JPH08225900A

JPH08225900A - 絶縁被膜特性の優れるグラス被膜を有しない厚手方向性電磁鋼板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08225900A
Application number: JP3103895A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Yoshitomi; 康成吉冨; Osamu Tanaka; 収田中; Maremizu Ishibashi; 希瑞石橋; Kimihiko Sugiyama; 公彦杉山
Original assignee: Nittetsu Plant Designing Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Plant Designing Corp
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-09-03
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2953978B2

Abstract

(57)【要約】【目的】切断性、打ち抜き性、密着性等の加工性が優
れた厚手方向性電磁鋼板とその表面処理技術を提供す
る。【構成】最終板厚０．３５mm以上とした冷延板を脱炭
焼鈍し、窒化焼鈍を行った後焼鈍分離剤としてＭｇＯに
対しハロゲン化合物の１種又は２種以上をそのハロゲン
元素のトータルで２，０００〜２０，００００ppm の範
囲で配合したスラリーを塗布し、昇温時８００〜１１０
０℃の平均昇温率を１２℃／Hr以下で仕上げ焼鈍し、そ
の被膜張力が０．４kg／mm²以下となるように絶縁被膜
剤を焼き付け処理することにより、絶縁被膜特性の優れ
るグラス被膜を有しない厚手方向性電磁鋼板が製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はグラス被膜（フォルステ
ライト、スピネル被膜）を有しない（グラスレス）厚手
方向性電磁鋼板に関わり、切断性、打ち抜き性との加工
性が優れると共に、特に密着性の優れるグラス被膜を有
しない厚手方向性電磁鋼板とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】方向性電磁鋼板は一般に軟磁性材料とし
て、主としてトランスその他の電気機器の鉄心材料とし
て使用されるもので、磁気特性として励磁特性と鉄損特
性の良好なものが要求される。良好な磁気特性を得るた
めには、磁化容易軸である〈００１〉を圧延方向に高度
に揃えることが重要である。また、板厚、結晶粒度、固
有抵抗、被膜特性も磁気特性に大きい影響を与えるため
重要である。

【０００３】結晶の方向性については、ＡｌＮをインヒ
ビターとして利用した高圧下最終冷延率を特徴とする方
法により、大幅に向上し、現在では磁束密度が理論値に
近いものまで製造できるようになっている。一方、方向
性電磁鋼板の需要家における使用時に磁気特性と共に重
要なのは被膜特性と加工性である。通常、方向性電磁鋼
板は最終仕上げ焼鈍時に形成するグラス被膜と絶縁被膜
によって表面処理がなされている。グラス被膜は焼鈍分
離剤のＭｇＯと脱炭焼鈍時に形成する酸化物のＳｉＯ₂
との反応物フォルステライト（Ｍｇ₂ＳｉＯ₄）を主成
分とし、インヒビターとして用いられるＡｌＮの分解に
より生じるＡｌ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂，ＭｇＯ等によるスピ
ネル系化合物よりなる被膜である。

【０００４】このグラス被膜は、硬質で耐摩耗性が強
く、トランス鉄心加工時におけるスリット、切断、打ち
抜き等の際の工具類の耐摩耗性に著しい影響を及ぼす。
例えば、グラス被膜を有する方向性電磁鋼板の打ち抜き
加工を行う場合には、金型の摩耗が生じ、数千回程度の
打ち抜きによって打ち抜いたシートの返りが使用時に問
題を生じる程大きくなる。このため、金型の再研磨或い
は新品との取り替え等が必要になり、需要家における鉄
心加工時の作業効率低下やコストアップをもたらすこと
になる。同様にして、スリット性、切断性等についても
グラス被膜による悪影響が問題である。

【０００５】このグラス被膜は、方向性電磁鋼板の磁気
特性についてはその被膜張力によって鉄損の改善が得ら
れ、磁束密度が高い素材の場合にはこの効果が著しく、
被膜のない場合に比較し、２０％程度の鉄損改善効果が
得られる。しかし、その形成状態、特に被膜厚みの増加
や内部酸化層の存在によって磁束密度の低下や磁区細分
化に際しての鉄損改善効果に悪影響を及ぼす。しかし、
一方では、グラス被膜は形成過程で微細且つ緻密に発達
するその構造から絶縁被膜全体としての鋼板面への密着
性に対し重要な役割を持つ。

