JPH0827516A - （１００）配向鉄薄帯の製造方法 - Google Patents
（１００）配向鉄薄帯の製造方法Info
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- JPH0827516A JPH0827516A JP6160413A JP16041394A JPH0827516A JP H0827516 A JPH0827516 A JP H0827516A JP 6160413 A JP6160413 A JP 6160413A JP 16041394 A JP16041394 A JP 16041394A JP H0827516 A JPH0827516 A JP H0827516A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高磁束密度かつ低鉄損の磁性材料である（１
００）配向鉄薄帯の製造方法を提供する。 【構成】 窒素含有量が２０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以
下であり、残部は不可避的不純物を除いてＦｅのみから
なる冷延薄帯を、Ｈ2 含有雰囲気中でγ／α変態点以下
の温度で再結晶させることからなる。 【効果】 高磁束密度かつ低鉄損な（１００）配向鉄薄
帯が実用的方法で製造できる。
００）配向鉄薄帯の製造方法を提供する。 【構成】 窒素含有量が２０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以
下であり、残部は不可避的不純物を除いてＦｅのみから
なる冷延薄帯を、Ｈ2 含有雰囲気中でγ／α変態点以下
の温度で再結晶させることからなる。 【効果】 高磁束密度かつ低鉄損な（１００）配向鉄薄
帯が実用的方法で製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器を小型化また
は高機能化する上で必要である高磁束密度材料の製造方
法に関するものである。
は高機能化する上で必要である高磁束密度材料の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】純鉄は２．１６Ｔという高い飽和磁束密
度を有する磁性材料であるが、鉄損が大きいため磁心材
料としてはほとんど用いられていない。今日の実用電磁
材料としては、ＦｅにＳｉを添加したＦｅ−Ｓｉ合金
（珪素鋼）が多く用いられている。Ｓｉを添加すると、
鉄損は小さくなるが、同時に磁束密度が低下する。
度を有する磁性材料であるが、鉄損が大きいため磁心材
料としてはほとんど用いられていない。今日の実用電磁
材料としては、ＦｅにＳｉを添加したＦｅ−Ｓｉ合金
（珪素鋼）が多く用いられている。Ｓｉを添加すると、
鉄損は小さくなるが、同時に磁束密度が低下する。
【０００３】高い磁束密度を得るのに理想的な無方向性
珪素鋼板の板面方位（１００）である。板面が（１０
０）であれば、鉄損も低くなることが知られている（例
えば、Ｋ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ ａｎｄ Ｂ．Ｆｕｋｕ
ｄａ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．ＭＡＧ−２０，
１５３３（１９８４））。また、Ｆｅ−３ｗｔ％Ｓｉの
合金では、酸素を含む雰囲気で高温で再結晶させること
により（１００）配向が得られることが報告されている
（Ｊ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，
１２１３（１９６５））。しかし、この方法は、雰囲気
の制御が困難であるため、実用的ではない。同じく珪素
鋼板で、過剰にＣを含有せしめた鋼板を特定条件で脱炭
させることにより（１００）配向が得られることが知ら
れている（特開平４−２０２６４４号公報）が、脱炭に
は非常に大きなエネルギーを必要とすることを考慮する
と、これも工業的には不利である。また、超急冷法を用
いて薄板を作製し、その後、Ｈ2 ガスとＡｒガスの混合
ガスを用いて焼鈍することにより、（１００）配向を得
る方法が報告されている（特開昭６１−９１３３０号公
報）。しかし、この方法は材料を得るのに超急冷法を用
いるので、量産的でない。
珪素鋼板の板面方位（１００）である。板面が（１０
０）であれば、鉄損も低くなることが知られている（例
えば、Ｋ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ ａｎｄ Ｂ．Ｆｕｋｕ
ｄａ，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．ＭＡＧ−２０，
１５３３（１９８４））。また、Ｆｅ−３ｗｔ％Ｓｉの
合金では、酸素を含む雰囲気で高温で再結晶させること
により（１００）配向が得られることが報告されている
（Ｊ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，
１２１３（１９６５））。しかし、この方法は、雰囲気
の制御が困難であるため、実用的ではない。同じく珪素
鋼板で、過剰にＣを含有せしめた鋼板を特定条件で脱炭
させることにより（１００）配向が得られることが知ら
れている（特開平４−２０２６４４号公報）が、脱炭に
は非常に大きなエネルギーを必要とすることを考慮する
と、これも工業的には不利である。また、超急冷法を用
