JPH08143960A - 磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法

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JPH08143960A
JPH08143960A JP6282297A JP28229794A JPH08143960A JP H08143960 A JPH08143960 A JP H08143960A JP 6282297 A JP6282297 A JP 6282297A JP 28229794 A JP28229794 A JP 28229794A JP H08143960 A JPH08143960 A JP H08143960A
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    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775Fe-Si based alloys in the form of sheets

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電気機器鉄心材料として使用され
る、磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の
製造方法を提供するものである。 【構成】 無方向性電磁鋼板の製造において、C:0.
005%以下、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1
〜1.5%、S:0.003%以下、N:0.002%
以下、Ti:0.003%以下、V:0.003%以
下、Nb:0.005%以下を含有する鋼を、熱間圧延
後、700℃以上A1 点以下の温度で捲き取り、冷間圧
延、連続仕上焼鈍、あるいは連続仕上焼鈍後に、圧下率
2〜12%でスキンパス圧延を施すことにより、磁束密
度が高くかつ鉄損が低い、優れた磁気特性を有する無方
向性電磁鋼板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器鉄心材料とし
て使用される、磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性
電磁鋼板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】1970年代の石油危機以来、電気機
器、特に、無方向性電磁鋼板がその鉄心材料として使用
される回転機および中、小型変圧器等の分野において
は、世界的な電力・エネルギー節減、さらには、最近の
フロンガス規制等の地球環境保全の動きの中で、省エネ
ルギー化、小型化を中心とした高効率化の動きが全世界
的に定着しつつある、このため、無方向性電磁鋼板に対
しても、その特性向上、すなわち高磁束密度かつ低鉄損
化への要請がますます強まってきている。
【0003】ところで、無方向性電磁鋼板においては、
従来より、低鉄損化の手段として、一般に、電気抵抗増
大による渦電流損低減の観点から、SiあるいはAl等
の含有量を高める方法がとられてきた。しかし、この方
法では反面、磁束密度の低下は避け得ないという問題点
があった。一方、高磁束密度化の手段としては、冷延圧
下率を適正範囲に制御すること、あるいは、熱延板焼鈍
を施すことなどの製造プロセス的な工夫がなされてきた
が、いずれも、生産性の低下や製造コストアップ等を余
儀なくされていた。
【0004】さらに、特開昭58−151453号公
報、特開昭59−157259号公報、特開昭61−0
67753号公報、特開昭58−147563号公報、
特開昭62−180014号公報等には高磁束密度化と
低損化を同時に達成する手段として、Sn,Cu,Sb
等の元素添加と製造プロセス条件の組み合わせによる方
法が記載されているが、これらの元素の単独あるいは複
合添加によるコストアップ、さらには、製造プロセスと
して、熱延板焼鈍等が必要となるため、生産性の低下や
一層の製造コストアップを招くという、工業生産上の問
題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み本発明は、
磁束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造
方法を、生産性の低下や製造コストアップを極力抑えた
製造プロセスで提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋼成分の
高純度化と製造プロセス条件との組み合わせで、製品板
の集合組織を磁気的性質に望ましい(100)もしくは
(110)集合組織に発達させ、かつ磁気的性質に望ま
しくない(111)集合組織を抑制することにより、高
磁束密度かつ低鉄損の無方向性電磁鋼板が得られないか
との観点から鋭意研究を積み重ねてきた。その結果、S
およびN含有量を低減し、さらに、Ti,V,Nb含有
量をも低減して高純度化し、かつ、熱間圧延の捲き取り
温度を制御することにより、磁束密度を高くし、かつ鉄
損を同時に低くできることを究明した。
【0007】本発明は上記の知見に基づきなされたもの
であり、その要旨は、重量%で、C:0.005%以
下、 Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜1.
5%を含有し、残部がS :0.003%以下、 N
:0.002%以下、Ti:0.003%以下、 V
:0.003%以下、Nb:0.005%以下 ほ
か不可避不純物元素より成る鋼を、熱間圧延後、700
℃以上A1 点以下の温度で捲き取り、次いで一回または
中間焼鈍をはさんだ二回以上の冷間圧延を行い、連続焼
鈍するところにある。また、他の要旨は、冷間圧延後の
前記連続焼鈍の後に、圧下率:2〜12%でスキンパス
圧延することろにある。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の鋼成分の限定理由について述べる。Cは鉄損を高
める有害な成分で、磁気時効の原因ともなるので、0.
