JPH07197132A - 珪素鋼板の磁場中熱処理方法 - Google Patents
珪素鋼板の磁場中熱処理方法Info
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- JPH07197132A JPH07197132A JP5350439A JP35043993A JPH07197132A JP H07197132 A JPH07197132 A JP H07197132A JP 5350439 A JP5350439 A JP 5350439A JP 35043993 A JP35043993 A JP 35043993A JP H07197132 A JPH07197132 A JP H07197132A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁歪、鉄損特性に優れ、トランスにした時の
騒音が小さい珪素鋼板を得ることができる磁界中熱処理
方法を提供すること 【構成】Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％を含有する珪素鋼板に、
キューリー温度未満の温度領域において、有効磁界４０
Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４
００℃以下まで冷却する磁場中熱処理方法であり、磁場
中熱処理された珪素鋼板は特定の磁区構造をもつに至
り、鉄損、磁歪の各特性が改善される。このような磁場
中熱処理の効果はＳｉ：４〜１０ｗｔ％またはＳｉ＋Ｓ
ｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗｔ％を含有する珪素鋼板におい
て特に顕著である。
騒音が小さい珪素鋼板を得ることができる磁界中熱処理
方法を提供すること 【構成】Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％を含有する珪素鋼板に、
キューリー温度未満の温度領域において、有効磁界４０
Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４
００℃以下まで冷却する磁場中熱処理方法であり、磁場
中熱処理された珪素鋼板は特定の磁区構造をもつに至
り、鉄損、磁歪の各特性が改善される。このような磁場
中熱処理の効果はＳｉ：４〜１０ｗｔ％またはＳｉ＋Ｓ
ｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗｔ％を含有する珪素鋼板におい
て特に顕著である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低騒音のトランス用鉄
心材料等に使用される珪素鋼板の磁界中熱処理方法に関
し、磁歪、鉄損が低い珪素鋼板を製造しようとするもの
である。
心材料等に使用される珪素鋼板の磁界中熱処理方法に関
し、磁歪、鉄損が低い珪素鋼板を製造しようとするもの
である。
【０００２】
【従来の技術】モータやトランスの鉄心材料として広く
用いられている電磁鋼板には、通常、珪素が添加されて
いる。このように珪素が添加される理由は、珪素添加に
より電気抵抗が向上すること、磁気異方性が低下するこ
と、添加元素として安価であること、冶金学的にも安定
した相を形成すること等が挙げられている。従来、高珪
素鋼板を製造する方法として、圧延法（例えば、特公昭
６０−３２７０５号）、浸珪法（例えば、特公平３−８
０８４６号）等が工業技術として確立されている。ま
た、Ｓｉを約６．５ｗｔ％含有する珪素鋼板は磁歪が非
常に小さく、最大透磁率等の磁気特性も非常に優れてい
ることが知られており、低騒音（低磁歪）のトランス用
鉄心材料としての用途が注目されている。
用いられている電磁鋼板には、通常、珪素が添加されて
いる。このように珪素が添加される理由は、珪素添加に
より電気抵抗が向上すること、磁気異方性が低下するこ
と、添加元素として安価であること、冶金学的にも安定
した相を形成すること等が挙げられている。従来、高珪
素鋼板を製造する方法として、圧延法（例えば、特公昭
６０−３２７０５号）、浸珪法（例えば、特公平３−８
０８４６号）等が工業技術として確立されている。ま
た、Ｓｉを約６．５ｗｔ％含有する珪素鋼板は磁歪が非
常に小さく、最大透磁率等の磁気特性も非常に優れてい
ることが知られており、低騒音（低磁歪）のトランス用
鉄心材料としての用途が注目されている。
【０００３】ところで、Ｓｉが３ｗｔ％以上含まれる高
珪素鋼板の磁場中熱処理の効果については従来からよく
知られており、以下のような具体的提案もなされてい
る。Goertz は３〜１１ｗｔ％Ｓｉを含む鉄合金をリン
グ状に鋳込み、１０Ｏｅ（８００Ａ／ｍ）の磁界中で７
００℃から冷却することにより透磁率の改善を図ってい
る。（J. Appl. Phys., 22,(7),964,(1951)） 特開昭５７−７９１２０号では、超急冷凝固法により得
られた薄鋼帯を高温で熱処理することで｛１００｝〈０
ｋｌ〉或いは｛１００｝〈００１〉を発達させ、特定の
温度域を磁界中で熱処理することにより磁界中焼鈍時の
冷却速度を５００℃／分以上に速めても長手方向の軟磁
気特性を向上させることができる方法を提案している。
珪素鋼板の磁場中熱処理の効果については従来からよく
知られており、以下のような具体的提案もなされてい
る。Goertz は３〜１１ｗｔ％Ｓｉを含む鉄合金をリン
グ状に鋳込み、１０Ｏｅ（８００Ａ／ｍ）の磁界中で７
００℃から冷却することにより透磁率の改善を図ってい
る。（J. Appl. Phys., 22,(7),964,(1951)） 特開昭５７−７９１２０号では、超急冷凝固法により得
られた薄鋼帯を高温で熱処理することで｛１００｝〈０
ｋｌ〉或いは｛１００｝〈００１〉を発達させ、特定の
温度域を磁界中で熱処理することにより磁界中焼鈍時の
冷却速度を５００℃／分以上に速めても長手方向の軟磁
気特性を向上させることができる方法を提案している。
【０００４】特開昭６２−５６５２７号では、１００〜
