JPH04143220A - 低磁場磁気特性に優れた電磁厚板の製造法 - 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、低磁場磁気特性に優れた電磁厚板の製造法に
関するものである。

（従来の技術） 近年、磁気シールドの必要性はますます高まっており、
なかでもより低磁場での磁気シールドが問題になってき
ている。例えば、病院のＭＲＩ診断室周辺でのベースメ
ーカへの影響や、インテリジェントビル内のコンピュー
タ機器へのエレベータのモーター等からの影響などを考
えると、数十ガウス以下の磁界に対しても十分なシール
ド性が必要である。

磁気シールドに用いられる電磁厚板にも、非常に低い磁
場、例えば磁化力２０Ａ／ｍ以下においても高い磁束密
度を有し、かつ板厚方向均一性がよいことが要求される
。

磁束密度に優れた電磁鋼板としては、従来から薄板分野
で珪素鋼板、電磁軟鉄板をはじめとする数多くの材料が
提供されているのは公知である。

しかし、構造部材として使用するには組み立て加工上お
よび強度上の問題があり、厚鋼板を利用する必要が生じ
てくる。これまで電磁厚板としては特開昭８０−９８７
４９号公報や特開平１−１４２０２８号公報などが公知
である。

数十ガウス以下の磁界に対してａ効なシールド性を発揮
するためには、例えば磁化力２０Ａ／ｍ程度のごく低い
磁場において高い磁束密度を白゛することが必要である
が、従来開発された鋼材ではこのレベルの特性について
は考慮されておらず、したがって磁化力２０Ａ／ｍでは
高い磁束密度は得られていない。

（発明が解決しようとする課８） 本発明の目的は以上の点に鑑みなされたもので、磁化力
２ＯＡ／ｍにおける磁束密度０．６Ｔｅｓｌａ以上を有
する、低磁場磁気特性に優れた電磁厚板の製造法を提供
することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は以下の通りである。

１、重量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓ　ｉ：０．２
％を超え、３．５％以下、Ａｌ２　：０．２％を超え、
３．５％以下で、ＳｉとＡｌの重量％の和が１．５％以
上、Ｍ　ｎ　：　０　、５％以下、ｓ　：０．０１０９
ｆｉ以下、Ｎ　：０．００８％以下、ｏ　：０．００６
％以下を含み、残部実質的に鉄からなる鋼組成の鋼片ま
たは鋳片を、９００”Ｃ以上で圧延形状比Ａが０．６以
上の圧延パスを１回以上はとる圧延を行ない、引き続き
７００’Ｃ以上９００℃以下で圧下率を３５９６以上７
０％以下とする圧延を行ない、９５０℃〜１１５０”ｃ
で焼鈍することを特徴とする低磁場磁気特性に優れた電
磁厚板の製造法。

ただし、 Ａ−（２ｉ石ｚ、　−ｈ　　））／　（ｈ、　＋ｈ　　
）Ａ　：圧延形状比 ｈｌ　：入側板厚（ｌ謙） ｈ　：出側板厚（龍） Ｒ＝圧延ロール半径（１ｍ） ２、重量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓ　ｉ：０．２
％を超え、３．５％以下、ｌ！：０．２％を超え、３．
５％以下で、ＳｉとＡｆｉの重量％の和が１．５％以上
、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓ　：０．０１０％以下、Ｎ　
：０．００８％以下、ｏ　：０．００６％以下を含み、
残部実質的に鉄からなる鋼組成の鋼片または鋳片を、９
００℃以上で圧延形状比Ａが０．６以上の圧延パスを１
回以上はとる圧延を行ない、引き続き７００℃以上９０
０℃以下で圧下率を３５％以上７０％以下とする圧延を
行ない、１０００℃〜１２００℃で焼準することを特徴
とする低磁場磁気特性に優れた電磁厚板の製造法。

ただし、 Ａ−（２ｉ石ｚ、　−ｈ　　））／　（ｈ、　＋ｈ　　
）Ａ　：圧延形状比 り、二人側板厚（ｍｍ） ｈ　：出側板厚（ｍｍ　） Ｒ：圧延ロール半径（ｗ） （作　　用） まず、磁化のプロセスについて述べる。

消磁状態においては鋼内部の磁区は一つの結晶粒内にお
いて細かく分かれ、それぞれか磁区容易方向のうちいず
れかをとり、全体としては完全に無秩序である。その鋼
をある方向に磁化させていくと、次第に外からの磁化方
向に近い方向をもつた磁区が、他の磁区を蚕食併合して
拡大していく。

