JPH11323511A - 残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板 - Google Patents
残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板Info
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- JPH11323511A JPH11323511A JP10135240A JP13524098A JPH11323511A JP H11323511 A JPH11323511 A JP H11323511A JP 10135240 A JP10135240 A JP 10135240A JP 13524098 A JP13524098 A JP 13524098A JP H11323511 A JPH11323511 A JP H11323511A
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- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
- H01F1/14775—Fe-Si based alloys in the form of sheets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低残留磁束密度で、低鉄損かつ低磁歪の無方
向性電磁鋼板を、安価にしかも安定して得る。 【解決手段】 無方向性珪素鋼板の表面に、マグネトロ
ン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt
％、残りFeの組成になる合金相を被成する。
向性電磁鋼板を、安価にしかも安定して得る。 【解決手段】 無方向性珪素鋼板の表面に、マグネトロ
ン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt
％、残りFeの組成になる合金相を被成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、残留磁束密度が低
く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板およびその製造方法
に関し、特に無方向性珪素鋼板の表層部に高Si−Al−Fe
合金相を形成することによって、残留磁束密度の低減と
共に、高周波鉄損特性の有利な改善を図ろうとするもの
である。
く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板およびその製造方法
に関し、特に無方向性珪素鋼板の表層部に高Si−Al−Fe
合金相を形成することによって、残留磁束密度の低減と
共に、高周波鉄損特性の有利な改善を図ろうとするもの
である。
【０００２】
【従来の技術】最近、省エネルギ−および省資源の観点
から、トランスやモ−タ−等のコア材について、その効
率化、小型化が強く要求されている。そのため、電気機
器の高周波化が進められているが、それに伴い、コア材
についても、より鉄損が低く、かつ磁歪等騒音の低いこ
とが重要となってきている。このようなニ−ズを満たす
材料として、 6.5％珪素鋼板が考えられる。この珪素鋼
板は、Si含有量が 6.5wt％で磁歪が零となり、最大透磁
率もピ−クとなることが知られている。
から、トランスやモ−タ−等のコア材について、その効
率化、小型化が強く要求されている。そのため、電気機
器の高周波化が進められているが、それに伴い、コア材
についても、より鉄損が低く、かつ磁歪等騒音の低いこ
とが重要となってきている。このようなニ−ズを満たす
材料として、 6.5％珪素鋼板が考えられる。この珪素鋼
板は、Si含有量が 6.5wt％で磁歪が零となり、最大透磁
率もピ−クとなることが知られている。
【０００３】しかしながら、通常、Si含有量が 3.5wt％
を超えると延性が急激に低下するため、冷間圧延ができ
ず、工業的規模での高珪素鋼板の製造は極めて難しい。
そのため、薄板に圧延する際の熱延板組織の最適化、さ
らには脆性材料に対する圧延技術の改良等によって 6.5
％高珪素鋼板の製造が試みられたが、安定した工程生産
を実施できるまでには至っていない。
を超えると延性が急激に低下するため、冷間圧延ができ
ず、工業的規模での高珪素鋼板の製造は極めて難しい。
そのため、薄板に圧延する際の熱延板組織の最適化、さ
らには脆性材料に対する圧延技術の改良等によって 6.5
％高珪素鋼板の製造が試みられたが、安定した工程生産
を実施できるまでには至っていない。
【０００４】ところで、上記したような圧延による製造
方法とは全く異なり、最近 6.5％高珪素鋼板の圧延の際
における困難を克服した新しい高珪素鋼板の製造方法が
開発された。この製造方法は、Siの拡散浸透処理法（Ｃ