【０００６】前記グラス被膜を有さない方向性電磁鋼板
においては、グラス被膜によるアンカー効果がないた
め、絶縁被膜の密着性が不利になる。特に板厚の厚い材
料においては絶縁被膜の密着性が十分に得られず、スリ
ット、切断、打ち抜き時の額縁剥離のみでなはく、曲げ
加工や歪取り焼鈍による剥離が生じたり、極端な場合に
は、製造ラインにおいて絶縁被膜処理焼き付け時に鋼板
面から脱落する場合がある。このため、グラス被膜を有
さない方向性電磁鋼板の製造における絶縁被膜の密着性
向上技術の開発は重要である。

【０００７】グラス被膜を有しない方向性電磁鋼板の製
造方法としては、特開昭６４−６２４１７号公報には、
脱炭焼鈍を８００〜８５０℃の温度で雰囲気のＰ H₂O
／ＰH₂を０．２５〜０．５５として行い、マグネシア
１００重量部に対してアルカリ金属又はアルカリ土類金
属の塩化物の１種又は２種以上を２〜４０重量部配合し
てなる焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍することを特徴
とする金属光沢を有する方向性電磁鋼板の製造方法が述
べらている。これにより、焼鈍分離剤中の塩化物が酸化
物中のＳｉＯ₂の分解を行い、グラス被膜の形成に至ら
せないもので、飛躍的な打ち抜き性の向上が得られてい
る。

【０００８】さらに、近年では、磁気特性の優れた厚い
板厚のグラス被膜の少ない一方向性電磁鋼板を得る方法
を開示したものとして、特開平６−１７３０１９号公報
がある。これはスラブを１２８０℃未満の低温で加熱し
た後、熱延、熱延板焼鈍を施すことなく引き続き圧下率
６０〜７９％の冷延を行い、次いで脱炭焼鈍し、焼鈍分
離剤を塗布し、仕上げ焼鈍し、絶縁被膜剤を塗布する
０．４〜１．０mm厚の厚手一方向性電磁鋼板の製造方法
において、熱延終了温度を８００〜１１００℃とし、熱
延の最終３パスの累積圧下率を４０％以上とし、冷延の
パス間の鋼板の温度を２５０℃以下とし、脱炭焼鈍後最
終仕上げ焼鈍開始までの一次再結晶粒の平均粒径を１８
〜３０μｍとし、熱延後から最終仕上げ焼鈍の開始まで
の間に窒化処理をし、焼鈍分離剤としてＭｇＯ１００重
量部に対しＬｉ，Ｋ，Ｎａ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｚｎ，
Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｒ，Ｓｎ，Ａｌの塩化物、硝酸塩、硫化
物、硫酸塩の中から選ばれる１種又は２種以上を２〜３
０重量部添加した焼鈍分離剤を塗布することにより、磁
気特性の優れた厚い板厚のグラス被膜を少ない一方向性
電磁鋼板の製造方法を提供するものである。

【０００９】これらの先行技術は何れもグラス被膜を有
さない板厚の厚いグラス被膜を有しないか、グラス被膜
の少ないいわゆるグラスレス方向性電磁鋼板に関するも
のであり、グラスレス化により打ち抜き性、切断性等の
加工性の顕著な改善が得られている。しかし、これらの
従来技術における絶縁被膜の処理においては、その表面
状態によっては十分な加工性や絶縁被膜の密着性が得ら
れず、製品の総合的な被膜性能を考慮すると未だ十分な
技術であるとはいえない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、厚い
板厚のグラスレス方向性電磁鋼板の製造において、鋼板
表面のグラス被膜の形成を、従来のグラスレス材の製造
技術に比較して、より確実に阻止して、加工性、密着性
の優れた製品とその製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の製品を得るため
には、出発材に鋼成分として重量比でＣ；０．０２１〜
０．０７５％、Ｓｉ；２．５〜４．５％、酸可溶Ａｌ；
０．０１０〜０．０４０％、Ｎ；０．００３０〜０．０
１３０％、Ｓ≦０．０１４０％、Ｍｎ；０．０５〜０．
４５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避の不純物からなる
電磁鋼スラブを用い、このスラブを１２８０℃未満の温
度に加熱後、熱延し、１回又は中間焼鈍を挟む２回以上
の冷延を行い、最終板厚とした後、次いで脱炭焼鈍し、
窒化処理をし、焼鈍分離剤を塗布した後、高温仕上げ焼
鈍し、ヒートフラットニングと絶縁被膜の塗布焼き付け
を行うことからなる製造方法による。

