JPH0742505B2 - 磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents
磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法Info
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- JPH0742505B2 JPH0742505B2 JP2037155A JP3715590A JPH0742505B2 JP H0742505 B2 JPH0742505 B2 JP H0742505B2 JP 2037155 A JP2037155 A JP 2037155A JP 3715590 A JP3715590 A JP 3715590A JP H0742505 B2 JPH0742505 B2 JP H0742505B2
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- H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、圧延方法に優れた磁気特性を有する方向性
けい素鋼板の製造方法に関し、とくに含けい素鋼表層の
抑制力を制御することによって磁気特性を向上させる技
術において生じる問題点の有利な解決策についての研究
成果を開示するものである。
けい素鋼板の製造方法に関し、とくに含けい素鋼表層の
抑制力を制御することによって磁気特性を向上させる技
術において生じる問題点の有利な解決策についての研究
成果を開示するものである。
（従来の技術） 方向性けい素鋼板は、主として変圧器その他の電気機器
の鉄心として利用され、その磁化特性が優れているこ
と、とくに鉄損（Ｗ17/50で代表される）が低いことが
要求されている。
の鉄心として利用され、その磁化特性が優れているこ
と、とくに鉄損（Ｗ17/50で代表される）が低いことが
要求されている。
このためには、第一に鋼板中の２次再結晶粒の＜001＞
方位を圧延方向に高度に揃えることが必要であり、第二
には、最終製品の鋼中に存在する不純物や析出物をでき
るだけ減少させる必要がある。かかる配慮の下に製造さ
れる方向性けい素鋼板は、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
0.23mmの製品でＷ17/50の値が0.90W/kg以下の低鉄損の
ものが得られている。
方位を圧延方向に高度に揃えることが必要であり、第二
には、最終製品の鋼中に存在する不純物や析出物をでき
るだけ減少させる必要がある。かかる配慮の下に製造さ
れる方向性けい素鋼板は、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
0.23mmの製品でＷ17/50の値が0.90W/kg以下の低鉄損の
ものが得られている。
しかしながら、近年のエネ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、それらの鉄心材料として、さらに鉄損の低い方向性
けい素鋼板が要請されるようになっている。
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、それらの鉄心材料として、さらに鉄損の低い方向性
けい素鋼板が要請されるようになっている。
ところで、方向性けい素鋼板の鉄損を下げる手法として
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、主に冶金学的方法が一般に知られている。
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、主に冶金学的方法が一般に知られている。
ここに２次再結晶の方位を（110）［001］方位に高度に
揃えるためには、正常粒の成長を十分抑制した上で、２
次再結晶を急激に行う必要があることから、とくに抑制
力の強化が必要とされる。
揃えるためには、正常粒の成長を十分抑制した上で、２
次再結晶を急激に行う必要があることから、とくに抑制
力の強化が必要とされる。
抑制力を強化する手法として、鋼中にCuを添加すること
は古くから知られている技術であり、例えば特公昭48−
17688号公報ではCuを0.10〜0.30％添加し、MnTeを結晶
粒界に移行させることによって抑制力を強化させる技術
が開示されている。また特開昭50−15726号公報ではCu
を0.1〜0.5％添加し、硫化マンガン銅をインヒビターと
して使用することにより、スラブ加熱におけるインヒビ
ターの溶解温度を低下させ、インヒビターの析出にかか
わる熱延条件の制限を緩和させる技術が提案されてい
る。さらに特公昭54−32412号公報ではCuまたはNiを0.2
〜1.0％含有させ、圧下率と最終仕上げ焼鈍を適正化す
ることにより、磁束密度を向上させる技術が開示されて
いる。またさらに特開昭61−12822号公報にはCuを0.02
〜0.20％添加し、インヒビターとして（Cu,Mn）1.8Ｓを
微細析出させることによって抑制力を強化し、もって磁
気特性を向上させる技術が開示されている。
は古くから知られている技術であり、例えば特公昭48−
17688号公報ではCuを0.10〜0.30％添加し、MnTeを結晶
粒界に移行させることによって抑制力を強化させる技術
が開示されている。また特開昭50−15726号公報ではCu
を0.1〜0.5％添加し、硫化マンガン銅をインヒビターと
して使用することにより、スラブ加熱におけるインヒビ
ターの溶解温度を低下させ、インヒビターの析出にかか
わる熱延条件の制限を緩和させる技術が提案されてい
る。さらに特公昭54−32412号公報ではCuまたはNiを0.2
〜1.0％含有させ、圧下率と最終仕上げ焼鈍を適正化す
ることにより、磁束密度を向上させる技術が開示されて
いる。またさらに特開昭61−12822号公報にはCuを0.02
〜0.20％添加し、インヒビターとして（Cu,Mn）1.8Ｓを
微細析出させることによって抑制力を強化し、もって磁
気特性を向上させる技術が開示されている。
しかしながら発明者らの研究によれば、Cuの鋼中添加に
よる抑制力の強化効果は本質的なものではなく、鋼板表
層部の抑制力の劣化に対し、これを補強する効果である
が判明した。すなわち工場生産工程では、２次再結晶時
の鋼板表層部の抑制力が焼鈍過程で劣化すること、そし
てかかる劣化現象を回避して表層の抑制力を維持するた
めには、Feよりも電極電位の高い金属を脱炭・１次再結
晶焼鈍の前もしくは後で一様に鋼板表面に付着させるの
が有効であることを見出し、特開昭61−190020号公報に
その技術を開示した。
よる抑制力の強化効果は本質的なものではなく、鋼板表
層部の抑制力の劣化に対し、これを補強する効果である
が判明した。すなわち工場生産工程では、２次再結晶時
の鋼板表層部の抑制力が焼鈍過程で劣化すること、そし
てかかる劣化現象を回避して表層の抑制力を維持するた
めには、Feよりも電極電位の高い金属を脱炭・１次再結
晶焼鈍の前もしくは後で一様に鋼板表面に付着させるの
が有効であることを見出し、特開昭61−190020号公報に
その技術を開示した。
ちなみに発明者らの研究によると、鋼中にCuを添加した
場合は、確かに熱延工程で析出するインヒビターのサイ
ズと分布は細かく、析出頻度も高いものになるが、逆に
後工程における高温域での熱処理（例えば熱延板焼鈍や
中間焼鈍、最終仕上げ焼鈍）によってオストワルド成長
し易く、逆に抑制力が低下して、磁気特性の劣化を招く
場合が多いことも究明された。またCuを含有させた鋼で
は、熱間圧延時に表面割れが発生し易く、製品の表面性
状を劣化させるという欠点のほか、最終仕上げ焼鈍後の
コイル端面が波板状に曲がったり、折れたりする問題も
起こる。
場合は、確かに熱延工程で析出するインヒビターのサイ
ズと分布は細かく、析出頻度も高いものになるが、逆に
後工程における高温域での熱処理（例えば熱延板焼鈍や
中間焼鈍、最終仕上げ焼鈍）によってオストワルド成長
し易く、逆に抑制力が低下して、磁気特性の劣化を招く
場合が多いことも究明された。またCuを含有させた鋼で
は、熱間圧延時に表面割れが発生し易く、製品の表面性
状を劣化させるという欠点のほか、最終仕上げ焼鈍後の
コイル端面が波板状に曲がったり、折れたりする問題も
起こる。
かような問題点を回避し、磁気特性を向上させる手法と
して先に掲げた特開昭61−190020号公報に開示の技術を
提案したわけであるが、その後、下記のような問題が内
在していることが判明した。
して先に掲げた特開昭61−190020号公報に開示の技術を
提案したわけであるが、その後、下記のような問題が内
在していることが判明した。
（発明が解決しようとする課題） すなわち上記の技術を適用してもなお、磁気特性の安定
性が悪く、しかも最終製品に曲げ加工を施した場合には
破断するという不都合（ベンド特性と一般に呼称され
る）が生じた。かかるベンド特性の劣悪な製品を用いて
変圧器を製造すると、例えば鋼板に割れが生じて、変圧
器の性能を著しく低下させることの他、最悪の場合に
は、鋼板層間の絶縁性が阻害されて、変圧器の焼損とい
う甚大な被害をもたらす。
性が悪く、しかも最終製品に曲げ加工を施した場合には
破断するという不都合（ベンド特性と一般に呼称され
る）が生じた。かかるベンド特性の劣悪な製品を用いて
変圧器を製造すると、例えば鋼板に割れが生じて、変圧
器の性能を著しく低下させることの他、最悪の場合に
は、鋼板層間の絶縁性が阻害されて、変圧器の焼損とい
う甚大な被害をもたらす。
この問題を回避するためには、表面に付着する金属元素
としてCuを選びかつ、その鋼板表面付着量を増加させる
ことが有効であることが、その後の研究で明らかにされ
たけれども、鋼板表面付着量を増した場合には磁気特性
の大幅な劣化を招くことは特開昭61−190020号公報中に
開示したとおりであった。
としてCuを選びかつ、その鋼板表面付着量を増加させる
ことが有効であることが、その後の研究で明らかにされ
たけれども、鋼板表面付着量を増した場合には磁気特性
の大幅な劣化を招くことは特開昭61−190020号公報中に
開示したとおりであった。
この発明の目的は、上述した問題を有利に解決し、磁気
特性は勿論のことベンド特性にも優れた方向性けい素鋼
板の有利な製造方法を与えることにある。
特性は勿論のことベンド特性にも優れた方向性けい素鋼
板の有利な製造方法を与えることにある。
（課題を解決するための手段） さて本発明者らは、最終冷間圧延後の脱脂処理として電
解脱脂を採用し、そのとき溶液中の鉄分の量を比較的多
めにしたところ、後工程でのCu付着効果が有効に活用さ
れることを見出し、この発明を完成させるに至った。
解脱脂を採用し、そのとき溶液中の鉄分の量を比較的多
めにしたところ、後工程でのCu付着効果が有効に活用さ
れることを見出し、この発明を完成させるに至った。
すなわちこの発明は、インヒビターとしてS,SeおよびAl
のうちから選んだ１種または２種以上を含有するけい素
鋼用スラブを、熱間圧延し、ついで１回または中間焼鈍
を挟む２回の冷間圧延を施して最終板厚としたのち、脱
炭・１次再結晶焼鈍を施し、その後鋼板表面にMgOを主
成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、２次再結晶焼鈍
および純化焼鈍を施す一連の工程によって方向性けい素
鋼板を製造するに当り、 ａ）最終冷延後、溶液中の鉄分が50〜5000mg/である
けい酸塩系電解脱脂浴中で電解脱脂を行うこと、 ｂ）引き続く脱炭・１次再結晶焼鈍後、鋼板表面にCuを
片面当たり400〜2000mg/m2の範囲で一様に付着させるこ
と からなる磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい
素鋼板の製造方法である。
のうちから選んだ１種または２種以上を含有するけい素
鋼用スラブを、熱間圧延し、ついで１回または中間焼鈍
を挟む２回の冷間圧延を施して最終板厚としたのち、脱
炭・１次再結晶焼鈍を施し、その後鋼板表面にMgOを主
成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、２次再結晶焼鈍
および純化焼鈍を施す一連の工程によって方向性けい素
鋼板を製造するに当り、 ａ）最終冷延後、溶液中の鉄分が50〜5000mg/である
けい酸塩系電解脱脂浴中で電解脱脂を行うこと、 ｂ）引き続く脱炭・１次再結晶焼鈍後、鋼板表面にCuを
