JPH03207818A - 一方向性珪素鋼板用微小領域圧入装置 - Google Patents

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） この発明は、一方向性珪素鋼板の表面に電子ビームを照
射し磁区の細分化をはかって鉄損を低減する手法に用い
て好適な微小領域圧入装置に関する。

（従来の技術） 一方向性珪素鋼板は製品の２次再結晶粒をゴス方位に高
度に集積させ、また鋼板表面上にはフォルステライト質
被膜を形威し、さらにその上に熱膨張係数の小さい絶縁
被膜を被威したもので、厳格な制御を必要とする複雑、
多岐にわたる工程を経て製造される。

このような一方向性珪素鋼板は、主として変圧器、その
他電気機器の鉄心として使用されており、磁気特性とし
て製品の磁束密度（Ｂ．。値で代表される）が高く、鉄
損（Ｌｔｚｓ。値で代表される）が低いこと、さらに表
面性状が良好な絶縁被膜を有することが要求されている
。

とくにエネルギー危機を境にして電力損失の低減を至上
とする要請が著しく強まり、変圧器用鉄心材料としての
鉄損のより低い一方向性珪素鋼板の必要性は増々重要な
ものとなってきている。

さて一方向性珪素鋼板の鉄損改善の歴史は、ゴス方位２
次再結晶集合組織の改善の歴史であると言っても過言で
はない。このような２次再結晶粒を制御する方法として
、ＡＩＮ，ＭｎＳ及びＭｎＳｅ等の１次再結晶粒威長抑
制剤、いわゆるインヒビターを用いてゴス方位２次再結
晶粒を優先戒長させる方法が実施されている。

一方これら２次再結晶集合組織を制御する方法とは全く
異なる方法、すなわち鋼板表面にレーザー照射｛市山　
正：鉄と鋼，　６９（１９８３）．Ｐ．８９５、特公昭
５７−２２５２号、同５７−５３４１９号、同５８−２
４６０５号、同５８−２４６０６号各公報参照｝又はプ
ラズマ照射｛特開昭６２−９６６１７号、同６２−１５
１５１１号、同６２１５１５１６号および同６２−１５
１５１７号各公報参照｝により局部微小歪を導入して磁
区を細分化し、もって鉄損を低下する画期的な方法が提
案された。しかしながらこれらの方法により得られた鋼
板は、高温城まで加熱すると微小歪が消失するため、高
温の歪取り焼鈍を施す巻鉄心トランス用材料には使用で
きないという欠点がある． このような高温の歪取り焼鈍を施しても鉄損が劣化しな
い方法が提案されている。例えば、仕上焼鈍板の表面に
溝もしくはセレーションを形或する方法（特公昭５０−
３５６７９号、特開昭５９−２８５２５号及び同５９−
１９７５２０号各公報参照）、仕上焼鈍板の表面に微再
結晶粒領域を形戒する方法（特開昭５６−１３０４５４
号公報参照）、フォルステライト質被膜に異厚或いは欠
損領域を形威する方法（特開昭６０−９２４７９号、同
６０−９２４８０号、同６０−９２４８１号及び同６０
−２５８４７９号各公報参照）、地鉄中、フォルステラ
イト質被膜中又は張力絶縁被膜中に異組威領域を形威す
る方法（特開昭６０−１０３１２４号及び同６０−１０
３１８２号各公報参照）、等である。

しかしながらこれらの方法はいずれも工程が複雑となる
わりには鉄損の低減効果は少なく、また製造コストが高
いこともあって、工業的に採用されるには至っていない
。

（発明が解決しようとする課題） 上記の背景から発明者らは先に、電子ビームによって、
方向性珪素鋼板に微小圧入領域を形威して磁区細分化を
はかり、低減された鉄損が歪取り焼鈍を施しても劣化す
ることのない方法について、特願昭６３−２６８３１６
号明細書にて提案した。電子ビームは、熱効率が高いこ
と、ビーム径を小さく絞れること、侵入深さが深いこと
及び走査が容易であること等の多くの特性を有するため
、工業的に有利な手段となり得る。しかしながら電子ビ
ームは高真空中での処理を不可欠とする制約があり、こ
の制約の下で効率の良い処理をいかに行うかも工業化へ
の重要な鍵となる。

そこでこの発明は、磁区細分化が容易かつ安定に達威さ
れる、出力特性が高電圧及び小′ＦＸ流の電子ビームの
鋼板への照射を、大気中で行うことのできる装置を提供
することが目的である。

（課題を解決するための手段） この発明は、電子ビームを一方向性珪素鋼板表面に照射
し、鋼板表層の微小領域を内部に圧入する際に用いる装
置であって、 高電圧及び小電流の出力特性を有する電子ビーム発生装
置をそなえ、さらに電子ビーム発生装置で発生させた電
子ビームの進行方向に沿って、この電子ビームの収束及
び偏向を司る電磁コイルと高真空から大気圧までの間で
電子ビームの進行方向へ徐々に増圧した差圧室列とを配
設してなる、大気圧中で微小領域を圧人することを特徴
とする一方向性珪素鋼板用微小領域圧入装置である。