つまり、磁壁の移動が起こるわけで、低磁場では主にこ
れによって磁化がすすむ。

したがって低磁場での磁束密度を決めるのは、磁壁の移
動のしやすさである。高い磁束密度を得るだめに、従来
からも、磁壁移動の障害となる結晶粒界の減少すなわち
結晶粒の粗大化か重要であることは定性的にはいわれて
いた（特開昭６０９６７４９号公報）。

しかし、厚板の場合、板厚全体にわたって安定的に粗大
粒を得る方法も確立されていなかった。

従来、電磁厚板の結晶粒粗大化には圧延後の熱処理によ
る再結晶が利用されており（特開昭６０９８７４９号公
報）、その際、熱処理温度か高いほうが再結晶が促進さ
れ結晶粒が粗大になる。しかしＡ　ｃ　１変態点を超え
る温度で熱処理を行なうと、かえって変態の際に細粒化
されるため、９００℃前後が熱処理温度の限界であった
。

発明者らはここにおいで、粗大粒を得るための化学成分
と圧延条件、熱処理条件について詳細な検討を行なった
結果、極めて大きな結晶粒を板厚全体にわたって安定的
に得ることに成功したものである。

０．００５％以下の極低Ｃで、ＳｉとＡΩの重量％の和
が１．５％以上の場合には、圧延後に、Ａ　ｃ　１変態
点を超える温度て熱処理を行っても細粒化されることな
く、著しい粗粒化を図れることを見出した。具体的には
９５０℃以上での焼鈍ないしは１０００℃以上での焼串
によって粗大粒を得ることができる。Ｓｉ＋Ａ］の量が
増すと靭性が低下するが、これに対しては極低Ｃとした
うえにＳも低減することて靭性が確保可能であることを
知見した。

さらに、圧延時に９００℃以下において３５％以上７０
％以下の圧下率をとることで、高温熱処理前の結晶粒を
微細化して再結晶をさせやすくするとともに、鋼中に歪
を導入しで、この歪を熱処理時の再結晶の駆動力とする
ことで、極めて大きな結晶粒を板厚全体にわたって安定
的に得られることを知見した。

第１図に、０．００４％Ｃ−０，７％５ｔ−１，２％Ａ
Ｉ鋼での７００℃〜９００℃での圧下率と、結晶粒度Ｎ
ｏ。

の関係を示す。

３５％以上の圧下率において極めて粗粒となることがわ
かる。ただし、７０９６を超える圧下率では表面の結晶
はかえって細かくなり、板厚方向の粒度のばらつきか大
きくなる。

第２図に、同じ鋼の７００℃〜９００℃での圧下率と、
磁化力２ＯＡ／ｍでの磁束密度および板厚方向の磁束密
度のばらつきを示す。

３５％以上の圧下率において高い磁束密度が得られてお
り、第１図の結晶粒度魔と対応している〕とがわかる。

また、７０％を超える圧下率では、やはり粒度のばらつ
きに対応しで、板厚方向の磁束密度のばらつきが大きく
なっている。

第３図は、同じ成分の５　ａｍ、　Ｇｏａｓ、　ｌＱＯ
ｍｍの板厚の鋼材についで、９００℃以下での圧下率４
０％の場合の、焼鈍および焼串温度と２０Ａ／ｍでの磁
気特性の関係である。

９５０℃以上の焼鈍、ｌ０００℃以上の焼串ていずれも
高い磁束密度が得られている。

すなわち、７００℃〜９００℃で３５〜７０％の圧下率
をとり、９５０℃以上の焼鈍あるいは１０００℃以上の
焼串を施せば、粒度Ｎｏ、−２番以下の粗大粒となり、
磁化力２０Ａ／ｍにおいて０．６Ｔｅｓｌａ以上の磁束
密度が得られるものである。

さらに、空隙性欠陥の作用についても詳細な検討を行な
った結果、そのサイズか１００−以上のものか低磁場の
磁気特性を大幅に低下させることを知見した。そしてこ
の１００ｍ以上の有害な空隙性欠陥をなくすためには圧
延形状比Ａが０．６以上必要であることを見出した。

たたし、 Ａ−（２Ｒ（ｈ、　−ｈ　　））／　（ｈ、　＋ｈｏ）
ｌ　　　　　Ｏ Ａ　：圧延形状比 り、二人側板厚（＋＊ｍ） ｈ　：出側板厚（ｍ腸） Ｒ：圧延ロール半径（ｍ謬） 第４図に示すように０．００４％Ｃ−０，７％５ｉ−１
，２％ＡΩ鋼で高形状比圧延により、空隙性欠陥のサイ
ズを１００μ以下にすることで低磁場の磁気特性が向上
することがわかる。

次に成分限定理由を述べる。

Ｃは変態温度に大きく影響する元素であり、Ｃ量が増加
するとγ変態を消失させるためにはＳｉおよびＡＮを多
く添加する必要かある。したがつて０．００５％を上限
とする。

ＳｉおよびＡｌは本発明のなかで重要な元素であり、γ
変態を消失させるためにはＳｉ　＋ｌ！≧１．５％が必
要である。しかし、それぞれ３．５％を超えると靭性の
確保が困難であるのでこれを上限とする。

ＰおよびＳは靭性確保の点からそれぞれ０．０１％以下
とする。

Ｍｎは低磁場での磁束密度の点からは低いほうがよく、
０，５％以下とする。

ＮはＡＩＮによって結晶粒を微細化させ、低磁場磁気特
性には非常に有害な元素であるので、極力低減すること
が必要であり、０．００８％を上限とし、望ましくは０
．００４％以下とする。

０は鋼中において非金属介在物を形成し、磁壁の移動を
妨げ磁束密度を低下させるので、ｏ、ｏｏｅ％以下とす
る。

次に製造条件について述べる。

圧延前加熱温度については、特に限定する必要はない。

熱間圧延にあたり前述の空隙性欠陥は鋼の凝固過程で大
小はあるが、必ず発生するものであり、これをなくす手
段は圧延によらなければならない。

すなわち、圧延−回当たりの変形量を大きくし板厚中心
部にまで変形がおよぶ熱間圧延が有効である。具体的に
は圧延形状比Ａか０．８以上の圧延パスを一回以上含む
高形状比圧延を行ない、空隙性欠陥のサイズを１００μ
以下にすることが磁気特性によい。

次に７００℃〜９００℃の温度において累積３５％以上
の圧下率により結晶粒を微細化するとともに歪を導入し
、これにつづく高温熱処理時の再結晶を促進させる。た
だし７０％超の圧下率になると、熱処理後結晶粒度が板
厚方向に不均一になり、磁束密度のばらつきを大きくす
る。したがって板厚方向に均一な粗大粒を得るために、
圧下率は３５〜７０％とする。

焼鈍および焼串は、結晶粒粗大化および内部歪除去のた
めに行なうが、それぞれ９５０℃および１０００℃以下
では結晶粒粗大化が不十分である。また、１１５０℃以
上の焼鈍、１２００℃以上の焼串はスケールロスの防止
、省エネルギーの観点から不必要であるため上限をそれ
ぞれ１１５０℃、　　１２００℃とする。

（実　施　例） 第１表に電磁厚板の成分、第２表に製造条件と空隙性欠
陥の大きさ、フェライト粒径、磁化力２０Ａ　／　ｍに
おける磁束密度、板厚方向の磁束密度のばらつき、およ
び靭性の指標として０℃におけるシャルピー試験の吸収
エネルギーｖＥｏを示す。

弔 表 ０．００２　０．５　０．２　０．００５　０．００１
　　２、Ｉ　　Ｏ，００３ロ、００２０．００３　２．
２　０．３　０．００４　０．００３　０．３　０．０
０２　０．００２０．００１　１．２　０．４　０．０
０７　０．００３　０．８　０．００２　０．００４０
．０口４　　１．４　　０．２　　０．００２　　０．
００２　　０．７　　０．００３　　０．００３０．０
０３　１．１　０．２　０．００３　０．００２　１．
３　０．００２　０．００４０．００４　１．１　０．
２　０．００４　０．００４　１．０　０．００３　０
．００４０．００３　１．２　０．２　０．００４　０
．００２　０．６　０．００３　０．００２０．００４
　１．０　０．２　０．００７　０．００５　０Ｊ　　
Ｏ，００２０，００３０１１ａ３　１．（１０，２０，
００８［）、００２　０．８　０．００３　０．００３
０．０３８　１．１　０．２　０゜００７　０．００３
　１．１　０．００３　０．００３０．００２　　０．
３　　０．３　　０．００Ｂ　　　０．００６　　　Ｇ
、８　　０．０口２　　０．００２０．００３　１．１
　０．２　０．０１０　０．００２　０．１　０．００
３　０．００３０．００４　３．９　０．４　０．００
５　０．００２　０．５　０．００３　０．００５０．
００３　０．４　０Ｊ　　０．００ｇ　　０．００２　
４．１　０．００３　０．００３０．００４　１．２　
１．４　０．００６　０．００９　０．６　０．００４
　０．００２０．００３　１．３　０．２　０．００６
　０．０１？　　０．７　０．００２　０．００２０．
００４　１．１　０．２　０，００６　０．０［１２１
，３０，００９０，００３０，００３２，００，２０，
００７０，００３０，７０，００２０，０１１０，００
３Ｌ、２　０．２　０．００４　０．００２　０．６　
０．００３　０．００３０．００３　０．９　０．３　
０．００５　０．００２　１．３　０．００２　０．０
０２０、（１０３０，９０，３０，００５０，００２１
，３０，０１）２　１）、００２０．００４　０．７　
０．２　０．００２　０．００３　１．０　０．００２
　０．００４０．００４　０．７　０．２　０．００２
　０００３　１．０　０．００２　０．００４例１〜１
１は本発明の実施例を示し、例１２〜２５は比較例を示
す。

例１〜７は板厚６０ｍｍに仕上げたもので、例８〜９は
１００ｍｍ、例１０は２０ｍ＋ｗ、例１１は５ｍｍにそ
れぞれ仕上げたものである。これらはいずれも磁化力２
０Ａ／ｍにおける磁束密度か高く、板厚方向のばらつき
か少ない。

例１２はＣが上限を超え、例１３．１４は５ｉｆｔと１
量の和が１．５％に満たないため、いずれも高温におい
てγ領域が存在し、熱処理時の変態により細粒となって
磁束密度か低い。例１５はＳｉが、例１６はＡＩが上限
を超えるため、靭性か低い。例１７はＭ口が、例１８は
Ｓか、例１９はＮが、例２０はＯがそれぞれ上限を超え
ているので磁束密度が低く、例Ｉ８の場合は靭性も低い
。例２１は圧延形状比か不足しており、空隙性欠陥が大
きいため磁気特性が低い。例２２は７００℃〜９００℃
での圧下率か下限未満であるので磁束密度が低い。例２
３は７００℃〜９００℃での圧下率が上限を超えている
ので、磁束密度のばらつきか大きい。例２４は焼鈍温度
が下限未満で、例２５は焼ｔ＄温度か下限未満であるた
め粒成長か不十分てあり、磁束密度が低い。

（発明の効果） 以上詳細に述べたごとく、本発明によれば適切な成分と
製造法の限定により、磁化力２ＯＡ／ｍの低磁場におい
て磁束密度０　、６Ｔｃｓ　ｌ　ａ以上で、かつ板厚方
向に均一な磁気特性を具備せしめることに成功し、数十
ガウス以下の磁界に対する磁気シールドへの適用を可能
としたもので、産業上多大な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は７００℃〜９００℃での圧下率か、結晶粒文意
に及はす影響を示す図表、第２図は７００℃〜９００℃
での圧下率が、磁化力２ＯＡ／ｍにおける磁束密度およ
び磁束密度のばらつきに及ぼす影響を示す図表、第３図
は焼鈍および焼串温度か、磁化力２０Ａ／ｍにおける磁
束密度に及ぼす影響を示す図表、第４図は空隙性欠陥の
サイズが、磁化力２０Ａ　／　ｍにおける磁束密度に及
ぼす影響を示す図表である。 手続補正書（放）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量％で、 Ｃ：０．００５％以下、 Ｓｉ：０．２％を超え、３．５％以下、 Ａｌ：０．２％を超え、３．５％以下で、ＳｉとＡｌの
   重量％の和が１．５％以上、 Ｍｎ：０．５％以下、 Ｓ：０．０１０％以下、 Ｎ：０．００８％以下、 Ｏ：０．００６％以下 残部実質的に鉄からなる鋼組成の鋼片または鋳片を、９
   ００℃以上で圧延形状比Ａが０．６以上の圧延パスを１
   回以上はとる圧延を行ない、引き続き７００℃以上９０
   ０℃以下で圧下率を３５％以上７０％以下とする圧延を
   行ない、９５０℃〜１１５０℃で焼鈍することを特徴と
   する低磁場磁気特性に優れた電磁厚板の製造法。 ただし、 Ａ＝（２Ｒ√（ｈ＿ｉ−ｈ＿ｏ））／（ｈ＿ｉ＋ｈ＿ｏ
   ）Ａ、圧延形状比 ｈ＿ｉ：入側板厚（ｍｍ） ｈ＿ｏ：出側板厚（ｍｍ） Ｒ：圧延ロール半径（ｍｍ） ２、９００℃以上で圧延形状比Ａが０．６以上の圧延パ
   スを１回以上はとる圧延を行ない、引き続き７００℃以
   上９００℃以下で圧下率を３５％以上７０％以下とする
   圧延を行ない、１０００℃〜１２００℃で焼準すること
   を特徴とする請求項１記載の低磁場磁気特性に優れた電
   磁厚板の製造法。