２００エルステッドの磁界を鋼板打ち抜き後に印加し、
鋼板中の析出物の状態をコントロールすることにより磁
気特性を向上させることを提案している。特開昭６２−
２２７０７９号および特開昭６３−２６３２６号におい
ては、浸珪法における磁界中冷却方法を提案している。
これらは連続ラインにおいて磁界を印加する方法および
複数回磁界を印加する方法を開示しており、これらの方
法により経済的に軟磁性材料が得られることを述べてい
る。特開平１−３０９９２２号では、方向性珪素鋼板に
金属粉を含む被膜を塗布した後、磁界中で冷却すること
により、これら金属粉の析出物を析出させ、磁気特性を
向上させる方法を提案している。
２００エルステッドの磁界を鋼板打ち抜き後に印加し、
鋼板中の析出物の状態をコントロールすることにより磁
気特性を向上させることを提案している。特開昭６２−
２２７０７９号および特開昭６３−２６３２６号におい
ては、浸珪法における磁界中冷却方法を提案している。
これらは連続ラインにおいて磁界を印加する方法および
複数回磁界を印加する方法を開示しており、これらの方
法により経済的に軟磁性材料が得られることを述べてい
る。特開平１−３０９９２２号では、方向性珪素鋼板に
金属粉を含む被膜を塗布した後、磁界中で冷却すること
により、これら金属粉の析出物を析出させ、磁気特性を
向上させる方法を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
磁場中熱処理法はいずれも磁気特性を向上させることは
できるものの、低騒音のトランス用鉄心として必要な特
性である低磁歪を得るための方法としては有効ではな
い。また、浸珪法で製造された高珪素鋼板の場合には、
Ｓｉ含有量が鋼帯内部、特に板幅方向等でバラツキを生
じることがあり、このようなＳｉ含有量のバラツキを生
じた場合には、磁気特性や鉄損、磁歪のコントロールが
困難になり、製品の歩留りが悪くなる。
磁場中熱処理法はいずれも磁気特性を向上させることは
できるものの、低騒音のトランス用鉄心として必要な特
性である低磁歪を得るための方法としては有効ではな
い。また、浸珪法で製造された高珪素鋼板の場合には、
Ｓｉ含有量が鋼帯内部、特に板幅方向等でバラツキを生
じることがあり、このようなＳｉ含有量のバラツキを生
じた場合には、磁気特性や鉄損、磁歪のコントロールが
困難になり、製品の歩留りが悪くなる。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題に鑑み
なされたもので、同じＳｉ含有量でもより小さい磁歪が
得られ、トランスにした時の騒音が小さく、また、Ｓｉ
含有量にバラツキを生じている珪素鋼板でも、優れた磁
歪、鉄損特性を安定して得ることができる磁界中熱処理
方法を提供しようとするものである。
なされたもので、同じＳｉ含有量でもより小さい磁歪が
得られ、トランスにした時の騒音が小さく、また、Ｓｉ
含有量にバラツキを生じている珪素鋼板でも、優れた磁
歪、鉄損特性を安定して得ることができる磁界中熱処理
方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】高珪素鋼板の磁界中熱処
理に関しては上述のように種々の方法が提案されてきた
が、磁界中熱処理の効果を引き出し、優れた鉄損、磁歪
を得るための重要な要件である磁界の性質に関しては、
特開昭６２−５６５２７号、特開昭６２−２２７０７９
号および特開昭６３−２６３２６号に1０Ｏｅ（８００
Ａ／ｍ）以上の強さの磁界を印加する方法が開示されて
いるだけである。
理に関しては上述のように種々の方法が提案されてきた
が、磁界中熱処理の効果を引き出し、優れた鉄損、磁歪
を得るための重要な要件である磁界の性質に関しては、
特開昭６２−５６５２７号、特開昭６２−２２７０７９
号および特開昭６３−２６３２６号に1０Ｏｅ（８００
Ａ／ｍ）以上の強さの磁界を印加する方法が開示されて
いるだけである。
【０００８】本発明者らは、珪素鋼板、特に圧延法また
は浸珪法により製造される高珪素鋼板について、最適な
磁界中熱処理条件、とりわけ印加磁界の性質を見い出す
べく試験研究を行なった。その結果、磁場中熱処理を施
す際の印加磁界を交流にすることによって、優れた鉄
損、磁歪が得られることを新たに見い出し、さらに、そ
の熱処理条件および磁界の強さ等についての最適条件を
見い出した。また、この効果はＳｉ含有量に拘りなく、
また、圧延法、浸珪法、急冷凝固法という珪素鋼板の製
造方法に拘りなく得られることを確認した。本発明はこ
のような知見に基づきなされたもので、以下のような構
成からなることをその特徴とする。
は浸珪法により製造される高珪素鋼板について、最適な
磁界中熱処理条件、とりわけ印加磁界の性質を見い出す
べく試験研究を行なった。その結果、磁場中熱処理を施
す際の印加磁界を交流にすることによって、優れた鉄
損、磁歪が得られることを新たに見い出し、さらに、そ
の熱処理条件および磁界の強さ等についての最適条件を
見い出した。また、この効果はＳｉ含有量に拘りなく、
また、圧延法、浸珪法、急冷凝固法という珪素鋼板の製
造方法に拘りなく得られることを確認した。本発明はこ
のような知見に基づきなされたもので、以下のような構
成からなることをその特徴とする。
【０００９】（１） Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％を含有する
珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域において、
有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き
該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特徴とする
珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域において、
有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き