005%以下とする。Siは前記のように電気抵抗を増
大させて渦電流損を低減することにより鉄損を低下させ
る作用のある成分であり、この作用を奏するためには
0.1%以上含有させる必要がある。一方、その含有量
が増えると、前記のように磁束密度が低下し、また冷延
等の作業性の劣化、さらにはコスト高ともなるので2.
0%以下とする。Mnも電気抵抗を高めて鉄損を低下さ
せる効果があり、このためには0.1%以上含有させる
必要がある。一方、その含有量が増えると、Siの場合
と同様に磁束密度が低下し、またコスト高をも招くの
で、1.5%以下とする。
【0009】ところで、無方向性電磁鋼板の磁気特性を
向上させるためには、前記のように、製品板の集合組織
を磁気的性質に望ましい(100)もしくは(110)
集合組織に発達させ、かつ磁気的性質に望ましくない
(111)集合組織を抑制することが重要で、ヒステリ
シス損の低減と磁束密度の向上を同時に達成することが
できる。このような集合組織改善によるヒステリシス損
の低減と磁束密度の向上、および前記のSi,Mn等の
添加による渦電流損の低減とが相まって、目的とする高
磁束密度かつ低鉄損の無方向性電磁鋼板が得られる。
【0010】無方向性電磁鋼板の製品板集合組織を、
(100)もしくは(110)集合組織に発達させ、か
つ(111)集合組織を抑制するためには、冷延圧延前
の熱延板の結晶粒径を大径化し、かつ集合組織をランダ
ム化しておくことが望ましい。このためには、熱間圧延
後、冷間圧延までの間に、熱延板の再結晶およびその後
の結晶粒成長を十分に促進させておく必要がある。S含
有量が0.003%を超えると、MnS等の硫化物の析
出により、熱間圧延後の再結晶および結晶粒成長が抑制
され、熱延板の結晶粒径の大径化、集合組織のランダム
化が阻害される。また、N含有料が0.002%を超え
たり、あるいは、Ti含有量、V含有量、Nb含有量が
それぞれ0.003%、0.003%、0.005%を
超えると、TiN,VN,NbN等の窒化物の析出が顕
著になり、MnS等の硫化物の場合と同様に、熱間圧延
後の再結晶および結晶粒成長が抑制される。
【0011】上記の成分以外は鉄および不可避不純物元
素であるが、鋼の電気抵抗を高めて低損を低下させる目
的で、必要に応じてAlを添加してもよい。この場合、
Alは0.1%以上含有させる必要があり、一方、その
含有量が増えると磁束密度が低下するので2.0%以下
とする。また、需要家での歪取り焼鈍時の窒化や酸化を
防止する目的で、必要に応じてBを添加してもよい。こ
のためには0.003%以上含有させる必要があり、一
方、その含有量が増えても、磁束密度の低下や熱間脆性
等を招くので、0.0060%以下とする。さらに、鋼
の硬度を高め、需要家での打抜性を高める目的で、必要
に応じてPを添加してもよい、この場合、その含有量が
0.15%を超えると鋼が脆化し、圧延作業性、加工性
が劣化するので、0.15%以下とする。
【0012】前記成分から成る鋼は、転炉あるいは電気
炉等で溶製し、連続鋳造あるいは造塊後の分塊圧延によ
り鋼スラブとする。次いで、この鋼スラブは所望温度に
加熱後、熱間圧延する。この場合、熱間圧延後の捲き取
り温度は700℃以上とする。捲き取り温度が700℃
未満では、熱間圧延後の再結晶およびその後の結晶粒成
長を十分に行わしめることができず、熱延板の結晶粒径
の大径化および集合組織のランダム化が阻害される。一
方、捲き取り温度がA1 点を超えると、捲き取り後にγ
→α変態が生じ、熱間圧延後の熱延板の再結晶および結
晶粒成長を阻害する。このため、熱間圧延後の捲き取り
温度はA1 点以下とする。次いで、一回の冷間圧延、ま
たは中間焼鈍をはさんだ二回以上の冷間圧延により所定
の板厚とし、再結晶および結晶粒成長のための連続仕上
焼鈍を施す。
【0013】以上で無方向性電磁鋼板が製造されるが、
次いで、必要に応じてスキンパス圧延を圧下率2〜12
%で行い、これにより、需要家で所定の形状に打ち抜き
加工後に歪取焼鈍が施される、いわゆるセミプロセスタ
イプの無方向性電磁鋼板が製造される。スキンパス圧延
の圧下率を2〜12%とするのは、2%未満では、素材
に均一に歪が導入されず、歪取焼鈍時に歪誘起結晶粒成
長が十分には生じないため、磁気特性、特に鉄損の低減
が難しい。一方、12%を超えると、素材に均一に歪は
導入されるものの、結晶粒成長核が増大しすぎ、歪取焼
鈍時の結晶粒成長が飽和するため、むしろ結晶粒は微細
化傾向となり、磁気特性が劣化する。
【0014】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 [実施例1]表1に示した成分の鋼を、2.5mm厚に熱
間圧延後、同表に示した条件で捲き取り、次いで、0.