いて薄板を作製し、その後、Ｈ2 ガスとＡｒガスの混合
ガスを用いて焼鈍することにより、（１００）配向を得
る方法が報告されている（特開昭６１−９１３３０号公
報）。しかし、この方法は材料を得るのに超急冷法を用
いるので、量産的でない。
【０００４】以上のように、Ｆｅ−Ｓｉ合金において
は、（１００）配向を得るのに種々の方法が試されてき
たが、いまだ実用的な方法が確立されたとは言えない。
Ｓｉを含まない純鉄においてはＦｅ−Ｓｉ合金と異なる
結晶配向制御が必要と考えられるが、それについての提
案はなかった。本発明者らは、鉄薄帯の結晶配向に対す
る窒素の効果に注目し、鋭意検討を行った。その結果、
雰囲気ガス中の窒素に（１００）配向を促進する効果が
あることを見出した（特願平５−２２９７３５号）。す
なわち、窒素の効果により、再結晶時に（１００）粒
（薄帯の板面に平行に（１００）面を持つ結晶粒）が優
先的に成長し、（１００）配向が実現する。しかし、窒
素ガス中に数ｐｐｍの残留酸素が混入するとこの窒素の
効果は損なわれることも明らかになった。鉄鋼製造プロ
セスにおいて、数ｐｐｍのＯ2 （またはＨ2 Ｏ）がＮ2
雰囲気に混入することは避けがたく、これを解決する必
要があった。
は、（１００）配向を得るのに種々の方法が試されてき
たが、いまだ実用的な方法が確立されたとは言えない。
Ｓｉを含まない純鉄においてはＦｅ−Ｓｉ合金と異なる
結晶配向制御が必要と考えられるが、それについての提
案はなかった。本発明者らは、鉄薄帯の結晶配向に対す
る窒素の効果に注目し、鋭意検討を行った。その結果、
雰囲気ガス中の窒素に（１００）配向を促進する効果が
あることを見出した（特願平５−２２９７３５号）。す
なわち、窒素の効果により、再結晶時に（１００）粒
（薄帯の板面に平行に（１００）面を持つ結晶粒）が優
先的に成長し、（１００）配向が実現する。しかし、窒
素ガス中に数ｐｐｍの残留酸素が混入するとこの窒素の
効果は損なわれることも明らかになった。鉄鋼製造プロ
セスにおいて、数ｐｐｍのＯ2 （またはＨ2 Ｏ）がＮ2
雰囲気に混入することは避けがたく、これを解決する必
要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁束密度が
高く、交流磁場下での鉄損が低い材料である（１００）
配向鉄薄帯を、制御の容易な製造方法で提供することを
目的とする。
高く、交流磁場下での鉄損が低い材料である（１００）
配向鉄薄帯を、制御の容易な製造方法で提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄帯を構成す
る結晶粒がその（１００）面を薄帯の板面に平行に持つ
ような鉄薄帯（（１００）配向鉄薄帯）を製造する方法
を提供するもので、その要旨とするところは、窒素含有
量が２０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以下であり、残りが不
可避的不純物を除いてＦｅのみからなる冷延薄帯を、Ｈ
2 含有雰囲気中でγ／α変態点以下の温度で再結晶させ
ることを特徴とする（１００）配向鉄薄帯の製造方法に
ある。本発明により（１００）配向鉄薄帯を容易に得る
ことができ、また再結晶後の窒素含有量が２０ｐｐｍ以
下である（１００）配向鉄薄帯を得ることができる。
る結晶粒がその（１００）面を薄帯の板面に平行に持つ
ような鉄薄帯（（１００）配向鉄薄帯）を製造する方法
を提供するもので、その要旨とするところは、窒素含有
量が２０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以下であり、残りが不
可避的不純物を除いてＦｅのみからなる冷延薄帯を、Ｈ
2 含有雰囲気中でγ／α変態点以下の温度で再結晶させ
ることを特徴とする（１００）配向鉄薄帯の製造方法に
ある。本発明により（１００）配向鉄薄帯を容易に得る
ことができ、また再結晶後の窒素含有量が２０ｐｐｍ以
下である（１００）配向鉄薄帯を得ることができる。
【０００７】
【作用】本発明者らは、窒素の効果を検討した結果、あ
らかじめ窒素を加えた鉄薄帯を水素含有雰囲気で焼鈍す
ることにより（１００）配向鉄薄帯が得られることを見
出した。以下に本発明を詳細に説明する。
らかじめ窒素を加えた鉄薄帯を水素含有雰囲気で焼鈍す
ることにより（１００）配向鉄薄帯が得られることを見
出した。以下に本発明を詳細に説明する。
【０００８】原料の鈍鉄としては、純度９９．９％以上
のものが望ましい。これは、電解鉄もしくは転炉などで
精錬された工業用純鉄として入手可能である。製法によ
って純鉄の不純物量は多少異なるが、Ｃ，Ｐ，Ｓ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｏの含有量は、それぞれ重量ｐｐｍで
５０ｐｐｍ以下である。このような原料純鉄を用いて、
溶解鋳造によりインゴットを作製する。この時に、窒素
ガスを吹き込むか、もしくは鉄窒化物を添加することに
より所望の成分を持つインゴットを得ることができる。
その後、熱間圧延により厚さ１〜１０ｍｍの熱延鋼帯と
する。次いで、冷間圧延を行い、所望の厚さの冷延薄帯
となす。ここで、再結晶により十分な量の（１００）結
晶粒を得るためには、５０％以上の冷間圧延を施すのが
望ましい。本発明では、薄帯の厚さは５μｍ以上５００
μｍ以下を好適とする。なぜなら、５μｍ未満の薄帯は
圧延によっては得難く、５００μｍ超の薄帯では、本発