該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特徴とする
珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
【００１０】（２） Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％、Ｃ：０．
０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：
０．０２ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリ
ー温度未満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以
上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以
下まで冷却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処
理方法。
０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：
０．０２ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリ
ー温度未満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以
上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以
下まで冷却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処
理方法。
【００１１】（３） Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含有する
高珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域におい
て、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き
続き該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特徴と
する珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
高珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域におい
て、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き
続き該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特徴と
する珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
【００１２】（４） Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％、Ｃ：０．
０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：
０．０２ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリ
ー温度未満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以
上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以
下まで冷却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処
理方法。
０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０
１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａ
ｌ：０．２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：
０．０２ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリ
ー温度未満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以
上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以
下まで冷却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処
理方法。
【００１３】（５） Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗ
ｔ％を含有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度
領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印
加し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却するこ
とを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
ｔ％を含有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度
領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印
加し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却するこ
とを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
【００１４】（６） Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗ
ｔ％、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下
を含有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域
において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加
し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却すること
を特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
ｔ％、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以
下、Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以
下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下
を含有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域
において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加
し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却すること
を特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
【００１５】
【作用】以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説
明する。本発明の磁界中熱処理は、珪素鋼板を再結晶焼
鈍した際の冷却時或いはコーティングやスリッティング
等のために鋼板を加熱した際の冷却時等に実施すること
ができ、また、鋼板にＳｉを富化するためのＳｉ浸透拡
散処理後の冷却時に実施することもできる。また、磁界
中熱処理のための特別の工程において実施してもよい。
明する。本発明の磁界中熱処理は、珪素鋼板を再結晶焼
鈍した際の冷却時或いはコーティングやスリッティング
等のために鋼板を加熱した際の冷却時等に実施すること
ができ、また、鋼板にＳｉを富化するためのＳｉ浸透拡
散処理後の冷却時に実施することもできる。また、磁界
中熱処理のための特別の工程において実施してもよい。
【００１６】鋼板に所定の磁界を印加する温度（磁界中
熱処理温度）はキューリー温度未満であればよい。磁界
中熱処理温度がキューリー温度以上では鋼板は強磁性を
示さず、磁場印加の効果はない。また、好ましくは４０
０℃以上、６５０℃以下で磁界中熱処理を実施すれば磁
場中熱処理の効果は一層顕著となる。
熱処理温度）はキューリー温度未満であればよい。磁界
中熱処理温度がキューリー温度以上では鋼板は強磁性を
示さず、磁場印加の効果はない。また、好ましくは４０
０℃以上、６５０℃以下で磁界中熱処理を実施すれば磁
場中熱処理の効果は一層顕著となる。
【００１７】磁界の性質は本発明が最も大きな特徴とす
るところであって、印加する磁界は交番磁界である。こ
のような交番磁界での熱処理は、珪素鋼板の磁区を動か
しながら冷却するという作用があり、その処理中、移動
に要するエネルギーの低い磁壁（１８０度磁壁）は積極
的に移動し、移動に要するエネルギーの高い磁壁（９０
度磁壁等）は移動しない状態で冷却される。このような
処理を行なった珪素鋼板は特定の磁区構造をもつに至
り、その結果、鉄損、磁歪の各特性が改善されることに
なる。このような作用を得るための交流波形は、サイン
波、三角波、方形波のいずれでもよく、また各々の波形
の半波でもよい。
るところであって、印加する磁界は交番磁界である。こ
のような交番磁界での熱処理は、珪素鋼板の磁区を動か
しながら冷却するという作用があり、その処理中、移動
に要するエネルギーの低い磁壁（１８０度磁壁）は積極
的に移動し、移動に要するエネルギーの高い磁壁（９０
度磁壁等）は移動しない状態で冷却される。このような
処理を行なった珪素鋼板は特定の磁区構造をもつに至
り、その結果、鉄損、磁歪の各特性が改善されることに
なる。このような作用を得るための交流波形は、サイン
波、三角波、方形波のいずれでもよく、また各々の波形
の半波でもよい。
【００１８】交番磁界とは周波数０．５Ｈｚ以上の周期
的に振動する磁界である。周波数が０．５Ｈｚ未満で
は、冷却中に移動する磁壁のスピードが遅すぎるために
効果がない。また、周波数は１ｋＨｚ以下とすることが
好ましい。１ｋＨｚを超える周波数では、磁場印加コイ
ルにかける電圧が非常に大きくなる上、鋼板内での損失
が大きくなるため実用的ではない。
的に振動する磁界である。周波数が０．５Ｈｚ未満で
は、冷却中に移動する磁壁のスピードが遅すぎるために
効果がない。また、周波数は１ｋＨｚ以下とすることが
好ましい。１ｋＨｚを超える周波数では、磁場印加コイ
ルにかける電圧が非常に大きくなる上、鋼板内での損失
が大きくなるため実用的ではない。
【００１９】印加磁界の大きさ、すなわち交番磁界の磁
界の強さの実効値は、反磁界を補正した有効磁界として
４０Ａ／ｍ以上であることが必要である。有効磁界が４
０Ａ／ｍ未満では磁界印加の効果が十分に得られない。
一方、磁界の強さを大きくすればするほど磁歪、鉄損の
各特性は向上するものの、その効果は２４００Ａ／ｍ程
度でほぼ飽和し、また、これよりも有効磁界を大きくし
ようとすると設備上のコスト負担の増大を招く。したが
って、有効磁界の大きさは２４００Ａ／ｍ以下とするこ
とが好ましい。
界の強さの実効値は、反磁界を補正した有効磁界として
４０Ａ／ｍ以上であることが必要である。有効磁界が４
０Ａ／ｍ未満では磁界印加の効果が十分に得られない。
一方、磁界の強さを大きくすればするほど磁歪、鉄損の
各特性は向上するものの、その効果は２４００Ａ／ｍ程
度でほぼ飽和し、また、これよりも有効磁界を大きくし
ようとすると設備上のコスト負担の増大を招く。したが
って、有効磁界の大きさは２４００Ａ／ｍ以下とするこ
とが好ましい。
【００２０】以上のようにして磁界を印加された鋼板
は、当該磁界中において４００℃以下まで冷却される。
磁界中で４００℃以下まで冷却しないと、磁界中熱処理
による効果を十分引き出すことはできない。また、好ま
しくは３００℃以下まで冷却することにより、磁場中熱
処理の効果は一層顕著となる。
は、当該磁界中において４００℃以下まで冷却される。
磁界中で４００℃以下まで冷却しないと、磁界中熱処理
による効果を十分引き出すことはできない。また、好ま
しくは３００℃以下まで冷却することにより、磁場中熱
処理の効果は一層顕著となる。
【００２１】磁界中熱処理の雰囲気については、非酸化
性雰囲気であれば特に制約はないが、鋼板に絶縁皮膜等
のコーティングが既に施されており、その焼付けを兼ね
た熱処理において本発明法を実施する場合には、厳密に
非酸化性雰囲気である必要はなく、酸素濃度がある程度
高い雰囲気であっても構わない。
性雰囲気であれば特に制約はないが、鋼板に絶縁皮膜等
のコーティングが既に施されており、その焼付けを兼ね
た熱処理において本発明法を実施する場合には、厳密に
非酸化性雰囲気である必要はなく、酸素濃度がある程度
高い雰囲気であっても構わない。
【００２２】次に、磁界中熱処理に供される珪素鋼板の
成分組成等について説明する。本発明が対象とする珪素
鋼板は、Ｓｉを１〜１０ｗｔ％含有する珪素鋼板であ
り、このような珪素鋼板を上記のような磁界中熱処理す
ることにより磁歪、鉄損の各特性が大幅に改善され、ま
た、透磁率等の磁気特性も向上する。Ｓｉ量が１ｗｔ％
未満では磁場中熱処理の効果が十分発揮されず、一方、
Ｓｉが１０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度が著しく減少
するため、電磁鋼板としては適さない。
成分組成等について説明する。本発明が対象とする珪素
鋼板は、Ｓｉを１〜１０ｗｔ％含有する珪素鋼板であ
り、このような珪素鋼板を上記のような磁界中熱処理す
ることにより磁歪、鉄損の各特性が大幅に改善され、ま
た、透磁率等の磁気特性も向上する。Ｓｉ量が１ｗｔ％
未満では磁場中熱処理の効果が十分発揮されず、一方、
Ｓｉが１０ｗｔ％を超えると飽和磁束密度が著しく減少
するため、電磁鋼板としては適さない。
【００２３】また、特にＳｉ含有量が４〜１０ｗｔ％の
所謂高珪素鋼板において、上記磁場中熱処理の効果が顕
著に発揮される。このような高珪素鋼板はＳｉ含有量が
約６．５ｗｔ％で磁歪がゼロとなり最も優れた軟磁性を
示す。したがって、このような特性をさらに向上させる
磁場中熱処理の効果は実用上も非常に重要である。な
お、Ｓｉの一部をＡｌで置換することができ、この場合
には、Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌで４〜１０ｗｔ％とする。
所謂高珪素鋼板において、上記磁場中熱処理の効果が顕
著に発揮される。このような高珪素鋼板はＳｉ含有量が
約６．５ｗｔ％で磁歪がゼロとなり最も優れた軟磁性を
示す。したがって、このような特性をさらに向上させる
磁場中熱処理の効果は実用上も非常に重要である。な
お、Ｓｉの一部をＡｌで置換することができ、この場合
には、Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌで４〜１０ｗｔ％とする。
【００２４】次に、他の元素の好ましい含有量について
説明する。Ｃは軟磁気特性に有害な元素であり、また、
Ｃが０．０１ｗｔ％を超えると経時的に軟磁気特性が劣
化する、所謂時効劣化現象が生じる。このためＣは０．
０１ｗｔ％以下とする。なお、Ｃの下限に特別な制約は
ないが、溶製上の観点から０．０００５ｗｔ％程度が実
質的な下限となる。ＭｎはＳと結合してＭｎＳとなり、
スラブ段階での熱間加工性を改善する働きがある。但
し、Ｍｎが０．５ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の減少
が大きくなるため適当ではない。このためＭｎは０．５
ｗｔ％以下とする。なお、Ｍｎの下限に特別な制約はな
いが、溶製上の観点から０．００５ｗｔ％程度が実質的
な下限となる。
説明する。Ｃは軟磁気特性に有害な元素であり、また、
Ｃが０．０１ｗｔ％を超えると経時的に軟磁気特性が劣
化する、所謂時効劣化現象が生じる。このためＣは０．
０１ｗｔ％以下とする。なお、Ｃの下限に特別な制約は
ないが、溶製上の観点から０．０００５ｗｔ％程度が実
質的な下限となる。ＭｎはＳと結合してＭｎＳとなり、
スラブ段階での熱間加工性を改善する働きがある。但
し、Ｍｎが０．５ｗｔ％を超えると飽和磁束密度の減少
が大きくなるため適当ではない。このためＭｎは０．５
ｗｔ％以下とする。なお、Ｍｎの下限に特別な制約はな
いが、溶製上の観点から０．００５ｗｔ％程度が実質的
な下限となる。
【００２５】Ｐは軟磁気特性を劣化させる元素であり、
その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性お
よびＰが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影
響は無視できるほど小さくなることから、Ｐは０．０１
ｗｔ％以下とする。なお、Ｐの下限に特別な制約はない
が、溶製上の観点から０．００１ｗｔ％程度が実質的な
下限となる。Ｓは熱間圧延時の脆性を増大させる元素で
あるとともに、軟磁気特性を劣化させるため、その含有
量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性およびＳが
０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は無視
できることから、Ｓは０．０１ｗｔ％以下とする。な
お、Ｓの下限に特別な制約はないが、溶製上の観点から
０．０００１ｗｔ％程度が実質的な下限となる。
その含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性お
よびＰが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影
響は無視できるほど小さくなることから、Ｐは０．０１
ｗｔ％以下とする。なお、Ｐの下限に特別な制約はない
が、溶製上の観点から０．００１ｗｔ％程度が実質的な
下限となる。Ｓは熱間圧延時の脆性を増大させる元素で
あるとともに、軟磁気特性を劣化させるため、その含有
量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性およびＳが
０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は無視
できることから、Ｓは０．０１ｗｔ％以下とする。な
お、Ｓの下限に特別な制約はないが、溶製上の観点から
０．０００１ｗｔ％程度が実質的な下限となる。
【００２６】Ａｌは脱酸により鋼を清浄化する作用を有
するとともに、電気抵抗を高め磁気特性に影響を及ぼ
す。Ｓｉを１〜１０ｗｔ％添加する鋼では、Ｓｉにより
磁気特性の改善を図り、Ａｌは鋼の脱酸作用のみを果た
せばよいことから、Ｓｏｌ．Ａｌは０．２ｗｔ％以下と
する。なお、Ｓｏｌ．Ａｌの下限に特別な制約はない
が、溶製上の観点から０．０００５ｗｔ％程度が実質的
な下限となる。一方、Ｓｉの一部をＳｏｌ．Ａｌで置換
する場合には、上述したようにＳｉ＋Ａｌを４〜１０ｗ
ｔ％とする。
するとともに、電気抵抗を高め磁気特性に影響を及ぼ
す。Ｓｉを１〜１０ｗｔ％添加する鋼では、Ｓｉにより
磁気特性の改善を図り、Ａｌは鋼の脱酸作用のみを果た
せばよいことから、Ｓｏｌ．Ａｌは０．２ｗｔ％以下と
する。なお、Ｓｏｌ．Ａｌの下限に特別な制約はない
が、溶製上の観点から０．０００５ｗｔ％程度が実質的
な下限となる。一方、Ｓｉの一部をＳｏｌ．Ａｌで置換
する場合には、上述したようにＳｉ＋Ａｌを４〜１０ｗ
ｔ％とする。
【００２７】Ｎは軟磁気特性を劣化させる元素であり、
時効による磁気特性の経時変化も引き起こすため、その
含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性および
Ｎが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は
無視できることから、Ｎは０．０１ｗｔ％以下とする。
なお、Ｎの下限に特別な制約はないが、溶製上の観点か
ら０．０００５ｗｔ％程度が実質的な下限となる。Ｏは
軟磁気特性を劣化させる元素であり、その含有量はでき
るだけ低いほうが好ましい。経済性およびＯが０．０２
ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は無視できるこ
とから、Ｏは０．０２ｗｔ％以下とする。なお、Ｏの下
限に特別な制約はないが、溶製上の観点から０．０００
５ｗｔ％程度が実質的な下限となる。
時効による磁気特性の経時変化も引き起こすため、その
含有量はできるだけ低いほうが好ましい。経済性および
Ｎが０．０１ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は
無視できることから、Ｎは０．０１ｗｔ％以下とする。
なお、Ｎの下限に特別な制約はないが、溶製上の観点か
ら０．０００５ｗｔ％程度が実質的な下限となる。Ｏは
軟磁気特性を劣化させる元素であり、その含有量はでき
るだけ低いほうが好ましい。経済性およびＯが０．０２
ｗｔ％以下であれば実質的にその悪影響は無視できるこ
とから、Ｏは０．０２ｗｔ％以下とする。なお、Ｏの下
限に特別な制約はないが、溶製上の観点から０．０００
５ｗｔ％程度が実質的な下限となる。
【００２８】以上の成分以外に、鋼中の不可避不純物と
して、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｍｏ等が含まれる場合
があり、これらがそれぞれ０．０５ｗｔ％程度を限度に
含まれても本発明の効果は損なわれない。これらの成分
を有する珪素鋼板は圧延法、超急冷法、浸珪法等のいず
れの方法で製造されるものでもよい。
して、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｍｏ等が含まれる場合
があり、これらがそれぞれ０．０５ｗｔ％程度を限度に
含まれても本発明の効果は損なわれない。これらの成分
を有する珪素鋼板は圧延法、超急冷法、浸珪法等のいず
れの方法で製造されるものでもよい。
【００２９】また、これらの鋼板は板厚が０．５ｍｍ以
下、平均結晶粒径が２０μｍ以上２．０ｍｍ以下のもの
が好ましい。板厚が０．５ｍｍを超えると鋼板の渦電流
損失が極めて大きくなる。また、平均結晶粒径が２０μ
ｍ未満ではヒステリシス損失が大きくなり実用に適さな
くなる。一方、平均結晶粒径が２．０ｍｍを超えると、
打ち抜き性、曲げ性等の鋼板の加工性が劣化する。以上
の理由から珪素鋼板の板厚は０．５ｍｍ以下、平均結晶
粒径は２０μｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。
下、平均結晶粒径が２０μｍ以上２．０ｍｍ以下のもの
が好ましい。板厚が０．５ｍｍを超えると鋼板の渦電流
損失が極めて大きくなる。また、平均結晶粒径が２０μ
ｍ未満ではヒステリシス損失が大きくなり実用に適さな
くなる。一方、平均結晶粒径が２．０ｍｍを超えると、
打ち抜き性、曲げ性等の鋼板の加工性が劣化する。以上
の理由から珪素鋼板の板厚は０．５ｍｍ以下、平均結晶
粒径は２０μｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。
【００３０】
〔実施例１〕表１の化学成分を有する板厚０．３０ｍｍ
の珪素鋼板を浸珪法および圧延法にて製造した。これら
鋼板から３ｍ×３０ｍｍの試料を採取し、各試料を図１
に示すような長さ１ｍの磁場印加コイルを有する炉中に
装入し、０．２５ｃｍ／秒の速度で移動しながら試料を
磁場中熱処理した。試料には熱処理の冷却途中から磁場
印加を開始した。この時の磁場印加開始の温度をＴ
1（℃）、また、磁場印加を終了した時の温度をＴ
2（℃）とする。この実施例では、Ｔ1、Ｔ2、磁場の種
