JPH03294467A - 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH03294467A
JPH03294467A JP2096884A JP9688490A JPH03294467A JP H03294467 A JPH03294467 A JP H03294467A JP 2096884 A JP2096884 A JP 2096884A JP 9688490 A JP9688490 A JP 9688490A JP H03294467 A JPH03294467 A JP H03294467A
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JP
Japan
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silicon steel
film
steel sheet
iron loss
grain
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Pending
Application number
JP2096884A
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English (en)
Inventor
Takashi Kobayashi
尚 小林
Hiroyasu Fujii
浩康 藤井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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) 本発明は鉄損値が掻めて低い一方向性珪素鋼板の製造方
法に関するものである。
(従来の技術) 一方向性珪素鋼板は、磁気鉄芯として多用され、エネル
ギーロスを少なくすべく鉄損を低減することが要求され
る。而して、一方向性珪素鋼板の鉄損を低減する手段と
して、仕上焼鈍後の材料表面にレーザービームを照射し
て局部的な歪を与え、それによって磁区を細分化して鉄
損を低下させる方法がたとえば特開昭58−26405
号公報に開示されている。また、一方向性珪素鋼板を鉄
芯へ加工した後、歪取焼鈍(応力除去焼鈍)を施しても
磁区細分化効果が消失しない磁区細分化手段として、た
とえば特開昭62−86175号公報に開示されている
方法がある。これらの技術的手段によって一方向性珪素
鋼板の鉄損値を低下させることができるが、さらに鉄損
値の低減を図ろうとするときは仕上焼鈍後の材料表面に
存在するグラス皮膜を除去し、鋼板表面近傍の磁区の動
きを阻害する地鉄表面の凹凸を取り除くことが重要であ
る。そのための手段として、仕上焼鈍後の材料の地鉄表
面を鏡面仕上げするか、または、鏡面仕上げした材料表
面に金属めっきを施すという方法がある。さらには、前
記の鏡面仕上げし、金属めっきした材料表面に絶縁皮膜
を塗布し焼付けることによって、超低鉄損の一方向性珪
素鋼板を得る方法が特公昭52−24499号公報に提
案されてむ゛る。さらに、たとえば特開昭61−201
732号公報には、表面の平均粗さが0.4−以下の鏡
面状態に仕上げた一方向性珪素鋼板を、Tiを含むガス
と非酸化性ガスからなる雰囲気下に500〜1000°
Cの温度域で熱処理し、表面にTiN 、 Tic 、
 Ti(C,N)からなる極薄張力皮膜を形成し、さら
に絶縁皮膜を被覆することによって鉄損値の低い一方向
性珪素鋼板を得る方法が開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 一方向性珪素鋼板の地鉄表面を鏡面仕上げし、CVD、
PVD或いはイオンブレーティングといった手段によっ
て皮膜を形成することが近来多く提案されている。これ
らの方法はそれなりの効果が認められるが、10−’T
orr以下の真空を必要とし、厚い膜を形成するために
は長時間を要するので、生産性が極めて低くまた高いコ
ストを要する。
本発明はこれら従来技術における問題を解決し、極めて
鉄損値の低い一方向性珪素鋼板を低いコストで工業的に
生産することができる製造プロセスを提供することを目
的としてなされた。
(課題を解決するための手段) 本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
(1)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の地鉄表面に金属
メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて珪化物皮膜
を形成せしめることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼
板の製造方法。
(2)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の地鉄表面に金属
メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて珪化物皮膜
を形成せしめ、さらに張力付与膜を塗布焼付けすること
を特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
以下に本発明の詳細な説明する。
発明者らは上記従来技術における問題を解決するために