50mm厚に冷間圧延した後、750℃で30秒間の連続
仕上焼鈍を施した。その後、エプスタイン試料に切断
し、750×2時間の歪取焼鈍を行い、磁気特性を測定
した。その測定結果も併せて同表に示した。尚、本実施
例の鋼成分の場合、A1 点は約900℃であった。本発
明により、著しく磁束密度が高く、かつ鉄損が低い無方
向性電磁鋼板の製造が可能であることが明らかである。
【0015】
【表1】
【0016】[実施例2]表2に示した成分の鋼を、
2.8mm厚に熱間圧延後、同表に示した条件で捲き取
り、次いで、0.50mm厚に冷間圧延後、850℃で3
0秒間の連続仕上焼鈍を施した。その後、エプスタイン
試料に切断し、750×2時間の歪取焼鈍を行い、磁気
特性を測定した。その結果も併せて同表に示した。本実
施例の鋼成分の場合、A1 点は約820℃であった。本
発明により、著しく磁束密度が高く、かつ鉄損が低い無
方向性電磁鋼板の製造が可能である。
【0017】
【表2】
【0018】[実施例3]前記、実施例2で用いた鋼
を、熱間圧延後の捲き取りまでは実施例2と同一条件で
処理し、次いで、0.55mm厚に冷間圧延した後、84
0℃で30秒間、連続仕上焼鈍を施し、次いで、圧下率
9%でスキンパス圧延を行い、0.50mm厚とした。そ
の後、エプスタイン試料に切断し、750×2時間の歪
取焼鈍を施し、磁気特性を測定した。その測定結果を表
3に示す。本発明により、著しく磁束密度が高く、かつ
鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造が可能であることが
わかる。
【0019】
【表3】
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁束密
度が高く、かつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板が、生産性
の低下や製造コストアップを極力抑えた製造プロセスに
より得られ、電気機器の高効率化の動きの中で、その鉄
心材料である無方向性電磁鋼板に対してなされる要請に
十分に応えることができ、その工業的価値は極めて高い
ものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.005%以下、 Si:0.1〜2.0%、 Mn:0.1〜1.5%を含有し、残部が S :0.003%以下、 N :0.002%以下、 Ti:0.003%以下、 V :0.003%以下、 Nb:0.005%以下、 ほか不可避不純物元素より
    成る鋼を、熱間圧延後、700℃以上A1 点以下の温度
    で捲取り、次いで一回または中間焼鈍をはさんだ二回以
    上の冷間圧延を行い、連続焼鈍することを特徴とする磁
    束密度が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C :0.005%以下、 Si:0.1〜2.0%、 Mn:0.1〜1.5%を含有し、残部が S :0.003%以下、 N :0.002%以下、 Ti:0.003%以下、 V :0.003%以下、 Nb:0.005%以下、 ほか不可避不純物元素より
    成る鋼を、熱間圧延後、700℃以上A1 点以下の温度
    で捲き取り、次いで一回または中間焼鈍をはさんだ二回
    以上の冷間圧延を行い、連続焼鈍した後、2〜12%の
    圧下率でスキンパス圧延することを特徴とする磁束密度
    が高くかつ鉄損が低い無方向性電磁鋼板の製造方法。
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