明によっても十分な量の（１００）結晶粒を得難いから
である。また、薄帯中に含まれる窒素濃度であるが、２
０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以下とする。なぜなら、窒素
濃度が２０ｐｐｍ未満では、顕著な効果を得難く、２５
０ｐｐｍ超では、焼鈍時に鉄窒化物が生成する可能性が
あるためである。再結晶終了時での残留窒素濃度は鉄損
を著しく大きくするので、薄帯の含有窒素量は少ない方
がよい。特に窒素濃度２０ｐｐｍ以下が好適である。こ
れは、Ｈ2 含有雰囲気で焼鈍することにより実現でき
る。
のものが望ましい。これは、電解鉄もしくは転炉などで
精錬された工業用純鉄として入手可能である。製法によ
って純鉄の不純物量は多少異なるが、Ｃ，Ｐ，Ｓ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｏの含有量は、それぞれ重量ｐｐｍで
５０ｐｐｍ以下である。このような原料純鉄を用いて、
溶解鋳造によりインゴットを作製する。この時に、窒素
ガスを吹き込むか、もしくは鉄窒化物を添加することに
より所望の成分を持つインゴットを得ることができる。
その後、熱間圧延により厚さ１〜１０ｍｍの熱延鋼帯と
する。次いで、冷間圧延を行い、所望の厚さの冷延薄帯
となす。ここで、再結晶により十分な量の（１００）結
晶粒を得るためには、５０％以上の冷間圧延を施すのが
望ましい。本発明では、薄帯の厚さは５μｍ以上５００
μｍ以下を好適とする。なぜなら、５μｍ未満の薄帯は
圧延によっては得難く、５００μｍ超の薄帯では、本発
明によっても十分な量の（１００）結晶粒を得難いから
である。また、薄帯中に含まれる窒素濃度であるが、２
０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ以下とする。なぜなら、窒素
濃度が２０ｐｐｍ未満では、顕著な効果を得難く、２５
０ｐｐｍ超では、焼鈍時に鉄窒化物が生成する可能性が
あるためである。再結晶終了時での残留窒素濃度は鉄損
を著しく大きくするので、薄帯の含有窒素量は少ない方
がよい。特に窒素濃度２０ｐｐｍ以下が好適である。こ
れは、Ｈ2 含有雰囲気で焼鈍することにより実現でき
る。
【０００９】冷延薄帯の焼鈍はＨ2 含有雰囲気中で行う
必要がある。Ｈ2 の効果としては、薄帯表面の酸化を防
ぐことにある。雰囲気としては、純水素が好適であるが
Ｈ2を含む非酸化性雰囲気でも同様の効果を得ることが
できる。再結晶させる温度であるが、γ／α変態点（９
１０℃）以下の温度とする。変態点超の温度では原子配
列が異なるので、薄帯の配向は全く異なる様子となるた
めである。再結晶の速度を速めるために、８００〜９０
０℃の温度範囲がもっとも好適である。
必要がある。Ｈ2 の効果としては、薄帯表面の酸化を防
ぐことにある。雰囲気としては、純水素が好適であるが
Ｈ2を含む非酸化性雰囲気でも同様の効果を得ることが
できる。再結晶させる温度であるが、γ／α変態点（９
１０℃）以下の温度とする。変態点超の温度では原子配
列が異なるので、薄帯の配向は全く異なる様子となるた
めである。再結晶の速度を速めるために、８００〜９０
０℃の温度範囲がもっとも好適である。
【００１０】十分に（１００）結晶粒を成長させるため
の焼鈍時間は、０．１〜１００時間必要である。この時
間も薄帯厚に応じて大きく変化させる必要がある。な
お、焼鈍時の昇温速度と降温速度は特に限定しないが、
ともに１〜１００℃／分が好適である。
の焼鈍時間は、０．１〜１００時間必要である。この時
間も薄帯厚に応じて大きく変化させる必要がある。な
お、焼鈍時の昇温速度と降温速度は特に限定しないが、
ともに１〜１００℃／分が好適である。
【００１１】
【実施例】真空溶解により、薄帯母材であるインゴット
を作製した。この時に窒素ガスの吹き込みにより含有窒
素量を調製した。これらのインゴットを１２００℃に加
熱後、熱間圧延を施し、厚さ３ｍｍの熱延板とした。熱
延板の酸化層を除去後に冷間圧延を施し、厚さ５０μｍ
の薄帯を得た。Ｃ，Ｓｉなどの不純物量は、重量ｐｐｍ
にして、５０ｐｐｍ以下となっている。
を作製した。この時に窒素ガスの吹き込みにより含有窒
素量を調製した。これらのインゴットを１２００℃に加
熱後、熱間圧延を施し、厚さ３ｍｍの熱延板とした。熱
延板の酸化層を除去後に冷間圧延を施し、厚さ５０μｍ
の薄帯を得た。Ｃ，Ｓｉなどの不純物量は、重量ｐｐｍ
にして、５０ｐｐｍ以下となっている。
【００１２】これらの薄帯を、純水素中で焼純を施し
た。焼純温度は８５０℃、焼純時間は１２０分（試料８
のみ２４０分）とした。この時の昇温速度は２０℃／
分、降温速度は１００℃／分とした。比較例として、純
鉄薄帯の焼鈍も行った。図１に純鉄薄帯と窒素１００ｐ
ｐｍ含有鉄薄帯の焼鈍後のＸ線プロファイルを示す。純
鉄薄帯では（１００）配向を示す２００ピークは弱いの
に対し、窒素１００ｐｐｍ含有鉄薄帯では、２００ピー
ク強度は強く顕著な（１００）配向を示していることが
分かる。
た。焼純温度は８５０℃、焼純時間は１２０分（試料８
のみ２４０分）とした。この時の昇温速度は２０℃／
分、降温速度は１００℃／分とした。比較例として、純
鉄薄帯の焼鈍も行った。図１に純鉄薄帯と窒素１００ｐ
ｐｍ含有鉄薄帯の焼鈍後のＸ線プロファイルを示す。純
鉄薄帯では（１００）配向を示す２００ピークは弱いの
に対し、窒素１００ｐｐｍ含有鉄薄帯では、２００ピー
ク強度は強く顕著な（１００）配向を示していることが
分かる。
【００１３】表１に焼鈍前後の含有窒素量とＸ線回折に
より求めた焼鈍後の（１００）粒の割合を示す。窒素を
添加した薄帯は高い（１００）配向を示している。
より求めた焼鈍後の（１００）粒の割合を示す。窒素を
添加した薄帯は高い（１００）配向を示している。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明は、従来の方法に較べて、焼鈍中
に雰囲気の制御が容易であるため、製造方法が簡単であ
る。従って、本発明は高磁束密度で低鉄損の（１００）
配向鉄薄帯の実用的な製造方法であり、産業上の有用性
が高い。
に雰囲気の制御が容易であるため、製造方法が簡単であ
る。従って、本発明は高磁束密度で低鉄損の（１００）
配向鉄薄帯の実用的な製造方法であり、産業上の有用性
が高い。
【図１】純鉄薄帯と窒素１００ｐｐｍ含有鉄薄帯の焼鈍
後のＸ線プロファイルを示す図である。
後のＸ線プロファイルを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】窒素含有量が２０ｐｐｍ以上２５０ｐｐｍ
以下であり、残部は不可避的不純物を除いてＦｅのみか
らなる冷延薄帯を、Ｈ2 含有雰囲気中でγ／α変態点以
下の温度で再結晶させることを特徴とする（１００）配
向鉄薄帯の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6160413A JPH0827516A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | （１００）配向鉄薄帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6160413A JPH0827516A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | （１００）配向鉄薄帯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827516A true JPH0827516A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15714400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6160413A Withdrawn JPH0827516A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | （１００）配向鉄薄帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827516A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073524A1 (fr) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Japan Science And Technology Corporation | Feuille d'acier magnetique laminee a chaud presentant des caracteristiques magnetiques et une resistance a la corrosion excellentes, et procede de fabrication correspondant |
| JP2016153521A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 公立大学法人兵庫県立大学 | 鉄板およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP6160413A patent/JPH0827516A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000073524A1 (fr) * | 1999-05-27 | 2000-12-07 | Japan Science And Technology Corporation | Feuille d'acier magnetique laminee a chaud presentant des caracteristiques magnetiques et une resistance a la corrosion excellentes, et procede de fabrication correspondant |
| US6500278B1 (en) | 1999-05-27 | 2002-12-31 | Japan Science And Technology Corporation | Hot rolled electrical steel sheet excellent in magnetic characteristics and corrosion resistance and method for production thereof |
| JP2016153521A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 公立大学法人兵庫県立大学 | 鉄板およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |