JPH06158167A - 高磁束密度方向性電磁鋼板およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｐ：０．０４５％超〜０．２０％を含むこと
およびＳｎ：０．０２〜０．２０％と共存することを特
徴する１〜７％ＳｉのＳＬプロセス（窒化プロセス）に
おいて、アンチモン系被膜原料添加物あるいはボロン系
のそれを塗布させ仕上げ焼鈍時の昇温速度との組合せ
で、著しい高磁束密度および低鉄損の一方向性電磁鋼板
およびその製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面被膜および磁気特性
に優れた電磁鋼板およびその製造法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】トランス用等の磁気特性に優れた電磁鋼
板を製造するに際して、絶縁特性と鋼板表面に張力を与
えトランスの性能向上に必要な磁気特性を向上させ、か
つ鋼板との密着性が良好な一次被膜を形成させることは
大変重要である。通常の技術では脱炭を伴う一次焼鈍後
に鋼板にマグネシアと呼ばれる酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）の微粉末を水溶させたスラリー状のものを塗り、必
要に応じて乾燥させたあと、二次再結晶焼鈍工程で焼成
させ、鋼板中のＳｉとの反応でフォルステライト（Ｍｇ
₂ ＳｉＯ₄ ）と呼ばれるセラミックス質状の絶縁被膜を
形成させる。これが鋼板に張力を与え、磁気特性とりわ
け鉄損と呼ばれるトランスの効率を支配する特性値を向
上させるのに有効である。

【０００３】しかも、このフォルステライト形成の状態
が、二次再結晶で鋼板の結晶方位を通称ＧＯＳＳ方位と
呼ばれ、透磁率や磁束密度の向上に不可欠な鋼板長手方
向（圧延方向）に対して｛１１０｝〔００１〕の結晶方
位を有するやや粗大な二次再結晶粒を成長させるのにも
重要な役割を果たしていることもよく知られている。す
なわち、二次再結晶焼鈍昇温過程中に十分緻密な被膜が
形成されないまま二次再結晶させようとしても、鋼板内
のインヒビターと呼ばれる微細な窒化物や硫化物等がそ
のままの状態で、あるいは分解して早く鋼板外に抜けで
てしまう。このため、昇温中にＧＯＳＳ方位粒を優先的
に成長させ、他の方位粒の成長を抑制させる役目のイン
ヒビター効果が発揮できず、通称、細粒と呼ばれ、ＧＯ
ＳＳ方位粒の二次再結晶粒の成長が部分的あるいは全面
的に行われない、極めて磁気特性の劣る鋼板を生み出す
ことになる。なお、このＭｇＯの中に酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ₂ 等）やその他の化合物を添加させ、さらに緻密な一
次被膜を形成させることも行われる。

【０００４】しかるに、実際は上記の技術知見があって
もなおかつ十分な一次被膜および二次再結晶組織を安定
して作ることは容易ではなく、特に二次再結晶焼鈍条件
を工業的必要性から種々変化させることがあるが、この
場合にも十分な一次被膜を作りこなし、さらに十分適正
な方位の二次再結晶を生成せしめることは容易なことで
はない。その理由の一つとして、一次被膜の形成とイン
ヒビターと称される二次再結晶過程での適切な添加物の
形成に関する製法上の解明が、未だ十分でないことが挙
げられる。とりわけ、一次再結晶焼鈍後にＮを添加する
インヒビター制御技術においては、いかに最適な一次被
膜を作りうるかが詳細に詰められていないために、個々
の経験に依存していた部分があり、前述のように安定し
た一次被膜および二次再結晶を自由にコントロールする
まで至っていないのが実状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における課題を解決し、インヒビターに必要なＮを一
次再結晶焼鈍後に付加し、さらに二次再結晶時に一次被
膜を安定して珪素鋼表面に形成し、安定したＧＯＳＳ方
位の二次再結晶粒を有する方向性電磁鋼板およびその製
造法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記の通りである。 （１）フォルステライトを主体とする一次被膜と母金属
の総計においてＳｉ：１〜７％、Ｐ：０．０３〜０．１
５％を含むことを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼
板。 （２）フォルステライトを主体とする一次被膜と母金属
の総計においてＳｉ：１〜７％、Ｐ：０．０３〜０．１
５％、Ｓｎ：０．０２〜０．２０％を含むことを特徴と
する高磁束密度方向性電磁鋼板。