類、周波数、波形および磁場の強さ等について異なる条
件で磁界中熱処理を実施し、処理後の試料の中心部から
エプスタイン試験片を採取し、交流磁化試験を行なって
鉄損を測定するとともに光学式磁歪測定器で磁歪を測定
した。その結果を磁界中熱処理条件とともに表２および
表３に示す。
の珪素鋼板を浸珪法および圧延法にて製造した。これら
鋼板から３ｍ×３０ｍｍの試料を採取し、各試料を図１
に示すような長さ１ｍの磁場印加コイルを有する炉中に
装入し、０．２５ｃｍ／秒の速度で移動しながら試料を
磁場中熱処理した。試料には熱処理の冷却途中から磁場
印加を開始した。この時の磁場印加開始の温度をＴ
1（℃）、また、磁場印加を終了した時の温度をＴ
2（℃）とする。この実施例では、Ｔ1、Ｔ2、磁場の種
類、周波数、波形および磁場の強さ等について異なる条
件で磁界中熱処理を実施し、処理後の試料の中心部から
エプスタイン試験片を採取し、交流磁化試験を行なって
鉄損を測定するとともに光学式磁歪測定器で磁歪を測定
した。その結果を磁界中熱処理条件とともに表２および
表３に示す。
【００３１】表２および表３によれば、本発明が規定す
る条件で磁界中熱処理を施すことにより磁歪および鉄損
の値が改善されることが判る。また、この効果は交流波
形の種類に拘りなく得られ、また、印加磁界の強さが大
きい程鉄損および磁歪は小さくなっている。但し、２４
００〜４０００Ａ／ｍの範囲においては、磁歪、鉄損と
も若干減少する傾向がみられるが、磁場の強さを強くし
た割にはその変化量は小さい。
る条件で磁界中熱処理を施すことにより磁歪および鉄損
の値が改善されることが判る。また、この効果は交流波
形の種類に拘りなく得られ、また、印加磁界の強さが大
きい程鉄損および磁歪は小さくなっている。但し、２４
００〜４０００Ａ／ｍの範囲においては、磁歪、鉄損と
も若干減少する傾向がみられるが、磁場の強さを強くし
た割にはその変化量は小さい。
【００３２】〔実施例２〕図２に示すような絶縁膜のコ
ーティングラインにおける焼付け工程の設備を用いて、
磁場中熱処理を実施した。この実施例では、表１の化学
成分を有する板厚０．３０ｍｍの高珪素鋼帯を浸珪法に
よって製造し、これを８０ｍｍ幅にスリットしたものを
試料として用いた。焼付け炉の温度を調整し、磁場印加
を開始する箇所の鋼帯温度を５００℃〜５５０℃の範囲
となるようにし、焼付け炉出口の空冷装置の空気の流量
を調節することで、鋼帯が焼付け炉から出て磁場印加が
終了する箇所での温度を３００℃とした。この実施例で
は、磁場の種類と強さを変えた磁界中熱処理を実施し
た。処理後の試料を切断して図３に示すような直角突合
せ法によりトランス形状に積層した後、６箇所を同じト
ルクでボルト締めし、片脚に巻き線を２０回施し、騒音
試験用トランスとした。このトランスに１ｋＨｚ、１Ｔ
で励磁した時の騒音値を測定した。測定は３０ｄＢ（Ａ
スケール）の音響実験室において行い、トランスより１
００ｍｍ離れた地点の騒音を騒音計（Ａスケール）で測
定した。その結果を磁界中熱処理条件とともに表４に示
す。
ーティングラインにおける焼付け工程の設備を用いて、
磁場中熱処理を実施した。この実施例では、表１の化学
成分を有する板厚０．３０ｍｍの高珪素鋼帯を浸珪法に
よって製造し、これを８０ｍｍ幅にスリットしたものを
試料として用いた。焼付け炉の温度を調整し、磁場印加
を開始する箇所の鋼帯温度を５００℃〜５５０℃の範囲
となるようにし、焼付け炉出口の空冷装置の空気の流量
を調節することで、鋼帯が焼付け炉から出て磁場印加が
終了する箇所での温度を３００℃とした。この実施例で
は、磁場の種類と強さを変えた磁界中熱処理を実施し
た。処理後の試料を切断して図３に示すような直角突合
せ法によりトランス形状に積層した後、６箇所を同じト
ルクでボルト締めし、片脚に巻き線を２０回施し、騒音
試験用トランスとした。このトランスに１ｋＨｚ、１Ｔ
で励磁した時の騒音値を測定した。測定は３０ｄＢ（Ａ
スケール）の音響実験室において行い、トランスより１
００ｍｍ離れた地点の騒音を騒音計（Ａスケール）で測
定した。その結果を磁界中熱処理条件とともに表４に示
す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】
【表４】
【００３７】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、優れた磁
歪、鉄損特性を有し、トランスにした時の騒音が小さい
珪素鋼板を得ることができ、特に高珪素鋼板においてそ
の効果が顕著である。また、板幅方向でＳｉ含有量にバ
ラツキを生じているような珪素鋼板でも、優れた磁歪、
鉄損特性を安定して得ることができる。
歪、鉄損特性を有し、トランスにした時の騒音が小さい
珪素鋼板を得ることができ、特に高珪素鋼板においてそ
の効果が顕著である。また、板幅方向でＳｉ含有量にバ
ラツキを生じているような珪素鋼板でも、優れた磁歪、
鉄損特性を安定して得ることができる。
【図１】実施例１で用いた装置を示す説明図
【図２】実施例２で用いた装置を示す説明図
【図３】実施例３の試料により構成した騒音試験用トラ
ンスを示す斜視図
ンスを示す斜視図
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％を含有する珪素鋼
板に、キューリー温度未満の温度領域において、有効磁
界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き該磁界
中で４００℃以下まで冷却することを特徴とする珪素鋼
板の磁場中熱処理方法。 - 【請求項２】 Ｓｉ：１〜１０ｗｔ％、Ｃ：０．０１ｗ
ｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ
％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．
２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２
ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリー温度未