ＶＤ法）〔阿部正広ら：CAMP-ISIJ,4 (1991), P.1883、
山路常弘ら：CAMP-ISIJ, 5 (1992), P.896および浪川操
ら：日本金属学会春季大会講演概要(1993), P.83参照〕
と呼ばれるもので、Si含有量の少ない状態で冷間圧延し
て薄板化した後、ＣＶＤ法を用いて表面からSiを添加
し、この高Siの拡散処理を行う方法である。具体的に
は、SiCl4 等のSi化合物を非酸化性雰囲気中でＣＶＤ処
理して、鋼板表面近傍にSiを浸透させた後、高温の熱処
理を施してSiを拡散処理し、 6.5％の高珪素鋼板を製造
するものである。この 6.5％高珪素鋼板は、従来材と比
較して、１kHz における鉄損が30％程度向上するだけで
なく、磁歪騒音が20〜30 dB 程度低減されることが明ら
かにされている。
方法とは全く異なり、最近 6.5％高珪素鋼板の圧延の際
における困難を克服した新しい高珪素鋼板の製造方法が
開発された。この製造方法は、Siの拡散浸透処理法（Ｃ
ＶＤ法）〔阿部正広ら：CAMP-ISIJ,4 (1991), P.1883、
山路常弘ら：CAMP-ISIJ, 5 (1992), P.896および浪川操
ら：日本金属学会春季大会講演概要(1993), P.83参照〕
と呼ばれるもので、Si含有量の少ない状態で冷間圧延し
て薄板化した後、ＣＶＤ法を用いて表面からSiを添加
し、この高Siの拡散処理を行う方法である。具体的に
は、SiCl4 等のSi化合物を非酸化性雰囲気中でＣＶＤ処
理して、鋼板表面近傍にSiを浸透させた後、高温の熱処
理を施してSiを拡散処理し、 6.5％の高珪素鋼板を製造
するものである。この 6.5％高珪素鋼板は、従来材と比
較して、１kHz における鉄損が30％程度向上するだけで
なく、磁歪騒音が20〜30 dB 程度低減されることが明ら
かにされている。
【０００５】さらに、上記の高珪素鋼板に続き、板厚方
向にSiの濃度勾配を形成することによって、低残留磁束
密度で高周波低鉄損という優れた磁気特性を有する傾斜
高Si電磁鋼板が開発された（浪川ら：まてりあ、37 (19
98), P.289参照）。この傾斜高Si電磁鋼板は、突入電流
（定格電流の十数倍を超える場合がある）による機器破
損や誤動作という問題点を解決した材料である。
向にSiの濃度勾配を形成することによって、低残留磁束
密度で高周波低鉄損という優れた磁気特性を有する傾斜
高Si電磁鋼板が開発された（浪川ら：まてりあ、37 (19
98), P.289参照）。この傾斜高Si電磁鋼板は、突入電流
（定格電流の十数倍を超える場合がある）による機器破
損や誤動作という問題点を解決した材料である。
【０００６】しかしながら、このＣＶＤ技術を利用した
一連の高Si電磁鋼板の製造方法は、特性的には優れてい
るものの、ＣＶＤの蒸着効率が数パーセントと低いため
に製品の製造コストが高価となる点に問題を残してい
た。
一連の高Si電磁鋼板の製造方法は、特性的には優れてい
るものの、ＣＶＤの蒸着効率が数パーセントと低いため
に製品の製造コストが高価となる点に問題を残してい
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を有利に解決するもので、従来の高Si電磁鋼板の製造技
術に比べて極めて安価に、しかも残留磁束密度特性や高
周波鉄損特性にも優れた電磁鋼板を、その有利な製造方
法と共に提案することを目的とする。
を有利に解決するもので、従来の高Si電磁鋼板の製造技
術に比べて極めて安価に、しかも残留磁束密度特性や高
周波鉄損特性にも優れた電磁鋼板を、その有利な製造方
法と共に提案することを目的とする。
【０００８】
【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、無方向性珪
素鋼板の表面に形成すべき低磁歪、高透磁率材料として
はいわゆるセンダスト合金が、一方かかるセンダスト合
金の蒸着処理としてはマグネトロン・スパッタ法が、そ
れぞれ極めて有効であることの知見を得た。
の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、無方向性珪
素鋼板の表面に形成すべき低磁歪、高透磁率材料として
はいわゆるセンダスト合金が、一方かかるセンダスト合
金の蒸着処理としてはマグネトロン・スパッタ法が、そ
れぞれ極めて有効であることの知見を得た。
【０００９】すなわち、センダストと呼ばれるの高透磁
率材料は、Si：9.5 wt％、Al：5.5wt％、残りFeの代表
組成において、軟磁性で、電気抵抗が高く、磁歪が極め
て小さいのが特徴で、高周波用として極めて有用であ
る。しかしながら、このセンダスト材料は、規則合金の
Fe3Siおよび Fe3Alに近いため、一種の化合物的性質が
強く、脆くて硬いことから圧延が難しく、従来は粉末に
して絶縁物で固めて使用せざるを得なかった。
率材料は、Si：9.5 wt％、Al：5.5wt％、残りFeの代表
組成において、軟磁性で、電気抵抗が高く、磁歪が極め