【０００７】（３）Ｓｉ：１〜７％、Ｐ：０．０４５％
超〜０．２０％を含む鋼を溶製し、熱間圧延、冷間圧
延、一次再結晶焼鈍および二次再結晶焼鈍を基本工程と
する方向性電磁鋼板の製造において、二次再結晶焼鈍を
行わせしめるのに必要なインヒビターの機能を付与せし
める目的で、一次再結晶焼鈍後、二次再結晶開始前に、
鋼板に窒素（Ｎ）量を１２０〜４００ppm 存在せしめる
ことを特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。 （４）二次再結晶焼鈍前にフォルステライトを主体とす
る一次被膜形成のために塗布するマグネシアの中にアン
チモン系の化合物を０．０５〜５．０％添加し、かつ二
次再結晶焼鈍での８００℃〜最高到達温度の平均昇温速
度を毎時０．１〜８０℃とすることを特徴とする（３）
記載の高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。 （５）マグネシアの中にボロン系、ストロンチウム・バ
リウム系、炭・窒化物系、硫化物系、塩化物系の１種又
は２種以上を合計０．０５〜５．０％添加し、かつ二次
再結晶焼鈍での８００℃〜最高到達温度の平均昇温速度
を毎時５〜４００℃とすることを特徴とする（３）記載
の高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。 （６）Ｓｎ：０．０２〜０．２０％をさらに添加するこ
とを特徴とする（３）又は（４）又は（５）記載の高磁
束密度方向性電磁鋼板の製造法。

【０００８】以下に本発明を詳細に説明する。方向性電
磁鋼板の二次再結晶はＧＯＳＳ方位と呼ばれる｛１１
０｝〈００１〉方位の粒を二次再結晶焼鈍（仕上げ焼鈍
とも呼ばれる）時に十分成長させることが肝要である。
これは一次再結晶焼鈍（以下、一次焼鈍と呼ぶ）の中の
ある特定粒のみを粗大再結晶させるもので、この時にイ
ンヒビター（Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）と呼ばれるＡｌＮ等
の微細析出物を仕上げ焼鈍前に十分作っておくことが技
術上必要であることがよく知られている。そして、この
ために必要なＮを通常鋼溶製時に添加することが行われ
る。

【０００９】本発明は一次焼鈍後にＮを添加し、かつ最
適な一次被膜を形成させることをその構成の一つとする
ものである。ここで一次焼鈍後と呼ぶ内容を補足する
が、これは通常脱炭反応も機能する一次焼鈍の設備の一
部に、窒化反応を行う設備を内部又は近接して設置し、
一次焼鈍又はそれと平行させて窒化反応させる方法であ
る。鋼溶製時に十分低炭化した鋼では脱炭機能よりも一
次焼鈍後の表面層の酸化物層を変えて、被膜形成に有利
な形にすることがむしろ重要な役割となる。

【００１０】さて一次焼鈍し、窒化した鋼板にＭｇＯを
主体とする通称ＭｇＯパウダーというものをスラリー状
に鋼板表面に塗布し、次の仕上げ焼鈍工程で被膜生成お
よび二次再結晶を行わしめるが、ここで本発明の方法で
窒化せしめた一次焼鈍板とこれらの条件にある技術的関
連が認められた。

【００１１】表１は一次焼鈍および窒化後の３％Ｓｉ鋼
板にＭｇＯパウダーをスラリー状に塗布して、二次再結
晶焼鈍の途中の仕上げ焼鈍引き出し実験を行った結果で
ある。ここでパウターにＳｂ系、Ｂ系とあるのはここで
はそれぞれＭｇＯパウダーに微量のＴｉＯ₂ （５％）と
Ｓｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃ （０．２％）、ＴｉＯ₂ （５％）と
Ｎａ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ （０．３％）を添加し、フォルステライ
ト形成等を促進させたものである。二次再結晶焼鈍は図
１の方法で途中まで行い、各温度で引き出す、いわゆる
引き出し実験を行った。

【００１２】かくして引き出した鋼板を表面からＧＤＳ
分析を行い、フォルステライト、つまり、Ｍｇピークが
どの引き出し温度から出現するかを調べた結果を表１に
示してある。ここで（ ）の温度は測定温度の中間に出
現があったと推定されたものである。表１の結果で明瞭
なことは、Ｓｂ系の方がＢ系よりも低い温度でフォルス
テライトの形成があることである。

【００１３】

【表１】

【００１４】フォルステライトの生成はＭｇＯと鋼板中
の表面濃化したＳｉが反応し、 ２ＭｇＯ＋ＳｉＯ₂ →Ｍｇ₂ ＳｉＯ₄ の反応を起こしたものと一般的に考えられている。とこ
ろで珪素鋼板の製造工程とこれらの鋼板の性質とはどの
ようにコントロールできるのであるのか、という点につ
いて検討してみた。上述のように一次被膜の形成過程と
珪素鋼板の諸性質との因果関係が明確になれば、当然工
業的にそれを製造に反映させることができることにな
る。

【００１５】表１の実験結果にみられるようにＳｂ系の
化合物をＭｇＯに微量添加した場合、ＭｇＯの溶融は比
較的低温で行われるので、たとえば二次再結晶焼鈍の昇
温速度を比較的小さくした方がより早くフォルステライ
トの生成を促進させ、優れた一次被膜を生成させ易いこ
とになる。なおアンチモン（Ｓｂ）系の化合物とは当実
験で用いたＳｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃ のみならずＳｂを含む他
の化合物を含む。

【００１６】一方、同じ低融点化合物でもＢ系の化合物
をＭｇＯに微量添加した場合は、ＭｇＯの溶融はＳｂ系
の化合物よりも比較的高温で行われるので、たとえば二
次再結晶焼鈍の昇温速度を比較的大きくした方がより早
くフォルステライトの生成を促進させる。なおボロン
（Ｂ）系はＮａ系のみならずＮａの代わりにＣａ，Ｍｇ
等を含む化合物やほう酸（Ｈ₃ ＢＯ₃ ）やほう酸ソーダ
も含まれる。

【００１７】さらに、アンチモン系よりも高融点系とい
う点でストロンチウム・バリウム系、炭・窒化物系、硫
化物系、塩化物系もボロン系と同等の作用が認められ
る。これらの化合物を総称して非アンチモン系と呼ぶこ
とにする。なお、通常ＭｇＯにはＴｉＯ₂ 等の酸化物を
添加させ高温反応を容易にすることが行われるが、本発
明の上記の添加物の効果は、その酸化物の添加量に関係
なく発揮されるのでＭｇＯに酸化物が添加されても、こ
れをプレインと称してベース材の一部とみなしている。

【００１８】このように珪素鋼板の特性に重要な支配要
因となる一次被膜は、本発明によりその組成分布の解明
およびそれと相関を有する製造方法との組み合わせによ
り、ある程度自由にコントロールすることが可能となっ
た。さて、本発明で極めて重要な点はＰの挙動である。

【００１９】表２に板厚０．２３mmのＰの量のみを変え
た鋼の一次再結晶後のＸ線による結晶方位の｛１１１｝
の面指数強度を同表に示す。これを一次再結晶後窒化
し、二次再結晶させた鋼板の磁束密度を同表に示す。明
らかに、Ｐの量と共にこれらの値は変化していることが
わかる。一方、Ｐと共存してＳｎが添加されると０．０
６％Ｐ−３％Ｓｉ鋼の例の図２のように鉄損までも著し
く低減され好ましい。これはＳｎによる製品の細粒化効
果と考えられる。

【００２０】

【表２】

【００２１】さて、ここで珪素鋼板の製造方法に触れる
必要がある。前述のように本発明が可能な珪素鋼板は必
要に応じてＡｌを含有し、ＡｌＮあるいはＳｉ₃ Ｎ₄ を
主要インヒビターとする鋼に限定される。もちろんＳ
ｉ，Ａｌ，Ｐ，Ｓｎ以外に、Ｍｎ，Ｓ，Ｓｅ，Ｓｂ，Ｃ
ｕ，Ｂ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｉ，Ｃｒ等の他の添加元素
を付加的に添加させ、磁気特性の向上をはかることは本
発明の基本を変えるものではない。ところでＡｌＮある
いはＳｉ₃ Ｎ₄ をインヒビターとする鋼は公知であり、
そのいずれの場合においても本発明の技術を適用するこ
とが可能である。しかしながら、本発明の特徴をより一
層発揮させるには、とりわけ以下に示す製造法が最適で
ある。

【００２２】すなわちＳｉを１〜７％含む鋼で必要に応
じＡｌを鋼溶製時に０．１％以下含み、Ｎを珪素鋼板製
造工程における冷延後の一次焼鈍中の脱炭焼鈍中又は後
に鋼板に直接窒化反応を介して、鋼にＮを強制的に添加
せしめる方法により、二次再結晶焼鈍前にＮを１２０pp
m 〜４００ppm 鋼に含むことを特徴とする。

【００２３】Ｓｉは本発明においては上記のようにフォ
ルステライト形成のために最低１％は必要である。一
方、７％を超えると加工性が極端に劣化し工業生産に適
さない。

【００２４】ＡｌはＡｌＮインヒビター形成に有効であ
る。しかし０．１％を超えるとＡｌ₂ Ｏ₃ 生成量が多く
なり健全な鋼の清浄度を損ない、ひいては磁気特性に悪
影響をもたらす。

【００２５】ＮはＡｌＮやＳｉ₃ Ｎ₄ インヒビターを形
成するのに不可欠であり、本発明においては一次焼鈍後
つまり、仕上げ焼鈍の二次再結晶開始前で最低１２０pp
m は必要である。一方４００ppm を超えるとＡｌやＳｉ
を食いすぎて好ましくはない。この他の元素は本発明で
は従来の鋼に較べて特に特徴的ではないが、以下に制約
することが好ましい。

【００２６】Ｃは鋼溶製中に十分低くするか又は一次焼
鈍の脱炭焼鈍時に十分低くする必要があり、二次再結晶
焼鈍開始時には０．０３％以下が好ましい。

【００２７】Ｍｎは０．５％以下ならばＳと反応してＭ
ｎＳインヒビターを形成する。０．１５％以下だとさら
に磁束密度の向上に好ましい。Ｏは鋼溶製後に０．０５
％以下であればＡｌ₂ Ｏ₃ を多量に作りすぎず清浄度的
に好ましい。

【００２８】Ｐは本発明では重要である。鋼溶製時に
０．０３％以下では、一次再結晶後の｛１１１｝面指数
は高くならず、又二次再結晶後も磁束密度は高くならな
い。一方、０．２０％超では鋼の脆化が大きく、冷間圧
延が困難となる。なお、製品中のＰの量は本発明では重
要である。Ｐは鉄に固溶し、又、一部析出して存在する
が、製品の電気抵抗が上昇するので鉄損低減に極めて有
効であり、最低０．０３％存在しないとその効果は発揮
できない。一方０．１５％超存在すると製品の脆化をも
たらし、たとえば製品の加工性、打抜き性を損い、使用
に耐えない。Ｓｎは本発明ではＰと共存すると鉄損低減
に著しい効果がある。一方、０．２０％超では窒化が困
難となり、インヒビターも十分できず、一方一次被膜も
十分できないので特性は劣化する。

【００２９】次に化学成分以外の本発明の製造方法につ
いて述べる。鋼を転炉又は電気炉等で出鋼し、必要に応
じて精錬工程を加えて成分調整を行った溶鋼を連続鋳造
法、造塊分塊圧延法あるいは熱延工程省略のための薄ス
ラブ連続鋳造法等により、厚さ３０〜４００mm（薄スラ
ブ連続鋳造法では５０mm以下）のスラブとする。ここで
３０mmは生産性の下限であり、４００mmは中心偏析でＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 等の分布が異常になることを防ぐための上限で
ある。又５０mmは冷速が小さくなって粗大粒が出てくる
ことを抑制するための上限である。

