JPH0670256B2 - 歪取り焼鈍によって特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

歪取り焼鈍によって特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH0670256B2
JPH0670256B2 JP63311834A JP31183488A JPH0670256B2 JP H0670256 B2 JPH0670256 B2 JP H0670256B2 JP 63311834 A JP63311834 A JP 63311834A JP 31183488 A JP31183488 A JP 31183488A JP H0670256 B2 JPH0670256 B2 JP H0670256B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 歪取り焼鈍によって特性が劣化しない方向性珪素鋼板の
製造方法に関して、この明細書に述べる技術内容は、２
次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に形成される酸化
物層に不均一性を付与して該表面に異張力の働く領域な
いし磁気的に異質な部分を区画形成させることにより、
歪取り焼鈍によって特性劣化を来すことのない鉄損向上
を実現させることに関連している。
方向性珪素鋼板は主として変圧器その他の電気機器の鉄
芯として利用され、その磁化特性が優れていること、と
くに鉄損（W17/50値で代表される）の低いことが要求さ
れる。
このためには、珪素鋼板中の２次再結晶粒の〈001〉粒
方位を圧延方向に高度に揃えること、最終製品の鋼中に
存在する不純物や析出物をできるだけ減少させることが
必要である。
このような配慮の下で製造される方向性珪素鋼板は、今
日まで多くの改善努力によって、その鉄損値も年を追っ
て改善され、最近では板厚0.30mmの製品でW17/50値が1.
05W/kgの低鉄損のものが得られている。
しかし、数年前のエホルギー危機を境にして、電力損失
のより少ない電気機器を求める傾向が一段と強まり、そ
れらの鉄芯材料として、さらに鉄損の低い一方向性珪素
鋼板が要請されるようになっている。
ところが、方向性珪素鋼板の鉄損を下げる一般の手法と
しては、Si含有量を高める、製品板厚を薄くする、２次
再結晶粒を細かくする、不純物含有量を低減する、そし
て（110）〔001〕方位の２次再結晶粒をより高度に揃え
るなど、主に治金学的方法が一般に知られているが、こ
れらの手法は、現行の生産手段の上からもはや限界に達
していて、これ以上の改善は極めて難しく、たとえ多少
の改善が認められたとしても、その努力の割には鉄損改
善の実効は僅かとなるに至った。
（従来の技術） 上掲の一般手法としは別に、特公昭54−23647号公報に
は鋼板表面に、２次再結晶阻止領域を形成させることに
より、２次再結晶粒を細粒化させる方法が提案されてい
る。しかしながらこの方法は、２次再結晶粒径の制御が
安定していないため、実用的とは云いがたい。
その他にも、特公昭58−5968号公報によると、２次再結
晶後の鋼板の表面にボールペン状小球により、微小歪を
鋼板表層に導入して磁区の幅を微細化し、鉄損を低減す
る技術が、また、特公昭57−2252号公報には、最終製品
板表面に圧延方向とほぼ直角にレーザービームを数mm間
隔にて照射し、鋼板表層に高転位密度領域を導入して磁
区の幅を微細化し、鉄損を低減する技術が、それぞれ提
案されている。さらに、特開昭57−188810号公報には、
放電加工により鋼板表層に微小歪を導入して磁区幅を微
細化し、鉄損を低減する同様の技術も提案されている。
これらの方法は、いずれも２次再結晶後の鋼板地鉄表層