て小さいのが特徴で、高周波用として極めて有用であ
る。しかしながら、このセンダスト材料は、規則合金の
Fe3Siおよび Fe3Alに近いため、一種の化合物的性質が
強く、脆くて硬いことから圧延が難しく、従来は粉末に
して絶縁物で固めて使用せざるを得なかった。
【００１０】一方、マグネトロン・スパッタ法等のＰＶ
Ｄを利用した電磁鋼板の改善技術について、発明者ら
は、これまでにも数多くの実績を残していて、例えば最
近では、平滑化した一方向性珪素鋼板表面に、フェロ−
シリコン等をターゲットとするマグネトロン・スパッタ
法を用いて 0.5μm 厚程度の極薄のSi系セラミック膜を
被成すると、鋼板表面近傍に強力な張力付加が可能とな
り、これによって効果的な磁区細分化が達成され、超低
鉄損の珪素鋼板が得られることを究明している（特願平
10−105364号明細書参照）。
Ｄを利用した電磁鋼板の改善技術について、発明者ら
は、これまでにも数多くの実績を残していて、例えば最
近では、平滑化した一方向性珪素鋼板表面に、フェロ−
シリコン等をターゲットとするマグネトロン・スパッタ
法を用いて 0.5μm 厚程度の極薄のSi系セラミック膜を
被成すると、鋼板表面近傍に強力な張力付加が可能とな
り、これによって効果的な磁区細分化が達成され、超低
鉄損の珪素鋼板が得られることを究明している（特願平
10−105364号明細書参照）。
【００１１】そこで、発明者らは、このマグネトロン・
スパッタ法を利用して、無方向性珪素鋼板の表面にセン
ダスト合金の被成を試みたところ、所期した目的の達成
に関し、望外の成果を得たのである。本発明は、上記の
知見に立脚するものである。
スパッタ法を利用して、無方向性珪素鋼板の表面にセン
ダスト合金の被成を試みたところ、所期した目的の達成
に関し、望外の成果を得たのである。本発明は、上記の
知見に立脚するものである。
【００１２】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 １．無方向性珪素鋼板の表層部に、Si：５〜11wt％、A
l：３〜８wt％、残りFeの組成になる合金相を有するこ
とを特徴とする、残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に
優れた電磁鋼板。
りである。 １．無方向性珪素鋼板の表層部に、Si：５〜11wt％、A
l：３〜８wt％、残りFeの組成になる合金相を有するこ
とを特徴とする、残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に
優れた電磁鋼板。
【００１３】２．上記１において、合金相の厚みが 0.1
〜10μm であることを特徴とする、残留磁束密度が低く
高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板。
〜10μm であることを特徴とする、残留磁束密度が低く
高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板。
【００１４】３．無方向性珪素鋼板の表面に、マグネト
ロン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８
wt％、残りFeの組成になる合金相を被成したことを特徴
とする、残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電
磁鋼板の製造方法。
ロン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８
wt％、残りFeの組成になる合金相を被成したことを特徴
とする、残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電
磁鋼板の製造方法。
【００１５】４．無方向性珪素鋼板の表面に、マグネト
ロン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８
wt％、残りFeの組成になる合金相を被成したのち、 800
〜1300℃の温度で焼鈍することを特徴とする、残留磁束
密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板の製造方
法。
ロン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８
wt％、残りFeの組成になる合金相を被成したのち、 800
〜1300℃の温度で焼鈍することを特徴とする、残留磁束
密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板の製造方
法。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明による成功が導かれるに至った経過に
ついて説明する。Si：3.20wt％、Mn：0.21wt％、Ｓ：0.