【００３０】該スラブをガス加熱、電気利用加熱等によ
り１０００〜１４００℃に再加熱を行い、引き続き熱間
圧延を行って厚さ１０mm以下のホットコイルとする。こ
こで１０００℃はＡｌＮ溶解の下限であり、１４００℃
は表面肌あれと材質劣化の上限である。又１０mmは適正
な析出物を生成する冷速を得る上限である。なお、薄ス
ラブ連続鋳造法では直接コイル状にすることも可能であ
り、そのためには１０mm以下が好ましい。このように作
ったホットコイルを再び８００〜１２５０℃で焼鈍し、
磁性向上をはかることもしばしば行われる。ここで８０
０℃はＡｌＮ再溶解の下限であり、１２５０℃はＡｌＮ
粗粒化防止の上限である。

【００３１】かかる処理工程の後、ホットコイルを直接
又はバッチ的に酸洗後冷間圧延を行う。冷間圧延は圧下
率６０〜９５％で行うが、６０％は本発明で再結晶可能
な限界であり、好ましくは７０％以上が一次焼鈍で｛１
１１｝〔１１２〕方位粒を多くして、二次再結晶焼鈍時
のＧＯＳＳ方位粒の生成を促進させる下限であり、一方
９５％超では二次再結晶焼鈍で首振りＧＯＳＳ粒と称す
るＧＯＳＳ方位粒が板面内回転した磁気特性に好ましく
ない粒が生成される。

【００３２】以上はいわゆる一回冷延法で製造する場合
だが、なお、二回冷延法と称して冷延−焼鈍−冷延を行
う場合は、一回目の圧下率は１０〜８０％、二回目の圧
下率は５０〜９５％となる。ここで１０％は再結晶に必
要な最低圧下率、８０％と９５％はそれぞれ二次再結晶
時に適正なＧＯＳＳ方位粒を生成させるための上限圧下
率、又５０％は二回冷延法においては一次焼鈍時の｛１
１１｝〔１１２〕方位粒を適正に残す下限圧下率であ
る。

【００３３】なお、通称パス間エージングと称し、冷間
圧延の途中で鋼板を適当な方法で１００〜４００℃の範
囲で加熱することも磁気特性の向上に有効である。１０
０℃未満ではエージングの効果がなく、一方、４００℃
超では転位が回復してしまう。しかる後、一回冷延法で
も二回冷延法でも一次焼鈍を行うわけであるが、この焼
鈍で脱炭を行うことは有効である。前述のようにＣは二
次再結晶粒の成長に好ましくないばかりか、不純物とし
て残ると鉄損の劣化を招く。なお、鋼の溶製時にＣを下
げておくと、脱炭工程が短縮化されるばかりか｛１１
１｝〔１１２〕方位粒も増やすので好ましい。なお、こ
の脱炭焼鈍工程で適正な露点を設定することで、後の一
次被膜生成に必要な酸化層の確保が行われる。一次焼鈍
温度は７００〜９５０℃が好ましい。ここで７００℃は
再結晶可能な下限温度であり、９５０℃は粗大粒の発生
を抑制する上限温度である。

【００３４】さらに、ＡｌＮやＳｉ₃ Ｎ₄ インヒビター
のＮをこの一次焼鈍時に窒化法等で強制添加する本発明
においては、上記の一次焼鈍中又は直後に引き続きアン
モニア（ＮＨ₃ ）等で窒化法により窒化することが行わ
れる。この場合の窒化法の温度は６００〜９５０℃が好
ましい。ここで６００℃は窒化反応を起こす下限であ
り、一方９５０℃は粗大粒発生を抑える上限である。本
発明においては窒化は一次再結晶焼鈍後に行うのが好ま
しいが、工業的には同じ炉内の後面に仕切りを設けて雰
囲気を必要に応じて多少変えて、ＮＨ₃ ガスを流すか、
近接した設備で行うため一次再結晶と平行して窒化され
ることもしばしばある。

【００３５】この際前述のようにＮ₂ 分圧が低い方が窒
化量は大きく、好ましくは窒素と酸素の分圧比ＰＮ₂ ／
ＰＨ₂ は０．５以下が好ましい。一次焼鈍あるいは上記
窒化法を行い、その後、酸化マグネシウム（ＭｇＯを主
成分とする。以下ＭｇＯと呼ぶ）パウダーを水又は水を
主成分とする水溶液に溶かしスラリー状にして鋼板に塗
布する。この際、後の二次再結晶焼鈍時にＭｇＯパウダ
ーの溶融を容易にさせ、フォルステライト生成反応を促
進させる目的で、適当な化合物を微量添加することも行
われる。ＴｉＯ₂ を添加する場合は１〜１５％が好まし
いが、ここで１％はフォルステライト反応促進効果を発
揮する下限であり、１５％超ではＭｇＯが少なくなって
かえってフォルステライト反応が進まない。

【００３６】Ｓｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃ 等のアンチモン系の化
合物はＭｇＯを比較的低温で溶融させるのに効果があ
り、添加を行う場合は０．０５〜５％が好ましい。ここ
で、０．０５％は上記低温溶融を起こす下限であり、一
方、５％を超える場合は多すぎてＭｇＯのフォルステラ
イトの本来の反応を不活性化する。Ｎａ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ 等の
ボロン系の化合物およびそれと同様の作用を持つストロ
ンチウム・バリウム系、炭・窒化物系、硫化物系、塩化
物系の化合物はアンチモン系よりは比較的高温でＭｇＯ
を溶融させるのに効果があり、添加する場合は０．０５
〜５％が好ましい。ここで、０．０５％は上記の効果を
発揮する下限であり、一方５％超ではやはりＭｇＯのフ
ォルステライトの本来の反応を不活性化するので好まし
くない。

【００３７】なおこれらの化合物は互いに複合して添加
することも可能である。ただしアンチモン系の低温溶融
型とボロン系他の比較的高温溶融型の化合物を混ぜて使
用するときは、その効果は高温溶融型に近いことになる
が、本発明の主旨と矛盾するものではなく、その場合は
本発明の高温溶融型の昇温速度をとることが好ましい。
なお、ここで添加する化合物の％はＭｇＯの重量を１０
０％としたときの重量比を％で示してある。二次再結晶
焼鈍は最高到達温度を１１００〜１３００℃で行うのが
好ましい。１１００℃は二次再結晶が行われる下限の温
度であり、一方１３００℃超は結晶粒が粗大化し過ぎて
鉄損の劣化を招く。なお、前述のように、この二次再結
晶焼鈍中の比較的前段階で雰囲気等よりＮを追加添加す
る窒化法が行われることもある。

【００３８】さて、この二次再結晶焼鈍の昇温速度はと
りわけ本発明では重要である。すなわち、ＭｇＯ中に添
加する化合物の種類によって昇温速度を変化させること
が必要である。アンチモン系の化合物をＭｇＯに添加す
る場合は、８００℃〜最高到達温度の平均昇温速度は毎
時０．１〜８０℃の比較的小さいことが必要である。こ
こで、０．１℃／時は工業的昇温速度の下限であり、一
方前述のようにＭｇＯがアンチモン系の化合物の添加で
は低温で溶融するため、より早く確実にフォルステライ
トの生成を行っておく必要があり、それには昇温速度は
８０℃／時以下にしておく必要がある。

【００３９】一方、ボロン系、ストロンチウム・バリウ
ム系、炭・窒化物系、硫化物系および塩化物系では上記
平均昇温速度は毎時５〜４００℃が好ましい。すなわ
ち、高温溶融型の化合物の添加ではＭｇＯの溶融を比較
的高温で起こすため早く高温に到達するため５℃／時以
上の昇温速度が必要であり、一方、４００℃／時超では
二次再結晶そのものがインヒビターとの関係で十分行わ
れない。

【００４０】以上が本発明の珪素鋼板の製造方法での重
要な部分であるが、工業的にはさらに絶縁特性や磁気特
性を向上させる目的で鋼板に有機質や無機質による二次
被膜の生成や、さらに機械的、化学的又はレーザー付加
等の非接触型の方法による磁区制御法により、一段と低
鉄損特性が得られるのでこれを利用することは現実的で
あり、さらにはその後の発粉防止のための三次被膜の生
成等のいくつかの工程がともなうことが多い。