に微小な塑性歪を導入することにより磁区幅を微細化し
鉄損の低減を図るものであって、均しく実用的であり、
かつ鉄損低減効果も優れてはいるがその反面で、鋼板の
打抜き加工、せん断加工、巻き加工などの後で施される
歪取り焼鈍や、コーティングの焼付け処理の如き熱処理
によって、塑性歪導入による効果が減殺される欠点が不
可避であった。
また特開昭61-73886号公報によると、運動量５×10-6kg
・m/s以上の往復連動を強制する10Hz以上の振動体により
フォルステライト被膜を除去して鋼板表面に不均一な弾
性歪を付与する技術も提案されている。しかしこの場
合、700℃程度以上の焼鈍によってその効果が大幅に消
失する欠点がある。
すなわち鋼板表面に弾性歪を与えまたこれと同時にわず
かな塑性歪が入ることによる鉄損の低減効果が700℃以
上の焼鈍で消失するのは、この焼鈍のために弾性歪と塑
性歪が解放されるからである。また振動体の運動量だけ
を限定したこの技術では振動体を鋼板表面に押し付ける
初期荷重についての配慮が欠けていたことも700℃以上
の焼鈍で効果が消失する原因である。
ここに低周波領域つまり低運動量領域の処理では衝撃密
度が小さいため酸化物を完全に除去できず、このため、
完全な酸化物除去を目指して過大な押し付け荷重をかけ
たのでありその結果、除去しようとする酸化物部分以外
の周りの酸化物にまで余分な力が加わって、酸化物を除
去した境界の非除去部分の酸化物層にもヒビ割れがはい
る。600℃以下の温度での焼鈍では、上記のような処理
により与えられた弾性歪、塑性歪が解放されないので効
果はあるのに反して700℃以上で焼鈍すると弾性歪、塑
性歪は解放されてしまうのである。
酸化物の非除去部分にヒビ割れが入ることなく酸化物が
除去されていれば酸化物のない部分の反磁界による磁区
細分化効果が700℃以上の焼鈍後も残存する。しかしな
がら上記の処理では残存酸化物層に生じるヒビ割れのた
めに、鉄損が低減する原因となる酸化物除去部分に生じ
る表面磁極が散在して、磁区細分化の効果が少なくな
る。すなわちかえって表面性状を荒すだけで鉄損を増大
させることになり、鉄損低減の効果は消失するわけであ
る。
一方、超音波領域に近い高運動量領域での上記した処理
においては、運動量が大きいのに加えて、過大な荷重で
振動体を押し付けたため、やはり表面酸化物のヒビ割れ
を来たして700℃焼鈍により鉄損低減の効果が消失した
ものである。
なおコーティング処理後に微小な塑性歪の導入を行う場
合は、絶縁性を維持するために絶縁コーティングの再塗
布を行わねばならず歪付与工程、再塗布工程と、工程の
大幅増加になり、コストアップをもたらす。
これらの技術の矛盾を解決するためにフォルステライト
被幕に欠損部分を与えることが特開昭60-92481号公報に
て提案され、かかる欠損部分の形成方法として同号公報
にあっては、フォルステライトを部分的に形成させない
方法と、形成後に部分的に欠損部分を形成する方法とが
開示されているけれども、実際に工業的に適用するに有
利な方法は、フォルステライトが形成されてから部分除
去する方法である。その理由としては、フォルステライ
トを部分的に形成させない方法では、化学的な手段すな
わち反応を阻害する方法を用いているため、プロセス制
御が容易でないからである。
一方フォルステライトを２次再結晶後すなわちフォルス
テライト形成後に部分的に欠損させる手段としては、化
学研磨や電解研磨その他回転円盤状の砥石による除去や
軽圧力による鉄針での除去のような機械的な、さらには
出力を調整したレーザービームなどによる光学的な除去
の方法が開示されているがこれらは何れもそれぞれに効
果はあるものの化学研磨や電解研磨は著しくコストアッ
プになり、また回転円盤状の砥石の使用は表面性状によ