、低圧プラズマ溶射法によって一方向性珪素鋼板表面に
珪化物皮膜を形成することを考えた。従来の低圧プラズ
マ溶射では噴射珪化物の粒径が50〜100nと大きい
ため、形成される珪化物皮膜も100I!T!1以上の
極めて厚いものとなってしまう。発明者らは珪化物の粒
径を12−以下にするとともに、基板の温度を400℃
以上にすることによって短時間で極めて密着性のすぐれ
た12−以下の皮膜を形成せしめ得ることを見出した。
本発明の低圧プラズマ溶射で用いる溶射珪化物の粒径は
、1〜33−1好ましくは1〜22−である。粒径が3
3trmを超える粗い粒子を用いると、密着性に優れた
緻密な皮膜の形成が困難となる。一方、粒径が1n未満
の粒子では、粒子の送給が不安定となり溶射が困難とな
る。本発明は溶射珪化物の粒径を1〜33trmとする
こと、溶射される基板の温度を400℃以上にすること
を特徴としているが、このような溶射条件によって短時
間で極めて密着性に優れた1:>rm以下の厚さの皮膜
を形成できる。
このようにして形成された皮膜は張力が1〜3kg/−
どフォルステライト皮膜にくらべ著しく大きい。しかし
ながら、直接地鉄面に溶射を行うと溶射粒子の衝突によ
り地鉄面が粗らされるため磁区がピンニングされ磁気特
性が悪くなる。そこで種々の検討を行った結果、地鉄面
に好ましくは厚さ1fm以上の金属メッキを施した後に
溶射を行えば磁気特性を損なうことなく低圧プラズマ溶
射皮膜が付与出来るという新知見を得た。
本発明に従った低圧プラズマ溶射法による珪化物皮膜形
成手段は、仕上焼鈍後の材料表面のグラス皮膜を除去し
て地鉄表面に金属メッキを施した後、珪化物皮膜を形成
せしめるべく適用することができる。また、この手段は
一方向性珪素鋼板をストリップを走行させる状態下で二
次再結晶させ、その後に皮膜をつけるプロセスにも適用
できるのは勿論である。さらに、特公昭63−4480
4号公報、特公昭63−6611号公報に開示されてい
る、方向性珪素鋼板を鉄芯へ加工した後歪取り焼鈍を施
しても磁区細分化効果が消失しない磁区制御技術と組み
合わせて使用することもできる。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
4wt%以下のStを含有する鋼スラブを加熱し、熱間
圧延して熱延板とし、必要に応じてこの段階で焼鈍を施
し、次いで1回或は中間焼鈍を介挿する2回の冷間圧延
を施して最終板厚とした後、脱炭焼鈍し焼鈍分離剤を塗
布してストリップコイルとし、ついで高温長時間の仕上
焼鈍を施しく110)<001>方位の二次再結晶粒を
発達させた鋼板のフォルステライト皮膜を、化学的或い
は機械的に除去するかまたは、前記焼鈍分離剤をアルミ
ナ等のフォルステライト皮膜を形成しないものにして仕
上焼鈍後の鋼板表面の地鉄を露出させた後に地鉄面に金
属メッキを施し、低圧プラズマ溶射装置中で珪化物皮膜
を形成する。金属メッキを施す意味はプラズマ溶射時の
粒子衝突による下地(地鉄)面のダメージを防止するた
めである。金属メッキは、そのメッキ金属、メッキ方法
において特に限定されるものではないが、Zn+ Sn
+ C11I N1等の金属メッキを行うのが最も実用
的である。通常のプラズマ溶射条件では1−前後の下地
の凹凸が生じ、交流磁場中での磁区の動きをピンニング
するので鉄損が損なわれる。これを防止するために好ま
しくは厚さ1n以上のメッキを施した後に低圧プラズマ
溶射するのが効果的である。下地面を金属メッキで保護
し、低圧プラズマ溶射皮膜で下地に大きな張力を付与し
て極めて磁性の良い製品を得るのが本発明の目的である
以下に本発明の実施に用いた低圧プラズマ溶射条件の一
例を示す。
作動ガス   :Ar 入力     :87KW 溶射雰囲気圧カニ 3 QTorr 溶射距離   :480mm 粉体供給速度 : 46 g /lin。
なお、本発明は上記溶射条件に限定されるものではない
第1図は噴射粉末に二珪化モリブデン(MoSij)を
用いた時の二珪化モリブデン平均粒径と溶射厚みの関係
を示したものである。この図かられかるように、噴射珪
化物(溶射物粉末)の粒径を小さくするほど同一溶射時
間で薄い皮膜を形成できる。
次に、溶射時の珪素鋼板(基板)の温度と溶射後の溶射
皮膜の密着性について調べた結果を、第2図に示す。第
2図から明らかなように基板の温度を室温から漸次上昇
させていくに従い溶射皮膜の密着性が向上する。これは
溶射時に基板の温度を高くしておくことによって、溶融
した溶射材料液滴と基板との濡れ性が改善されるととも
に拡散が起こるものと考えられる。
溶射皮膜の密着性は溶射後の珪素鋼板を30mmφの丸
棒に巻き付けたときの溶射皮膜の剥離率で評価した。第
2図から明らかなごとく基板の温度を4.00″C以上
にすると、溶射皮膜の密着性が良好となる(剥離率が低
下する)。400°C以上の基板温度で、通常のフォル
ステライト皮膜の密着性と同等の密着性を示している 溶射に用いる粉体はチタン(Ti)、ジルコニウム(Z
r)、ニオブ(Nb) 、タンタル(Ta) 、クロム
(Cr) 、モリブデン(Mo) 、タングステン(W
)等の二珪化物単体あるいは、それらの混合物、さらに
珪素の結合割合の異なる化合物(たとえばMo3Sis
)のいずれでもよいが、製品の鉄損向上を考える場合は
、下地の珪素鋼板(地鉄)との間で熱膨張係数の差の大
きな珪化物を用いた方が下地に大きな張力が付与され、
鉄損が向上する。珪化物皮膜の形成後、−旦下地を80
