JPH07216516A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法 - Google Patents
磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法Info
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- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
- H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
Abstract
改善を図る。 【構成】C: 0.01%以下、 Si: 4.0 %以下、
Mn: 1.0 %以下、sol.Al:0.005%以下、 N:0.01 %以
下、 V:0.05 〜1.0 以下、残部鉄および不可避不純
物から成る鋼組成とする。
Description
方向性電磁鋼板とその製造方法に関する。
電動機などの回転機に多く使用される磁性材料の一つと
してよく知られている。この無方向性電磁鋼板は、一般
にはLD転炉で溶製してから、連続鋳造を経て製造され
た不純物や介在物の著しく少ないけい素鋼スラブを熱間
圧延→酸洗→冷間圧延→連続焼鈍→表面処理の各工程を
経て製造されている。
板を製造するには、熱間圧延を行ったのち、冷間圧延に
先立ってこの熱延鋼板に焼鈍を施し結晶粒を粗大化する
ことが有効であるとされていた。その際には、フルプロ
セスの場合は仕上連続焼鈍で、セミプロセスの場合は歪
取り焼鈍で、それぞれ結晶粒の粗大化が行われていた。
化物、硫化物などの非金属介在物の量を極力低減する
か、または粗大化させて無害化することが有効とされて
いる。例えば、高けい素鋼板の製造方法で素材中のS、
N、Oを抑制することにより低鉄損の鋼板を得る方法
(特開昭59−74223 号公報、特開昭60−141829号公報な
ど) が提案されている。
電磁鋼板はいずれも真空脱ガス処理、介在物除去処理あ
るいは粗大化処理を行うなど製造コストの上昇は免れな
かった。上記のごとく、従来、無方向性電磁鋼板の磁気
特性の改善は、コストダウンを考慮することなく行われ
ていた。
減とともに磁気特性の改善を図った無方向性電磁鋼板と
その製造方法を提案した。すなわち、本発明者は、特開
平3−20413 号公報において、C、N、Vの各含有量を
抑制することにより磁気特性を改善する試みを提案し
た。それによれば、C:0.01 %以下、N:0.005%以下、
V:0.01 %以下というようにこれらの元素の含有量を特
定範囲内に抑制するのである。
の研究開発によって、そのようにして製造される無方向
性電磁鋼板の中に磁気特性の不良なものがときどき発生
することが判明した。したがって、この発明の目的は、
優れた磁気特性を安定して発揮できる安価な無方向性電
気鋼板およびその製造方法を提供することである。
述のような目的を達成すべく、磁気特性が不安定化する
原因を探究しているうちに、含有されるsol.AlおよびV
元素が影響していることに気付き、さらに種々研究の結
果、鋼中のsol.Alが極めて少ない領域でVをむしろ積極
的に添加することでSi含有量を4.0 %以下というように
高けい素領域でも磁気特性の改善・安定化が図られるこ
とを見い出し、この発明を完成した。
%以下、Si:4.0%以下、Mn:1.0%以下、sol.Al:0.005%
以下、N:0.01%以下、V:0.05 〜1.0 %、残部Feおよ
び不可避的不純物から成る鋼組成を有する磁気特性に優
れた無方向性電磁鋼板である。
組成を有するけい素鋼スラブに通常の熱間圧延を施して
得た熱延鋼板を酸洗したのち、冷間圧延を施して所定板
厚に仕上げ、さらに650 〜1000 ℃で仕上連続焼鈍を行
う、無方向性電磁鋼板の製造方法である。この発明の好
適態様によれば、上記熱延鋼板を600 〜1000℃で焼鈍し
てから酸洗または酸洗後焼鈍するようにしてもよい。
が極めて少ない領域で、C、Nの含有量を抑制し、Vを
添加しているため、バナジウム炭窒化物を生成し、C、
Nを固定する。かかるバナジウム炭窒化物はV:0.05%
以上の添加により粗大化するため、鋼母地の結晶粒の粒
成長性を阻害しなくなる。その結果、優れた磁気特性を
得るのに必要な粗大結晶粒が容易に得られる。この発明
の無方向性電磁鋼板の化学成分は次の理由により限定し
た。
劣化を招くため0.01重量%以下とした。好ましくは、0.
005 重量%以下である。
が、前述のように0.005 %以下というsol.Al領域ではSi
が4.0 重量%を超えると冷間圧延ができなくなるので4.
0 重量%以下とした。好ましくは、3.2 重量%以下であ
る。
1.0 重量%を超える濃度の添加はA3変態点の低下を招き
熱間圧延後の集合組織が磁気特性に不利となるため1.0
重量%以下とした。好ましくは、0.5 重量%以下であ
る。
響を及ぼし、磁気特性の優れた結晶粒の大きな鋼板はso
l.Alをほとんど含有しないが、または約0.3 重量%とい
うように過度に含有するものが最もよいとされる。
は、有害な析出物となるVよりもAlがNと結合しやすい
ため、有害な炭窒化バナジウムは析出しない。しかも、
AlN の粗大な析出物として無害化される。しかし、過度
のAl添加は磁気特性の異方性が大きくなり、無方向性電
磁鋼板としては望ましくなく、またコストの高騰を招
く。そこで、この発明ではsol.Alは0.005 重量%以下の
ほとんど含有しない範囲に限定した。
細なバナジウム炭窒化物の析出を阻止するため、Nは0.
01%以下、好ましくは0.005 %以下とし、Vは0.05%以
上1.0 %以下とする。より好ましくは、N:0.003%以
下、V:0.05 〜0.2 %である。
本発明材1を基本組成とし、V含有量を変えた0.3 %Si
鋼に750 ℃×2時間で歪取焼鈍を行った後の鉄損値W
15/50とVの含有量の関係を示す。
開平2−20413 号公報に示されたV含有量0.01%以下で
特性は良好であるが、同様にこの発明のV含有量0.05%
以上1.0 %以下の領域でも磁気特性が良好となっている
ことが分かる。
物の総量を抑制することで良好な磁気特性を得ているの
に対し、この発明では、V:0.05 〜1.0 %というように
積極的に添加し、むしろV炭窒化物を粗大化させること
で良好な磁気特性を得るのである。
との関係を求め、その結果を図2にグラフで示す。鉄損
の場合と同様の傾向がみられ、V:0.05 %以上で全く従
来考えられていた傾向と逆の傾向が見られる。
来と同様に、LD転炉によって溶製され、続いて例えば連
続鋳造法で得られた高純度のけい素鋼スラブを熱間圧
延、冷間圧延、そして仕上げ連続焼鈍さらに適宜表面処
理を経て製造される。
度は、熱延鋼帯の再結晶温度以上であれば十分で通常 6
00〜1000℃、好ましくは 650〜950 ℃である。熱延板の
焼鈍後には酸洗を行い、次いで冷間圧延を行えばよい。
必要により、焼鈍前に酸洗を行い不活性ガスまたは純水
素雰囲気下で焼鈍を行ってもよい。
結晶温度以上であればよく、一般に650 〜1000℃あれば
よく、好ましくは 700〜1000℃である。ただし、高温加
熱が好ましくないときには、この加熱温度の上限を 900
℃とする。次に、実施例によってこの発明の作用効果を
さらに具体的に説明する。
Mn:0.3重量%、sol.Al<0.001 重量%、N:0.002重量
%、V:0.13 重量%、残部実質的にFeよりなるけい素鋼
スラブ (本発明材1と称す) と、比較のためC:0.003重
量%、Si:0.3重量%、Mn:0.3重量%、sol.Al<0.001 重
量%、N:0.005重量%、V:0.014重量%、残部実質的に
Feより成るけい素鋼スラブ (比較材1と称す) に通常の
熱間圧延を施し、板幅1000mm、板厚2.3 mmの熱延鋼帯を
得た。そして、引続き酸洗したのち冷間圧延を施して板
厚0.5 mmに仕上げ、さらに720 ℃×1分間均熱の条件で
仕上連続焼鈍を施した。
の熱延鋼帯 (本発明材2と称す) および実施例1の比較
例1と同成分の熱延鋼帯 (比較材2と称す) を酸洗した
のち680 ℃×20時間の条件で熱延板焼鈍を施した。そし
て、引続き酸洗したのち冷間圧延を施して板厚0.5 mmに
仕上げ、さらに720 ℃×1分間均熱の条件で仕上連続焼
鈍を施した。
%、Mn:0.7重量%、sol.Al<0.003 重量%、N:0.001重
量%、V:0.8重量%、残部実質的にFeからなるけい素鋼
スラブ (本発明材3と称す) および比較のためC:0.007
重量%、Si:2.7重量%、Mn:0.7重量%、sol.Al<0.003
重量%、N:0.01 重量%、V:0.027重量%、残部実質的
にFeからなるけい素鋼スラブ (比較材3と称す) に通常
の熱間圧延を施し、板幅1000mm、板厚2.3 mmの熱延鋼帯
を得た。
で熱延板焼鈍を施し酸洗したのち、冷間圧延を施して板
厚0.5 mmに仕上げ、さらに980 ℃×1分間均熱の条件で
仕上連続焼鈍を施した。
%、Mn:0.5重量%、sol.Al<0.001 重量%、N:0.004重
量%、V:0.070重量%、全部実質的にFeからなるけい素
鋼スラブ (本発明材4と称す) および比較のためC:0.0
02重量%、Si:1.1重量%、Mn:0.5重量%、sol.Al<0.00
1 重量%、N:0.004重量%、V:0.018重量%、残部実質
的にFeからなるけい素鋼スラブ (比較材4と称す) に通
常の熱間圧延を施し、板幅1000mm、板厚2.3 mmの熱延鋼
帯を得た。そして、引続き酸洗したのち冷間圧延を施し
て板厚0.5 mmに仕上げ、さらに890 ℃×1分間均熱の条
件で仕上連続焼鈍を施した。
製造された各無方向性電磁鋼板からそれぞれ試料を採取
してエプスタイン試験をフルプロセス材として切断した
まま、および750 ℃×2Hrの条件で歪取り焼鈍を施した
セミプロセス材として測定し、鉄損を調べた。その結果
を各実施例ごとに比較して表1に示す。
例を比較するに、いずれも本発明の鉄損は改善されてお
り磁気特性が優れていることがわかる。
に、Alをほとんど含有しない範囲で、かつC、Nの含有
量を低く抑制し、Vを一定量含有させることにより磁気
特性の優れた無方向性電磁鋼板をコスト高をもたらすこ
となく得ることができるのであって、この発明の実用上
の意義は特に大きい。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、 C: 0.01%以下、 Si: 4.0 %以下、 Mn: 1.0
%以下、 sol.Al:0.005%以下、 N:0.01 %以下、 V:0.05
〜1.0 %、 残部鉄および不可避不純物から成る鋼組成を有する磁気
特性の優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項2】 重量%で、 C: 0.01%以下、 Si: 4.0 %以下、 Mn: 1.0
%以下、 sol.Al:0.005%以下、 N:0.01 %以下、 V:0.05
〜1.0 %、 残部Feおよび不可避不純物から成る鋼組成を有する鋼
を、熱間圧延、冷間圧延、そして650 〜1000℃で仕上焼
鈍することを特徴とする、磁気特性の優れた無方向性電
磁鋼板の製造方法。 - 【請求項3】 前記熱間圧延に続いて得られた熱延板に
600 〜1000℃で焼鈍を行ってから酸洗を行い、次いで冷
間圧延を行う、請求項2記載の磁気特性の優れた無方向
性電磁鋼板の製造方法。
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