って円盤高さを追従するための位置制御が困難なため工
業的生産には適しないし、またレーザービームなどの光
学的除去法はやはりコストが高い。
残りの軽圧力による鉄針での除去法はコストが低いもの
の、フォルステライトだけを除去する制御が困難なた
め、地鉄表面を一緒に除去される結果となって除去跡は
両側に地鉄の盛り上がりを生じ、そのため著しく占積率
を低下するなどの実用上の悪影響が生じてしまうのでや
はり工業的に実施することは困難である。
また磁区細分化技術として、珪素鋼板表面に溝を形成す
る技術が特公昭50-35679号、特開昭59-28525号、特開昭
59-197520号、特開昭61-117218号及び特開昭61-117284
号各公報等に開示され、広く公知の技術となっている。
しかしこれらの技術は溝空間における反磁場による磁区
細分化現象をいずれも利用していることから、それぞれ
歪取り焼鈍に耐えうる方法となってはいても、磁束密度
（B10値で与えられる）を大幅に劣化させること、 機械的特性が劣化すること、 溝の形成方法の如何によっては、占積率を著しく劣化さ
せること などの欠点を残している。
（発明が解決しようとする課題） B10値はもとよりのこと、機械的性能さらには占積率の
低下を伴うこともなく、表面に追随することが容易で、
しかも歪取り焼鈍の際の磁気特性とくに鉄損の悪化を生
じることのない、またその実施も容易で実操業の能率低
下を招かない、より有利な方向性けい素鋼板の製造方法
を与えることがこの発明の目的である。
（課題を解決するための手段） ここにB10値の大幅な劣化及び占積率の低下をもたらす
ことなく、かつ安定的にしかも低コストにて、歪取焼鈍
による鉄損低減効果の消失を伴わぬ磁区細分化効果を得
るため、方向性珪素鋼板の表面に２次再結晶によって形
成されたフォルステライト被膜などの酸化物層を局部的
に除去するにあたって、とくに超音波加工用工具の加工
端を一定の初期荷重の加圧下に方向性珪素鋼板表面に押
し付け乍ら超音波振動を印加することの有用性を解明し
たものである。
すなわち２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に超音
波加工用工具の加工端を初期荷重40kg/mm2以下の加工下
に押し付け乍らこの加工端に周波数20kHz以上の超音波
振動を印加して該方向性珪素鋼板表面の酸化物層を、局
所的に除去することを特徴とする、歪取り焼鈍によって
特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法（第
１発明）、２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に超
音波加工用工具の加工端を初期荷重40kg/mm2以下の加圧
下に押し付け乍らこの加工端に周波数20kHz以上の超音
波振動を印加して該方向性珪素鋼板表面の酸化物層を局
所的に除去し、ついで酸化物層の除去部に深さ５μｍ以
上20μｍ以下の電解エッチングを施すことを特徴とす
る、歪取り焼鈍によって特性が劣化しない低鉄損方向性
珪素鋼板の製造方法（第２発明）及び２次再結晶焼鈍後
の方向性珪素鋼板表面に超音波加工用工具の加工端を初
期荷重40kg/mm2以下の加圧下に押し付け乍らこの加工端
に周波数20kHz以上の超音波振動を印加して該方向性珪
素鋼板表面の酸化物層を局所的に除去し、ついで酸化物
層の除去部に深さ５μｍ以上20μｍ以下の電解エッチン
グを施し、その後エッチング部に異物質を充填すること
を特徴とする、歪取り焼鈍によって特性が劣化しない低
鉄損方向性珪素鋼板の製造方法（第３発明）によって上
記した目的を有利に達成することができる。
２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に超音波振動を
