JPH04131326A - 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - 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〕 本発明は、鉄損が極めて低い一方向性珪素鋼板の製造方
法に関し、特に、その表面を効果的に仕上げることによ
って、鉄損特性の顕著な改善を図ろうとするものである
。

〔従来の技術〕

一方向性珪素鋼板は、電気機器の磁気鉄芯として多用さ
れ、エネルギロスを少なくすべく、鉄損が少ないもので
あ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、歪取り焼鈍（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
細分化手段か、たとえば特開昭６２−８６１７号公報に
開示されている。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。しかし
ながら、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。そのなめには、仕上焼鈍後の
材料表面を鏡面に仕上げる必要がある。仕上焼鈍後の材
料表面を鏡面に仕上げる方法として、特開昭６４−８３
６２０号公報に開示されている、化学研磨或は電解研磨
による方法がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、鋼板表面を鏡面仕上げの手段として化学的な手段
、電解研磨、砥石、ブラシ等による機械的な手段が採ら
れてきた。化学的な手段、電解研磨等は、少量の試料を
作るのに適しているけれども、工業的に多量生産される
金属スＩ・リップ、たとえば珪素鋼ストリップ表面を鏡
面仕上げするためには、薬液濃度の管理、温度の管理、
公害設備の設置等の諸点で非常な困難を伴う。機械的研
磨による場合は、工業的に大きな面積をもつ材料に均一
な鏡面研磨を行うことは、非常に困難である。

而して本発明は、工業的生産規模で珪素鋼ストリップを
鏡面仕上げする手段を含む低鉄損一方向性珪素鋼板の製
造方法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〕

本発明の特徴とする処は、仕上焼鈍された後の一方向性
珪素鋼板の表面酸化物層をたとえば化学研磨或は機械研
磨などの手段により除去して地鉄面を露出させた後、（
水素子一酸化炭素）を体積率で５０％以上含む混合ガス
雰囲気中１０００℃以上の温度域で鋼板或はストリップ
を焼鈍して表面を鏡面化し次いで、張力皮膜を表面に形
成する低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法にあり、また
、仕上焼鈍された後の一方向性珪素鋼板の表面酸化物層
をたとえば化学研磨或は機械研磨などの手段により除去
して地鉄面を露出させた後、鋼板の層間にアルミナ、マ
グネシア、（アルミナ＋マグネシア）パウダー、フォル
ステライト皮膜付の珪素鋼板をスペーサとして介挿し、
（水素子一酸化炭素）を体積率で５０％以上含む混合ガ
ス雰囲気中１０００℃以上の温度域で鋼板（或はストリ
ップ）を焼鈍して表面を鏡面化し次いで、張力皮膜を表
面に形成する低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法にある
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者等は、上記従来技術における問題を解決するた
めに、種々の検討を加えた結果、体積率で５０％以上の
（水素ガス十一酸化炭素ガス）を含む混合ガス中で、地
鉄が露出した珪素鋼板を１０００℃以上の温度域で焼鈍
しな処、容易に鏡面を作成できることを見出した。この
処理と単板で行う場合は、スペーサの必要はないか、ス
トリップコイルの形感或はシートを８層した状懸でこの
処理を行う場合は、板間に焼付きを生じるから板間にア
ルミナ、マグネシア或はこれらの混合パウダーをスペー
サとして塗布することが必要である。

前記スペーサとして、フォルステライト皮膜付の板を当
てることもで゛きる。

フォルステライト皮膜付のストリップと仕上焼鈍後の地
鉄を露出せしめた珪素鋼ストリップを二枚重ねにしてス
トリップコイルとし５体積率で５０％以上のく水素ガス
十一酸化炭素）を含む混合ガス中で、１０００℃以上の
温度域で焼鈍すれば容易に鏡面とすることができる。

上記スペーサは、焼鈍後も板に焼き付くことがなく容易
に除去することが可能である。こうして得られる一方向
性珪素鋼板に、特公昭６３−４４８０４号公報、特公昭
６３−６６１１号公報に開示されている如き、一方向性
珪素鋼板を鉄芯に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を適用すること
かできることは勿論である。

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。

重量で、４％以下のＳｉを含有する鋼スラブを加熱し２
、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
冷開圧延を施して最終板厚とした後、脱炭焼鈍し焼鈍分
離剤を塗布しこれを巻き取ってストリップコイルとし、
次いて、高温長時間の仕上焼鈍を施し＋１１０＋　＜０
０１＞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は機械的に除去して仕上焼鈍後
の表面の粗度が３μ陽以下となるようにした後、体積率
で（水素子一酸化炭素）５０％以上を含む混合ガス中、
１０００℃以上の温度域で焼鈍する。還元ガスを含む混
合ガス中で地鉄を露出させた鋼板を加熱することによっ
て、表面から原子の蒸発および原子の移動が起こり磁気
的にピンニングのない平滑な表面が現出する。（水素ガ
ス十一酸化炭素）の体積率が５０％未満になると、鋼板
の表面か酸化し磁気的性質が劣化する。一酸化炭素は還
元性のガスであり、水素ガスに代替できるが水素ガスが
全体積率の約２０％未満になると鏡面か得にくくなるの
で２０％以上が必要である。水素ガス、一酸化炭素と混
合させるガスは、窒素ガスあるいはアルゴンガスのよう
な不活性ガスがよい。工業的には、水素、一酸化炭素、
窒素の混合カスを使用するのが最も安価である。（水素
ガス十一酸化炭素ガス）の体積率を増して行くと鋼板の
鏡面化効果が大きくなり、体積率で５０％程度の（水素
ガス十一酸化炭素ガス）を含有すると効果が現れる。（
水素ガス十一酸化炭素）の体積含有率が５０％より少な
くなると、鋼板表面の金属光沢が鈍り、磁気的性質が劣
化する。

焼鈍温度が高い方が短時間に鏡面が得られる。

１０００℃以上であれば、鋼板表面原子を効果的に蒸発
および移動させることが可能であるので、１０００℃を
下限とした。

１０００℃未満の温度域ては、鏡面化の効率か悪くなり
、工業的なプロセスとならない。第１図に、（水素ガス
十一酸化炭素ガス）１００％、５０９６のときの鋼板表
面の平均粗度０，３μｍ以下で、かつ磁気的にピンニン
グする酸化皮膜のない鏡面が得られる温度と時間の関係
分示す。温度があまり低くなると長時間分要し、工業的
なプロセスとならない。

このようにして得られた鏡面をもつ試料に、張力付与コ
ーテイング液を塗布し焼付は処理した処、化学研磨によ
って作成した鏡面材に張力付与コーティングしたものと
同様な鉄損値が得られた。なお、本発明を、ＣＶＤ　、
　ＰＶＤ、イオンブレーティング等の皮膜形成処理技術
と組合せて使用できること勿論である。本発明は、従来
の化学研磨、電解研磨に比し、鏡面化するときの作業が
容易かつ、安定性に優れていることに加えて鏡面作成時
の材料の重量減が従来の方法にくらべて１／１０以下と
極めて少ない。以下、実施例について述べる。

〔実施例〕

実施例１ 重量で、Ｓｉ　　：　　３．２％を含む板厚：　０．２
３ｍｍの仕上焼鈍後の高磁束密度一方向性珪素鋼板を、
硫酸と弗酸の混合液中に浸漬してフォルステライト皮膜
を除去し水洗乾燥した後、フォルステライト皮膜付の珪
素鋼板と交互に積層して１２００℃×５時間、水素３０
％、一酸化炭素５０％、窒素２０％の雰囲気中で焼鈍し
た。その後、鋼板に燐酸系張力皮膜溶液を塗布し、８３
０℃×５分間の焼付は処理を施した。

こうして得られた製品の鉄損値を、第１表に示す。

第１表 本発明によるときは、従来法に比し鉄損特性が極めて向
上している（鉄損値が低くなっている）ことが分る。

実施例２ 重量で、Ｓｉ　　：　　３．２％を含む板厚：　０．２
３ｍｍノ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、＃１５０のエメリーペーパーで
除去した後、アルミナパウダーをメチルアルコール中で
攪拌したものを塗布して積層した。この材料に水素ガス
３０％十一酸化炭素３０％十窒素ガス４０％の雰囲気中
、１ｔｏｏ℃×２０時間の焼鈍を施した。

その後、燐酸系張力付与皮膜溶液を塗布して８３０°Ｃ
Ｘ３分間の焼付は処理を施した。得られた製品の鉄損値
を、第２表に示す。

第２表 実施例３ 重量で、Ｓｉ　　：　　３．３％を含む板厚　０　、３
０ｍｍの仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板のフォルステラ
イト皮膜分、硫酸と弗酸の混合溶液中に浸漬して除去し
た後、水洗、乾燥し、マグネシアパウダーをエチルアル
コール中で攪拌したものを塗布して積層した。

この材料を、１ｏｏｏ℃Ｘ３Ｑ時間、水素ガス４０％十
一酸化炭素カス３５％＋アルゴンガス２５％の雰囲気中
で焼鈍した。次いで、燐酸系張力付与皮膜溶液を塗布し
、８４０℃×４分間の焼付は処理を施した。

得られた製品の鉄損値を第３表に示す。

第３表 本発明によるときは、従来法に比し鉄損特性が極めて向
上している（鉄損値が低くなっている）ことが分る。

本発明によるときは、従来法に比し鉄損特性が格段に向
上している〈鉄損値が低くなっている）ことが分る。

〔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、体積率で５０％以上のく水素ガス十一
酸化炭素ガス）を含む雰囲気中で、１０００℃以上の温
度域で熱処理を施すことによって材料表面を鏡面化し、
張力皮膜を形成することにより製品の鉄損を著しく低下
させる方法である。

本発明によるときは、従来の鏡面化技術による場合に比
し、安価かつ高い生産性下に、方向性珪素鋼板の鉄損を
大きく低下せしめ得、その工業的な効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板の表面を鏡面化
するに際し、鏡面となる熱処理温度・時間関係領域を、
水素ガス十一酸化炭素ガスの体積含有率をパラメータと
して示す図である。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上焼鈍された後の一方向性珪素鋼板の表面酸化物
   層を除去して地鉄面を露出させた後、（水素＋一酸化炭
   素）を体積率で５０％以上含む混合ガス雰囲気中１００
   ０℃以上の温度域で鋼板を焼鈍して表面を鏡面化し次い
   で、張力皮膜を表面に形成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。 ２、仕上焼鈍された後の一方向性珪素鋼板の表面酸化物
   層を除去して地鉄面を露出させる手段が、化学研磨或は
   機械研磨である請求項１記載の方法。 ３、仕上焼鈍された後の一方向性珪素鋼板の表面酸化物
   層を除去して地鉄面を露出させた後、鋼板の層間にアル
   ミナ、マグネシア、（アルミナ＋マグネシア）パウダー
   、フォルステライト皮膜付の珪素鋼板をスペーサとして
   介挿し、（水素＋一酸化炭素）を体積率で５０％以上含
   む混合ガス雰囲気中１０００℃以上の温度域で鋼板を焼
   鈍して表面を鏡面化し次いで、張力皮膜を表面に形成す
   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
   。 ４、仕上焼鈍された後の一方向性珪素鋼板の表面酸化物
   層を除去して地鉄面を露出させる手段が、化学研磨或は
   機械研磨である請求項３記載の方法。 ５、前記鋼板がストリップである請求項３又は４記載の
   方法。