JPH03294424A

JPH03294424A - 高磁束密度の二方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH03294424A
Application number: JP2095126A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ushigami; 義行牛神; Satoshi Arai; 聡新井; Takehide Senuma; 武秀瀬沼
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1991-12-25
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH0733545B2

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〕本発明は、鋼板長手方向ならびに長手方向に直角な方向
に磁化容易軸＜００１＞方位を有するとともに、圧延面
に　（１００）面が現れている（ミラー指数で（１００
）　＜００１＞と表示される）結晶粒から構成される所
謂二方向性ＮｖＬ鋼板の製造方法に関する。

二方向性電磁鋼板は、圧延方向ならびに圧延方向と直角
な方向に磁化容易軸（＜００１＞軸）を有し、二方向で
磁気特性が優れているので、圧延方向にのみ磁気特性が
優れている一方向性電磁鋼板に比べて二方向に磁束を流
す必要のある機器、例えば大型回転器用の磁芯材料とし
て用いると有利である。また、小型静止器の分野では一
般的に磁化容易軸を高度に集積させない無方向性電Ｍ１
鋼板が用いられているが、二方向性電磁鋼板を用いるこ
とにより、小型化・高効率化への可能性がある。

〔従来の技術］上記の如く、二方向性電磁鋼板は優れた特性を有してい
るところから、その製品化が待望されてきたにもかかわ
らず、今日まで工業製品として一般に使用されるに至っ
ていない。

従来の、二方向性電磁鋼板の製造技術としては、主に次
の二つの方法がある。

その一つは、特公昭３７−７１１０号公報に開示されて
いるように極性ガス、たとえば硫化水素を含む雰囲気中
で高温焼鈍を行い、表面エネルギーを利用して（１００
）　＜００１＞方位粒を二次再結晶させる方法である。

しかしながら、この方法は鋼板の表面エネルギーを厳密
に制御する必要があり、大量生産プロセスとしては不適
である。

他の一つは、特公昭３５−２６５７号公報に開示されて
いるように、一方向に冷間圧延を行った後、上記冷間圧
延と交叉する方向に冷間圧延を施す、いわゆる「交叉冷
間圧延法」である。しかしながら、この方法で得られる
製品の磁束密度（Ｂｌｌ）は１．８５Ｔｅｓｌａ以下で
あり、その製造工程の煩雑さに起因するコスト高に見合
うだけの優れた磁気特性を有しないため、従来の一方向
性電磁鋼板に対抗できない。

一方向性電磁鋼板の磁束密度（Ｂ８）は、特公昭４０−
１５６４４号公報、特公昭５１−１３４６９号公報に開
示された技術が発明されて以来、急速に進歩し、現在、
磁束密度（Ｂ、）が１．９２７の高い磁束密度の製品も
市販されている。

二方向性電磁鋼板についても、磁気特性向上のため特公
昭３５−１７２０８号公報、及び特公昭３８８２１３号
公報に改良技術が提案されたが、いずれも一方向性電磁
鋼板等に対抗できる高磁束密度の製品を安定して製造す
るに至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、二方向性電磁鋼板において高磁束密度の製品
を安定して得ることができないという製造技術上の課題
を解決するものである。

〔課題を解決するための手段］本発明は上記課題を解決するために重量％で不純物から
なる熱延板を圧下率４０〜８０％で冷間圧延し、更に前
記冷間圧延と交叉する方向に圧下率３０〜７０％で冷間
圧延し、次いで一次再結晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布し
、二次再結晶と純化を目的とした仕上焼鈍を行う二方向
性電磁鋼板の製造法において、上記熱間圧延の仕上圧延工程における累積圧下上記熱間
圧延の仕上圧延工程における累積圧下率２０％以上の圧
延を０．２５以下にして行うことを特徴とする二方向性
電磁鋼板の製造方法を提供するものである。

〔作　用〕

本発明者等は、交叉冷間圧延法によって製造した二方向
性ＮＭｉ鋼板の製品を究明することにより、次の新たな
知見を得た。

すなわち、二方向性電磁鋼板が特徴とする結晶方位は（
１００）　＜００１＞方位であるが、二次再結晶粒の中
には、この方位粒とあわせて（１１，０）　＜ｕｕｗ＞
方位のものが混在し、後者の方位粒が磁束密度を低くす
る原因となっているということである。従って、高磁束
密度化を達成するためには、（１１０）＜　ｕｕｗ　＞
方位粒の二次再結晶を抑制すれば良い。

本発明者等は、さらにこれらの方位粒に関する詳細な研
究の結果、二次再結晶前の一次再結晶板は板厚方向に集
合組織が異なっており、１１１０）＜ｕｕｈ＞方位粒は
表面層から、（１００）　＜００１＞方位粒は中心層か
ら発達することを見出した。

かかる事実は、次の実験によって得られたものである。

Ｃ；　０．０５５％、Ｓｉ；３．３％、酸可溶性Ａ１．
０．０２８％、Ｎ　ｉ　Ｏ，００７％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物からなる１、　８　ｍｍ厚の熱延板を１
１２５°Ｃで２分間焼鈍し、熱延方向と同一方向に５５
％の圧下率で冷延し、次いで前記圧延方向と直角方向に
５５％の圧下率で交叉冷延し、０．３５ａｍの最終板厚
とした。この冷延板に温水素中８１０°Ｃで２１０秒間
脱炭を兼ねる一次再結晶焼鈍を施した。この−成典結晶
板の集なるものであることが判明した。二次再結晶方位
は、例えばに、Ｔ、Ａｕ５ｔ、　Ｊ、Ｗ、Ｒｕｔｔｅｒ
　；　Ｔｒａｎｓ、Ｍｅｔ。

Ｓｏｃ、ＡＩＭＥ　２１５　（１９５９年）　Ｐ１１９
／１２７　、牛神他　日本金属学会第９６回講演大会概
要集Ｐ３７３に述べられているように、−次頁結晶集合
組織の影響を強く受けるものである。この−次頁結晶集
合組織が板厚方向に異なった組織を有する原因を検討し
た結果、第２図に示すように熱延板における板厚方向の
集合組織の勾配に大きく影響されるものであることが分
った。そこで、上記熱延板より表面部、中心部をそれぞ
れ切り出し、上記と同様の条件で一次再結晶させた後、
ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、仕上焼鈍を
行った。

第３図に、このようにして得られた各試料の二次再結晶
粒の方位分布を示す、第３図より、（１１０）　＜ｕｕ
ｗ＞方位粒は熱延板の表面部から切り出した試料より、
また（１００）　＜００１＞方位粒は、中心部より切り
出した試料より発達していることが分る。

従って、磁束密度低下の原因となる（１１０）＜　ｕｕ
ｗ　＞方位粒は、熱延板における表面部を除去すること
により、抑制することができる。本発明者等は、上記知
見を基に熱間圧延条件を詳細に検討した結果、圧延ロー
ルと鋼板の摩擦係数を０．２５以下とすることにより、
熱延板の集合組織を変え、表面部からの（１１０）　＜
ｕｕｗ＞方位二次再結晶の発達を抑制し、磁束密度の高
い二方向性電磁鋼板を安定して製造することを見出した
。

その実験結果を説明する。前述と同一の成分のスラブを
摩擦係数を変え、熱間圧延した。その後、１０５０℃で
２分間焼鈍し、熱延方向と同一方向に５０％の圧下率で
冷延し、次いで前記圧延方向と直角方向に５０％の圧下
率で交叉冷間圧延を行った。温水素雰囲気中において８
００℃の温度で９０秒間の脱炭を兼ねる一次再結晶焼鈍
を行い、ついで焼鈍分離剤の塗布後仕上焼鈍を施した。

第４図に、熱間圧延の仕上圧延工程での累積圧下率５０
％における摩擦係数と製品の磁束密度（Ｂ１１値）の関
係を示す。この図より、摩擦係数０．２５以下で１．９
０Ｔｅｓｌａ以上の高い磁束密度の製品が得られること
が分る。

摩擦係数を０．２５以下とした熱延板の集合組織を調査
した結果、特に表面の　（１１０）成分が少なくなって
いることが分った。この結果、表面部からの（１１０）
　＜ｕｕｗ＞方位粒の二次再結晶が抑制されたものと考
えられる。

この結果を基に、熱間圧延を行うに際し、摩擦係数０．
２２前後で行う仕上圧延工程での累積圧下率の影響を調
べた。第５図に示すように累積圧下率２０％以上で１．
９０Ｔｅｓｌａ以上の高い磁束密度の製品を得ることが
できた。

なお、摩擦係数によって生ずる集合組織の違いは、熱間
圧延の前段では再結晶等によって不明瞭になるので、集
合組織の違いが明瞭に現われる最終段階すなわち、仕上
圧延工程を重視すれば良い。

以下、本発明の構成要件の限定理由を実施形態に従い、
説明する。

本発明で用いる溶鋼は、転炉、電気炉等その溶製方法を
問わないが、成分として次の含有範囲を必須のものとす
る。

Ｓｉ　は、多く含有すると鉄損特性を向上することがで
きるので望ましいが、逆に磁束密度は低下する。Ｓｉが
約６．５％前後で最低熱損となり、それ以上増加しても
、改善効果はないので、上限を６．７％とした。Ｓｉ量
を増加すると脆化が著しく、４．５％以上で冷間割れが
増すが、温間圧延を行うことにより基本的には圧延が可
能である。一方、Ｓｉ量が少なくなると、仕上焼鈍時に
α→ｌ変態を生し、結晶の方向性が損なわれるので、実
質的に影響を及ぼさない０．８％を下限とする。