印加する工具の加工端の形状は、針状、板状の何れでも
局所的に酸化物層を除去させ得るものであればよく、材
質もダイヤモンド、ルビーなどの硬質結晶や、セラミッ
クス、超硬合金はもとより、真鍮、鋼などの金属その他
砥石や木片なども使用が可能である。
（作用） 上記各発明の何れにおいても基本的に超音波振動を方向
性珪素鋼板表面上に印加するための、超音波加工用工具
の加工端を、被加工面に対して押し付ける初期荷重は40
kg/mm2以下とする。
何故なら、超音波振動による衝撃により効果的に、方向
性珪素鋼板表面上の酸化物層を局所的に、しかもとくに
整然と、かつ確実に破壊、除去して、残存する酸化物層
の境界にヒビ割れの如き荒れを生じないようにすること
が必要なためでこれがこの発明の特徴でもある。
この初期荷重が40kg/mm2を超えると、除去しようとする
酸化物部分以外の周りの酸化物層にまで余分な力が加わ
って、酸化物を局所除去した後に非除去部分の酸化物層
にもヒビ割れが入る。鉄損が低減する原因となる酸化物
欠如部分に生ずる表面磁極がこのヒビ割れのために散在
するので磁区細分化の効果が少なくなり、かえって表面
性状を荒すだけで鉄損を増大させる。
また周波数は20kHzで鉄損改善の効果が著しいのに反し2
0kHz未満では振動の衝撃密度が小さくなって、酸化物の
除去が不完全となり効果が少ない。
かくして従来の磁区細分化技術の一つである局所的に溝
を形成する、例えば上掲の特開昭61-117218号公報の開
示に見られる如き大きな荷重の下に塑性歪が導入された
周辺での地鉄の盛り上がりによる占積率の低下や、さら
には加工端に生じる消耗劣化などの不利を伴うことはな
い。
また同様に従来の鉄針などを使った溝形成技術のよう
に、地鉄表面に大きな塑性歪を与えることはなく、さら
に地鉄に深い溝を形成する必要もないため磁束密度B10
の大幅な劣化や機械的性質の悪影響を生じるうれいもな
い。
ここで従来の鉄針による場合を比較の対象として、超音
波加工工具の加工端にルビーを用いた例で、この発明に
従い酸化物層を除去した際における加工痕形状について
まず説明する。
第１図には、３次元粗度計を用いて酸化物層の局所除去
部分を測定した結果を示し、グラフの縦軸方向の拡大率
は大きくとってある。
第１図Ａは超音波振動（30kHz:初期荷重15kg/mm2）を印
加した試料、第１図Ｂは、軽圧下鉄針による試料の成績
である。
両方とも、深さは十分の数μｍのものであるので、地鉄
に深い溝を形成していないことは明らかである。第１図
Ｂのとくに左寄りの溝縁に見られるように、機械的に鉄
針で酸化物層を除去した場合には、溝がとくに深くない
にも拘らず地鉄が盛り上がっていることが判る。このよ
うな地鉄の盛り上がりは、板を重ねて使用する電磁鋼板
においては、占積率の劣化を招くのみならず、絶縁破壊
の事故の原因ともなりかねないので、工業製品としての
価値を失なわせるものである。これに反してこの発明に
よれば、第１図Ａに明らかなように、地鉄の盛り上がり
を生じていない。
すなわち超音波の印加は単に加工端圧力を低下させるこ
とだけでないことが明確となった。
次に、第２図はこの発明に従う磁気特性の改良（○，●
印）を示し、比較として鉄針により被膜の除去を行った
合（◇印）と溝形成を行った場合（◆印）の結果を併
せ掲げてある。
この発明の適用は、ダイヤモンドを用いた超音波加工用
工具の加工端に、15kg/mm2の初期荷重を加えながら30kH
zの超音波振動を振幅20μｍにて印加し、幅80μｍ深さ
0.2μｍの溝を間隔5mmの平行線状として圧延方向と直角
に入れることで、２次再結晶焼鈍後の鋼板表面上の酸化
物層を局所的に除去した。
一方鉄針として鋼鉄製のケガキ針を用い軽圧下法では0.
