JPH1088301A - 鉄−コバルト合金板の製造方法 - Google Patents

鉄−コバルト合金板の製造方法

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JPH1088301A
JPH1088301A JP26769496A JP26769496A JPH1088301A JP H1088301 A JPH1088301 A JP H1088301A JP 26769496 A JP26769496 A JP 26769496A JP 26769496 A JP26769496 A JP 26769496A JP H1088301 A JPH1088301 A JP H1088301A
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JP26769496A
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Yoshinobu Saito
吉信 斎藤
Shohachi Sawatani
昭八 澤谷
Kanji Matsuhashi
貫次 松橋
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Tohoku Tokushuko KK
Tohoku Steel Co Ltd
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Tohoku Tokushuko KK
Tohoku Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 省エネルギー、省工程の下に容体化処理を施
して、高靱性のFe−Co系合金板とし、もってその後の連
続冷間圧延を可能ならしめる。 【解決手段】 Fe−Co系合金スラブを、加熱後、圧延終
了温度:750 〜1100℃の条件下に4.0 mm未満の板厚に熱
間圧延し、その後直ちに水量が1.0 m3/min以上のジェッ
ト噴流ゾーンを走行させて急冷する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄−コバルト合
金板の製造方法に関し、特に熱間圧延工程なかでも圧延
終了後の冷却処理に工夫を加えることによって、該合金
板の靱性を高め、もってその後の連続冷間圧延を可能な
らしめようとするものである。
【0002】
【従来の技術】Coを45.0〜52.0wt%の範囲で含むFe−Co
系合金は、パーメンジュールと呼ばれ、高い透磁率と高
い飽和磁束密度を兼ね備えた軟磁性材料として、受信機
の振動板、モータ、ジェネーター磁心および電磁石の磁
心、さらにはアクチュエーターおよび磁歪振動子等に広
く利用されている。しかしながら、このFe−Co系合金
は、 730〜500 ℃付近でFe−Coの金属間化合物が析出
し、著しく脆化するため、従来、パーメンジュールの冷
間加工材としては、厚さ:5mm程度に熱間圧延した熱延
板を 300 mm 程度の長さに切断した単板を、 800〜1000
℃に再加熱後塩氷水中(−2℃以下)に急冷することに
よって、延性を付与し、もって冷間圧延を可能としてい
た。
【0003】しかしながら、上記したような単板のバッ
ジ処理では、生産性が極めて悪いため、その改善が望ま
れていた。上記の要請に応えるものとして、特公平1-2
3547号公報では、熱延コイルを、その長手方向に連続的
に走行させながら溶体化処理および急冷処理を施す連続
溶体化加熱急冷処理を提案している。この方法の開発に
より、Fe−Co系合金の均質容体化処理が実現でき、その
後の連続冷間圧延が可能となった。
【0004】しかしながら、上記した特公平1-23547号
公報に開示の製造方法には、以下に述べるような問題を
残していた。 (1) 熱延コイルの巻出し時に割れが生じることから、コ
イル状態で1回目の溶体化処理を施したのち、コイル巻
出しを行い、ついで上記した連続溶体化加熱急冷処理を
施すという、実質的に2回の溶体化処理を必要とするた
め、製造工程および製造コストが増大する。 (2) 1回目の溶体化処理の際、冷却水として塩氷水を使
用するため、付帯設備の寿命の低下を招く。 (3) 熱延コイルの厚みの上限が 2.5mmであるため、十分
満足のいく量産性は得難い。 (4) 冷間圧延の初期段階でも張力付与圧延ができるほ
ど、十分な靱性は得られない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の問
題を有利に解決するもので、冷却水として塩氷水を使用
することなしに、省エネルギー、省工程の下に容体化処
理を施して、張力付与圧延に耐え得る高靱性のFe−Co系
合金板を得ることができる、鉄−コバルト合金板の有利
な製造方法を提案することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、熱間圧延
後、直ちに冷却を開始することが、所期した目的の達成
に極めて有効であることの知見を得た。この発明は、上
記の知見に立脚するものである。
【0007】すなわち、この発明は、Co:45.0〜52.0wt
%およびV:0.5 〜3.0 wt%を含有するFe−Co系合金ス
ラブを、加熱後、圧延終了温度:750 〜1100℃の条件下
に4.0 mm未満の板厚に熱間圧延し、その後直ちに水量が
1.0 m3/min以上のジェット噴流ゾーンを走行させて急冷
することを特徴とする鉄−コバルト合金板の製造方法
(第1発明)である。
【0008】また、この発明は、第1発明において、Fe
−Co系合金が、CoおよびVの他、Cr, W, Ti, Mo, Taお
よびNbのうちから選んだ少なくとも一種を 2.0wt%以下
の範囲で含有することを特徴とする鉄−コバルト合金板
の製造方法(第2発明)である。
【0009】
【発明の実施の形態】Fe−Co系合金は、熱間圧延は容易
に行なうことができるけれども、前述したように 730〜
500 ℃の温度でFe−Coの金属間化合物が析出し脆化する
ため、冷間加工は極めて困難である。このFe−Coの金属
間化合物の析出速度は、極めて速く、通常の熱間圧延、
溶体化処理程度では金属間化合物の析出を十分に抑え、
靱性を改善することは難しかった。
【0010】しかしながら、熱間圧延後、直ちに冷却処
理を施した場合には、かような金属間化合物の析出が十
分に抑制されて、極めて良好な靱性が得られたのであ
る。この理由は、まだ明確に解明されたわけではない
が、発明者らは次のとおりに考えている。すなわち、熱
間圧延後、合金板の組織は、加工集合組織から再結晶集
合組織に速やかに変化するが、熱間圧延の直後でまだ加
工組織が残存している状態で冷却処理を開始すると、従
来のように再結晶が完全に終了してから冷却処理を施し
た場合とは異なり、靱性に有利な組織となるものと考え
られる。
【0011】以下、この発明においてFe−Co系合金板の
成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明す
る。 Co:45.0〜52.0wt% Coは、本合金の磁気特性上最も重要な元素で、鉄中に含
有させることにより、飽和磁束密度を上げ、また透磁率
を向上させる有用元素であるが、含有量が45.0wt%に満
たないとその効果に乏しく、一方52.0wt%を超えると透
磁率の急激な低下を招くので、45.0〜52.0wt%の範囲に
限定した。
【0012】V:0.5 〜3.0 wt% Vは、冷間加工性の改善に有用な元素であるが、0.5 wt
%未満ではその効果に乏しく、一方 3.0wt%を超えると
磁束密度が低下するだけでなく保磁力も上昇するので、
0.5〜3.0 wt%の範囲に限定した。
【0013】Cr, W, Ti, Mo, TaおよびNbのうちから選
んだ少なくとも一種:2.0 wt%以下Cr, W, Ti, Mo, Ta
およびNbはいずれも、冷間加工性の改善元素として有効
に寄与するが、含有量が 2.0wt%を超えるとむしろ保磁
力を上昇させ、磁気特性を劣化させるので、単独使用ま
たは併用いずれの場合においても 2.0wt%以下で含有さ
せるものとした。
【0014】以上、必須成分について説明したが、その
他の基本成分については、次のとおりである。 C:0.02wt%以下 Cは、本合金の磁気特性を悪化させるため、極力低減す
ることが望ましいが、0.02wt%以下であればその悪影響
は少なく、またより一層の低下はコストの上昇を招くの
で、0.02wt%以下に抑制することが好ましい。
【0015】Si:1.0 wt%以下、Mn:1.0 wt%以下 SiおよびMnはそれぞれ、脱酸剤として寄与するが、あま
りに多量に含有されると磁束密度の低下を招くので、1.
0 wt%以下程度とするのが好ましい。
【0016】上記の好適成分組成に調整した合金スラブ
に熱間圧延を施すわけであるが、この熱間圧延および引
き続く冷却処理は、以下の条件下で行うことが肝要であ
る。 (1) 圧延終了温度:750 〜1100℃ 圧延終了温度を 750〜1100℃の範囲に限定したのは、本
合金は 730〜500 ℃間でFe−Coの金属間化合物が析出し
著しく脆化するため、このようなFe−Co金属間化合物が
析出する温度以上から急冷する必要があるからである。
また圧延終了温度の上限を1100℃としたのは、圧延終了
温度を1100℃超とするためには圧延前の加熱温度を1300
℃以上とする必要があり、酸化損失が多くなるだけでな
く加熱コストの上昇を招くからである。
【0017】(2) 熱延終了後、直ちに冷却を開始する この発明では、この「直ちに」が重要な意味を持つ。と
いうのは、熱間圧延後加工組織が残存する間に冷却処理
を開始することによって組織が改善され、高い靱性が得
られるようになるからである。ここに、熱間圧延後、冷
却開始までの時間は、3秒以内とすることが好ましい。
というのは、3秒を超えると加工組織がほとんど再結晶
してしまい、所望の組織が得られなくなるからである。
【0018】図1(a), (b), (c) に、この発明に従い12
00℃に加熱後、 974℃で熱間圧延を終了したのち、0.7
秒後に急冷を開始して得たFe−Co系合金板(厚み:3.2
mm)の表層部、1/4 厚さ部および1/2 厚さ部における金
属組織写真(100倍) を、また図2(a), (b), (c) には、
同じものの 500倍の金属組織写真を、さらに図3(a),
(b), (c) には、従来法に従い熱延板を1000℃に再加熱
し15 min保持後、−5℃の塩氷水に急冷して得た再加熱
材の金属組織写真(100倍) を、それぞれ示す。図1, 2
に示したとおり、発明例である急冷材には表層部を中心
に加工組織が残存し、また急冷効果のため組織は非常に
細かくなっている(粒度No.9程度)。これに対し、従来
例である再加熱材は、全て再結晶組織となっており、し
かも結晶粒度もNo.4程度に粗くなっている。このよう
に、発明例は、従来例とは全く違う組織になっているこ
とから、靱性ひいては冷間加工性の面で格段の差異が生
じたものと考えられる。
【0019】ジェット噴射水量:1.0 m3/min以上 ジェット噴射冷却水の水量も、この発明では極めて重要
で、このジェット噴射水量が1.0 m3/minに満たないと、
通常のクーリングタワー冷却の汎用水では冷却が不十分
で、冷延時に割れが発生する。この点、ジェット噴射水
量が1.0 m3/min以上であれば、クーリングタワー程度
(30℃以下) の冷却水で十分に靱性を付与することがで
き、次工程での張力冷間圧延が可能となる。勿論、特別
に塩氷水使用等の設備を必要とすることはない。
【0020】熱間圧延コイルの板厚:4.0 mm以下 この発明では、上記したジェット噴射水量が1.0 m3/min
以上とくに2.0 m3/min以上とすれば、通常のクーリング
タワー冷却程度(30℃以下) で4.0 mm程度の板厚までは
張力冷延が可能な熱延コイルとすることができるので、
熱間圧延コイルの板厚は4.0 mm未満(好ましくは3.5 mm
以下)に限定した。
【0021】
【実施例】
実施例1 C:0.008 wt%、Si:0.08wt%、Mn:0.07wt%、Co:4
9.22 wt%およびV:1.456 wt%を含有し、残部は実質
的にFeの組成になるFe−Co系合金を、真空誘導溶解炉で
800kg溶解し、分塊−鍛造後、厚み:50mm、幅:200 m
m、長さ:500 mmのスラブとした。このスラブを、Ar中
で1200℃に加熱したのち、図4に示す熱間圧延−ジェッ
ト噴射冷却圧延機にて、1000℃で熱間圧延を終了して圧
延板厚:2.0 〜4.0 mmの熱延板とし、ついで 0.7秒後に
噴射水量:0.5 〜4.0 m3/minの条件で急冷した後、コイ
ラーに巻き取った。なお、図4中、番号1は加熱炉、2
は圧延ロール、3は輻射温度計、4はジェット噴射冷却
ゾーン、5はコイラーである。ついで、塩酸酸洗後、図
5に示す4段張力圧延機にて0.35mm厚まで冷間圧延を行
った。なお、この時の1回の加工率は10〜15%程度とし
た。また、圧延張力は約 300kgとした。図5中、番号6
は4段圧延機、7は巻取りロールである。
【0022】冷間圧延時における割れの発生状況につい
て調べた結果を、図6に示す。同図から明らかなよう
に、熱延板厚と冷延可能範囲には相関関係があり、熱延
板の板厚が薄いとジェット噴射水量が低くても靱性の改
善効果が認められる。とはいえ、ジェット噴射冷却水量
が1m3/minを下回ると板厚の如何にかかわらず張力圧延
時に割れが発生する。また、板厚が4mm以上になるとジ
ェット噴射水量を4.0 m3/minにしても冷延時に一部割れ
が発生し、スムーズな冷延はできなかった。
【0023】実施例2 表1に示す成分組成になるFe−Co系合金を、真空誘導溶
解炉で10〜100 kg溶解したのち、分塊−鍛造によりスラ
ブとした。ついで、実施例1と同様にして2.5mm厚まで
熱延した。なお、この時、熱延終了温度は 700〜1100℃
の範囲で種々に変化させた。得られた熱延板の張力冷間
圧延性について調べた結果を、表1に併記する。
【0024】
【表1】
【0025】No.1〜4は、熱延終了温度、すなわちジェ
ット噴射急冷直前の温度が冷間圧延性に及ぼす影響を調
査したものである。No.1は、熱延終了温度が 700℃とこ
の発明の下限を下回った例であるが、700℃からの急冷
ではFe−Co金属間化合物が析出するため、冷延では早期
に割れが発生し、その後冷間圧延は全く行えなかった。
No.2〜4は、この発明の適正温度を満足しているので、
張力冷延で板厚:0.35mmまで圧延を行なっても、割れの
発生は皆無であった。No.5, 6は、Vの冷間加工性への
影響を調査したものである。No.5は、Vがこの発明の下
限に満たない例で、冷間張力圧延で割れが発生し、冷間
圧延は不可能であった。No.6は、Vが適正範囲内である
ため、割れの発生なしに、0.35mmまでの張力圧延を行う
ことができた。
【0026】実施例3 表2に示す成分組成になるFe−Co系合金を、真空誘導溶
解炉で10kg溶解したのち、分塊−鍛造によりスラブとし
た。ついで、表2に示す条件下で熱間圧延ついで冷却処
理を施した。得られた熱延板の張力冷間圧延性について
調べた結果を、表2に併記する。
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、別途に溶
体化処理を施す必要なしに、熱間圧延工程とくに圧延終
了後の冷却処理を制御することによって、張力付与冷延
に耐え得る高靱性のFe−Co系合金板を得ることができ、
生産性の面では勿論のこと、省エネルギー、省工程の面
でも偉効を奏する。また、冷却水として塩氷水を使用す
る必要がないので付帯設備の寿命延長も達成でき、さら
に従来よりも板厚を厚くできるので量産性の面でも効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a), (b), (c) はそれぞれ、この発明に従
い得られたFe−Co系合金板の表層部、1/4 厚さ部および
1/2 厚さ部における金属組織写真(100倍) である。
【図2】図2(a), (b), (c) はそれぞれ、図1(a),
(b), (c) を拡大した金属組織写真(500倍)である。
【図3】図3(a), (b), (c) はそれぞれ、従来法に従い
得られたFe−Co系合金板の表層部、1/4 厚さ部および1/
2 厚さ部における金属組織写真(100倍) である。
【図4】この発明の実施に用いて好適なジェット噴射冷
却ゾーンを有する熱間圧延機の模式図である。
【図5】張力冷間圧延機を示した図である。
【図6】張力冷延時における割れの発生状況に及ぼす板
厚とジェット噴射水量との関係を示した図である。
【符号の説明】
1 加熱炉 2 圧延ロール 3 輻射温度計 4 ジェット噴射冷却ゾーン 5 コイラー 6 4段圧延機 7 巻取りロール
【手続補正書】
【提出日】平成8年11月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明に従い得られたFe−Co系合金
板の表層部、1/4 厚さ部および1/2 厚さ部における金属
組織写真(100倍) である。
【図2】図2は、図1(a), (b), (c) を拡大した金属組
織写真(500倍)である。
【図3】図3は、従来法に従い得られたFe−Co系合金板
の表層部、1/4 厚さ部および1/2 厚さ部における金属組
織写真(100倍) である。
【図4】この発明の実施に用いて好適なジェット噴射冷
却ゾーンを有する熱間圧延機の模式図である。
【図5】張力冷間圧延機を示した図である。
【図6】張力冷延時における割れの発生状況に及ぼす板
厚とジェット噴射水量との関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 604 C22F 1/00 604 623 623 630 630B 660 660D 684 684A 692 692Z 694 694B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Co:45.0〜52.0wt%およびV:0.5 〜3.
    0 wt%を含有するFe−Co系合金スラブを、加熱後、圧延
    終了温度:750 〜1100℃の条件下に4.0 mm未満の板厚に
    熱間圧延し、その後直ちに水量が1.0 m3/min以上のジェ
    ット噴流ゾーンを走行させて急冷することを特徴とする
    鉄−コバルト合金板の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、Fe−Co系合金が、Co
    およびVの他、Cr,W, Ti, Mo, TaおよびNbのうちから
    選んだ少なくとも一種を 2.0wt%以下の範囲で含有する
    ことを特徴とする鉄−コバルト合金板の製造方法。
JP26769496A 1996-09-19 1996-09-19 鉄−コバルト合金板の製造方法 Pending JPH1088301A (ja)

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