JPH0726154B2 - 低鉄損の無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損の無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH0726154B2
JPH0726154B2 JP63258158A JP25815888A JPH0726154B2 JP H0726154 B2 JPH0726154 B2 JP H0726154B2 JP 63258158 A JP63258158 A JP 63258158A JP 25815888 A JP25815888 A JP 25815888A JP H0726154 B2 JPH0726154 B2 JP H0726154B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は鉄損が低く、磁束密度の高い無方向性電磁鋼板
の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来の電磁鋼板は鉄損を低くする手段として一般に固有
抵抗増加による渦電流損低下の観点からSiあるいはAl等
の含有量を高める方法が用いられてきた。また、これら
の合金成分を添加せずに優れた電磁特性を得る方法とし
て冷延・焼鈍板に数%のスキンパス圧延を行い、ユーザ
ーで打ち抜き加工をした後、ひずみ取り焼鈍を行う方法
がある(特開昭60−17014号公報など)。
これらの従来法では一般に仕上熱延を800℃以上とし、
捲取温度が低く、再結晶が十分進行していない場合、高
温の熱延板焼鈍を行った後75%以上の冷延を行い高温短
時間焼鈍を施して製品としていた。ただし、後者のセミ
プロセスでは前記したように、その上に数%のスキンパ
ス圧延を行っている。
(発明が解決しようとする課題) 本発明が解決しようとする課題は、鉄損を下げるために
添加する高価な合金元素の添加量の減少と圧延プロセス
の省略である。
(課題を解決するための手段) 本発明はかかる課題を解決するために、重量%でC:0.05
%以下、N:0.010%以下、Si:1%以下、Mn:1.5%以下、
P:0.15%以下、S:0.010%以下、Al:0.3%以下、及び必
要に応じてBをB/Nで1.5以下含み、残部がFeと不可避不
純物よりなる鋼を、鋳造後直ちにまたは再加熱後に熱間
圧延する際、Ar3変態点以下、500℃以上の温度域で、フ
ェライト粒の平均粒径が200μm以上の状態から、少な
くとも30%の圧延を行い、500℃以上の温度で仕上げた
のち、再結晶処理を施すことを特徴とする鉄損が低く、
磁束密度の高い無方向性電磁鋼板を製造する方法を提供
するものである。
以下、本発明の構成要件の限定理由について説明する。
なお、以下の説明中の%は重量%である。
まず、本発明鋼の化学成分において、Cは鉄損改善のた
めには少ない方が好ましく、かつ時効による磁性劣化を
生じないためには0.005%以下が好ましい。しかし、本
発明法のプロセスではCが0.05%まで鉄損向上の効果が
確認されたので、C量の上限を0.05%とした。Siは鉄損
改善の目的で添加するが、Si量が増加するほど磁束密度
が低くなると共に本発明の製造法により得られる鉄損の
従来法で製造される時の鉄損に対する優位差が小さくな
るばかりでなく本発明の主旨の一つである合金添加によ
るコスト高を抑制する意味からもSi添加量の上限は1%
とする。Nも鉄損改善のためには少ない方がよく、本発
明鋼では0.010%を条件とした。特にAlNの析出を抑制し
鉄損を下げる場合はBを添加してBNを析出させることが
望ましいが、B/Nが1.5超になると過剰Bが磁性を悪化さ
せるので、B量の上限をB/Nで1.5と定めた。本発明鋼で
Si量が少ない場合、鋼板が軟質になり過ぎ、打抜き作業
が難しくなるのを防ぐため強度を上げる目的でPを添加
している。Pの添加は鉄損の改善にもなるが、0.15%を
超えると熱間加工性が悪化し、熱延割れなどが発生する
危険があるので上限を0.15%とした。AlはSiと同様鉄損
改善の目的で添加してもよいが合金添加によるコスト高
を抑制する意味から上限を0.3%とした。また、MnはP
と同様に強度増加のために添加するが、1.5%超になる
と変態点が低下し、焼鈍時にフェライト−オーステナイ
ト変態が生じやすくなり磁性の劣化がみられるので添加
量の上限は1.5%とした。また、Sは磁性向上に有害なM
nS等の非金属介在物を生成するので0.010%以下にしな
ければ安定した磁性改善効果が得られない。
次に加工条件の限定について述べる。
Ar3変態点(Ar3(℃)=916−509C−64Mn+33Si+50Al
+250P)以下で行う圧延の前のフェライト粒の平均粒径
を200μm以上としたのは、この条件よりフェライト組
織が細かくなると、最終製品の磁性が劣化するためであ
る。
本発明者らはAr3変態点以下の温度域で行う圧延の前の
粒径と圧延後の再結晶集合組織の関係を調べ、粒径があ
る大きさ以上になり、圧延温度がある範囲にあると、磁
性に好ましい{100}方位が強く発達することを見いだ
した。
従来、粗大粒を圧延した場合に生成する再結晶粒の方位
は{110}方位が主体であると報告されているが、本発
明者らはこのような粗大粒組織の材料の圧延温度と再結
晶集合組織の関係を詳細に調べ、ある温度範囲で圧延す
ると再結晶集合組織の主方位が{100}に近い方位にな
ることを見いだした。
すなわち、Ar3変態点以下で行う圧延の前のフェライト
粒の粒径がその後の集合組織形成に大きな影響を与え、
200μm以上の平均粒径のフェライト組織を圧延するこ
とが最終製品の磁性を向上させると考えられる。Ar3
態点以下で行う圧延の前のフェライト粒の平均粒径を20
0μm以上にする手段は、鋳造スラブを冷却して得ても
よいし、一度過冷されたスラブを再加熱して得てもよ
い。
次にAr3変態点以下、500℃以上で少なくとも30%圧延し
なければならない理由は、Ar3変態点以下の圧延で最終
製品板の{111}強度が減少し他の強度、特に{100}強
度があがり電磁特性が良くなり、かつその効果が十分表
われる圧下率が30%以上であるからである。なお、この
効果は板厚表面層のせん断変形を少なくし、板厚方向で
の集合組織を均一化することにより、より顕著になる。
板厚表面層のせん断変形を少なくするために熱延ロール
と鋼板の平均摩擦係数を0.2以下にすることが好まし
い。なお、この圧延温度の下限を500℃としたのは、こ
れ未満の温度では動的ひずみ時効が起こり、{110}方
位がふえ、それが最終製品板の{100}方位の発達を妨
げるばかりでなく変形抵抗も高くなって鋼板の形状不良
等が発生し製造上難点があるためである。
本発明鋼は高磁束密度、低鉄損を示すため、再結晶処理
をしたままでも、従来のセミプロセス材をひずみ取り焼
鈍した時の電磁特性に近い値を示すが、10%未満のスキ
ンパスをしたセミプロセス材として使用しても、ひずみ
取り焼鈍後従来材より高い磁束密度を示すため、セミプ
ロセス材として用いることは本発明の主旨に反しない。
(実施例) 表1に本発明鋼と比較鋼の成分、プロセス条件、そして
製品板の磁気特性を示す。これらの材料は連続鋳造鋳片
を再加熱せず直接熱延工程に送るか、1350℃から750℃
の範囲で再加熱してから、実験用連続熱延ミルにより板
厚0.5mmの熱延板に仕上げた。その後、1%のスキンパ
ス圧延を行い表面性状の向上を図った。再結晶処理とし
ては、800〜850℃×2分の連続焼鈍を行った。電磁特性
はL,C両方向の鉄損W15/50および磁束密度B50を示し
た。また、熱延時の潤滑圧延をした時のAr3変態点以
下、500℃以上の圧延の平均摩擦係数は0.2以下を示し、
無潤滑状態では約0.28を示した。この摩擦係数は実測し
た先進率より計算で求めた値である。
表1の実施例No.1〜No.9は基本成分系の材料である。そ
のうち、No.1からNo.3はAr3変態点以下の圧延の前のフ
ェライト粒径が磁性に及ぼす影響を示す例であるが、粒
径が200μm未満になると鉄損が顕著に高くなることが
分る。実施例のNo.4は潤滑圧延の効果を示す例である
が、潤滑圧延を行うことにより鉄損が改善されることが
分る。
実施例No.5は従来法のAr3変態点を超える温度で仕上げ
た後、83%冷延をし、800℃で2分間連続焼鈍した比較
材で、本発明鋼に比べると鉄損が著しく高いことが分
る。No.6とNo.7は鉄損に及ぼす仕上げ温度の影響を示し
たもので、仕上温度が500℃未満になると鉄損が急激に
上昇することが分る。加熱条件の影響は実施例No.1,No.
2,No.6に示すが、No.1は800℃で再加熱を行った後熱延
した材料、No.2は1200℃で再加熱した後、オーステナイ
ト域で66%の圧延を行い、その後Ar3変態点以下で引き
続き熱延を行った材料、そしてNo.6は鋳造−圧延の直結
プロセス(CC−DR)による材料であるが、本発明鋼は加
熱条件にかかわらず従来法の比較鋼に比べ著しく低い鉄
損を示すことが分る。
No.8とNo.9は薄鋳片を熱延したものであるが、Ar3変態
点以下、500℃以上の温度域の合計圧下率が30%未満で
あると鉄損が大きく劣化することを示す。
実施例No.10〜No.19はB,Si,C,Mn,Pを本発明に従って添
加した例を示したもので、それぞれ本発明鋼と特性のN
o.5で示したと同様の従来法によって得られた比較鋼の
特性を対比して示す。各鋼種共に本発明鋼の電磁特性が
従来鋼より著しく優れていることが分る。
(発明の効果) 本発明の方法によれば、同等の電磁特性を得るのに合金
元素(特にSi量)を大幅に低減できるばかりでなく、従
来、同成分ではセミプロセス(フルプロセス後スキンパ
ス圧延を行い、ユーザーで最終的なひずみ取り焼鈍を行
う)でしか得られなかったような優れた電磁特性をこの
スキンパス+ひずみ取り焼鈍のプロセスのほかに冷延工
程も省略して得ることができ、低コストで高品質の無方
向性電磁鋼板を提供することができるので産業上裨益す
るところが大である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%でC:0.05%以下、N:0.010%以下、S
    i:1%以下、Mn:1.5%以下、P:0.15%以下、S:0.010%以
    下、Al:0.3%以下で残部がFeと不可避不純物よりなる鋼
    を、鋳造後直ちにまたは再加熱後に熱間圧延する際、Ar
    3変態点以下、500℃以上の温度域で、フェライト粒の平
    均粒径が200μm以上の状態から、少なくとも30%の圧
    延を行い、500℃以上の温度で仕上げたのち、再結晶処
    理を施すことを特徴とする低鉄損の無方向性電磁鋼板の
    製造方法。
  2. 【請求項2】前記鋼に、さらにBをB/Nで1.5以下含むこ
    とを特徴とする請求項1記載の低鉄損の無方向性電磁鋼
    板の製造方法。
  3. 【請求項3】Ar3変態点以下、500℃以上の温度域の30%
    以上の圧延を、潤滑を施し、ロールと鋼板の平均摩擦係
    数を0.2以下として行う請求項1または2記載の低鉄損
    の無方向性電磁鋼板の製造方法。
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