004 wt％、Al：0.62wt％、その他Ｃ、Ｎ、Ｏの成分は脱
ガス処理により合計で0.0020wt％に低減し、残部は実質
的にFeの組成になる連続鋳造スラブを、熱間圧延し、つ
いで冷間圧延により0.35mm厚に仕上げたのち、850 ℃の
非酸化性雰囲気中で再結晶焼鈍を施し、その後表面の酸
化膜を除去してから、化学研磨により表面を平滑化し
た。
る。まず、本発明による成功が導かれるに至った経過に
ついて説明する。Si：3.20wt％、Mn：0.21wt％、Ｓ：0.
004 wt％、Al：0.62wt％、その他Ｃ、Ｎ、Ｏの成分は脱
ガス処理により合計で0.0020wt％に低減し、残部は実質
的にFeの組成になる連続鋳造スラブを、熱間圧延し、つ
いで冷間圧延により0.35mm厚に仕上げたのち、850 ℃の
非酸化性雰囲気中で再結晶焼鈍を施し、その後表面の酸
化膜を除去してから、化学研磨により表面を平滑化し
た。
【００１７】かくして得られた無方向性珪素鋼板の表面
に、マグネトロン・スパッタ法により、約 2.0μm 厚の
Fe−Si−Al膜を被成した。なお、このコ−ティングに際
しては、安価なフェロ−シリコン素材を出発材料として
用い、その中にFe，Alを成分調整して、Fe：85wt％、S
i：9.5 wt％、Al：5.5 wt％の組成になるタ−ゲットを
作成し、実験に使用した。
に、マグネトロン・スパッタ法により、約 2.0μm 厚の
Fe−Si−Al膜を被成した。なお、このコ−ティングに際
しては、安価なフェロ−シリコン素材を出発材料として
用い、その中にFe，Alを成分調整して、Fe：85wt％、S
i：9.5 wt％、Al：5.5 wt％の組成になるタ−ゲットを
作成し、実験に使用した。
【００１８】かくして得られた製品の残留磁束密度は、
励磁最大磁束密度Ｂm : 1.4 Ｔの場合で、0.35Ｔと極め
て低い値を示した。また、本製品の鉄損は、励磁最大磁
束密度Ｂm : 1.2 Ｔの場合で、Ｗ12/50 :1.29 W/kg と
良好な低鉄損を示した。さらに、本製品の磁歪は、５ k
Oeで、 0.5×10-6と良好な値を示した。
励磁最大磁束密度Ｂm : 1.4 Ｔの場合で、0.35Ｔと極め
て低い値を示した。また、本製品の鉄損は、励磁最大磁
束密度Ｂm : 1.2 Ｔの場合で、Ｗ12/50 :1.29 W/kg と
良好な低鉄損を示した。さらに、本製品の磁歪は、５ k
Oeで、 0.5×10-6と良好な値を示した。
【００１９】またさらに、上記の製品板に、1200℃、20
minの焼鈍処理を施して、厚板方向にセンダスト合金の
濃度勾配を設けた、すなわち傾斜機能を付与したとこ
ろ、各特性値はそれぞれ、残留磁束密度：0.36Ｔ、鉄損
Ｗ12/50 : 1.26 W/kg 、磁歪：0.4 ×10-6とさらに良好
な値が得られた。
minの焼鈍処理を施して、厚板方向にセンダスト合金の
濃度勾配を設けた、すなわち傾斜機能を付与したとこ
ろ、各特性値はそれぞれ、残留磁束密度：0.36Ｔ、鉄損
Ｗ12/50 : 1.26 W/kg 、磁歪：0.4 ×10-6とさらに良好
な値が得られた。
【００２０】上述したとおり、本発明に従い、マグネト
ロン・スパッタ法を用いて、無方向性珪素鋼板表面に、
センダスト合金の薄膜を被成することによって、鋼板表
面近傍に強力な張力を付与すると共に、表層部を低磁
歪、高磁束密度相とすることができ、これによって低残
留磁束密度で、低鉄損、低磁歪の磁気特性に優れた電磁
鋼板を得られることができるのである。また、従来のＣ
ＶＤ法による蒸着効率が数パーセントであったのに対