【００４１】

【実施例】

実施例１ 表３に示す化学成分の鋼を１５０kg真空溶解で溶製し
た。これを１１５０℃で加熱、熱延し、板厚２．３mmの
熱延板とした。この熱延板を一部熱延板焼鈍処理（１１
２０℃×３０sec)を行った後、酸洗後圧下率９０％で冷
延し、厚さ０．２３mmとしたが、圧延中に２５０℃で加
熱し、いわゆるパス間エージングを行っている。しかる
後、これを油洗し、Ｎ₂ ２５％−Ｈ₂ ７５％のガス組成
で表３の露点で８３０℃×１２０秒の脱炭をかねた一次
焼鈍を行った。さらにこの一次焼鈍板をドライのＮ₂ ２
５％＋Ｈ₂ ７５％のガス組成の炉の中でＮＨ₃ を炉内に
流しながら、７５０℃×３０sec 間焼鈍して窒化を行っ
た。この場合の一次焼鈍後の鋼板の窒化後のＮ量を表に
示している。この鋼板に下記のパウダー塗布を行った。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】

【表５】

【００４５】

【表６】

【００４６】表３のパウダーの種類は以下の条件のいず
れかを採用した。 （１）ＭｇＯ＋ＴｉＯ₂ 〔５％〕（プレイン） （２）ＭｇＯ＋ＴｉＯ₂ 〔５％〕＋Ｓｂ₂ （ＳＯ₄ ）₃
〔０．２％（＝Ｓｂ系），０．０２％（＝低Ｓｂ系），
６．０％（＝高Ｓｂ系）〕 （３）ＭｇＯ＋ＴｉＯ₂ 〔５％〕＋Ｎａ₂ Ｂ₄ Ｏ
₇ 〔０．３％（＝Ｂ系），０．０３％（＝低Ｂ系），
７．０％（＝高Ｂ系）〕 （４）ＭｇＯ＋ＭｇＳＯ₄ 〔４．０％〕＋ＦｅＳＯ
₄ 〔０．１％〕＋Ｎａ₂ Ｂ₄ Ｏ₇ 〔０．５％〕（硫化物
系） （５）ＭｇＯ＋ＳｒＣＯ₃ 〔０．０８％〕＋ＢａＣｌ₂
〔０．５％〕＋Ｂａ（ＯＨ）₂ 〔０．１％〕（ストロン
チウム・バリウム系） （６）ＭｇＯ＋Ｖ₂ Ｏ₅ 〔５％〕＋ＣｒＮ〔３％〕（炭
・窒化物系） （７）ＭｇＯ＋ＭｎＯ₂ 〔０．２％〕＋ＴｉＯ₂ 〔８
％〕＋ＴｉＣｌ₄ 〔０．５％〕（塩化物系）

【００４７】パウダーは水に溶解させてスラリー状にし
て塗布後、３５０℃で乾燥させた。しかる後に、８００
℃〜最高到達温度の平均昇温速度を種々変えて二次再結
晶焼鈍を行った。さらに水洗後、リン酸系の絶縁被膜
（二次被膜）を加熱塗布した後、板取りし、歪取り焼鈍
８５０℃×４時間（Ｎ₂ ９０−Ｈ₂ １０，Ｄｒｙ）を行
い、被膜およびマクロ外観検査、磁気測定、被膜張力測
定、密着性試験等を行った。表３にその結果を示す。な
おここでＥ−１，２，３については、ロール法による機
械的溝形成による磁区制御を施した。

【００４８】ここで、被膜外観検査は、○：スケール、
シモフリ欠陥なし、△：若干のシモフリ欠陥あり、×：
スケール、シモフリが多く被膜が十分できていない、こ
とを示す。ここでスケールとは被膜がある程度広くはが
れており、シモフリとは点状のはがれ欠陥である。又、
マクロ外観検査は、○：十分な二次再結晶ができてい
る、△：部分的に細粒が認められる、×：全面に細粒が
認められる、ことを示す。