片面当たり400〜2000mg/m2の範囲で一様に付着させるこ
と からなる磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい
素鋼板の製造方法である。
以下、この発明の解明経緯について説明する。
方向性けい素鋼板の製造工程において、最終板厚に冷間
圧延された鋼板は有害な炭素を取除くため通常脱炭焼鈍
が施される。かかる焼鈍によって鋼板は、内部に微細な
分散第２相からなるインヒビターを含有した１次再結晶
集合組織となるが、同時に鋼板表面相は微細なSiO2粒子
が地鉄内に分散したサブスケール構造となる。ついで脱
炭・１次再結晶板の表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布したのち、２次再結晶焼鈍ついでそれに引き続
き1200℃前後での高温純化焼鈍が施される。この２次再
結晶焼鈍によって鋼板の結晶粒は（110）［001］方位の
粗大な粒になると共に、その後の高温純化焼鈍によって
鋼板内部に存在していた抑制剤の一部であるＳやSe,Al,
Nなどは鋼板地鉄外に除去される。
圧延された鋼板は有害な炭素を取除くため通常脱炭焼鈍
が施される。かかる焼鈍によって鋼板は、内部に微細な
分散第２相からなるインヒビターを含有した１次再結晶
集合組織となるが、同時に鋼板表面相は微細なSiO2粒子
が地鉄内に分散したサブスケール構造となる。ついで脱
炭・１次再結晶板の表面にMgOを主成分とする焼鈍分離
剤を塗布したのち、２次再結晶焼鈍ついでそれに引き続
き1200℃前後での高温純化焼鈍が施される。この２次再
結晶焼鈍によって鋼板の結晶粒は（110）［001］方位の
粗大な粒になると共に、その後の高温純化焼鈍によって
鋼板内部に存在していた抑制剤の一部であるＳやSe,Al,
Nなどは鋼板地鉄外に除去される。
さらに、この純化焼鈍において、鋼板表層のサブスケー
ル中のSiO2と表面に塗布された焼鈍分離剤中のMgOと
が、次式、 2MgO＋SiO2→Mg2SiO4 のように反応して鋼板表面に、フォルステライト（Mg2S
iO4）と呼ばれる多結晶からなる被膜を形成する。この
とき余剰のMgOは未反応物として、鋼板と鋼板との融着
を防止する役割を果たす。そして高温純化焼鈍を終えた
鋼板は未反応の焼鈍分離剤を取除き、必要に応じて上塗
り絶縁コーティング処理やコイルセットを取除くための
熱処理を施して製品とされる。
ル中のSiO2と表面に塗布された焼鈍分離剤中のMgOと
が、次式、 2MgO＋SiO2→Mg2SiO4 のように反応して鋼板表面に、フォルステライト（Mg2S
iO4）と呼ばれる多結晶からなる被膜を形成する。この
とき余剰のMgOは未反応物として、鋼板と鋼板との融着
を防止する役割を果たす。そして高温純化焼鈍を終えた
鋼板は未反応の焼鈍分離剤を取除き、必要に応じて上塗
り絶縁コーティング処理やコイルセットを取除くための
熱処理を施して製品とされる。
さて本発明者らは、脱炭・１次再結晶板の表面にCo,Ni,
Ag,Cu,Hg,Auを片面当たり、20mg/m2と500mg/m2づつ置換
めっき法によって両面に一様に付着させたのち、MgOを
主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で10時
間の２次再結晶と純化焼鈍を兼ねる最終仕上げ焼鈍を施
した。
Ag,Cu,Hg,Auを片面当たり、20mg/m2と500mg/m2づつ置換
めっき法によって両面に一様に付着させたのち、MgOを
主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で10時
間の２次再結晶と純化焼鈍を兼ねる最終仕上げ焼鈍を施
した。
得られた鋼板の磁気特性とベンド特性について調べた結
果を第１表に示す。なおベンド特性は、JIS C 2550の繰
り返し曲げ試験で評価した。
果を第１表に示す。なおベンド特性は、JIS C 2550の繰
り返し曲げ試験で評価した。
第１表から明らかなように、めっき付着量が500mg/m2の
場合は、磁気特性（B8）は劣化するけれどもが、ベンド
回数は増大し、とくにCuめっきを施した場合に効果が大
きいことが判明した。
場合は、磁気特性（B8）は劣化するけれどもが、ベンド
回数は増大し、とくにCuめっきを施した場合に効果が大
きいことが判明した。
このように、Cuめっきによってベンド特性は向上する
が、磁気特性は逆に劣化する。しかしながらこの点につ
いては有利に補償できることが、次の実験によって明ら
かにされた。
が、磁気特性は逆に劣化する。しかしながらこの点につ
いては有利に補償できることが、次の実験によって明ら
かにされた。
最終冷間圧延後の鋼板を、次の３種類の脱脂法 A:通常のオルトけい酸ソーダ溶液中での脱脂、 B:トリクロルエタンを用いた脱脂、 C:オルトけい酸ソーダ溶液中での電解脱脂 でそれぞれ脱脂した。その後、露点60℃、50％H2、残部
N2の雰囲気中で840℃、５分間の脱炭・１次再結晶焼鈍
を施したのち、置換めっきによってCuを片面当たり1200
mg/m2の付着量となるように、両面に一様にめっきし
た。その後MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布したの
ち、1200℃で10時間の最終仕上げ焼鈍を施した。その時
の鋼板の磁気特性とベンド特性を第２表に示す。
N2の雰囲気中で840℃、５分間の脱炭・１次再結晶焼鈍
を施したのち、置換めっきによってCuを片面当たり1200
mg/m2の付着量となるように、両面に一様にめっきし
た。その後MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布したの
ち、1200℃で10時間の最終仕上げ焼鈍を施した。その時
の鋼板の磁気特性とベンド特性を第２表に示す。
第２表から明らかなように、最終冷延後、オルトけい酸
ソーダ溶液を用いて電解脱脂を施した試料は、脱炭・１
次再結晶焼鈍後、表面に多量のCuを付着させた場合であ
ってもB8で示される磁気特性が劣化することはなく、勿
論ベンド特性も極めて優れていた。
ソーダ溶液を用いて電解脱脂を施した試料は、脱炭・１
次再結晶焼鈍後、表面に多量のCuを付着させた場合であ
ってもB8で示される磁気特性が劣化することはなく、勿
論ベンド特性も極めて優れていた。
この理由を解明すべく、A,B,C各脱脂処理後の鋼板表面
を観察したところ、オルトけい酸ソーダ溶液中で電解脱
脂した試料にのみ、鋼板表面にSi系とFe系の酸化物・水
酸化物が混在している状態が観察された。
を観察したところ、オルトけい酸ソーダ溶液中で電解脱
脂した試料にのみ、鋼板表面にSi系とFe系の酸化物・水
酸化物が混在している状態が観察された。
Si系の酸化物・水酸化物は浴中のけい酸ソーダからくる
ものとして、Fe系の酸化物・水酸化物の電着物質の由来
を調査したところ、浴中に混在する鉄分が電着されるた
めであることが判った。さらに脱脂後、脱炭・１次再結
晶焼鈍を施した各A,B,Cの焼鈍板を調査したところ、電
解脱脂処理を施した焼鈍板の表面サブスケールは、膜厚
が厚くしかもシリカがサブスケール中に均一微細に分散
していることがわかった。
ものとして、Fe系の酸化物・水酸化物の電着物質の由来
を調査したところ、浴中に混在する鉄分が電着されるた
めであることが判った。さらに脱脂後、脱炭・１次再結
晶焼鈍を施した各A,B,Cの焼鈍板を調査したところ、電
解脱脂処理を施した焼鈍板の表面サブスケールは、膜厚
が厚くしかもシリカがサブスケール中に均一微細に分散
していることがわかった。
次に、この焼鈍板の表面に片面当たり800mg/m2のCuを一
様付着させたのち、温度を種々に変化させて保持し、Cu
が表面から内部へ侵入していく様子をEPMAのライン分析
で調べた結果を、第１図a,bおよびｃにそれぞれ示す。
様付着させたのち、温度を種々に変化させて保持し、Cu
が表面から内部へ侵入していく様子をEPMAのライン分析
で調べた結果を、第１図a,bおよびｃにそれぞれ示す。
第１図ｃに示したとおり、電解脱脂を施した試料では、
850℃以下の温度領域におけるCuの鋼中への侵入が著し
く抑制されていることを示している。
850℃以下の温度領域におけるCuの鋼中への侵入が著し
く抑制されていることを示している。
一般に２次再結晶は800〜1000℃の温度域で起こり、105
0℃以上ではサブスケールと焼鈍分離剤が反応してフォ
ルステライト被膜が形成されるといわれている。従って
温度が高温になった場合、前述のサブスケールが変化
し、Cuの鋼中侵入抑制効果が消失することは起こり得る
現象である。
0℃以上ではサブスケールと焼鈍分離剤が反応してフォ
ルステライト被膜が形成されるといわれている。従って
温度が高温になった場合、前述のサブスケールが変化
し、Cuの鋼中侵入抑制効果が消失することは起こり得る
現象である。
以上のように、オルトけい酸ソーダ溶液中で電解脱脂を
行うことによって磁気特性とベンド特性が向上する機構
は、電解脱脂によって鋼板表層に電着されたSi系の鉄系
の酸化物・水酸化物が脱炭・１次再結晶焼鈍後の表層サ
ブスケールを改質し、Cuの鋼中への侵入量を最終焼鈍過
程で制御する、すなわち２次再結晶過程においては低濃
度に制御して良好な２次再結晶をもたらし、より高温で
は鋼中にCuを大量に侵入させることによりベンド特性を
向上させる点にあるといえる。
行うことによって磁気特性とベンド特性が向上する機構
は、電解脱脂によって鋼板表層に電着されたSi系の鉄系
の酸化物・水酸化物が脱炭・１次再結晶焼鈍後の表層サ
ブスケールを改質し、Cuの鋼中への侵入量を最終焼鈍過
程で制御する、すなわち２次再結晶過程においては低濃
度に制御して良好な２次再結晶をもたらし、より高温で
は鋼中にCuを大量に侵入させることによりベンド特性を
向上させる点にあるといえる。
このような電解脱脂の効果は、発明者らがはじめて見出
したものであり、この作用は電解浴中に存在する鉄分の
濃度に依存するものである。浴中において鉄分は、鉄化
合物の他にFe2+やFe3+の鉄イオンの形で存在するが、浴
中に分散していれば存在形態の如何を問わず、いずれも
効果を有することがわかった。
したものであり、この作用は電解浴中に存在する鉄分の
濃度に依存するものである。浴中において鉄分は、鉄化
合物の他にFe2+やFe3+の鉄イオンの形で存在するが、浴
中に分散していれば存在形態の如何を問わず、いずれも
効果を有することがわかった。
なお従来より、けい酸塩浴中で電解脱脂されたけい酸鋼
圧延板表面には、Si系とFe系の酸化物・水酸化物が電着
していることが知られてはいたが、このうち有用なのは
Si系の電着物であるとされ、この電着量の管理が必要と
されていただけで、Fe系の電着物は不要のものとして何
ら着目されていなかった。
圧延板表面には、Si系とFe系の酸化物・水酸化物が電着
していることが知られてはいたが、このうち有用なのは
Si系の電着物であるとされ、この電着量の管理が必要と
されていただけで、Fe系の電着物は不要のものとして何
ら着目されていなかった。
さてこの発明では、鋼板表面に電着したFe系の電着物の
定量化は、鋼板自身との区別が困難なため、極めて難し
いことから、浴中の鉄分濃度に着目し、これを管理する
ことにより、所望の効果を得るものである。
定量化は、鋼板自身との区別が困難なため、極めて難し
いことから、浴中の鉄分濃度に着目し、これを管理する
ことにより、所望の効果を得るものである。
以下、浴中の鉄分の好適濃度範囲およびCu付着処理の時
期を決定した実験について述べる。
期を決定した実験について述べる。
20mg/の鉄分を含むオルトけい酸塩浴（通常かかる浴
中の鉄分濃度は15〜30mg/）中に鉄イオンを補給する
形で、浴中の鉄分濃度がそれぞれ20,32,50,120,530,115
0,3700,5000,7500,9800mg/の溶液を用意し、電解脱脂
を行った。使用した最終冷延板は前述の実験と同じもの
である。
中の鉄分濃度は15〜30mg/）中に鉄イオンを補給する
形で、浴中の鉄分濃度がそれぞれ20,32,50,120,530,115
0,3700,5000,7500,9800mg/の溶液を用意し、電解脱脂
を行った。使用した最終冷延板は前述の実験と同じもの
である。
その後、各冷延板を２分割し、一方にはCuを片面当たり
の付着量800mg/m2で両面に一様にめっきし、他方はその
ままで、露点65℃の50％H2−N2雰囲気中で830℃、５分
間の脱炭・１次再結晶焼鈍を施した。その後Cuめっきを
施さなかった試料については、Cuを850mg/m2（片面当た
り）両面に一様にめっきしたのち、両者ともMgOを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で10時間の
最終仕上げ焼鈍を施した。
の付着量800mg/m2で両面に一様にめっきし、他方はその
ままで、露点65℃の50％H2−N2雰囲気中で830℃、５分
間の脱炭・１次再結晶焼鈍を施した。その後Cuめっきを
施さなかった試料については、Cuを850mg/m2（片面当た
り）両面に一様にめっきしたのち、両者ともMgOを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布してから、1200℃で10時間の
最終仕上げ焼鈍を施した。
得られた各鋼板の磁束密度およびベンド回数について調
べた結果を第２図に示す。
べた結果を第２図に示す。
同図より、浴中の鉄分濃度が50〜5000mg/の場合に、
磁束密度が飛躍的に向上していることがわかる。
磁束密度が飛躍的に向上していることがわかる。
またCuめっきの時期としては、脱炭・１次再結晶焼鈍後
が適切であることがわかる。この点、脱炭・１次再結晶
焼鈍前にCuめっきを施した場合には、脱炭・１次再結晶
焼鈍時に形成される鋼板表層のサブスケールの形成が表
面Cuによって抑制され、その結果良好な２次再結晶の進
行が妨げられて磁性が劣化するものと考えられる。
が適切であることがわかる。この点、脱炭・１次再結晶
焼鈍前にCuめっきを施した場合には、脱炭・１次再結晶
焼鈍時に形成される鋼板表層のサブスケールの形成が表
面Cuによって抑制され、その結果良好な２次再結晶の進
行が妨げられて磁性が劣化するものと考えられる。
次に、表面に付着させるCuの適正量について検討した実
験について述べる。使用した最終冷延板は前述の実験と
同一のものであり、電解脱脂浴としては浴中の鉄分の濃
度が1600mg/のオルトけい酸ナトリウム溶液を使用
し、通常の処理条件で電解脱脂を行ったのち、露点55℃
の40％H2−N2雰囲気中で820℃、５分間の脱炭・１時再
結晶焼鈍を施したのち、電気めっきによって片面当たり
のCu付着量が30,63,230,400,800,1600,2000,3600および
5000mg/m2となるように、ひとつは片面のみ、他のひと
つは両面に付着させた。その後MgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布したのち、1200℃で10時間の最終仕上げ焼
鈍を施した。
験について述べる。使用した最終冷延板は前述の実験と
同一のものであり、電解脱脂浴としては浴中の鉄分の濃
度が1600mg/のオルトけい酸ナトリウム溶液を使用
し、通常の処理条件で電解脱脂を行ったのち、露点55℃
の40％H2−N2雰囲気中で820℃、５分間の脱炭・１時再
結晶焼鈍を施したのち、電気めっきによって片面当たり
のCu付着量が30,63,230,400,800,1600,2000,3600および
5000mg/m2となるように、ひとつは片面のみ、他のひと
つは両面に付着させた。その後MgOを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布したのち、1200℃で10時間の最終仕上げ焼
鈍を施した。
得られた鋼板の時期特性およびベンド特性について調べ
た結果を第３図に示す。
た結果を第３図に示す。
第３図より明らかなように、鋼板表面への適正なCu付着
量は片面当たり400〜2000mg/m2であり、Cu付着量が少な
い場合はベンド特性が劣化し、逆にCu付着量が多過ぎる
場合には磁束密度B8が劣化する。
量は片面当たり400〜2000mg/m2であり、Cu付着量が少な
い場合はベンド特性が劣化し、逆にCu付着量が多過ぎる
場合には磁束密度B8が劣化する。
またCuの付着は、両面の方がやや優れてはいるものの、
片面であっても効果に大きな差異はない。
片面であっても効果に大きな差異はない。
（作 用） この発明の素材としては、公知の製造方法、例えば転
炉、電気炉などによって製鋼し、さらに造塊−分塊法ま
たは連続鋳造法などによってスラブ（鋼片）としてたの
ち、熱間圧延によって得られた熱延コイルを用いる。
炉、電気炉などによって製鋼し、さらに造塊−分塊法ま
たは連続鋳造法などによってスラブ（鋼片）としてたの
ち、熱間圧延によって得られた熱延コイルを用いる。
この熱延板は、Siを2.0〜4.0wt％（以下単に％で示す）
程度含有する組成である必要がある。というのは、Siが
2.0％に満たないと鉄損の劣化が大きく、一方4.0％を超
えると冷間加工性が劣化するからである。
程度含有する組成である必要がある。というのは、Siが
2.0％に満たないと鉄損の劣化が大きく、一方4.0％を超
えると冷間加工性が劣化するからである。
その他の成分については、方向性けい素鋼板の素材成分
であればいずれも適用可能であるが、インヒビター成分
として、S,Se,Alの１種または２種以上を含有させる必
要がある。この時のＳの適正量は0.015〜0.025％、Seの
適正量は0.010〜0.025％、Alの適正量は0.010〜0.035％
であり、この範囲をはずれると鋼中にインヒビターを均
一微細に分散させることが困難となる。
であればいずれも適用可能であるが、インヒビター成分
として、S,Se,Alの１種または２種以上を含有させる必
要がある。この時のＳの適正量は0.015〜0.025％、Seの
適正量は0.010〜0.025％、Alの適正量は0.010〜0.035％
であり、この範囲をはずれると鋼中にインヒビターを均
一微細に分散させることが困難となる。
次に熱延板表面のスケールを除去したのち、冷間圧延に
よって最終目的板厚とするが、冷間圧延は１回または中
間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により行われる。このとき
必要に応じて熱延板の均一化焼鈍や、冷間圧延に代わる
温間圧延を施すこともできる。
よって最終目的板厚とするが、冷間圧延は１回または中
間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により行われる。このとき
必要に応じて熱延板の均一化焼鈍や、冷間圧延に代わる
温間圧延を施すこともできる。
最終板厚とした冷延板は、電解脱脂によって表面を脱脂
する。この時電解脱脂の条件は通常し使用される条件で
よいけれども、脱脂浴液としてはけい酸塩を含むものを
使用することが肝要である。すなわちオルトけい酸ナト
リウム（Na4SiO4）、メタけい酸ナトリウム（Na2Si
O3）、あるいは種々のけい酸ナトリウムの液体混合物で
あるいわゆる水ガラス等が適当である。またナトリウム
の代わりにカリウムまたはリチウムなどのけい酸塩を用
いることも可能である。いずれも金属イオンとSiとのモ
ル比はその如何を問わない。電解浴の組成は上記のけい
酸化合物の濃度を通常0.1〜10％程度とすることで脱脂
とSi付着との両方を満足でき、その他の物質の存在の有
無を問わないが、ただ浴中の鉄分の濃度を50〜5000mg/
の範囲に厳しく管理することがこの発明においては不
可欠である。
する。この時電解脱脂の条件は通常し使用される条件で
よいけれども、脱脂浴液としてはけい酸塩を含むものを
使用することが肝要である。すなわちオルトけい酸ナト
リウム（Na4SiO4）、メタけい酸ナトリウム（Na2Si
O3）、あるいは種々のけい酸ナトリウムの液体混合物で
あるいわゆる水ガラス等が適当である。またナトリウム
の代わりにカリウムまたはリチウムなどのけい酸塩を用
いることも可能である。いずれも金属イオンとSiとのモ
ル比はその如何を問わない。電解浴の組成は上記のけい
酸化合物の濃度を通常0.1〜10％程度とすることで脱脂
とSi付着との両方を満足でき、その他の物質の存在の有
無を問わないが、ただ浴中の鉄分の濃度を50〜5000mg/
の範囲に厳しく管理することがこの発明においては不
可欠である。
電解脱脂後の鋼板には、脱炭と１次再結晶焼鈍を兼ねた
湿水素中（N2バランス）での焼鈍を施す。その後、鋼板
表面にCuを付着させるが、前述したとおり、このとき付
着量は片面当たり400〜2000mg/m2とする必要がある。ま
たCu付着面は片面でも両面でも大差ないが、上記の範囲
内で一様に付着させることが肝要である。なお鋼板表面
局部において、上記範囲外のCu付着量となる個所が生じ
た場合、ベンド特性の向上と磁気特性の向上というこの
発明の目的が、その場所において適えられない結果とな
り好ましくない。
湿水素中（N2バランス）での焼鈍を施す。その後、鋼板
表面にCuを付着させるが、前述したとおり、このとき付
着量は片面当たり400〜2000mg/m2とする必要がある。ま
たCu付着面は片面でも両面でも大差ないが、上記の範囲
内で一様に付着させることが肝要である。なお鋼板表面
局部において、上記範囲外のCu付着量となる個所が生じ
た場合、ベンド特性の向上と磁気特性の向上というこの
発明の目的が、その場所において適えられない結果とな
り好ましくない。
Cuの付着方法としては、硫酸銅水溶液に浸漬するいわゆ
る置換めっきをはじめとして、電気めっきによって鋼板
表面に電着させる方法など従来公知のいかなる方法も使
用可能である。
る置換めっきをはじめとして、電気めっきによって鋼板
表面に電着させる方法など従来公知のいかなる方法も使
用可能である。
その後、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布して最終
仕上げ焼鈍を行うが、焼鈍分離剤を鋼板へ塗布する手段
としては、ロールやハケによる塗布、吹付けおよび静電
塗装などの従来公知の方法いずれを採用してもよい。
仕上げ焼鈍を行うが、焼鈍分離剤を鋼板へ塗布する手段
としては、ロールやハケによる塗布、吹付けおよび静電
塗装などの従来公知の方法いずれを採用してもよい。
最終仕上げ焼鈍後の鋼板は、未反応の焼鈍分離剤を除去
したのち、必要により上塗り絶縁コーティングや平坦化
焼鈍を施して、製品とされる。なお上塗り絶縁コーティ
ングとしては、張力付与型のコーティングが磁気特性上
とくに好ましい。
したのち、必要により上塗り絶縁コーティングや平坦化
焼鈍を施して、製品とされる。なお上塗り絶縁コーティ
ングとしては、張力付与型のコーティングが磁気特性上
とくに好ましい。
かかる手法により、磁気特性およびベント特性に優れた
方向性けい素鋼板を安定して得ることができるのであ
る。
方向性けい素鋼板を安定して得ることができるのであ
る。
実施例 実施例１ 第３表に示す種々の成分組成のうち、A,B,C,DおよびＥ
の各スラブを常法に従い、スラブ加熱後、熱間圧延し、
厚み1.6mm,2.0mm,2.4mmの熱延鋼帯としたのち、1000℃
で１分間の熱延板焼鈍後、酸洗し、それぞれ0.40mm,0.6
5mm,0.80mmの中間厚に冷間圧延した。ついで950℃で１
分間の中間焼鈍を施したのち、それぞれ0.15mm,0.23mm,
0.30mmの最終板厚に冷間圧延した。
の各スラブを常法に従い、スラブ加熱後、熱間圧延し、
厚み1.6mm,2.0mm,2.4mmの熱延鋼帯としたのち、1000℃
で１分間の熱延板焼鈍後、酸洗し、それぞれ0.40mm,0.6
5mm,0.80mmの中間厚に冷間圧延した。ついで950℃で１
分間の中間焼鈍を施したのち、それぞれ0.15mm,0.23mm,
0.30mmの最終板厚に冷間圧延した。
その後、鉄分を1200mg/含むオルトけい酸ナトリウム
浴中で、半量は無電解で、一方他の半量は電解をかけて
脱脂した。ついで脱炭・１次再結晶焼鈍を施したのち、
Cuを置換めっきにより片面当たり800mg/m2両面に一様に
付着させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してか
ら、850℃で80時間の２次再結晶焼鈍、ついで1200℃で
５時間の純化焼鈍からなる最終仕上げ焼鈍を施した。
浴中で、半量は無電解で、一方他の半量は電解をかけて
脱脂した。ついで脱炭・１次再結晶焼鈍を施したのち、
Cuを置換めっきにより片面当たり800mg/m2両面に一様に
付着させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してか
ら、850℃で80時間の２次再結晶焼鈍、ついで1200℃で
５時間の純化焼鈍からなる最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた各製品板の磁気特性とベンド特性を第
４表に示す。
４表に示す。
実施例２ 第３表中、F,G,Hの各スラブを常法に従い、スラブ加熱
後、熱間圧延して2.3mm厚の熱延鋼帯としたのち、酸洗
し、0.75mmの中間厚に冷間圧延した。ついで950℃で１
分間の中間焼鈍後、0.30mmの最終板厚に冷間圧延したの
ち、３分割し、鉄分を22mg/、240mg/および8400mg/
含有するオルトけい酸カリウム浴中でそれぞれ電解脱
脂した。
後、熱間圧延して2.3mm厚の熱延鋼帯としたのち、酸洗
し、0.75mmの中間厚に冷間圧延した。ついで950℃で１
分間の中間焼鈍後、0.30mmの最終板厚に冷間圧延したの
ち、３分割し、鉄分を22mg/、240mg/および8400mg/
含有するオルトけい酸カリウム浴中でそれぞれ電解脱
脂した。
その後、脱炭・１次再結晶焼鈍を施したのち、電気めっ
きによってCuを片面当たり1600mg/m2両面に一様に付着
させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、
昇温時に２次再結晶せしめ、1200℃で10時間の最終仕上
げ焼鈍を施した。
きによってCuを片面当たり1600mg/m2両面に一様に付着
させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、
昇温時に２次再結晶せしめ、1200℃で10時間の最終仕上
げ焼鈍を施した。
かくして得られた各製品板の磁気特性とベンド特性を第
５表に示す。
５表に示す。
実施例３ 第３表中、I,J,K,L,M,N,O,P,Q,RおよびＳの各スラブを
常法に従い、スラブ加熱後、熱間圧延して2.0mm厚の熱
延鋼帯とした。ついで1000℃で１分間の熱延板焼鈍後、
酸洗し、1.50mmの中間厚に冷間圧延したのち、1100℃で
１分間の急冷を伴う中間焼鈍を挟んで0.75mmの板厚に冷
間圧延した。その後張力連続炉で350℃で１分間の時効
処理を施した後、再び常温まで冷却し、冷間圧延によっ
て0.23mmの最終板厚に仕上げた。
常法に従い、スラブ加熱後、熱間圧延して2.0mm厚の熱
延鋼帯とした。ついで1000℃で１分間の熱延板焼鈍後、
酸洗し、1.50mmの中間厚に冷間圧延したのち、1100℃で
１分間の急冷を伴う中間焼鈍を挟んで0.75mmの板厚に冷
間圧延した。その後張力連続炉で350℃で１分間の時効
処理を施した後、再び常温まで冷却し、冷間圧延によっ
て0.23mmの最終板厚に仕上げた。
ついで鉄分を800mg/含むオルトけい酸ナトリウム浴中
で電解脱脂を施したのち、脱炭・１次再結晶焼鈍を施し
た。その後各コイルを３分割し、置換めっきによってCu
を片面当たりそれぞれ150mg/m2,1200mg/m2,3500mg/m2両
面に一様に付着させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を
塗布してから、昇温時に２次再結晶せしめ、1200℃で10
時間の最終仕上げ焼鈍を施した。
で電解脱脂を施したのち、脱炭・１次再結晶焼鈍を施し
た。その後各コイルを３分割し、置換めっきによってCu
を片面当たりそれぞれ150mg/m2,1200mg/m2,3500mg/m2両
面に一様に付着させ、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を
塗布してから、昇温時に２次再結晶せしめ、1200℃で10
時間の最終仕上げ焼鈍を施した。
かくして得られた各製品板の磁気特性とベンド特性を第
６表に示す。
６表に示す。
（発明の効果） かくしてこの発明によれば、磁気特性はいうまでもなく
ベンド特性に優れた方向性けい素鋼板を得ることができ
有利である。
ベンド特性に優れた方向性けい素鋼板を得ることができ
有利である。
第１図a,bおよびｃはそれぞれ、脱脂処理を種々の方法
で行った後、Cuを一様付着させたから、種々の温度で保
持したときの、保持温度とCuの表面からの浸透深さとの
関係を示したグラフ、 第２図は、電解脱脂浴中の鉄分濃度とB8およびベンド特
性との関係を示したグラフ、 第３図は、鋼板片面当たりのCu付着量とB8およびベンド
特性との関係を示したグラフである。
で行った後、Cuを一様付着させたから、種々の温度で保
持したときの、保持温度とCuの表面からの浸透深さとの
関係を示したグラフ、 第２図は、電解脱脂浴中の鉄分濃度とB8およびベンド特
性との関係を示したグラフ、 第３図は、鋼板片面当たりのCu付着量とB8およびベンド
特性との関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅 孝宏 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 貞頼 捷雄 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】インヒビターとしてS,SeおよびAlのうちか
ら選んだ１種または２種以上を含有するけい素鋼用スラ
ブを、熱間圧延し、ついで１回または中間焼鈍を挟む２
回の冷間圧延を施して最終板厚としたのち、脱炭・１次
再結晶焼鈍を施し、その後鋼板表面にMgOを主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布してから、２次再結晶焼鈍および純
化焼鈍を施す一連の工程によって方向性けい素鋼板を製
造するに当り、 ａ）最終冷延後、溶液中の鉄分が50〜5000mg/である
けい酸塩系電解脱脂浴中で電解脱脂を行うこと、 ｂ）引き続く脱炭・１次再結晶焼鈍後、鋼板表面にCuを
片面当たり400〜2000mg/m2の範囲で一様に付着させるこ
と を特徴とする磁気特性およびベンド特性に優れた方向性
けい素鋼板の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037155A JPH0742505B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法 |
| US07/656,787 US5127971A (en) | 1990-02-20 | 1991-02-15 | Method of producing grain oriented silicon steel sheets having improved magnetic properties and bending properties by electrolytic degreasing |
| CA002036647A CA2036647C (en) | 1990-02-20 | 1991-02-19 | Method of producing grain oriented silicon steel sheets having improved magnetic properties and bending properties |
| KR1019910002734A KR0178537B1 (ko) | 1990-02-20 | 1991-02-20 | 자기 특성과 굽힘 특성이 우수한 방향성 규소 강판의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2037155A JPH0742505B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03240922A JPH03240922A (ja) | 1991-10-28 |
| JPH0742505B2 true JPH0742505B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=12489713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2037155A Expired - Lifetime JPH0742505B2 (ja) | 1990-02-20 | 1990-02-20 | 磁気特性およびベンド特性に優れた方向性けい素鋼板の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| US (1) | US5127971A (ja) |
| JP (1) | JPH0742505B2 (ja) |
| KR (1) | KR0178537B1 (ja) |
| CA (1) | CA2036647C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2971366B2 (ja) * | 1995-06-01 | 1999-11-02 | 東洋鋼鈑株式会社 | 焼鈍時の密着防止処理を施したニッケルめっき鋼板およびその製造法 |
| US9574093B2 (en) * | 2007-09-28 | 2017-02-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Methods for coating a metal substrate and related coated metal substrates |
| KR101149792B1 (ko) * | 2009-10-01 | 2012-06-08 | 주식회사 포스코 | 저철손 고자속밀도 방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
| CN107326348A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-11-07 | 电子科技大学 | 一种基于化学镀多孔铜提升磁芯电感品质值的方法及相关化学镀铜液 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1116679B (it) * | 1977-12-16 | 1986-02-10 | Centro Speriment Metallurg | Perfezionamento nel procedimento di produzione di lamierino di acciaio al silicio per impieghi magnetici |
| US4642141A (en) * | 1984-05-24 | 1987-02-10 | Kawasaki Steel Corporation | Method for producing grain-oriented silicon steel sheets |
| JPS61190020A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-23 | Kawasaki Steel Corp | 磁気特性の優れた方向性けい素鋼板の製造方法 |
| US4975127A (en) * | 1987-05-11 | 1990-12-04 | Kawasaki Steel Corp. | Method of producing grain oriented silicon steel sheets having magnetic properties |
-
1990
- 1990-02-20 JP JP2037155A patent/JPH0742505B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-15 US US07/656,787 patent/US5127971A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-19 CA CA002036647A patent/CA2036647C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-20 KR KR1019910002734A patent/KR0178537B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5127971A (en) | 1992-07-07 |
| CA2036647C (en) | 1999-03-30 |
| CA2036647A1 (en) | 1991-08-21 |
| JPH03240922A (ja) | 1991-10-28 |
| KR0178537B1 (ko) | 1999-02-18 |
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