0℃程度に加熱して下地と珪化物皮膜の歪の緩和を行っ
た方が鉄損が向上する。珪化物皮膜の形成後、鋼板に張
力皮膜を塗布し焼付ける場合は、焼付けが800°C以
上の温度域でなされるから、下地と珪化物皮膜の歪の緩
和が併せて行われる。製品を巻鉄芯等に加工した後、8
00°C以上の温度域で歪取り焼鈍を行う場合にも、下
地と珪化物皮膜の歪の緩和が併せて行われる。
(実施例) 実施例I Si:3.2%を含む板厚0.3ma+の仕上焼鈍後の
高磁束密度一方向性珪素鋼板を硫酸と弗酸の混合物に浸
漬してフォルステライト皮膜を除去した後、2net+
メッキを行い、この鋼板を低圧プラズマ溶射装置に導入
し基板温度を500°Cとして平均粒径6−’−’12
.の二珪化モリブデンを溶射して10n厚さの珪化物皮
膜を形成した。その後、不活性ガス雰囲気下、800℃
に加熱して歪の緩和を行った。こうして得られた製品の
鉄損値を第1表に示す。
第  1  表 燐酸系張力皮膜溶液を塗布し、850℃で60秒間の焼
付は処理を行った。こうして得られた製品の磁気特性を
第2表に示す。
第2表 このように、本発明法は従来技術に比較して鉄損値が格
段に向上している。
実施例2 Si:3.2%を含む板厚0.3+++nの仕上焼鈍後
の高磁束密度一方向性珪素鋼板のフォルステライト皮膜
を砥石によって機械的に除去した後、2pのNiメッキ
を施し、次いでこの鋼板を低圧プラズマ溶射装置に導入
し、基板温度を600°Cとして平均粒径Ionの三珪
化五モリブデンの粉末を溶射して10.厚さの珪化物皮
膜を形成した。その後、本発明の低圧プラズマ溶射によ
る鋼板表面における珪化物皮膜形成後、張力皮膜形成処
理を施すとさらに鉄損が向上(鉄損値が低下)している
ことがわかる。
(発明の効果) 本発明は仕上焼鈍後の珪素鋼板のフォルステライト皮膜
を除去した後、金属メッキを施し、低圧プラズマ溶射法
により珪化物粉末を溶射して珪化物皮膜を形成すること
によって製品の鉄損を低くするものであり、本発明によ
るときは従来の皮膜形成技術による場合に比べ安価でか
つ高い生産性のもとに大きく鉄損を低下させることがで
き、その工業的効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は溶射すべき珪化物粉末の粒径と形成される珪化
物皮膜の厚さの関係を示す図、第2図は溶射時の基板の
温度と溶射後の溶射皮膜の密着性の関係を示す図である
。 5g遺Un娑T(テ」Lイと1セン)粉末のA1χ径(
x乙)j1版@崖(C)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の地鉄表面に金属
    メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて珪化物皮膜
    を形成せしめることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼
    板の製造方法。
  2. (2)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の地鉄表面に金属
    メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて珪化物皮膜
    を形成せしめ、さらに張力付与膜を塗布焼付けすること
    を特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
JP2096884A 1990-04-12 1990-04-12 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 Pending JPH03294467A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2704239A1 (fr) * 1993-04-23 1994-10-28 Ugine Sa Procédé d'enrichissement en un élément d'alliage d'une tôle en acier magnétique.
US6758915B2 (en) * 2001-04-05 2004-07-06 Jfe Steel Corporation Grain oriented electromagnetic steel sheet exhibiting extremely small watt loss and method for producing the same
JP2008280611A (ja) * 2007-04-11 2008-11-20 Nippon Steel Corp 磁気特性に優れた表面処理鋼材及びその製造方法

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US6758915B2 (en) * 2001-04-05 2004-07-06 Jfe Steel Corporation Grain oriented electromagnetic steel sheet exhibiting extremely small watt loss and method for producing the same
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