し、マグネトロン・スパッタ法を用いた場合の蒸着効率
は75％以上であり、しかもコ−ティングの際のタ−ゲッ
ト用の素材としては、安価なフェロ−シリコンやメタ−
シリコンを用いることができるので、生産効率の面でも
コストの面でも格段に優れているといえる。
ロン・スパッタ法を用いて、無方向性珪素鋼板表面に、
センダスト合金の薄膜を被成することによって、鋼板表
面近傍に強力な張力を付与すると共に、表層部を低磁
歪、高磁束密度相とすることができ、これによって低残
留磁束密度で、低鉄損、低磁歪の磁気特性に優れた電磁
鋼板を得られることができるのである。また、従来のＣ
ＶＤ法による蒸着効率が数パーセントであったのに対
し、マグネトロン・スパッタ法を用いた場合の蒸着効率
は75％以上であり、しかもコ−ティングの際のタ−ゲッ
ト用の素材としては、安価なフェロ−シリコンやメタ−
シリコンを用いることができるので、生産効率の面でも
コストの面でも格段に優れているといえる。
【００２１】
【作用】本発明の基材である無方向性珪素鋼としては、
従来公知のものいずれもが適合するが、代表組成を掲げ
ると次のとおりである。 Ｃ：0.02wt％以下 Ｃは、0.02wt％より多いと炭化物等の析出物を形成して
磁気特性が劣化するため0.02wt％以下とするのが好まし
い。
従来公知のものいずれもが適合するが、代表組成を掲げ
ると次のとおりである。 Ｃ：0.02wt％以下 Ｃは、0.02wt％より多いと炭化物等の析出物を形成して
磁気特性が劣化するため0.02wt％以下とするのが好まし
い。
【００２２】Si：2.0 〜4.0 wt％ Siは、 2.0wt％より少ないと十分な電気抵抗が得られな
いため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0
wt％より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くなるの
で、 2.0〜4.0 wt％程度の範囲とすることが好ましい。
いため渦電流損が増大して鉄損の劣化を招き、一方 4.0
wt％より多いと冷延の際に脆性割れが生じ易くなるの
で、 2.0〜4.0 wt％程度の範囲とすることが好ましい。
【００２３】Mn：0.01〜4.0 wt％ Mnは、無方向性珪素鋼板の分散析出相としてのMnＳの析
出相の決定あるいは加工性の向上のための重要な成分で
ある。Mn量が0.01wt％を下回ると析出相を生じさせるの
に必要なMnＳ等の絶対量が不足すると同時に、ブリスタ
−と呼ばれる表面欠陥が増大する。一方、 4.0wt％を超
えると加工性の劣化、磁気特性を劣化させ、経済的で無
くなるのでMnは0.01〜4.0 wt％程度とすることが好まし
い。
出相の決定あるいは加工性の向上のための重要な成分で
ある。Mn量が0.01wt％を下回ると析出相を生じさせるの
に必要なMnＳ等の絶対量が不足すると同時に、ブリスタ
−と呼ばれる表面欠陥が増大する。一方、 4.0wt％を超
えると加工性の劣化、磁気特性を劣化させ、経済的で無
くなるのでMnは0.01〜4.0 wt％程度とすることが好まし
い。
【００２４】Ｓ：0.01wt％以下 Ｓは、珪素鋼の鉄損を劣化させるため0.01wt％以下とす
ることが好ましい。一方、0.01wt％を超えると熱間およ
び冷間加工性の劣化を招くので、上限は0.01wt％とする
ことが好ましい。
ることが好ましい。一方、0.01wt％を超えると熱間およ
び冷間加工性の劣化を招くので、上限は0.01wt％とする
ことが好ましい。
