JPH04322A - 高磁束密度二方向性電磁鋼板の製造方法 - 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、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　（１００３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
謂二方向性電磁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磁鋼
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−般に使用されるに至っ
ていない。

従来の二方向性電磁銅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（Ｂ８）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（Ｂ８）が１．９２Ｔ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、磁気特性向上のだｔ特公
昭３５−１７２０８号公報、及び特公昭３８−８２１３
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、Ｓｉ；
０．８〜６．７％、酸可溶性Ａｎ！　　；　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、 熱延板表層部を厚さ方向両面よりそれぞれ全厚の１７１
０以上除去することを特徴とする二方向性電磁鋼板の製
造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
性電磁鋼板の製品の調査から、次の新たな知見を得た。

二方向性電磁鋼板の特徴とする結晶方位は（１００）　
＜ｏｏｌ＞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（１１０）　＜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。従って、高磁束密度化を達成するためには、（
ｌｌＯ）　＜ｕｕＷ＞方位粒の二次再結晶を抑制すれば
良い。

本発明者等は、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、（１１０）　＜ｕｕＷ＞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Ａｊ！；
０．０２８％、Ｎ　；　０．００７％、残部Ｆｅおよび
不可避的不純物からなる１８ｍｍ厚の熱延板を１１２５
℃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、０．３５ｍｍの最終板厚とした。

この冷延板を湿水素中８１０℃で２１０秒間脱炭を兼ね
る一次再結晶焼鈍を行った。この−次回結晶板の集合組
織を調査したところ、第１図に示すように表面部では（
１１１）　＜ｕＶＷ＞方位を主方位とし、中心部では（
２１１）　＜１２４＞・　（２１１）　＜２３１＞方位
を主方位とするものであり、板厚方向で異なるものであ
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　；　Ｔｒａ
ｎｓ、　Ｍｅｔ、　Ｓｏｃ、　ＡＩＭＥ　２１５（１９
５９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、−次再結晶集合組織の影響を強く受けるものである
。この−次再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）＜ｕＵＷ
＞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。

第４図に、熱延板の表面からグラインダーで除去した量
と、製品の磁束密度（Ｂ　ａ値）の関係を示す。この結
果より、表面層より全厚の１７１０以上、望ましくは１
７５以上除去することにより、高磁束密度の二方向性電
磁鋼板が製造できることが分る。

なお、鋼板表面層よりの除去量が全厚の１ｉ３程度にな
ると磁気特性が飽和する。

次に、本発明の実施形態を説明する。

本発明における鋼板の成分は、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である。

Ｓｉ　は、４．８％を越えると冷間圧延時に割れが生じ
易くなる。温間圧延により圧延できる６、７％を上限と
する。一方Ｓｉ量が少ないと、仕上焼鈍時にα→Ｔ変態
を生じ、結晶の方向性を破壊するので、実質的に結晶の
方向性に影響を及ぼさない０．８％を下限とする。

酸化溶性ＡＩ−は＾ｊ　Ｎ、　（Ａｊ！　、　５ｉ）Ｎ
等として窒化物を形成し、インヒビターを形成する。製
品の磁束密度が高くなる０、　００８〜０．０４８％、
望ましくは０、０１８〜０．０３６％を限定範囲とする
。

Ｎは０．０１０％を超えて含有するとブリスターと呼ば
れる鋼板の空孔を生じるので、０．０１０％を上限とす
る。

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

上記成分からなる素材は、通常の工程を通し、熱延板と
される。この熱延板の両面より少なくとも全厚の１７１
０以上ずつ除去することが、本発明の特徴とするところ
である。この除去の方法については、特に限定しない。

グラインダー等による機械的研削、塩酸等による化学的
研磨等、いずれの方法でも良い。

また、この表面層を除去する段階は、熱延板に限らず、
熱延板焼鈍後、冷延後、−次回結晶焼鈍後のいずれの段
階においてもその効果は発揮されるが、表面層を除去す
るコストより熱延板の段階が好ましいと考えられる。

前記熱延板は、直ちに、もしくは焼鈍工程を経て冷間圧
延される。上記焼鈍は、７５０〜１２００℃の温度域で
３０秒〜３０分行なわれることが望ましい。

この焼鈍は、製品の磁束密度を高めるのに有効であり、
望む磁束密度の水準とコストを勘案して採否を決めると
良い。

冷間圧延工程は、基本的に、特公昭３５−２６５７号公
報、或は特公昭３８−８２１３号公報に開示されたもの
と同じである。本発明においては、４０〜８０％の圧下
率で一方向に冷間圧延し、次いで前記方向と交叉する方
向に３０〜７０％の圧下率で冷間圧延を行う。特に、最
初の冷間圧延と交叉する方向に冷間圧延する場合、特公
昭６２−４５００７号公報に開示されている方法による
と、ストリップの形態のまま冷間圧延でき、経済面で効
果的である。

冷間圧延後の材料は、通常鋼中に含まれるＣを除去する
ことを兼ね、必要に応じて湿潤雰囲気中７５０〜１００
０℃の温度域で３０秒から１０分間、−次回結晶焼鈍を
行う。

このようにして得られた材料に、ＭｇＯを主成分とする
焼鈍分離剤を塗布し、乾燥した後、仕上焼鈍を行う。仕
上焼鈍は、二次再結晶と、純化を目的とし、通常９００
〜１２００℃の温度で焼鈍される。

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℃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〕

実施例１゜ 重量％で、Ｃ；０．０４８％、Ｓｉ；３．４０％、Ｍｎ
；０．１４％、酸可溶性Ａｌ　　；　０．０２３％、Ｎ
　；　０．００７２％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
からなる１、８ｍコ厚さの熱延鋼板を該鋼板の両面より
それぞれ全厚の１７４ずつグラインダーで研削した試料
（Ａ）と研削なしの試料（Ｂ）の２種類の試料とした。

これらの試料を熱間圧延と同一方向に５５％、次いで前
記冷間圧延方向と交叉する方向に５５％の冷間圧延を施
こす交叉圧延を行った。これらの冷延板を８１０℃で１
２０秒間脱炭を兼ねる一次再結晶焼鈍を行った。次いで
、焼鈍分離剤としてＭｇ［］を塗布した後、Ｎ２２５％
＋Ｈ２７５％の雰囲気中で１５℃／ｈｒの昇温速度で１
０２５℃迄昇温し、１０２５℃で２０時間保持して二次
再結晶を完了させた。その後１２００℃で２０時間８２
１００％の雰囲気中で純化焼鈍を行った。

これらの製品の磁気特性は第１表に示すとおりであった
。

第１表 実施例２゜ 実施例１と同様の熱延鋼板を該銅板の両面よりそれぞれ
全厚の１７４ずつグラインダーで研削した試料（Ａ）と
研削なしの試料（Ｂ）の２種類の試料とした。これらの
試料を１０７０℃で２分間焼鈍し、以降実施例１と同一
の工程で処理した。

これらの製品の磁気特性は第２表に示すとおりであった
。

第２表 位分布を示す（２００）極点図であり、第４図は、熱延
板の表面からの減厚量と製品の磁束密度の関係を示す図
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）表面層と（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図であり、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｓｉ；０．８〜６．７％、酸可溶性Ａ
   ｌ；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、 熱延板表層部を厚さ方向両面よりそれぞれ全厚の１／１
   ０以上除去することを特徴とする高磁束密度二方向性電
   磁鋼板の製造方法。
2. （２）冷間圧延前に７５０〜１２００℃の温度範囲で３
   ０秒〜３０分間焼鈍する請求項１記載の方法。