満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番
磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷
却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。 - 【請求項３】 Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％を含有する高珪素
鋼板に、キューリー温度未満の温度領域において、有効
磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引き続き該磁
界中で４００℃以下まで冷却することを特徴とする珪素
鋼板の磁場中熱処理方法。 - 【請求項４】 Ｓｉ：４〜１０ｗｔ％、Ｃ：０．０１ｗ
ｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、Ｐ：０．０１ｗｔ
％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．
２ｗｔ％以下、Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２
ｗｔ％以下を含有する高珪素鋼板に、キューリー温度未
満の温度領域において、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番
磁界を印加し、引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷
却することを特徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。 - 【請求項５】 Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗｔ％を
含有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域に
おいて、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、
引き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特
徴とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。 - 【請求項６】 Ｓｉ＋Ｓｏｌ．Ａｌ：４〜１０ｗｔ％、
Ｃ：０．０１ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．５ｗｔ％以下、
Ｐ：０．０１ｗｔ％以下、Ｓ：０．０１ｗｔ％以下、
Ｎ：０．０１ｗｔ％以下、Ｏ：０．０２ｗｔ％以下を含
有する珪素鋼板に、キューリー温度未満の温度領域にお
いて、有効磁界４０Ａ／ｍ以上の交番磁界を印加し、引
き続き該磁界中で４００℃以下まで冷却することを特徴
とする珪素鋼板の磁場中熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350439A JP3019705B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 珪素鋼板の磁場中熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5350439A JP3019705B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 珪素鋼板の磁場中熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197132A true JPH07197132A (ja) | 1995-08-01 |
| JP3019705B2 JP3019705B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=18410510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5350439A Expired - Fee Related JP3019705B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 珪素鋼板の磁場中熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019705B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544751B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 무방향성전기강판의 자장열처리방법 |
| CN108796427A (zh) * | 2017-05-02 | 2018-11-13 | 贵州理工学院 | 一种粉末扩散法连续制备高硅硅钢薄带的方法及装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5350439A patent/JP3019705B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100544751B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2006-01-24 | 주식회사 포스코 | 무방향성전기강판의 자장열처리방법 |
| CN108796427A (zh) * | 2017-05-02 | 2018-11-13 | 贵州理工学院 | 一种粉末扩散法连续制备高硅硅钢薄带的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3019705B2 (ja) | 2000-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |