JPH09125201A - 磁気シールド用鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低調圧率においても磁気シールド性が優れ、し
かも安価な磁気シールド用鋼板を提供すること。 【解決手段】重量％で、Ｓｉ：０．０５〜０．３０％、
Ａｌ：０．００４％以下（０％を含む）、Ｃ：０．００
５％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２％以下（０％を
含む）、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０．００５〜
０．２％、Ｎ：０．００５％以下（０％を含む）、Ｏ：
０．００８０〜０．０２００％を含み、残部実質的にＦ
ｅからなる磁気シールド用鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器等から漏洩
する磁気をシールドするための磁気シールド用鋼板に関
する。

【０００２】

【従来技術】近年、電子機器の普及に伴い、電子機器か
らの漏洩磁束が人体に与える影響や、他の電子機器に与
える影響が問題となっており、このため磁気シールドの
必要性が高まっている。

【０００３】磁気シールド用材料の代表的なものとして
パーマロイが挙げられるが、高価であること、また、低
磁場のシールドには非常に効果的であるものの飽和磁束
密度が低いことから高磁場のシールドに対しては効果的
なシールドができないことが問題となっている。

【０００４】これに対し、純鉄系のシールド材料はパー
マロイに比べると低磁場のシールド性能は劣るものの、
安価であり、飽和磁束密度が高いことから高磁場シール
ドも可能であるというメリットがある。

【０００５】これまで純鉄系の材料においては、優れた
磁気シールド性を得るため、鋼板の結晶粒径を粗大にす
ること、および鋼板中の介在物を極力低減することが試
みられている。結晶粒径を粗大化させるためには、調圧
を施した後に焼鈍することが有効であり、また、介在物
を低減するためにはＡｌで十分に脱酸し、介在物を浮上
分離することが有効である。

【０００６】例えば、特開平５−２４７６０４号公報に
は、Ｓｉ：０．０５％以下、Ａｌ：０．０５％以下と
し、５〜３０％の調圧後に焼鈍することによりフェライ
ト粒径を結晶粒度番号で２以下、７以上とする軟磁性鉄
板が開示されている。また、特開平１−１３９７３９号
公報には、Ａｌで十分脱酸することにより、ＪＩＳ−Ｇ
０５５５に規定されている非金属介在物の面積率が（ｄ
Ａ＋ｄＢ＋ｄＣ）≦０．１％とする純鉄が開示されてい
る。

【０００７】しかし、磁気シールド性の指標となる最大
透磁率は、前者では１９０００程度、後者で１６０００
程度であり、未だ満足することができる特性とはいえな
い。ところで、磁気シールド材は一般的にシールド構体
に加工されて使用されるため、加工性の良好なことも要
求される。このことから、結晶粒径粗大化の目的のため
に鋼板に施される調圧は可能な限り低いことが望まれ
る。しかしながら、Ａｌ脱酸鋼は粒成長が不安定であ
り、安定した粒成長を図るためには５％程度の調圧は避
けられない。特開平３−２７４２２９号公報には、Ｓｉ
を０．００５〜０．２０％添加してＳｉ脱酸により粒成
長性を安定化させる技術が開示されているが、この技術
においても２〜８％の調圧を施すことが必須である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、低調圧率においても磁気
シールド性が優れ、しかも安価な磁気シールド用鋼板を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、粒成長性
が比較的安定なＳｉ脱酸鋼において、低調圧率において
も粒成長性が安定して向上する手段について鋭意検討し
た結果、従来介在物を生成するため極力低減されていた
鋼中酸素の量を従来の磁気シールド用鋼板よりも多めに
制御することにより粒成長性が安定して良好になること
を見出した。

【００１０】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであり、重量％で、Ｓｉ：０．０５〜０．３
０％、Ａｌ：０．００４％以下（０％を含む）、Ｃ：
０．００５％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２％以下
（０％を含む）、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０．
００５〜０．２％、Ｎ：０．００５％以下（０％を含
む）、Ｏ：０．００８０〜０．０２００％を含み、残部
実質的にＦｅからなることを特徴とする磁気シールド用
鋼板を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実験結果に
基づいて具体的に説明する。一般的に磁気シールド材
は、調圧後シールド構体に加工され、その後に磁性焼鈍
が施され使用に供される。このため、磁気シールド性能
が優れていることはもちろん、加工性に優れていること
も要求される。

【００１２】加工性を評価するパラメータは種々存在す
るが、本発明者らは引張試験により得られる全伸びによ
り評価した。図１は、Ａｌ脱酸を行ったＣ：０．００３
０％、Ｓｉ：０．０６％、Ｍｎ：０．３１％、Ｐ：０．
１００％、Ｓ：０．００２％、Ａｌ：０．１０％、Ｎ：
０．００２０％、Ｏ：０．００３５％の組成を有する鋼
と、Ｓｉ脱酸を行ったＣ：０．００３１％、Ｓｉ：０．
１０％、Ｍｎ：０．３０％、Ｐ：０．１００％、Ｓ：
０．００２％、Ａｌ：ｔｒ．、Ｎ：０．００２０％、
Ｏ：０．００７０％の組成を有する鋼に熱間圧延を施し
た後、板厚１．０ｍｍまで冷間圧延を行い、７５０℃×
２分間の仕上焼鈍を施した後に種々の調圧率で調圧を施
した鋼板について、調圧率と伸びとの関係を示したもの
である。ここで引張試験はＪＩＳ５号試験片を用いて評
価した。

【００１３】図１から、調圧率が高くなるほど伸びが低
下することがわかる。このことから調圧率はできる限り
低くする必要があることが理解される。特に、調圧率が
２％以上になると全伸びは４０％以下となるため加工性
の低下が著しい。

【００１４】このため、加工性の良好な調圧率２％以下
において十分な磁気特性を得るべく検討を行った。図２
は、Ａｌ脱酸を行ったＣ：０．００３０％、Ｓｉ：０．
０６％、Ｍｎ：０．３１％、Ｐ：０．１００％、Ｓ：
０．００２％、Ａｌ：０．１０％、Ｎ：０．００２０％
の組成で板厚１．０ｍｍの冷延鋼板に、７２５℃×２分
間の仕上焼鈍後、１．５％の調圧を加え、さらに７５０
℃×２時間の磁性焼鈍を施すことにより磁気シールド材
としたサンプルの鋼中酸素量と最大透磁率（μ_max ）と
の関係を示すグラフである。ここで、鋼中酸素量は、溶
鋼中へ吹き込む酸素量により調整した。また、直流磁気
特性は調圧後の鋼板を外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍのリ
ングサンプルに加工した後、７５０℃×２時間の磁性焼
鈍を施し、ＪＩＳ Ｃ２５５０に準拠して測定した。

【００１５】図２より、Ａｌ脱酸を行った鋼板において
は、鋼中酸素量が少ないほど透磁率は高くなっているこ
とがわかる。図２の鋼板の組織を光学顕微鏡にて観察し
たところ、酸素量によらず混粒組織を呈しているが、酸
素量が多くなるほど混粒組織に占める細粒の割合が多く
なることが判明した。

【００１６】この原因を調査するため、粒成長性に及ぼ
す介在物の観察を行った。ここで鋼中介在物の測定はＳ
ＥＭを用い、鋼板断面を直接観察した。介在物の粒子径
としては、ＳＥＭ像から得られた介在物の円相当直径を
用いた。

【００１７】その結果、図２の鋼板においては、１μｍ
以下のＡｌ₂ Ｏ₃ が多数認められ、鋼中酸素量が増加し
てもその大きさはほとんど変化せず、個数のみが増加し
た。このため、Ａｌ脱酸鋼においては従来通り鋼中酸素
量を低減させる必要があることがわかる。しかし、Ａｌ
脱酸鋼においては、鋼中酸素量を低減したとしても、粒
成長が不安定であるため、満足できる高い透磁率を得る
ことができなかった。

【００１８】そこで、次にＳｉ脱酸鋼について検討を行
った。図３は、Ｓｉ脱酸を行ったＣ：０．００２１％、
Ｓｉ：０．１１％、Ｍｎ：０．３０％、Ｐ：０．１００
％、Ｓ：０．００３％、Ａｌ：ｔｒ．、Ｎ：０．００２
１％の組成で板厚１．０ｍｍの冷延鋼板に、７２５℃×
２分間の仕上焼鈍後、１．０％および１．５％の調圧を
加え、さらに７５０℃×２時間の磁性焼鈍を施すことに
より磁気シールド材としたサンプルの鋼中酸素量と最大
透磁率（μ_max）との関係を示すグラフである。

【００１９】図３より、鋼中酸素量が８０〜２００ｐｐ
ｍの場合に最大透磁率が高くなり、その中でも鋼中酸素
量１００〜１８０ｐｐｍにおいて特に高い透磁率が得ら
れることがわかる。これらサンプルの組織を光学顕微鏡
にて観察したところ、酸素量が８０ｐｐｍ未満において
結晶粒が混粒となっており、一方２００ｐｐｍを越える
と結晶粒が細粒となっていた。これに対し、酸素量が８
０〜２００ｐｐｍにおいては均一な粗大粒となってい
た。このことから、酸素量を制御することにより低調圧
率においても安定した粒成長性が得られることが判明し
た。

【００２０】この原因を調査するため、粒成長性に及ぼ
す介在物の影響を観察した。その結果、鋼中酸素量８０
ｐｐｍ未満のサンプルにおいては、１μｍ以下の酸化物
が認められた。これに対し、８０〜２００ｐｐｍにおい
ては５μｍ以上の酸化物が多数認められた。このことか
ら、８０〜２００ｐｐｍにおいて均一粗大粒が得られた
原因は、鋼中酸素量の増大に伴い、一次脱酸生成物が増
大し、それに伴って鋼が凝固する時に微細に晶出する二
次脱酸生成物が低減したためと考えられる。

【００２１】鋼中酸素量２００ｐｐｍ超えにおいては、
酸化物は粗大となっているものの、その個数が非常に多
くなっており、この粗大酸化物自体が粒成長性を阻害
し、細粒が生じたものと考えられる。

【００２２】以上の実験結果により、本発明者らは、Ｓ
ｉ脱酸を行うとともに、鋼中酸素量を８０〜２００ｐｐ
ｍ、より好ましくは１００〜１８０ｐｐｍとすることに
より、低調圧率においても安定して均一粗大粒を得るこ
とが可能となり、Ａｌ脱酸鋼よりも高い透磁率が得られ
ることを知見した。

【００２３】次に、発明の成分について具体的に説明す
る。本発明では、重量％で、Ｓｉ：０．０５〜０．３０
％、Ａｌ：０．００４％以下（０％を含む）、Ｃ：０．
００５％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２％以下（０
％を含む）、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０．００
５〜０．２％、Ｎ：０．００５％以下（０％を含む）、
Ｏ：０．００８０〜０．０２００％とする。

【００２４】Ｓｉは脱酸のため０．０５％以上添加する
が、より安定した粗大酸化物を形成させるためには０．
１％以上の添加が好ましい。また０．３０％を超えると
高磁場の磁束密度が低下するため、上限を０．３０％と
する。

【００２５】Ａｌは脱酸材として添加すると微細なＡｌ
₂ Ｏ₃ を生成し、粒成長性を不安定にする。このためＡ
ｌは少ないほど好ましく、０．００４％以下とし、０％
も含むものとする。

【００２６】Ｃは磁気時効の問題があるため少ないほう
が好ましく、０．００５％以下とし、０％も含むものと
する。Ｍｎは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために
０．０５％以上必要であるが、０．５％を超えると磁束
密度が低下するため０．０５〜０．５％とする。

【００２７】Ｓは磁気特性を劣化させるＭｎＳを生成す
るため少ないほうが好ましく、０．０２％以下とし、よ
り好ましくは０．００１％以下とし、０％も含むものと
する。

【００２８】Ｐは鋼板の打ち抜き性を改善するために必
要な元素であるため０．００５％以上添加する。しか
し、０．２％を超えて添加すると鋼板が脆化するため上
限を０．２％とする。

【００２９】Ｎは０．００５％を超えると磁気特性を劣
化させるため、０．００５％以下とし、０％も含むもの
とする。Ｏは、上述したように、粗大酸化物を形成させ
る観点から８０〜２００ｐｐｍ（０．００８０〜０．０
２００％）とし、より好ましくは１００〜１８０ｐｐｍ
とする。

【００３０】次に、本発明の磁気シールド用鋼板の製造
方法の一例について説明する。本発明においては、Ｓｉ
脱酸を行った鋼の酸素量を所定の範囲とすることが重要
である。その一手法として転炉で吹錬した溶鋼をＳｉ脱
酸し脱ガス処理する際に酸素を吹き込み、鋼中酸素量を
所定の範囲内にした後、一次脱酸生成物が浮上しないう
ちに鋳造を行う。

【００３１】続いて熱間圧延および熱間圧延後の熱延板
焼鈍を行うが、その条件は特に制限する必要はない。次
いで一回の冷間圧延、もしくは中間焼鈍を挟んだ２回以
上の冷間圧延により所定の板厚とした後に、仕上焼鈍を
行い、引き続き０．５〜２％程度の調圧を加える。この
調圧率は、加工性の観点から２％以下であることが好ま
しいが、加工性がそれほど要求されない場合には２％超
であってもかまわない。

【００３２】調圧後、シールド構体に加工され、７５０
〜８５０℃で２時間程度の磁性焼鈍を施す。これら一連
の処理により、本発明の鋼板が得られる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。 （実施例１）表１に示す組成の鋼となるように、表２中
に示す酸素吹き込み条件で酸素量の調整を行った後に、
板厚２．０ｍｍまで熱間圧延を行い、酸洗後、板厚１．
０ｍｍまで冷間圧延を行った。その後、表２に示す焼鈍
温度で仕上焼鈍を行い、さらに表１に示す調圧率で調圧
後、７５０℃×２時間の磁性焼鈍を施した。磁気特性
は、外径４５ｍｍ、内径３３ｍｍのリング試験片を用い
て行った。各鋼板の磁気特性を表２に合わせて示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】表１に示すように、本発明の組成を有する
鋼板は、２％以下の低調圧率においても磁気シールド性
に優れた鋼板が得られることが確認された。一方、Ａｌ
脱酸鋼においては酸素量を増加した場合には最大透磁率
が低下すること、また、酸素量を低下させたとしてもＳ
ｉ脱酸鋼のような透磁率は得られないことが確認され
た。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
調圧率においても磁気シールド性が優れ、しかも純鉄系
であるから安価である磁気シールド用鋼板を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】調圧率と全伸びとの関係を示す図。

【図２】Ａｌ脱酸鋼における鋼中酸素量と最大透磁率と
の関係を示す図。

【図３】Ｓｉ脱酸鋼における鋼中酸素量と最大透磁率と
の関係を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 俊治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｓｉ：０．０５〜０．３０
   ％、Ａｌ：０．００４％以下（０％を含む）、Ｃ：０．
   ００５％以下（０％を含む）、Ｓ：０．０２％以下（０
   ％を含む）、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０．００
   ５〜０．２％、Ｎ：０．００５％以下（０％を含む）、
   Ｏ：０．００８０〜０．０２００％を含み、残部実質的
   にＦｅからなることを特徴とする磁気シールド用鋼板。