【００１２】即ち、本発明では、スラブ加熱段階ではイ
ンヒビター元素、例えばＡｌ，Ｎ，Ｍｎ，Ｓ等の鋼中へ
の溶解を行わず、脱炭焼鈍後、材料を強還元雰囲気中で
窒化処理を行うことにより、（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを主成分
とするインヒビターを形成させ、焼鈍分離剤としてハロ
ゲン化合物をＭｇＯ１００重量部当たりハロゲン元素の
トータル量として２，０００〜２００，０００ppm の範
囲で配合したスラリーを塗布し、最終仕上げ焼鈍として
昇温時８００〜１１００℃における平均昇温率１２℃／
Hr以下で仕上げ焼鈍後、仕上げ焼鈍過程でグラスレス化
と良好な二次再結晶を発達させた後、その張力を一定以
下に保って絶縁被膜剤を焼き付け処理することを基本工
程とする。

【００１３】このような成分と工程による本発明のグラ
スレスで板厚の厚い密着性の優れる方向性電磁鋼板の製
造においては、焼鈍分離剤塗布、仕上げ焼鈍及び絶縁被
膜塗布の過程での表面処理方法に特徴がある。最終冷延
された素材は先ず、連続ラインにおいて脱炭焼鈍され
る。この脱炭焼鈍により鋼中のＣの除去と一次再結晶が
行われ、同時に鋼板表面にＳｉＯ₂を主成分とする酸化
膜の形成が行われる。この脱炭焼鈍は８００〜８７５℃
でＮ₂＋Ｈ₂雰囲気中でＰ H₂O ／Ｐ H₂を制御して行
われる。

【００１４】次いで、脱炭焼鈍の後半、脱炭焼鈍終了後
或いは別ラインにおいて窒化処理が行われる。この際の
窒化量は１５０〜３００ppm として行われる。この後、
焼鈍分離剤を塗布し、乾燥してコイルに巻き取られる。
この際、本発明の第一の特徴である焼鈍分離剤として
は、ＭｇＯに対し、Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，
Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｃｄ，Ａ
ｌ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｂの中から選ばれるハロ
ゲン化合物の１種又は２種以上がハロゲン元素量のトー
タルとして２，０００〜２００，０００ppm の範囲で添
加して用いられる。

【００１５】引き続き行われる本発明の第二の特徴であ
る最終仕上げ焼鈍は、本発明の工程においてはグラスレ
ス化をより確実に得るために重要である。即ち、本発明
のように脱炭焼鈍後に窒化処理を行い、（Ａｌ，Ｓｉ）
Ｎを主体とするインヒビターを形成し、焼鈍分離剤と仕
上げ焼鈍条件によってグラスレスで且つ良好な二次再結
晶を有する鋼板を得ようとする場合には、焼鈍時の雰囲
気と昇温時の加熱速度が重要である。本発明において
は、この対策として、最終仕上げ焼鈍として昇温時８０
０〜１１００℃における平均昇温率１２℃／Hr以下で仕
上げ焼鈍が行われる。

【００１６】本発明のようにインヒビターとしてＭｎＳ
を殆ど使用せず、（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを形成し、後にＡｌ
Ｎへと変化が行われるプロセスにおいては、二次再結晶
開始温度が通常の方向性電磁鋼板より高く、１１００℃
前後である。このため、二次再結晶開始領域まで、グラ
スレス化反応や酸化抑制を行いながらインヒビターを安
定に保つ必要がある。これは、昇温過程の条件が雰囲気
ガスからの窒素の吸収やグラスレス過程における脱窒に
よるインヒビターの分解に界面状態が多大な影響をもた
らすからである。このため、本発明のように特別な仕上
げ焼鈍サイクルを用いないと均一なグラスレス状態と良
好な二次再結晶の鋼板が得られない。仕上げ焼鈍条件と
しては、グラス被膜の均一な分解を行わせる時期の８０
０〜１１００℃の条件としてＮ₂＋Ｈ₂雰囲気で平均加
熱速度を１２℃／Hr以下として徐々に昇温するか一定の
温度で均熱保持を行う。

【００１７】このように処理されたグラスレス方向性電
磁鋼板は、連続ラインにおいて絶縁被膜処理及び形状矯
正と歪取りを兼ねてヒートフラットニング処理が行われ
る。この際の本発明の第三の特徴である絶縁被膜処理
は、良好な密着性を得るために重要である。本発明材の
ような板厚の厚いグラスレス方向性電磁鋼板において
は、従来の絶縁被膜の処理方法では、絶縁被膜の密着性
や加工性を良好に確保することが困難である。

【００１８】即ち、絶縁被膜の成分や焼き付け条件を適
正に制御しなければ、前記密着性や加工性が極めて劣
り、焼き付け処理の冷却過程で絶縁被膜が鋼板面から脱
落や発泡が生じる。また、造膜が実現したとしても、打
ち抜き、切断、曲げ等の鉄心加工工程で通常額縁剥離と
呼ばれる加工部付近の剥離や加工衝撃による被膜剥離の
伝播が生じる。

【００１９】この対策として、本発明者等は、グラスレ
ス方向性電磁鋼板用の絶縁被膜として、被膜成分による
被膜張力制御と焼き付け条件に着目して検討した。その
結果、被膜張力が０．４kg／mm²以下の絶縁被膜を焼き
付け時の加熱条件を制御して処理すれば前記問題点が解
決できることを見いだした。

【００２０】即ち、従来のグラス被膜を有する方向性電
磁鋼板の絶縁被膜処理は、鉄損、磁歪特性を改善するた
めにコロイダルシリカと燐酸塩の比率を適正に制御し、
張力付与型の絶縁被膜の処理が行われてきた。これに代
えて、本発明では、新規な組成の低張力被膜剤を用いる
か、リン酸塩−コロイダルシリカ系被膜の場合には、張
力効果の少ない領域の成分系で絶縁被膜を一定の加熱条
件と付着量の下で処理するものである。

【００２１】この絶縁被膜成分としては、（ａ）燐酸１００重量部とＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＣａＯの１種又は２種以上１５〜３５重量部及びク
ロム酸、ほう酸、珪酸化合物の１種又は２種以上０．５
〜１０重量部（ｂ）Ａｌ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃａの第一燐酸塩１００重量
部に対し、コロイダルシリカ８０〜２００重量部とクロ
ム化合物を４〜２２重量部が用いられ、連続ラインにおいて８００〜９００℃で焼
き付け処理される。この際の塗布条件としては、絶縁被
膜の乾燥・焼き付け後の塗布量で２〜６ｇ／ｍ²であ
り、その被膜張力は０．４kg／mm²以下になるように処
理される。

【００２２】次に、本発明における構成要件の限定理由
について述べる。先ず、本発明のグラスレス方向性電磁
鋼板としては、鋼板表面のフォルステライト、スピネル
等の物質の合計量がＭｇＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃とし
て０．４５ｇ／ｍ²以下である。これは、これら酸化物
物質は鉄心加工工程における切断、打ち抜き等の加工性
の劣化をもたらすためで、特に、回転機用の鉄心の打ち
抜き加工では問題が大きい。０．４５ｇ／ｍ²超では、
これらの良好な加工性が得られないため制限される。ま
た、本発明の製品においては、絶縁被膜により生じる面
張力が０．４kg／mm²以下である。これは、本発明のよ
うに極めて良好なグラスレス素材を得る場合には、従来
の方向性電磁鋼板のようにグラス被膜の根によるアンカ
ー効果が全くない。このため、絶縁被膜の密着性が悪
く、被膜張力が大きいほど密着性が劣るためである。絶
縁被膜による張力が０．４kg／mm²超では絶縁被膜の鋼
板面への密着性が低下し、極端な場合、絶縁被膜塗布工
程の冷却時に鋼板面から脱落する。

【００２３】また、鋼板厚みは０．３５mm以上である。
本発明材ではグラスレス且つ低張力の絶縁被膜による製
品を提供するのが特徴である。方向性電磁鋼板において
は、被膜張力による鉄損改善効果を利用して低鉄損材を
得ることが近年の重要な技術の一つである。このため、
本発明のように低張力被膜を適用する場合には、板厚が
厚い場合に適用が制限される。板厚０．３５mm超では、
張力による鉄損改善効果が殆どないため、問題が生じな
い。

【００２４】次に、本発明の製造方法の限定理由につい
て述べる。先ず、出発材として使用する素材スラブの成
分組成の限定理由は次の通りである。Ｃはその含有量が
０．０２１％未満では二次再結晶が不安定になり、二次
再結晶した場合にも製品の磁束密度がＢ₈で１．８０Te
sla 程度と低いものになる。一方、０．０７５％超にな
ると脱炭に長時間を要するため、生産性を阻害する。Ｓ
ｉはその含有量によって固有抵抗が変化する。２．５％
未満では良好な鉄損特性が得られない。一方、４．５％
超と多くなると冷延時に割れや破断が多発し、安定した
冷延作業を困難にする。本発明の出発材の成分系におけ
る特徴の一つは、Ｓを０．０１４０％以下とすることに
ある。

【００２５】従来の公知技術、例えば特公昭４７−２５
２２０号公報に開示されている技術においては、ＳはＭ
ｎＳとして二次再結晶を生起させるのに必要な析出物を
形成する元素で、前記公知技術においてＳが最も効果を
発現する含有範囲があり、それは熱延に先だって行われ
るスラブ加熱段階でＭｎＳを固溶できる量として規定さ
れていた。しかし、近年の研究において、二次再結晶に
必要な析出物として（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを用いる方向性電
磁鋼板の製造プロセスにおいては、素材中のＳｉ量の多
いスラブを低温でスラブ加熱して熱延する場合には、Ｓ
は二次再結晶不良を助長することが見いだされた。素材
中のＳｉ量が４．５％以下の場合、Ｓは０．０１４％以
下、好ましくは０．００７０％以下であれば二次再結晶
不良の発生は全く生じない。

【００２６】本発明では、二次再結晶に必要な析出物と
して（Ａｌ，Ｓｉ）Ｎを用いる。従って必要最低限のＡ
ｌＮを確保するためには酸可溶Ａｌは０．０１０％以
上、Ｎは０．００３０％以上必要である。しかしなが
ら、酸可溶Ａｌが０．０４０％を超えると熱延中のＡｌ
Ｎが不適切になり二次再結晶が不安定となるため０．０
１０〜０．０４０％に制限される。一方、Ｎの含有量は
０．０１３０％を超えるとブリスターと呼ばれる鋼板表
面の割れが生じ、また、一次再結晶の粒径調整ができな
いために０．００３０〜０．０１３０％に限定する。Ｍ
ｎは０．０５０％未満では二次再結晶が不安定になる。
しかし、多くなるとＢ₈値は高くなるが、一定以上の添
加はコスト面で不利になる。このため、０．０５〜０．
４５％に制限される。

【００２７】次に、焼鈍分離剤としてはＭｇＯに対し、
ハロゲン化合物の１種又は２種以上をそのハロゲン元素
量のトータルで２，０００〜２００，０００ppm の範囲
で添加される。この際のハロゲン化合物質としては、好
ましくは、Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｃｄ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｂの中から選ばれる１種又は２
種以上が添加される。

【００２８】これらのハロゲン化合物は仕上げ焼鈍昇温
過程におけるグラス被膜の形成制御と分解のために重要
な役割を有する。特に、グラス被膜の分解反応において
は、ハロゲン化合物は仕上げ焼鈍昇温中にグラス被膜層
中のＦｅや被膜成分のエッチングを行い、被膜層中のＳ
ｉＯ₂やスピネル等を地鉄表面層から遊離させ、焼鈍分
離剤中への被膜成分の吸収反応を起こさせる。

【００２９】ハロゲン化合物のハロゲン元素のトータル
量が２，０００ppm 未満では、均一にグラス被膜を有さ
ない製品が得られ難く、表面にフォルステライトやスピ
ネル物質の残留量が多くなるため制限される。一方、ハ
ロゲン元素量のトータルが２００，０００ppm 超では、
添加物の成分元素が鋼中に拡散してインヒビターに悪影
響を与えたり、余剰のハロゲン元素による粒界や表面の
過剰なエッチングが生じて表面状態を悪くしたり、後の
純化の際に悪影響を与えるため好ましくない。

【００３０】これらの添加剤により、先ず、仕上げ焼鈍
の昇温段階の８００℃前後でＭｇＯの表面を低融点化
し、早期に鋼板表層部にＭｇＯ−ＳｉＯ₂系被膜を形成
する。これにより雰囲気ガスからの鋼中への追加酸化が
抑制される。その後、昇温時後段の１０００℃以降にお
いては、被膜層のＦｅ部分がハロゲン化合物によりエッ
チングを受け、グラス被膜層の分解が行われる。この
後、さらに高温での被膜分解反応が進行すると、グラス
被膜のない表面は、高温でサーマルエッチングを受け
て、滑らかな鋼板表面が得られる。

【００３１】次に本発明における最終仕上げ焼鈍は昇温
時８００〜１１００℃における平均昇温率を１２℃／Hr
以下で行う。本発明の工程では、焼鈍分離剤のエッチン
グ効果が仕上げ焼鈍における徐加熱により効果的に反応
が進行するのが特徴である。これを超える急速な加熱で
は昇温過程のグラス被膜の分解反応が均一に生じ難く、
均一なグラスレス化が得られなくなる。また、昇温時鋼
板における脱インヒビター速度と粒成長等が生じる際の
適切なインヒビター量のバランスが崩れて良好な二次再
結晶が得られなくなるため制限される。

【００３２】８００〜１１００℃における徐加熱を行う
に際し、最も好ましいのはこの範囲の一定温度で均熱保
持するのが十分にグラスレス反応を起こさせるのに望ま
しい。この際の雰囲気ガスとしては、特に限定するもの
ではないが、好ましくはＮ₂＋Ｈ₂雰囲気でＮ₂を２５
％以上含有の雰囲気で行うのが、本発明材を出発材とす
る工程においてはインヒビターを安定に保つのに有利で
ある。

【００３３】本発明における絶縁被膜の処理条件として
は、その被膜張力が０．４kg／mm²となるように絶縁被
膜剤の成分と処理条件を調整して行われる。本発明者等
はグラスレスの方向性電磁鋼板の絶縁被膜の密着性につ
いて検討した結果、その被膜張力が絶縁被膜の密着力に
多大な作用を及ぼすことを見いだした。張力が０．４kg
／mm²以上では、その張力の増加と共に絶縁被膜の鋼板
との密着力が低下する。

【００３４】これは、従来の方向性電磁鋼板のようにグ
ラス被膜による地鉄とのアンカー効果による密着性向上
がないためである。張力が０．４kg／mm²以上になる
と、グラス被膜がないために、絶縁被膜の張力により焼
き付け時やコイル搬送時等のハンドリングにおいて被膜
と地鉄界面に亀裂を生じ、被膜が脱落したり、後の鉄心
加工工程での切断、打ち抜き等の衝撃で被膜剥離が生じ
る。特に、本発明材のように板厚の厚い材料において
は、絶縁被膜界面がスムースな場合、曲げ、衝撃等によ
る被膜剥離がより生じやすいため、被膜張力等による界
面状態の制御は重要である。

【００３５】この際の絶縁被膜剤としては、好ましく
は、絶縁被膜処理剤が（ａ）燐酸１００重量部とＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＣａＯの１種又は２種以上１５〜３５重量部及びク
ロム酸、ほう酸、珪酸化合物の１種又は２種以上０．５
〜１０重量部（ｂ）Ａｌ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃａの第一燐酸塩１００重量
部に対し、コロイダルシリカ８０〜２００重量部とクロ
ム化合物を４〜２２重量部からなる処理液を乾燥し、焼き付け後の重量で２〜６ｇ
／ｍ²の範囲で塗布することが張力制御のため重要であ
る。

【００３６】（ａ）における被膜組成においては燐酸と
Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＺｎＯ，ＣａＯ等の酸化物の比率
は重要である。この比率は被膜のガラス化とフリー燐酸
の制御のために重要である。Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＣａＯ等のトータルが１５重量部未満ではフリー燐
酸の増加により焼き付け後の被膜のベタツキが生じやす
い。一方、３５重量部超では酸化物が過剰となって、被
膜のガラス化が不十分となって表面のザラツキが生じた
り、発粉によって占積率を悪くしたり、被膜の密着性を
損なうため制限される。

【００３７】クロム酸化合物と珪酸化合物は主成分の燐
酸や酸化物と反応し、フリー燐酸によるベタツキを防止
したり、被膜のガラス化を向上し、光沢のある被膜を形
成する働きがある。０．５重量部未満ではこれらの効果
が得られない。１０重量部超になるとクロム化合物や珪
酸塩が過剰になって、それ自体によるベタツキを引き起
こしたり、被膜外観を損ねるため制限される。

【００３８】（ｂ）における組成の場合は、Ａｌ，Ｍ
ｇ，Ｚｎ，Ｃａの第一燐酸塩とコロイダルシリカとクロ
ム化合物の比率は被膜張力と被膜外観及び耐食性の制御
のため重要である。Ａｌ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃａの第一燐酸
塩１００重量部に対し、コロイダルシリカ８０重量部未
満では被膜張力が大きくなり、本発明のように低張力の
被膜が得られず、良好な密着性が達成できない。２００
重量部超の場合には、低張力と被膜外観向上は十分に達
成されるが、バインダー不足によって被膜に亀裂を生
じ、耐食性を劣化するため制限される。

【００３９】次に、絶縁被膜の処理での被膜剤の塗布量
は良好な製品外観と加工性を得るのに重要である。付着
量２ｇ／ｍ²未満では、絶縁被膜剤によるシール性が不
足して焼き付け時の雰囲気条件によって鋼板表面の酸化
が生じ、色調のムラを生じたり、酸化物発生による加工
性を害する。一方、６ｇ／ｍ²超では絶縁被膜の厚み増
による占積率の劣化を生じたり、密着性の劣化を低下さ
せるため、制限される。

【００４０】

【実施例】

（実施例１）重量比でＣ；０．０５４％、Ｓｉ；３．２
５％、Ｍｎ；０．１０％、酸可溶Ａｌ；０．０３０％、
Ｓ；０．００７０％、残部をＦｅと不可避の不純物から
なるスラブを１２５０℃の温度に加熱し、３．０mm厚に
熱延し、１１３０℃で焼鈍後酸洗して冷延し、最終板厚
０．５mm厚の冷延板とした。次いでＮ₂２５％＋Ｈ₂７
５％、露点６５℃の雰囲気中で８５０℃×２５０秒の脱
炭焼鈍を行った後、７５０℃×６０秒間、Ｎ₂２５％＋
Ｈ₂７５％＋ＮＨ₃ドライ雰囲気で鋼中Ｎ量が２００pp
m になるよう窒化処理を行って出発材とした。

【００４１】この鋼板に表１に示すようにＭｇＯにハロ
ゲン化合物を添加した焼鈍分離剤を塗布後、仕上げ焼鈍
条件として、昇温条件を図１の（１）に示すような雰囲
気とヒートサイクルで熱処理を行った。

【００４２】次いで、この鋼板を１％Ｈ₂ＳＯ₄，８５
℃×１５秒のライトピックリングを行った後、表２に示
す組成の絶縁被膜剤溶液を乾燥後の重量で３．０ｇ／ｍ
²になるように焼き付け処理を行った。この試験におけ
る鋼板の表面状況、絶縁被膜処理後の鋼板の切断性、切
断後のエッジ部の状況、被膜密着性の結果を表３に示
す。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【表３】

【００４６】この試験の結果、本発明の焼鈍分離剤を適
用し、絶縁被膜剤として本発明の燐酸−酸化物系の組成
剤を使用した低張力絶縁被膜を焼き付け処理した場合に
は、何れも切断性、密着性等の加工性が極めて良好で、
密着性の優れた製品が得られた。一方、比較材の本発明
の焼鈍分離剤と絶縁被膜を適用しない場合には何れも、
切断性、密着性が悪く、特に絶縁被膜として高張力タイ
プの被膜剤を焼き付け処理した場合には密着性が極めて
劣る結果となった。図２は試料切断試験法で、１：試
料、２：切断刃、３：プレスを示す。

【００４７】（実施例２）実施例１と同一素材を出発材
として同様に処理した０．５mm厚の冷延板を同様にして
脱炭焼鈍と窒化焼鈍を行い、出発材とした。次いで、表
４に示す組成のハロゲン化合物を添加した焼鈍分離剤を
塗布し、最終焼鈍として図１に示すように昇温時の加熱
条件を変更して焼鈍した。次いで絶縁被膜剤として、７
５％Ｈ₃ＰＯ₄ １００ml＋ＭｇＯ１５ｇ＋ＺｎＯ
７ｇ＋ＣｒＯ₃ ３ｇからなる処理剤を乾燥後の重量で
４．５ｇ／ｍ²になるように塗布し、８５０℃×３０秒
間の焼き付け処理を行った。この結果における絶縁被膜
特性と密着性の結果を表５に示す。

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】この試験結果、本発明の焼鈍分離剤と仕上
げ焼鈍によるものは何れも良好なグラスレス化が得ら
れ、特に１０００℃で均熱保持した仕上げ焼鈍図１
（２）によるものは均一で完全なグラスレス状況であっ
た。その結果、切断性、打ち抜き性、等の加工性が何れ
も極めて優れた結果であった。一方、仕上げ焼鈍の昇温
速度の速い図１（３）の場合には僅かなグラス被膜層と
見られる酸化物の残留が認められ、切断性、打ち抜き性
等の加工性がかなり劣る結果となった。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、板厚の厚い方向性電磁
鋼板の製造において、グラス被膜を有さず、絶縁被膜の
密着性が優れ、特に、鉄心加工工程での打ち抜き性、切
断性等の加工性が極めて優れる方向性電磁鋼板を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１，２における仕上げ焼鈍条件を示す図
表である。（１）と（２）は本発明の昇温条件によるも
のであり、（３）は比較例の仕上げ焼鈍条件である。

【図２】切断試験法を示す説明図である。３０mm×２０
０mmのサンプルを２０枚積層し、切断刃に荷重を加えて
切断し、その時の切断荷重を記録した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋希瑞北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者杉山公彦北九州市戸畑区飛幡町１番１号新日本製鐵株式会社八幡製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比でＳｉ；２．５〜４．５％を含
み、鋼板表面のフォルステライト及びスピネル物の合計
量がＭｇＯ，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃として０．４５ｇ／
ｍ²以下であり、さらに絶縁被膜により鋼板表面にもた
らされる被膜張力が０．４kg／mm²以下で、板厚０．３
５mm以上であることを特徴とする絶縁被膜特性の優れる
グラス被膜を有しない厚手方向性電磁鋼板。
【請求項２】重量比でＣ；０．０２１〜０．０７５％、Ｓｉ；２．５〜４．５％、酸可溶Ａｌ；０．０１０〜０．０４０％、Ｎ；０．００３０〜０．０１３０％、Ｓ ≦０．０１４０％、Ｍｎ；０．０５〜０．４５％、残部がＦｅと不可避の不純物からなる珪素鋼スラブを熱
延し、１回或いは中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を
行って最終板厚０．３５mm以上とした鋼板を脱炭焼鈍
し、窒化焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布し、仕上げ焼鈍し、
絶縁被膜剤を塗布し、焼き付けとヒートフラットニング
することからなるグラス被膜を有さない方向性電磁鋼板
の製造方法において、焼鈍分離剤としてＭｇＯに対し、
ハロゲン化合物の１種又は２種以上をそのハロゲン元素
量のトータルで２，０００〜２００，０００ppm の範囲
で配合したスラリーを塗布し、最終仕上げ焼鈍として、
昇温時８００〜１１００℃における平均昇温率１２℃／
Hr以下で仕上げ焼鈍後、その被膜張力が０．４kg／mm²
となるように絶縁被膜剤を焼き付け処理することを特徴
とする絶縁被膜特性の優れるグラス被膜を有しない厚手
方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項３】焼鈍分離剤に添加するハロゲン化合物
が、Ｈ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｃｄ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｐ
ｂ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｂの中から選ばれる１種又は２種以上
であることを特徴とする請求項１又は２記載の絶縁被膜
特性の優れるグラス被膜を有しない厚手方向性電磁鋼板
の製造方法。
【請求項４】絶縁被膜処理剤を（ａ）燐酸１００重量部とＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｚｎ
Ｏ，ＣａＯの１種又は２種以上１５〜３５重量部及びク
ロム酸、ほう酸、珪酸化合物の１種又は２種以上０．５
〜１０重量部（ｂ）Ａｌ，Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃａの第一燐酸塩１００重量
部に対し、コロイダルシリカ８０〜２００重量部とクロ
ム化合物を４〜２２重量部からなる処理液とし乾燥、焼き付け後の重量で２〜６ｇ
／ｍ²の範囲で塗布することを特徴とする請求項２又は
３記載の絶縁被膜特性の優れるグラス被膜を有しない厚
手方向性電磁鋼板の製造方法。