2μｍの深さ間隔5mm、また重圧下法では２μｍの深さ
（幅120μｍ）でやはり5mm間隔で何れも平行に溝を形成
した。重圧下法による深さ２μｍの溝は、地鉄に重圧下
を加える結果となった。鉄針による重圧下法では歪取り
焼鈍前には非常に良く鉄損が下がるが、歪取り焼鈍後に
は、かえって著しい劣化を来している。これは、深さ２
μｍの溝を形成するために加えた力で歪みが導入され磁
区が細分化された為に一たんは鉄損は減少したが続いて
施された歪取り焼鈍（800℃×３時間）のため、その効
果が失われたのである。この場合は加えてB10の劣化が
大きいために、処理前の２次再結晶後鉄損に比べても鉄
損は劣化している。さらに重圧下によって溝近辺のフォ
ルステライト層も不均質に破壊されてしまうので、フォ
ルステライト等の酸化物層の欠損による磁区細分化効果
（この発明の方法で期待している）も、ほとんどなくな
ってしまったために、鉄損は、大きく劣化していると考
えられる。
次にこの発明に従って深さ0.2μｍの局所的酸化物層除
去を行った場合には、酸化物層除去前後の鉄損改善幅
は、重圧下による溝形成をした比較法と比べて小さいも
のの、歪取り焼鈍後の鉄損の劣化はなく、むしろ改善傾
向が表れている。この改善の理由は明確ではないが、歪
取り焼鈍により、超音波振動の印加によってわずかなが
らも導入された不必要な歪が消失したためか、形成され
た酸化物が有利に作用したかのいずれかであると思われ
る。
同じく深さ0.2μｍの酸化物層除去を鉄針により行った
比較法については歪取り焼鈍後に鉄損並びに磁束密度の
劣化が生じる。これは加工部の盛り上がりなどによって
漏れ磁束が大きくなったための劣化と考えられる。
ところで特開昭56-130454号公報には２次再結晶焼鈍済
みの方向性珪素鋼板の表面上に微細な再結晶粒群を形成
させるため、歯車状ロールに超音波を加えて線状圧接す
ることが開示されている。この引用公報においては上述
した如く、微細再結晶粒を得るためのものであり、その
ためとくに複雑ひずみを板面に付与することを目的とし
ている。
したがって、当然再結晶が可能になるだけの充分な歪を
付与することが必要であり歯車ロールが用いられる。
この発明の方法は微細再結晶粒を得ることとは全く思想
を異にし、酸化物層を破壊、除去する目的のため、針状
あるいは角状の加工端を用い、したがってこの発明の方
法では新たに再結晶粒群を生じることはない。
次に第２発明においては酸化物層を局所的に除去した後
に、さらに電解エッチングを施すことにより酸化物層の
局所除去跡の溝による反磁場を利用した磁区細分化効果
を加えることができる。さらにその際第３発明に従い溝
に異質の充填物を入れることで磁気特性はさらに改良さ
れる（第２図中●印）。これらの場合も第１発明と同じ
く占積率の優位性が保たれることは云うまでもない。
この場合鉄損は改良され低下するがややB10値の劣化を
生じることは第２図に●印のデータで示したとおりであ
る。
この場合酸化物層の局所除去の後、NaCl水溶液（100g/
l）中にて電流密度20A/dm2、５秒間の電解エッチングを
行い、充填物にはコロイダルシリカを用いた上で歪取り
焼鈍（800℃×3H）を行った後の磁気特性である。
この発明の方法を適用する素材は、２次再結晶後の方向
性珪素鋼板であることを要する。２次再結晶以前にはこ
の発明による処理を加えること自体意味をなさない。逆
に２次再結晶焼鈍後の鋼板であれば、その前歴、すなわ
ちインヒビターの種類や、冷延回数などとは無関係にこ
の発明の方法は効果を有する。
２次再結晶焼鈍は通常800〜1200℃の高温で行われるた
め方向性珪素鋼板の表面には、酸化物層が存在する。
この発明の方法においては、この酸化物層を局所的に超
音波振動の印加により除去するが、この除去の際、加工
端を初期荷重40kg/mm2以下の加圧下に周波数20kHz以上
の超音波振動を印加する。
この押し付けのための初期荷重が40kg/mm2を超えると地
鉄の表層部に塑性による不必要な歪が生じるため、あま
り大きい初期荷重を加えてはならない。
第３図に、これら初期荷重、周波数を変えたとき、歪取
り焼鈍前後における鉄損W17/50の変化を示す。
この事例で処理条件は、超音波加工用工具の先端にダイ
ヤモンドを電着した1.3mmの加工端に振幅13μｍで超音
波振動を印加し、その周波数と初期荷重とをそれぞれ変
化させ、どの場合も5mm間隔で圧延方向と直角な向きに
沿い平行線状に酸化物除去を行い、この後、800℃で３
時間の歪取り焼鈍を施した。
同図にあらわされる等高線に添書した数字は、歪取り焼
鈍後における処理前に対比した鉄損W17/50（W/kg）の変
化を示し▲印は劣化である。
この成績から初期荷重は40kg/mm2以下、また周波数は20
kHz以上で好結果の得られることがわかる。
この発明による酸化物層の除去は、通常酸化物層の上に
重ねて施される絶縁コーティングを被成する以前でも、
また以降でも任意であり、またコーティングがいわゆる
張力層であっても、もちろんかまわない。
また局所的な除去の要領は圧延方向を横切って点状ある
いは、連続又は非連続の線状にて順次平行に繰り返し形
成されることが望ましく、その方向は圧延方向に対して
直角であることが望ましい。平行線の間隔は１〜30mmの
範囲とすることが好ましい。
上記の局所的除去が施される面は両面であってもまた片
面であっても効果にほとんど変わりはない。
酸化物層の局所的除去は超音波振動を印加した加工端に
よって行う必要がある。加工端の形状は針状であること
が望ましく、その太さあるいは厚さによって除去部分の
幅を変化させることができる。除去部分の幅は10〜100
μｍで行えばよいが100μｍ付近が好ましい。酸化物を
除去する際、加工端に超音波を印加するわけであるが、
フォルステライトなどの酸化物は超音波を用いて加工す
ると、加工歪領域が局在化され、小さくかつ、工具（加
工端）が小さくてすみ、仕上面もバリなどのない滑らか
な面が得られるという利点を見い出した。
局所的な酸化物層の除去を超音波を印加せずに、単なる
鉄針などで機械的に行うと、塑性変形部分が大きくなっ
て占積率を低下させるとともに、B10の大幅な劣化をも
たらす。
超音波振動を鋼板表面に付与するための加工端は、局部
的に酸化物層を除去できればどんな材質でもよいが、ダ
イヤモンド系、セラミック系あるいは超硬合金系からな
る直径2mm以下の円柱または半球状が良い。何故なら硬
質材料でなければ摩耗することにより、酸化物の除去さ
れ方が変化して、磁区細分化に対して悪影響をもたらす
からである。2mmより大きい円柱または半球状あるいは
ほかの形状では、摩耗により悪影響をもたらす。
第４図は、加工端の消耗度を示し、比較として、鉄針に
より酸化物の除去を行った場合の結果を併せ掲げてある
が、この発明の適用例については電着ダイヤモンドの加
工端に30kHzの超音波振動を付与することにより荷重10k
g/mm で間隔5mmの平行線状として圧延方向と直角に入れ
ることで、２次再結晶焼鈍後の鋼板表面上の酸化物層を
局所的に除去した。
一方、比較として電着ダイヤモンドと鋼板製のケガキ針
を用いそれぞれ20kg/mm2、200kg/mm2Ｕの荷重でやはり5
mm間隔で何れも平行に溝を形成した。
加工端の消耗については、鉄針が一番大きく、電着ダイ
ヤについては、この発明に従い超音波振動を印加した場
合には殆ど重量減がないのに反して20kg/mm2の荷重でケ
ガキを行ったとき電着ダイヤは次第に欠けていって、重
量が減り、酸化物除去の状況にも悪影響を及ぼす。
次に超音波振動を印加して酸化物層を局所除去した後、
第２発明に従ってエッチングを施すことによりさらに鉄
損を下げることが可能になる。その有効なエッチング深
さは５μｍ以上、20μｍ以下である。５μｍ未満の深さ
では一層の鉄損低減の効果が事実上あらわれず、また20
μｍを越えると磁束密度の減少が著しくなるので、５〜
20μｍの範囲に限定する。
第５図に局所的な酸化物除去後のエッラング深さと磁性
の関係を示す。
この場合、酸化物除去は、20kHzで振幅15μｍの超音波
振動を印加した1.5φの超硬合金製の加工端を用いて、8
mm間隔で圧延方向と垂直に平行線に行った。電解エッチ
ングは、NH4Cl-NaCl水溶液（100g/l-100g/l）中にて電
流密度は5A/dm2で時間を変えてエッチング深さを決め
た。この時の磁性への効果を第５図に示してある。
また電解エッチングによって生じたくぼみには第３発明
に従い異質物として熱膨張率の差によって局所的に異張
力を生じる物質あるいは磁気的に異質で反磁場を生じる
物質（例えば金属、シリケート、りん化物、酸化物、窒
化物など）を充填することによってまた鉄損は、さらに