酸化溶性ＡＩ！は、ＡＩＮ、（Ａ／　、５ｉ）Ｎ等の窒
化物を形成し、インヒビターを形成する。製品の磁束密
度が高（なる０、００８〜０．０４８％、望ましくは０
．０１８〜０．０３６％を限定範囲とする。

する、下限については、途中工程で窒化することにより
調節することができるので、特に限定しない。

他に、Ｍｎ、　Ｓ　、Ｓｅ、　Ｂ　、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｓｎ
、Ｔｉ、Ｃｒ等のインヒビター構成元素を添加すること
もできる。

上記成分からなるスラブは、加熱された後、所定の板厚
上熱間圧延される。この際の圧延ロールと鋼板の摩擦係
数を規定することが本特許の特徴である。

この熱延板は、直ちに、もしくは短時間焼鈍工程を経て
、冷間圧延が施される。

上記焼鈍は、７５０〜１２００℃の温度域で３０秒〜３
０分間行なわれる。この焼鈍は、製品の磁束密度を高め
るのに有効であり、望む製品の磁束密度の水準に応じて
この焼鈍の採否を決めると良い。

冷間圧延の圧下率配分は基本的に特公昭３５−２６５７
号公報、或いは、特公昭３８−８２１３号公報に開示さ
れたものと同じである。

冷間圧延後の材料は、−成典結晶を目的として７５０〜
１０００℃の温度域で３０秒から１０分間の短時間の焼
鈍を行う。通常、鋼中に含まれるＣを除去するため、雰
囲気露点を調節し、脱炭を兼ねる。

その後、１１ｇ０を主成分とする焼鈍分離剤を塗布した
後、仕上焼鈍を行う。仕上焼鈍は二次再結晶と純化を特
徴とする特に、特願昭６３−２９３６４５号公報に示すように、
二次再結晶と純化を分離し、９５０〜１１００°Ｃの温
度域で二次再結晶させ、その後１１００℃以上に昇温し
、純化を行うことが磁束密度を高めるうえで望ましい。

〔実施例〕

を１１５０℃に加熱後、粗圧延で２５閣厚に減厚した後
仕上圧延し、１．８閣厚とした。仕上圧延をする際に潤
滑剤を施して摩擦係数を低減した。その後、１１００℃
で２分間焼鈍した後、熱間圧延方向に圧下率５５％で冷
間圧延し、次いで前記冷間圧延方向と直角方向に５０％
の圧下率で交叉冷間圧延を行った。

湿水素雰囲気中で８００°Ｃ１２１０秒間脱炭を兼ねる
一次再結晶焼鈍を施した後、焼鈍分離剤を塗布した後、
仕上焼鈍を行った。仕上焼鈍はＮ２５０％十Ｈ２５０％
の雰囲気中で昇温速度１５℃／ｈｒで１２００″Ｃ迄昇
温した後、Ｈ，１００％の雰囲気に切り換え純化を行っ
た。得られた製品の特性は次のとおりであった。

第１表で、その効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は一次再結晶板の（ａ）表面層、（ｂ）中心層の
集合組織を示す（２００）極点図であり、第２図は、熱
延板の板厚方向の集合組織を示すより切り出した試料の
二次再結晶の方位分布を示す（２００）極点図であり、第４図は、熱間圧延時の摩擦係数と製品の磁束密度Ｂ、
の関係を示す図であり、第５図は、熱間圧延時の最終段階で低摩擦係数で行う累
積圧下率と製品の磁束密度Ｂ８の関係を示す図である。［発明の効果］本発明は、以上述べたように、現在最高レベルの一方向
性電磁鋼板と同等以上の高磁束密度の二方向性電磁鋼板
を工業的に安定して製造できるの（ａ）第図（ａ）Ｄ（ｂ）第３図００００（表面）０（中心）板厚位置（全厚％）第図２００．２５０．３０摩擦係数第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＳｉ；０．８〜６．７％、酸可溶性Ａｌ
：０．００８〜０．０４８％、Ｎ≦０．０１０％、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延板を圧下率４０
〜８０％で冷間圧延し、更に前記冷間圧延と交叉する方
向に圧下率３０〜７０％で冷間圧延し、次いで一次再結
晶焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布し、二次再結晶と純化を目
的とした仕上焼鈍を行う二方向性電磁鋼板の製造法にお
いて、上記熱間圧延の仕上圧延工程における累積圧下率２０％
以上の圧延を該仕上圧延ロールと鋼板との間の摩擦係数
を０．２５以下にして行うことを特徴とする高磁束密度
の二方向性電磁鋼板の製造方法。
（２）熱間圧延を潤滑剤を施しつつ行う請求項１記載の
方法。