【００４９】磁気測定は６０×３００mmの単板のＳＳＴ
試験法で測定し、Ｂ₈ （８００Ａ／ｍの磁束密度、単位
はガウス）およびＷ_17/50 （５０Hzで１．７テスラのと
きの鉄損、単位はワット／kg）を測定した。密着性試験
は直径２０mmの円柱に鋼板を巻き付けるような曲げ試験
において、その判定を、○：被膜のクラックなし、△：
被膜の微細クラックあり、×：ほぼ全幅にクラック、で
評価した。さて、表３に示すように、アンチモン系の化
合物を添加したＭｇＯパウダーでは、仕上げ（二次再結
晶）焼鈍の昇温速度が本発明のように小さく、かつ一次
焼鈍時の酸素量および窒素量が本発明の範囲のものは上
記の全ての特性が良好であり、一方、ボロン系、硫化物
系、ストロンチウム・バリウム系、炭・窒化物系、塩化
物系等の比較的高温でＭｇＯを溶融させる化合物を添加
したものは、二次再結晶焼鈍の昇温速度が本発明のよう
に大きく、他の条件も本発明の範囲に入っているものが
上記の全ての特性が良い。一方、プレイン材では昇温速
度が小さいほうが、諸性質も良好な傾向が認められる
が、アンチモン系の化合物を添加したものより若干特性
値が劣る傾向がみられる。本発明の鋼は磁束密度も高
く、又鉄損も低く良好な磁気特性を有する。とりわけ本
発明の成分、製造および製品に磁区制御を施したＥ−
１，Ｅ−２の鉄損が極めて低く良好である。

【００５０】

【発明の効果】本発明により良好な磁気特性の方向性電
磁鋼板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）およびＣは仕上げ焼鈍サイクル
を示す図表である。

【図２】Ｐ，Ｓｎの効果を示す図表である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォルステライトを主体とする一次被膜
   と母金属の総計においてＳｉ：１〜７％、Ｐ：０．０３
   〜０．１５％を含むことを特徴とする高磁束密度方向性
   電磁鋼板。
2. 【請求項２】 フォルステライトを主体とする一次被膜
   と母金属の総計においてＳｉ：１〜７％、Ｐ：０．０３
   〜０．１５％、Ｓｎ：０．０２〜０．２０％を含むこと
   を特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板。
3. 【請求項３】 Ｓｉ：１〜７％、Ｐ：０．０４５％超〜
   ０．２０％を含む鋼を溶製し、熱間圧延、冷間圧延、一
   次再結晶焼鈍および二次再結晶焼鈍を基本工程とする方
   向性電磁鋼板の製造において、二次再結晶焼鈍を行わせ
   しめるのに必要なインヒビターの機能を付与せしめる目
   的で、一次再結晶焼鈍後、二次再結晶開始前に、鋼板に
   窒素（Ｎ）量を１２０〜４００ppm 存在せしめることを
   特徴とする高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。
4. 【請求項４】 二次再結晶焼鈍前にフォルステライトを
   主体とする一次被膜形成のために塗布するマグネシアの
   中にアンチモン系の化合物を０．０５〜５．０％添加
   し、かつ二次再結晶焼鈍での８００℃〜最高到達温度の
   平均昇温速度を毎時０．１〜８０℃とすることを特徴と
   する請求項３記載の高磁束密度方向性電磁鋼板の製造
   法。
5. 【請求項５】 マグネシアの中にボロン系、ストロンチ
   ウム・バリウム系、炭・窒化物系、硫化物系、塩化物系
   の１種又は２種以上を合計０．０５〜５．０％添加し、
   かつ二次再結晶焼鈍での８００℃〜最高到達温度の平均
   昇温速度を毎時５〜４００℃とすることを特徴とする請
   求項３記載の高磁束密度方向性電磁鋼板の製造法。
6. 【請求項６】 Ｓｎ：０．０２〜０．２０％をさらに添
   加することを特徴とする請求項３，４又は５記載の高磁
   束密度方向性電磁鋼板の製造法。