改良される。その場合、異質物は、珪素鋼に比して熱膨
脹係数の小さいことが異張力効果を得るために望ましい
がこれに限られない。
第６図に異物質を充填することの効果を示す。すなわち
第５図は同一条件で、酸化物を部分除去したのちに、同
一電解浴で電解エッチングした。深さは10μｍであっ
た。充填物質としては、Sbをめっきした。この後800℃
で３時間の歪取り焼鈍を施した時の、充填物の有無によ
る成績を第６図で○、●印を付し、区別をつけて示し
た。
（実施例） 実施例１ Si:3.27Wt％（以下単に％で示す）,Mn:0.070％,Se:0.01
9％およびSb:0.020％を含有する組成になる珪素鋼熱延
板を用い、950℃の中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施
して0.23mm厚の最終冷延板とした。
その後800℃の湿水素中で脱炭を兼ねる１次再結晶焼鈍
を施した後、鋼板表面上にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布し、コイルに巻取ってから、箱型炉において85
0℃、50時間の２次再結晶焼鈍、ついで乾水素雰囲気中
で1200℃、10時間の鈍化焼鈍を施した。
その後単に余剰の焼鈍分離剤を除去しただけの状態を基
準にして、表１に示す条件の処理を行った。
かくして得られた各製品板の鉄損W17/50（W/kg）を測定
した結果を表１に併記した。
実施例２ Si:3.05％,Mn:0.073％,Se:0.020％およびSb:0.025％を
含有する熱延板を用い、950℃の中間焼鈍を挟む２回の
冷間圧延を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。その後
810℃の湿水素中で脱炭を兼ねる１次再結晶焼鈍を施し
た後、鋼板表面上にAl2O3を主成分とする焼鈍分離剤を
塗布し、コイルに巻取ってから、箱型炉において850
℃、50時間の２次再結晶焼鈍ついで乾水素雰囲気中で12
00℃、10時間の鈍化焼鈍を施した。
その後焼鈍分離剤を除去後に絶縁被膜を施して平坦化焼
鈍を行った。この状態を基準にして、表２に示す条件の
酸化物層の局所的除去処理を行った。またその後の電解
エッチングはNaCl水溶液（100g/l）で電流密度30A/dm2
で10秒行った。
このときエッチング深さは15μｍであった。
その後、りん酸塩の絶縁コートを施した。
かくして得られた各製品板の鉄損値W17/50（W/kg）を測
定した結果を表２に併記する。上該平坦化処理後の基準
板はB10＝1.91T、W17/50＝0.95W/kg）であった。
実施例３ Si:3.25％,Mn:0.072％,Se:0.018％およびSb:0.025％を
含有する熱延板を用い、950℃の中間焼鈍を挟む２回の
冷間圧延を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。その後
820℃の湿水素中で脱炭を兼ねる１次再結晶焼鈍を施し
た後、鋼板表面上にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗
布し、コイルに巻取ってから、箱型炉において850℃、5
0時間の２次再結晶焼鈍ついで乾水素雰囲気中で1200
℃、10時間の鈍化焼鈍を施した。
その後余剰の焼鈍分離剤を除去後に平坦化焼鈍を施しこ
の状態を基準にして、表３に示す条件の酸化物層の局所
的除去処理を行った。後処理として行った電解エッチン
グはNaCl水溶液（250g/l）で電流密度30A/dm2×10秒で
ある。
このときエッチング深さは13μｍであった。その後に出
来た溝にはボロシロキサン溶液を充填して200〜400℃を
徐熱して焼き付けた。また一部はアンチモンゾルを塗布
100℃で乾燥した。
かくして得られた各製品板の鉄損値W17/50（W/kg）を測
定した結果を表３に示す。平坦化焼鈍後の素材の磁気特
性はW17/50＝0.92W/kg、B10＝1.91Tであった。
実施例４ Si:3.28％,Mn:0.074％,Se:0.026％,solAl:0.027％およ
びN:0.0083％を含有する組成になる珪素鋼の熱延板を11
30℃で４分間焼鈍したのち、急冷し、酸洗した。
ついで１回の冷間圧延を施して0.23mm厚の最終冷延板と
した。その後840℃の湿水素中で脱炭を兼ねる１次再結
晶焼鈍を施した後、鋼板表面上にMgoを主成分とする焼
鈍分離剤を塗布し、コイルに巻取ってから箱型炉におい
て水素中で1200℃、10時間の純化焼鈍を施した。
その後、余剰の焼鈍分離剤を除去後に平坦化焼鈍を施
し、この状態を基準にして表４に示す条件の酸化物除去
加工処理を行った。
かくして得られた各製品板の鉄損値W17/50（W/kg）を測
定した結果を表４に示す。なお平坦化焼鈍後の素材の磁
気特性はW17/50＝0.89W/kg、B10＝1.92Tであった。
実施例５ ２次再結晶焼鈍後の厚さ0.20mmの方向性けい素鋼板に１
φの焼結ダイヤを加工端子として酸化物を圧延方向に直
角に間隔8mmの平行線状に除去した。除去の際には、加
工端に周波数25kHz、振動20μｍの超音波を付与し、10k
g/mm2の荷重をかけた。
また同じく1.0φで先端が鋭利にとがった超硬合金の加
工端を比較として超音波を付与せずに、酸化物を除去し
た。その際、加工端には10kg/mm2の荷重をかけた。
酸化物を除去後電解エッチングはMaCl水溶液（200g/l）
中にて電流密度10A/dm2、８秒間行った。このときエッ
チング深さは９μｍであった。
充填物としてはNiめっきを行った。
歪取り焼鈍（800℃×２時間）を行った。磁性の変化は
第５表に示す。
（発明の効果） この発明によれば従来不可避であった占積率の劣化及び
B10の劣化を伴うことなくして鉄損の極めて低いとくに
歪取り焼鈍によっても磁区細分化効果の失われない方向
性珪素鋼板の製造方法を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は酸化物層の局所的な除去跡の３次元粗度計によ
る測定チャート、 第２図は磁気特性の改善効果比較グラフ、 第３図は超音波加工用工具の加工端に加えた初期荷重と
周波数とが歪取り焼鈍の前後における鉄損の変化に及ぼ
す影響を示すグラフ、 第４図は酸化物部分除去による加工端の摩耗の比較グラ
フ、 第５図は電解エッチングによる磁気特性の改善効果グラ
フ、 第６図は異物質充填の効果を示すグラフである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に
    超音波加工用工具の加工端を初期荷重40kg/mm2以下の加
    圧下に押し付け乍らこの加工端に周波数20kHz以上の超
    音波振動を印加して該方向性珪素鋼板表面の酸化物層
    を、局所的に除去することを特徴とする、歪取り焼鈍に
    よって特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方
    法。
  2. 【請求項２】２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に
    超音波加工用工具の加工端を初期荷重40kg/mm2以下の加
    圧下に押し付け乍らこの加工端に周波数20kHz以上の超
    音波振動を印加して該方向性珪素鋼板表面の酸化物層を
    局所的に除去し、 ついで酸化物層の除去部に深さ５μｍ以上20μｍ以下の
    電解エッチングを施すことを特徴とする、歪取り焼鈍に
    よって特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方
    法。
  3. 【請求項３】２次再結晶焼鈍後の方向性珪素鋼板表面に
    超音波加工用工具の加工端を初期荷重40kg/mm2以下の加
    圧下に押し付け乍らこの加工端に周波数20kHz以上の超
    音波振動を印加して該方向性珪素鋼板表面の酸化物層を
    局所に除去し、 ついで酸化物層の除去部に深さ５μｍ以上20μｍ以下の
    電解エッチングを施し、 その後エッチング部に異物質を充填する ことを特徴とする、歪取り焼鈍によって特性が劣化しな
    い低鉄損方向珪素鋼板の製造方法。
JP63311834A 1987-12-26 1988-12-12 歪取り焼鈍によって特性が劣化しない低鉄損方向性珪素鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0670256B2 (ja)

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