JPH07188759A - 磁気特性の優れた方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性の優れた方向性けい素鋼板の製造方法

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JPH07188759A
JPH07188759A JP5337627A JP33762793A JPH07188759A JP H07188759 A JPH07188759 A JP H07188759A JP 5337627 A JP5337627 A JP 5337627A JP 33762793 A JP33762793 A JP 33762793A JP H07188759 A JPH07188759 A JP H07188759A
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steel sheet
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grain
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Makoto Watanabe
渡辺  誠
Fumihiko Takeuchi
文彦 竹内
Michiro Komatsubara
道郎 小松原
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Kawasaki Steel Corp
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 含けい素鋼スラブを高温加熱後、熱間圧延を
施し、次いで中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して
最終板厚に仕上げた後、脱炭焼鈍を行い、その後は焼鈍
分離剤を塗布してから最終仕上げ焼鈍を行う方向性けい
素鋼板の製造方法において、上記中間焼鈍に先立って、
鋼板表面にCu, Ni, Co, Sn, Fe及びCrのうちから選ばれ
る1種又は2種以上よりなる金属又は合金めっきを、目
付量0.01〜10g/m2になる範囲で施す。 【効果】 中間焼鈍時に生成するスケール量を低減し、
しかも表面のSi, Al等の拡散を抑えることができる。し
たがって、磁気特性を向上させ、かつ清浄な表面状態を
実現して生産性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、変圧器その他の電気
機器の鉄心などに用いられる方向性けい素鋼の製造方法
に関し、特に中間焼鈍前に工夫を加えることにより磁気
特性を向上させ、かつ清浄な表面状態を実現して生産性
を向上させる方法を提案しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】方向性けい素鋼板の製造工程は、鋼スラ
ブを熱間圧延後に冷間圧延を施し、次いで脱炭焼鈍を施
した後、2次再結晶のために最終仕上げ焼鈍を行うもの
が一般的である。かかる製造工程における冷間圧延方法
は、大きく分けて2通りある。一つは中間焼鈍を挟んで
冷間圧延を2回行う方法であり、もう一つは高磁束密度
材を製造するために、AlN をインヒビターとして用いて
1回の強冷延で最終板厚まで仕上げる方法である。近年
においては、低鉄損を指向して最終板厚を薄くする傾向
が強まっており、これに対応するために高磁束密度材を
製造する場合でも、中間焼鈍を挟んで2回の冷間圧延が
行われつつある。
【0003】このような中間焼鈍では、表層脱炭による
集合組織の改善及びインヒビター固溶のため、1000〜12
00℃程度の高い焼鈍温度と適度の酸化性雰囲気とを必要
とする。とりわけAlN をインヒビターとする場合には重
要なことである。このため、鋼板表面には酸に溶け難い
スケールが生成するから、これを除去すべく強酸洗や研
削を必要とし、コストがアップするという問題があっ
た。また、この中間焼鈍の際には鋼中のSiやAlが生成し
たスケール中に拡散する結果、鋼板表層のインヒビター
量が低下したり脱炭焼鈍時に生成する被膜の質が劣化す
ることにより磁気特性、被膜特性も劣化することがあ
り、製品歩留まりが低下する要因となっていた。
【0004】これらの問題を解決するための手段として
様々な提案がなされている。例えば特公平3−2212号公
報に記載された、中間焼鈍前に熱吸収剤を塗布して連続
焼鈍炉加熱部での表面酸化を回避しつつ500 〜900 ℃の
温度域における吸熱の促進下に10℃/sec以上の急速加熱
を行う方法や、特開平2−223425号公報に記載された、
最終冷延に先立つ中間焼鈍の初期段階における600 ℃以
上850 ℃以下の温度域にて、窒素化合物ガスの分解下で
2分未満といった短時間の窒化を行って、(Al,Si)Nのイ
ンヒビターを形成させる方法、あるいは特開昭61−2345
23号公報に記載された、中間焼鈍前に焼鈍及び軽加工を
行い、2回目の冷延前の鋼板の表面の結晶粒を成長させ
る方法等がある。
【0005】しかし、上掲した従来技術には、次のよう
な問題が残されていた。まず特公平3−2212号公報の方
法では、表面酸化は回避されるが鋼中Si, Alの拡散は抑
えられない。特開平2−228425号公報の方法では、表層
のインヒビターは強化されるものの焼鈍スケールは酸に
溶けにくいままでありスケール除去性は改善されない。
また、特開昭61−284523号公報の方法では、Al, Siの拡
散、表面のスケール共に激しいという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の事
情に鑑みてなされたものであり、中間焼鈍前に工夫を加
えることにより、中間焼鈍時に生成するスケール量を低
減し、しかも表面のSi,Al等の拡散を抑えることができ
て磁気特性を向上させ、かつ清浄な表面状態を実現して
生産性を向上させることのできる、磁気特性の優れた方
向性けい素鋼板の製造方法を提案することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、含けい素鋼
スラブを高温加熱後、熱間圧延を施し、次いで中間焼鈍
を挟む複数回の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げた
後、脱炭焼鈍を行い、その後は焼鈍分離剤を塗布してか
ら最終仕上げ焼鈍を行う方向性けい素鋼板の製造方法に
おいて、上記中間焼鈍に先立って、鋼板表面にCu, Ni,
Co, Sn, Fe及びCrのうちから選ばれる1種又は2種以上
よりなる金属又は合金めっきを、目付量0.01〜10g/m2
なる範囲で施すことを特徴とする磁気特性の優れた方向
性けい素鋼板の製造方法である。
【0008】
【作用】以下、この発明をより具体的に説明する。ま
ず、この発明を得るに至った実験について述べる。C:
0.045 wt%(以下単に%と示す), Si:3.25%, Mn:0.
07%, Se:0.02%, Al:0.02%及びN:0.0080%を含
み、残部は実質的にFeよりなるけい素鋼スラブを、1380
℃で30分加熱後、熱間圧延を施して板厚2.2 mmにした
後、Cuめっきを電気めっき法により種々の目付量で施し
1100℃,1分間の中間焼鈍を挟む冷間圧延により最終板
厚0.22mmに仕上げた。次いで湿水素雰囲気中で820 ℃、
2分の脱炭焼鈍後、焼鈍分離剤を塗布、乾燥させてから
最終仕上焼合せとして1100℃までを15℃/hr で昇温した
後1200℃、5hの純化焼鈍を行った。このようにして得
られた鋼板の磁気特性を調査した結果を図1に示す。
【0009】図1からわかるように、Cuめっきを適量施
すことによって磁気特性が向上している。目付量が多過
ぎると、めっきしない場合よりもかえって磁気特性は劣
化する。
【0010】上記実験における中間焼鈍後の試料のSi量
を、EPMAにより鋼板厚み方向にライン分析した結果
を図2に示す。同図より、めっきを施していない試料
は、表層のSi量がかなり落ち込んでいるのに対し、Cuめ
っきを施した試料は、表層と中心層ではほとんど濃度差
がない。このことから、めっき処理により焼鈍中のSiの
拡散が抑制されていることが分かる。
【0011】また、上記実験にて、中間焼鈍後の試料表
層におけるスケールの生成状況を断面のスケッチで図3
に示す。めっきを施していない試料(同図(b) )は、ス
ケールが厚く、地鉄−スケール界面の凹凸が激しいのに
対し、Cuめっきを施した試料(同図(a) )は、スケール
がほとんどなく、界面の凹凸があまりない。めっきを施
していない試料のように界面の凹凸が激しい場合は、そ
の後に酸洗した時のスケール残りの原因になり易く、こ
れがその後の圧延時の噛み込みによる表面の凹凸や二次
再結晶焼鈍時の酸素供給源となって磁気特性に悪い影響
を及ぼすものと思われる。
【0012】一方、中間焼鈍前にめっきを行えば、めっ
き層は純度の高い結晶となっているため、地鉄が裸出し
ている場合よりも表面が不活性となる。したがって、焼
鈍したときに酸化され難く、表面の凹凸も付き難くな
る。さらに、このような不活性な表面状態になっている
ためにSiやAlの拡散が抑えられる。ここで、不活性な表
面になっているため脱炭しないことも考えられるが、実
際には十分に脱炭する。これは、SiO2等の酸化層がない
ためにCの拡散が阻害されない結果と考えられる。
【0013】次にめっきの種類について検討した実験に
ついて述べる。前述の実験と同じ素材を用いて、中間焼
鈍前までは同じ処理を施した後に、種々のめっき種によ
り目付量0.1g/m2 のめっきを行った。その後は前述の実
験と同じ工程を行って最終仕上げ焼鈍まで処理した。か
くして得られた試料の磁気特性について調べた結果を表
1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】この表から分かるように、Cu, Ni, Co, S
n, Fe及びCrの各めっきを施したものが良好な磁気特性
を有していることが分かる。これに対して、Al, Sb及び
Znめっきでは、良好な磁気特性が得られなかった。これ
は、Al,Znめっきでは,中間焼鈍後のスケールがかえっ
て著しくなった結果だと考えられる。また、Sbの場合
は、最終仕上げ焼鈍時に被膜形成不良となった結果だと
考えられる。
【0016】なお、方向性けい素鋼にめっきを施して焼
鈍する技術としては特開昭55−138022号公報、特開昭61
−190020号公報等があるが、これらは、いずれも脱炭焼
鈍の前あるいは後にめっきを施すものである。しかも上
掲特開昭55−138022号公報は、脱炭時間を低減すること
を目的としたもの、前掲特開昭61−190020号公報は、二
次再結晶焼鈍中の被膜の雰囲気からの保護効果を増強す
るものであり、この発明のように表面活性度低減による
スケール制御を行うという新規な技術とは、技術思想は
もとより、具体的な方法についても全く異なっている。
【0017】この発明の素材である含けい素鋼として
は、従来公知の成分組成のいずれのものも適用される
が、代表組成を掲げると次の通りである。まず、C量は
0.02〜0.10%である。これは組織の改善を図るためであ
り、この範囲を外れる場合はいずれも、良好な集合組織
が形成されない。Si量は2〜4.5%である。2%に満た
ないと鉄損の低減効果が弱まり、4.5 %を超えると冷延
性が損なわれる。
【0018】これらの成分の他に、インヒビター構成成
分を添加する。インヒビター構成成分としては、Al,
N, Mn及びS又はSeを用いる。これらの成分の好適範囲
は、Al:0.01〜0.04%、N:50〜120 ppm 、Mn:0.03〜
0.10%,S+Se:0.01〜0.03%である。また、これらの
インヒビター構成成分に加えて、Cu, Sn, Cr, Sb, Ge,
Mo, Te, Bi, P, Vなども副次的なインヒビター成分と
して使うことができる。かかるインヒビターは単独使
用、複合使用のいずれも可能である。
【0019】このような素材を公知の方法で熱間圧延を
行ったあと、中間焼鈍を挟む複数回の冷延を行って最終
板厚にする。また、必要に応じて熱延板の冷延前に焼鈍
を行うことも可能である。かかる中間焼鈍に先立って、
鋼板表面にめっき処理を行うことがこの発明の重要な要
件である。
【0020】中間焼鈍前に施すめっき種としてはCu, N
i, Co, Sn, Fe, Crが良い。またこれらの成分からなる
合金めっきを施すのも良い。なお、これらのめっき種以
外でも、Ag, Au, Pt等の貴金属をめっきすることによっ
ても所期した効果が得られるが、コストがかかり過ぎる
ために実際的ではない。めっき処理法は電気めっき、溶
融めっき、蒸着めっき等、公知の処理法のいずれでも可
能である。また、めっき処理の時期は、中間焼鈍直前の
他、所定の目付量相当のめっき厚が確保できれば、第1
回目の冷延前でも良い。
【0021】目付量は、中間焼鈍直前において0.01〜10
g/m2相当になる範囲が適当である。0.01g/m2よりも少な
いと、めっき層にピンホールが発生して効果が得られ
ず、10g/m2より多いと厚すぎて脱炭を阻害するため適当
でない。
【0022】これらの処理後、脱炭焼鈍を行い、焼鈍分
離剤を塗布した後、2次再結晶焼鈍を行う。これらの処
理は公知の方法で良い。これらの処理の後、絶縁張力コ
ートを施し、平坦化焼鈍を施して製品に仕上げる。
【0023】
【実施例】
実施例1 C:0.05%, Si:3.32%, Mn:0.07%, Se:0.02%, S
b:0.027 %, Mo:0.01%, Al:0.023 %及びN:0.008
%を含み、残部は実質的にFeの組成よりなるスラブを1
400℃に加熱して2.2mm 厚にまで熱間圧延を行い、次い
で冷間圧延により中間板厚1.5 mmとし、次いで、表2に
示す各条件で電気めっき法によりめっきを行った後、10
50℃、2分間の中間焼鈍、再度冷間圧延を行って最終板
厚0.22mmに仕上げた後、湿水素雰囲気中で820 ℃、2分
の脱炭焼鈍を行い、MgO を主成分とする焼鈍分離剤塗布
してから、最終仕上焼鈍として1100℃までを15℃/hr で
昇温した後1200℃×5hの純化焼鈍を行った。
【0024】
【表2】
【0025】このようにして得られたサンプルの磁気特
性及び中間焼鈍によるスケールの発生程度を表2に併記
する。同表から明らかなように、めっき種及びその目付
量がこの発明を満足する適合例は、比較例と比べて磁束
密度、鉄損ともに優れ、スケールも少ない。
【0026】実施例2 C:0.04%, Si:3.32%, Mn:0.07%, Se:0.02%, S
b:0.027 %及びMo:0.01%を含み、残部は実質的にFe
の組成よりなるスラブを1400℃に加熱して2.2mm厚にま
で熱間圧延を行い、次いで冷間圧延により中間板厚1.5
mmとした後、表3に示す各種めっきを蒸着めっき法によ
り0.1g/m2 の目付量で行った後、1050℃、2分間の中間
焼鈍を行い、再度冷間圧延を行って0.23mmの最終板厚に
仕上げ、その後、湿水素雰囲気中で820 ℃、2分の脱炭
焼鈍をし、MgO を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してか
ら、最終仕上焼鈍として1100℃までを15℃/hr で昇温し
たあと1200℃×5hの純化焼鈍を行った。
【0027】
【表3】
【0028】このようにして得られたサンプルの磁気特
性を表3に併記する。同表から明らかなように、インヒ
ビターとしてAlN を用いず、MnSe, Sbのみの場合でも、
めっき処理を行うことにより被膜の保護性が向上し磁気
特性も優れた値になる。
【0029】実施例3 C:0.05%, Si:3.32%, Mn:0.07%, Se:0.02%, S
b:0.027 %, Mo:0.01%, Al:0.023 %及びN:0.008
%を含み、残部は実質的にFeの組成よりなるスラブを1
400℃に加熱して2.2mm 厚にまで熱間圧延をし、次いで
冷間圧延を行って中間板厚1.5 mmとし、次いで表4に示
す各種めっきを蒸着めっき法により0.1g/m 2 の目付量で
施した後、1050℃,2分間の中間焼鈍を行い,再度冷
間圧延を行って最終板厚を0.18〜0.35mmの種々の板厚に
仕上げた。その後は湿水素雰囲気中で820 ℃、2分の脱
炭焼鈍を行い、MgO を主成分とする焼鈍分離剤を塗布し
てから、最終仕上焼鈍として1100℃までを15℃/hr で昇
温した後1200℃×5hの純化焼鈍を行った。
【0030】
【表4】
【0031】このようにして得られたサンプルの磁気特
性と中間焼鈍後のスケールの付き具合いを表4に併記す
る。同表から明らかなように板厚の薄い場合ではめっき
をすることにより、被膜の保護性が向上し磁気特性も優
れた値となる。
【0032】
【発明の効果】この発明により、中間焼鈍後のスケール
が付きにくく、磁気特性の高い方向性けい素鋼を製造す
ることが可能となり、品質向上及び歩留まり向上に大き
く寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中間焼鈍前にCuめっきを目付量を変更して施
し、最終仕上げ焼鈍まで施したときのめっき目付量と磁
気特性との関係を示す図である。
【図2】中間焼鈍前にCuめっきを施した後に中間焼鈍し
た鋼板表面部における鋼板厚み方向Si強度のEPMA分
析の結果を示す図である。
【図3】中間焼鈍後の鋼板の表面近傍の断面を示すスケ
ッチ図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含けい素鋼スラブを高温加熱後、熱間圧
    延を施し、次いで中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施
    して最終板厚に仕上げた後、脱炭焼鈍を行い、その後は
    焼鈍分離剤を塗布してから最終仕上げ焼鈍を行う方向性
    けい素鋼板の製造方法において、 上記中間焼鈍に先立って、鋼板表面にCu, Ni, Co, Sn,
    Fe及びCrのうちから選ばれる1種又は2種以上よりなる
    金属又は合金めっきを、目付量0.01〜10g/m2になる範囲
    で施すことを特徴とする磁気特性の優れた方向性けい素
    鋼板の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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