JPH05186855A - 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents

磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法

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JPH05186855A
JPH05186855A JP3154852A JP15485291A JPH05186855A JP H05186855 A JPH05186855 A JP H05186855A JP 3154852 A JP3154852 A JP 3154852A JP 15485291 A JP15485291 A JP 15485291A JP H05186855 A JPH05186855 A JP H05186855A
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JP3154852A
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Takehide Senuma
武秀 瀬沼
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775Fe-Si based alloys in the form of sheets

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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高磁束密度、低鉄損を有する無方
向性電磁鋼板を提供する。 【構成】 Tiを添加した高純鋼を変態点以上に加熱
し、冷却過程で変態時の冷速を制御することにより、集
合組織を制御すると共に結晶粒を粗大化し、高磁束密
度、低鉄損を有する無方向性電磁鋼板を製造する方法。 【効果】 すぐれた磁気特性を付与し、モーター等のエ
ネルギー損失を下げて環境問題の改善にも寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気特性に優れた無方向
性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】無方向性電磁鋼板は、高磁場鉄損の減少
に重きをおいた高Siの材料と高磁束密度を重視した普
通鋼成分系の材料がある。後者ではフルプロセスとセミ
プロセスの分類があり、このうち、セミプロセスの材料
はフルプロセスにスキンパスを施したもので、ユーザー
で打ち抜き加工をした後、歪み取り焼鈍をして結晶粒の
粗大化を可能にしたものである。この歪み取り焼鈍によ
る結晶粒の粗大化により、鉄損の顕著な低減が達成でき
る(特開昭60−17014公報参照)が、ユーザーに
よっては必要の焼鈍設備を有していないところもあるば
かりでなく、設備をもっているところでも歪み取り焼鈍
による工程の増加は生産性に不利となる。普通鋼成分系
の無方向性電磁鋼板の冷延後の焼鈍条件は連続焼鈍炉に
おいて10℃/s前後の速度で昇温し、設定した750
℃から850℃のフェライト温度域で1分から2分間保
持して焼鈍するのが一般的な条件である。しかし、この
ような条件では、再結晶後の粒成長が十分起きず、鉄損
の減少に有利と言われる100μmから300μmの結
晶粒径の粗大のフェライト組織は得られない。また、A
3 変態点以上の温度に焼鈍して、一度オーステナイト組
織にすると、従来の成分鋼ではγ→α変態時に組織が微
細化し、低い鉄損を達成することができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、フェライト組織
の粗大化及び磁気時効の観点よりCの極低化及び成分の
高純化が指向されているが、これによる組織の粗大化は
従来の連続焼鈍条件では不十分である。一方、Cの極低
化及び成分の高純化により冷延焼鈍後の集合組織は{1
11}方位が高く、磁気特性に好ましい{100}方位
が低くなる欠点がある。また、鉄損の減少を狙い板厚を
薄くするために冷延率を高めると上記の集合組織形成の
傾向はより顕著になる。
【0004】本発明は、通常の連続焼鈍時間及び設備で
鉄損減少に有利な100μmから300μmの結晶粒径
の粗大のフェライト組織を得、かつ、{111}/{1
00}方位の比が小さい鋼板及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェライ
ト組織ならびに集合組織形成に及ぼす焼鈍温度の影響を
研究し、鋼の成分及びγ→α変態時の冷速を限定するこ
と、変態点以上に加熱することにより、変態後、鉄損の
減少に有利と言われる100μmから300μmの結晶
粒径の粗大のフェライト組織が得られることを見いだし
た。また、{111}/{100}方位の比も変態点以
下の焼鈍に比較して顕著に小さくなることが分かった。
【0006】また、従来無方向性電磁鋼板にTiを添加
すると焼鈍時に微細な析出物が存在し、粒成長を抑制す
ることにより、成品板の粒径が小さくなり、鉄損が小さ
くならなかったが、本発明者らはTiの析出物の析出、
溶体挙動を研究し、Ti添加鋼でも適正な粒径制御がで
きることを見いだし、それによって、磁気時効を完全に
抑制した新しい無方向性電磁鋼板を製造できることが分
かった。
【0007】以上の知見を基に磁気特性と鋼の成分、焼
鈍温度、γ→α変態時の冷速などの関係を詳細に研究し
た結果、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその
製造条件を明らかにできた。すなわち、本発明は、
(1)重量比でC:0.004%以下、N:0.004
%以下、Si:1.0%以下、P:0.15%以下、
S:0.005%以下、Al:1.0%以下、Tiを
0.05%以下、Ti(wt%)=48{C(wt%)/1
2+N(wt%)/14+S(wt%)/32}−0.00
2以上、Mn:0.5%以下を含み、残部がFeと不可
避不純物よりなり、結晶粒径が100μmから300μ
mのフェライト組織を有する磁気特性に優れた無方向性
電磁鋼板、および(2)重量比でC:0.004%以
下、N:0.004%以下、Si:1.0%以下、P:
0.15%以下、S:0.005%以下、Al:1.0
%以下、Tiを0.05%以下、Ti(wt%)=48
{C(wt%)/12+N(wt%)/14+S(wt%)/
32}−0.002以上、Mn:0.5%以下を含む鋼
を、冷延後の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度をSi
量、Al量とT(℃)=910+50×{Si(wt%)
+Al(wt%)}の関係にある温度T℃以上とし、冷却
工程においてT(℃)からT(℃)−30℃の平均冷却
速度を80℃/s以下とすることを特徴とする磁気特性
の優れた鋼板の製造方法を要旨とするものである。以下
に、本発明の構成要件の限定理由について詳細に説明す
る。まず、本発明鋼の化学成分において、Cは鉄損改善
のためには少ないほうが好ましく、かつ時効による磁性
劣化を生じないためには0.005%以下が好ましい。
また、本発明法のプロセスで100μmから300μm
の結晶粒径を得るにはCが0.004%以下である必要
があることが確認されたので、C量の上限を0.004
%とした。
【0008】Nも鉄損改善のためには少ないほうがよ
く、本発明鋼では上限を0.004%とした。また、本
発明鋼の特徴である100μmから300μmの結晶粒
径を有するフェライト組織を得るには微細なAlNやM
nSの析出を抑制し、粗粒化を促進する必要があり、こ
れを可能にするためにTiをTi(wt%)=48{C
(wt%)/12+N(wt%)/14+S(wt%)/3
2}−0.002以上添加して、N及びSを粗大なTi
の窒化物あるいは硫化物にする必要がある。しかし、T
iの過剰な添加は粗粒化の妨げになるので、添加量の上
限を0.05%とした。
【0009】Siは鉄損改善のために添加されるが、1
%以上の添加は必要な粗粒を得るのに妨げになるので、
上限を1%とした。Pの添加は打ち抜き性を高め、鉄損
の改善にもなるが、0.15%以上の添加は熱間加工性
を著しく劣化し、熱間割れなどが発生する危険性が高い
ため、上限を0.15%とした。Sは磁性向上に有害な
MnSなどの非金属介存物を生成するので0.01%以
下にしなければ安定した磁性改善効果が得られない。ま
た、下記に示す焼鈍条件で適正な粒径のフェライト組織
を得るには、S量を0.005%以下にする必要があ
り、これらの条件よりS量の上限を0.005%とし
た。AlはSiと同様鉄損改善のために添加されるが、
1%以上になると熱間加工性が著しく劣化すると共に粗
粒化の妨げになるので、添加量の上限を1%とする。M
nは強度増加のために添加されるが、過剰の添加は粗粒
化の妨げになると共に、微細なMnSの析出を促進する
ので、上限を0.5%とする。
【0010】次ぎに、製造プロセスについて説明する。
上記の成分の限定条件を満足することにより、磁気特性
の優れた100μmから300μmの結晶粒径を有する
フェライト組織を得る無方向性電磁鋼板が箱焼鈍法ある
いは連続焼鈍法などで製造することができる。
【0011】しかし、生産性の良い連続焼鈍で適正な結
晶粒径を得るには、製造条件を限定する必要がある。冷
延後の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度TをT(℃)=
910+50×{Si(wt%)+Al(wt%)}以上と
限定したのは、この温度以上の焼鈍によりα→γ変態が
起ると共に、成分の高純化によりオーステナイトが急速
に粒成長し、その後の冷却によるγ→α変態時に生じる
フェライト組織が磁性に好ましい100μmから300
μmの粒径をもち、かつ変態により方位がランダム化さ
れ{111}/{100}方位の比が小さい集合組織が
得られるためである。ここで、焼鈍最高温度とは板温の
最高温度を意味する。また、冷却工程でT(℃)からT
(℃)−30℃の平均冷速を80℃/s以下と限定した
のは、変態時に冷速がこれより大きくなると結晶粒が微
細になるか、フェライト組織がアシキュラー的になり鉄
損が高くなるため、この温度域での平均冷速の上限を8
0℃/sとした。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を、比較例と共に説明する。
【0013】表1及び表2に本発明鋼と比較鋼の成分、
プロセス条件、そして成品板の磁気特性を示す。材料は
250mmの連続鋳造スラブを3mmの板に熱延した後、板
厚0.5mmに冷延した。熱延仕上温度は860℃〜90
0℃、巻取温度は700℃前後であった。焼鈍は連続焼
鈍で行なった。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】本発明鋼である実験番号1,2,7,1
1,13は磁束密度、鉄損共に優れた値を示す。
【0017】Ti量が本発明鋼の範囲より多い実験番号
3は結晶粒が細かく、鉄損が劣化する。Ti量が本発明
鋼の範囲より少ない実験番号4も結晶粒が細かく、鉄損
が大きい。これは微細なMnSなどの析出物が粒の粗大
化を妨げたものと考えられる。
【0018】C量が本発明鋼の範囲より多い実験番号5
およびNが本発明鋼の範囲より多い実験番号6では結晶
粒が細かく、鉄損が劣化する。Si量が本発明鋼の範囲
より多い実験番号8やMn量が本発明鋼の範囲より多い
実験番号9でも同様に結晶粒が細かくなり、鉄損が高く
なる。S量が本発明鋼の範囲より多い実験番号10では
MnSなどの非金属系介在物が多く生成し、それが結晶
粒径の微細化をもたらし、本発明鋼より磁性が劣る結果
になっている。
【0019】冷延後の再結晶焼鈍において焼鈍最高温度
が900℃と本発明の範囲より低い実験番号12は結晶
粒が細かくなり、本発明鋼より磁性が劣る。
【0020】T(℃)〜T(℃)−30℃の間の平均冷
速が100℃/sと本発明鋼の範囲より大きい実験番号
14も結晶粒が細かくなり、本発明鋼より磁性が劣る。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、磁気時効がなく、高磁
束密度で低鉄損の無方向性電磁鋼板が得られ、モーター
等のエネルギー損失を下げ、地球温暖化などの環境問題
の改善にも寄与する工業的に価値の高い発明である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で C :0.004%以下、 N :0.004%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.15%以下、 S :0.005%以下、 Al:1.0%以下、 Ti:0.05%以下であってTi(wt%)=48{C
    (wt%)/12+N(wt%)/14+S(wt%)/3
    2}−0.002以上、 Mn:0.5%以下 を含み、残部がFeと不可避不純物よりなり、結晶粒径
    が100μmから300μmのフェライト組織を有する
    磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板。
  2. 【請求項2】 重量比で C :0.004%以下、 N :0.004%以下、 Si:1.0%以下、 P :0.15%以下、 S :0.005%以下、 Al:1.0%以下、 Ti:0.05%以下であってTi(wt%)=48{C
    (wt%)/12+N(wt%)/14+S(wt%)/3
    2}−0.002以上、 Mn:0.5%以下 を含む鋼を、冷延後の再結晶焼鈍において、焼鈍最高温
    度を、Si量、Al量とT(℃)=910+50×{S
    i(wt%)+Al(wt%)}の関係にある温度T℃以上
    とし、冷却工程においてT(℃)からT(℃)−30℃
    の平均冷却速度を80℃/s以下とすることを特徴とす
    る磁気特性の優れた鋼板の製造方法。
JP3154852A 1991-06-26 1991-06-26 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法 Withdrawn JPH05186855A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016180146A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 株式会社神戸製鋼所 軟磁性用線材、棒鋼及び軟磁性鋼部品
US10214791B2 (en) * 2011-11-11 2019-02-26 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Non-oriented electrical steel sheet
CN110396642A (zh) * 2019-07-29 2019-11-01 江苏理工学院 具有{100}织构的无取向电工钢及其制备方法
JP2021507988A (ja) * 2017-12-22 2021-02-25 ポスコPosco 磁場遮蔽用鋼板及びその製造方法

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