉄損値との関係をそれぞれ比較して示
したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 地鉄表層部に塑性歪域がみられないフオルス
    テライト被膜付きの方向性けい素鋼板であつて、
    該フオルステライト被膜が、連続または非連続の
    線状欠損領域を有することを特徴とする、歪取り
    焼鈍によつて特性が劣化しない低鉄損の方向性け
    い素鋼板。 2 連続または非連続の線状欠損領域が、鋼板の
    圧延方向に対し60〜90゜の角度をなすものである
    特許請求の範囲第1項記載の方向性けい素鋼板。 3 地鉄表層部に塑性歪域がみられないフオルス
    テライト被膜付きの方向性けい素鋼板であつて、
    該フオルステライト被膜が、連続または非連続の
    線状欠損領域を有しかつ、該被膜上に9.8×
    10-61/℃以下の熱膨張係数を呈する張力付与型
    の絶縁コーテイング膜をそなえることを特徴とす
    る、歪取り焼鈍によつて特性が劣化しない低鉄損
    の方向性けい素鋼板。 4 連続または非連続の線状欠損領域が、鋼板の
    圧延方向に対し60〜90゜の角度をなすものである
    特許請求の範囲第3項記載の方向性けい素鋼板。 5 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱
    延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧
    延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再結
    晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成分
    とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼鈍
    および純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性
    けい素鋼板の製造方法において、 焼鈍分離剤の塗布に先立つて脱炭・1次再結晶
    焼鈍後の鋼板表面に、該分離剤と鋼板表面サブス
    ケール中のSiO2との反応を阻害する物質を1
    g/m2を超える範囲で連続または非連続の線状に
    付着させることにより、純化焼鈍後の鋼板表面に
    被成するフオルステライト被膜に線状欠損領域を
    形成させることを特徴とする、歪取り焼鈍によつ
    て特性が劣化しない低鉄損の方向性けい素鋼板の
    製造方法。 6 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱
    延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧
    延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再結
    晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成分
    とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼鈍
    および純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性
    けい素鋼板の製造方法において、 焼鈍分離剤の塗布に先立つて脱炭・1次再結晶
    焼鈍後の鋼板表面に、焼鈍分離剤スラリーの撥水
    性物質を、0.1g/m2を超える範囲で連続または
    非連続の線状に付着させることにより、純化焼鈍
    後の鋼板表面に被成するフオルステライト被膜に
    線状欠損領域を形成させることを特徴とする、歪
    取り焼鈍によつて特性が劣化しない低鉄損の方向
    性けい素鋼板の製造方法。 7 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱
    延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧
    延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再結
    晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成分
    とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼鈍
    および純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性
    けい素鋼板の製造方法において、 焼鈍分離剤の塗布に先立つて脱炭・1次再結晶
    焼鈍後の鋼板表面に、鋼中Siに対する酸化剤を2
    g/m2を超える範囲で連続または非連続の線状に
    付着させることにより、純化焼鈍後の鋼板表面に
    被成するフオルステライト被膜に線状欠損領域を
    形成させることを特徴とする、歪取り焼鈍によつ
    て特性が劣化しない低鉄損の方向性けい素鋼板の
    製造方法。 8 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱
    延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧
    延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再結
    晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成分
    とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼鈍
    および純化焼鈍を施す一連の工程よりなる方向性
    けい素鋼板の製造方法において、 フオルステライト被膜形成後、鋼板の地鉄内部
    に塑性歪を導入することなしに、連続または非連
    続の線状に該被膜を除去することにより、フオル
    ステライト被膜に線状欠損領域を形成させること
    を特徴とする、歪取り焼鈍によつて特性が劣化し
    ない低鉄損の方向性けい素鋼板の製造方法。 9 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた熱
    延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間圧
    延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再結
    晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成分
    とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼鈍
    および純化焼鈍、さらには上塗りコーテイング処
    理を施す一連の工程よりなる方向性けい素鋼板の
    製造方法において、 被膜表面に線状欠損領域を区画形成したフオル
    ステライト被膜上に、被膜形成後9.8×10-61/℃
    以下の熱膨張係数を呈する張力付与型の絶縁コー
    テイング液を塗布し、ついで600〜900℃の温度範
    囲で焼付けることを特徴とする、歪取り焼鈍によ
    つて特性が劣化しない低鉄損の方向性けい素鋼板
    の製造方法。 10 含けい素鋼スラブを熱間圧延して得られた
    熱延板に、1回または中間焼鈍を挟む2回の冷間
    圧延を施して最終板厚としたのち、脱炭・1次再
    結晶焼鈍を施し、ついで鋼板表面にMgOを主成
    分とする焼鈍分離剤を塗布してから2次再結晶焼
    鈍および純化焼鈍、さらには上塗りコーテイング
    処理を施す一連の工程よりなる方向性けい素鋼板
    の製造方法において、 上塗りコーテイング処理液として張力付与型の
    絶縁コーテイング液を用い、フオルステライト被
    膜の上に、被膜形成後9.8×10-61/℃以下の熱膨
    張係数を呈する張力付与型の上塗りコーテイング
    膜を形成したのち、鋼板の地鉄内部に塑性歪を与
    えることなしに、連続または非連続の線状にコー
    テイング膜およびフオルステライト被膜を除去す
    ることによつてフオルステライト被膜の線状欠損
    領域を形成させ、ついで上塗りコーテイング膜の
    修復を導く600〜900℃の温度範囲で焼鈍を施すこ
    とを特徴とする、歪取り焼鈍によつて特性が劣化
    しない低鉄損の方向性けい素鋼板の製造方法。
JP58201281A 1983-10-27 1983-10-27 歪取り焼鈍によつて特性が劣化しない低鉄損の方向性けい素鋼板およびその製造方法 Granted JPS6092481A (ja)

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