（作　用） この装置を使用すれば、仕上げ焼鈍を経た一方向性珪素
鋼板につき、その表面上に高電圧及び小電流にて発生さ
せた電子ビームを圧延方向と直交する向きへ走査するに
当たり、電子ビームの進行方向に配した多段の差圧室列
を利用して、電子ビームが通過する空間の雰囲気を高真
空から徐々に低真空とし、そして鋼板上へ電子ビームが
達する際には大気圧まで増圧し、鋼板を大気中に置いた
ままでの電子ビーム照射を実現する。

（実施例） 次にこの発明に従う装置を第１図に示す。

同図において、１は絶縁物などから構威された高圧イン
シュレーター、２は出力特性が高電圧及び小電流の電子
銃で、小径で侵入深さの深い電子ビーム３を発生でき、
さらに４は電子銃２に対するアノードで、これらから電
子ビーム発生装置を構或する。また５は電子ビーム発生
装置の気密をはかり装置内を高真空に保つためのコラム
バルブ、６は電子ビーム３の収束を司る電磁レンズ、７
は電子ビーム３の偏向を司る偏向コイルで、これらの電
磁コイルによって電子ビーム３の焦点及び走査を調整制
御し、例えば広幅鋼板であっても圧延方向と直交する向
きにその幅方向にわたっての走査が可能になる。モして
８は電子ビーム３の進行方向に配した、多段の差圧室列
であり、図示例では４室の差圧室を高真空から大気圧ま
で徐々に増圧してなり、さらに差圧室列８は各差圧室８
−１〜４を貫く電子ビーム３の通路９を有する。なお１
０は一方向珪素鋼板である。

次に上記した装置を用いて行った実験について詳細に述
べる。

Ｃ　：　０．０４６ｗｔ％（以下単に％で示す）　、Ｓ
ｉ：３．３８％，　Ｍｎ：０．０７０％，　Ｓｅ：０．
０２０％，　Ｓｂ：０．０２５％及びＭＯ＝０．０１３
％を含有する珪素鯛連鋳スラブを１３８０゜Ｃで４時間
加熱後、熱間圧延して２．２ｍ＋ｍ厚の熱延板とした後
、９８０゜Ｃで１２０分の中間焼鈍をはさむ２回の冷間
圧延を施して０．２０ａ＋ｍ厚の最終冷延板とした。

ついで８２０″Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を
施した後、鋼板表面にＭｇＯを主戒分とする焼鈍分離剤
をスラリー塗布し、その後８５０　’Ｃで５０時間の２
次再結晶焼鈍を行ってゴス方位２次再結晶粒を発達させ
た後、１２００″Ｃの乾水素中で５時間の純化焼鈍を施
した。その後鋼板表面上にリン酸塩とコロイダルシリカ
を主戒分とする絶縁被膜を被戒した。

その後得られた鋼板の表面上に電子ビーム（以下ＥＢと
示す）照射を、次の（ａ）及び（ｂ）に従って行った。

（ａ）高真空中でのＥＢ照射 照射条件：加速電圧１００ｋＶ，　１！１流２．０＋ｗ
Ａ，スポット直径Ｑ．１５ｏｍ，スポットの中心間隔０
．３閣，走査間隔１ｍ，真空度：　４　ＸＩＯ−’Ｔｏ
ｒｒ（′ｂ）大気中でのＥＢ照射（第１図の装置を使用
）照射条件：加速電圧１７５ｋＶ，　ｉＩｔ流１．５ｍ
Ａスポット直径０．２０ｍｍ，スポットの中心間隔０．
３閣，走査間隔７ＩＩＩＩＩ１ 各差圧室の真空度：　８−１　　　　０．Ｉ　Ｔｏｒｒ
８−２　　　　１　　Ｔｏｒｒ ８−３　　　　３０　　Ｔｏｒｒ ８−４　　　１５０　　Ｔｏｒｒ 上記の処理を行った後の各試料及びＥＢ照射なしの比較
材に、８００゜Ｃで２時間の歪取り焼鈍を施した。歪取
り焼鈍後の磁気特性を第１表にそれぞれ示す。

第１表 同表から明らかなように、（ａ）及び（ｂ）の処理を施
した鋼板は比較材と比較して、鉄損がＯ．ＯＳ〜０．０
９と大幅に向上した。すなわちこの発明に従う装置を用
いて大気中でＥＢ照射を行った場合にも、高真空中での
処理と変わらない効果が得られたわけである。

（発明の効果） この発明の装置を用いれば、珪素鋼板の有利な鉄損低減
方法である、電子ビームによる磁区の細分化を、大気中
で行うことができ、工業的に満足する鉄損低減処理を実
現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置を示す模式図である。 １・−・高圧インシュレーター

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子ビームを一方向性珪素鋼板表面に照射し、鋼板
   表層の微小領域を内部に圧入する際に用いる装置であっ
   て、 高電圧及び小電流の出力特性を有する電子ビーム発生装
   置をそなえ、さらに電子ビーム発生装置で発生させた電
   子ビームの進行方向に沿って、この電子ビームの収束及
   び偏向を司る電磁コイルと高真空から大気圧までの間で
   電子ビームの進行方向へ徐々に増圧した差圧室列とを配
   設してなる、微小領域を大気圧中で圧入することを特徴
   とする一方向性珪素鋼板用微小領域圧入装置。