【００２５】Ｏ：0.01wt％以下 Ｏは、珪素鋼中で酸化物等を形成し、鉄損を低下させる
ので、0.01wt％以下とすることが好ましい。
ので、0.01wt％以下とすることが好ましい。
【００２６】Ｎ：0.01wt％以下 Ｎは、珪素鋼中で窒化物等を形成し、鉄損を低下させる
ので、0.01wt％以下とすることが好ましい。
ので、0.01wt％以下とすることが好ましい。
【００２７】その他、従来公知のAl, Sb, Cu, Snおよび
B 等を微量添加しても、本発明の効果を妨げるものでは
ないが、一方で鉄損を低下させるため、これらの添加量
はできる限り少なくする方が好ましい。
B 等を微量添加しても、本発明の効果を妨げるものでは
ないが、一方で鉄損を低下させるため、これらの添加量
はできる限り少なくする方が好ましい。
【００２８】次に、本発明に従う電磁鋼板の製造工程に
ついて説明する。まず、素材を溶製するには、ＬＤ転
炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼炉を用い得ること
は勿論のこと、真空溶解やＲＨ脱ガス処理を併用するこ
ともできる。また、溶鋼中にSi、Mnを添加する方法とし
ては、従来公知の何れの方法を用いても良く、例えばＬ
Ｄ転炉、ＲＨ脱ガス終了時あるいは造塊時の溶鋼中に添
加することができる。
ついて説明する。まず、素材を溶製するには、ＬＤ転
炉、電気炉、平炉、その他公知の製鋼炉を用い得ること
は勿論のこと、真空溶解やＲＨ脱ガス処理を併用するこ
ともできる。また、溶鋼中にSi、Mnを添加する方法とし
ては、従来公知の何れの方法を用いても良く、例えばＬ
Ｄ転炉、ＲＨ脱ガス終了時あるいは造塊時の溶鋼中に添
加することができる。
【００２９】次に、スラブ製造は、コスト低減、さらに
はスラブ長手方向における成分あるいは品質の均一性等
の経済的・技術的利点の面から連続鋳造法の採用が有利
ではあるが、従来の造塊スラブの使用を妨げるものでは
ない。連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ−を解
離・固溶させるために、1200℃以上の温度に加熱され
る。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕上圧
延によって、通常厚み 1.5〜5.0 mm程度の熱延板とされ
る。
はスラブ長手方向における成分あるいは品質の均一性等
の経済的・技術的利点の面から連続鋳造法の採用が有利
ではあるが、従来の造塊スラブの使用を妨げるものでは
ない。連続鋳造スラブは、スラブ中のインヒビタ−を解
離・固溶させるために、1200℃以上の温度に加熱され
る。その後、このスラブは熱間粗圧延ついで熱間仕上圧
延によって、通常厚み 1.5〜5.0 mm程度の熱延板とされ
る。
【００３０】次に熱延板は、必要に応じ 850〜1100℃程
度の温度範囲で熱延板焼鈍（均一化焼鈍ともいう）を施
したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を
施して最終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を
有する製品を得るには最終冷延率（通常55〜90％）に注
意を払う必要がある。このとき、珪素鋼板の渦電流損を
できるかぎり小さくする観点から、製品厚の上限は1.0
mm程度、またヒステリシス損の弊害を避けるために板厚
の下限は0.05mm程度とすることが好ましい。
度の温度範囲で熱延板焼鈍（均一化焼鈍ともいう）を施
したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を
施して最終板厚とするが、高磁束密度で低鉄損の特性を
有する製品を得るには最終冷延率（通常55〜90％）に注
意を払う必要がある。このとき、珪素鋼板の渦電流損を
できるかぎり小さくする観点から、製品厚の上限は1.0
mm程度、またヒステリシス損の弊害を避けるために板厚
の下限は0.05mm程度とすることが好ましい。
【００３１】ついで、鋼板には再結晶焼鈍が施される。
この焼鈍は、冷延組織を無方向の１次再結晶組織にする
ことを目的に 750〜1000℃の非酸化性雰囲気中で行う。
この焼鈍は、冷延組織を無方向の１次再結晶組織にする
ことを目的に 750〜1000℃の非酸化性雰囲気中で行う。
【００３２】その後、鋼板表面の酸化被膜を除去した
後、化学研磨、電解研磨等の化学研磨やバフ研磨等の機
械的研磨あるいはそれらの組み合わせなど従来の手法に
より、中心線平均粗さRaで 0.4μm 以下程度まで鋼板表
面を平滑化する。
後、化学研磨、電解研磨等の化学研磨やバフ研磨等の機
械的研磨あるいはそれらの組み合わせなど従来の手法に
より、中心線平均粗さRaで 0.4μm 以下程度まで鋼板表
面を平滑化する。
【００３３】ついで、得られた無方向性珪素鋼板表面
に、マグネトロン・スパッタ法により、センダスト合金
の薄膜を被成する。ここに、センダスト合金の成分組成
については、所期した低磁歪、高透磁率を得る目的か
ら、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt％、残りFeとする必
要がある。特に、好適な組成範囲はSi：６〜10wt％、A
l：４〜７wt％である。また、センダスト合金の被覆厚
みは、 0.1〜10μm とすることが好ましい。というの
は、被覆厚みが 0.1μm に満たないと残留磁束密度を低
減する機能が発揮されず、一方10μm を超えると珪素鋼
板が一層脆くなり、また経済的にもコストアップとなる
からである。なお、所望組成のセンダスト合金膜をうる
ためには、マグネトロン・スパッタ法に用いるターゲン
トの組成を、所望組成に調整しておけば良い。
に、マグネトロン・スパッタ法により、センダスト合金
の薄膜を被成する。ここに、センダスト合金の成分組成
については、所期した低磁歪、高透磁率を得る目的か
ら、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt％、残りFeとする必
要がある。特に、好適な組成範囲はSi：６〜10wt％、A
l：４〜７wt％である。また、センダスト合金の被覆厚
みは、 0.1〜10μm とすることが好ましい。というの
は、被覆厚みが 0.1μm に満たないと残留磁束密度を低
減する機能が発揮されず、一方10μm を超えると珪素鋼
板が一層脆くなり、また経済的にもコストアップとなる
からである。なお、所望組成のセンダスト合金膜をうる
ためには、マグネトロン・スパッタ法に用いるターゲン
トの組成を、所望組成に調整しておけば良い。
【００３４】さらに、より一層の特性改善のためには、
上記のようにして、無方向性珪素鋼板表面にセンダスト
合金の薄膜を被成したのち、焼鈍処理を施して、厚板方
向にセンダスト合金の濃度勾配を設ける、すなわち傾斜
機能を付与することが望ましい。ここに、かかる焼鈍処
理における、温度は 800〜1300℃とすることが好まし
い。というのは、焼鈍温度が 800℃に満たないとSiの拡
散効果が弱く、一方1300℃を超えると鋼板の変形が大き
くなり、Siの拡散を十分に発揮させることが困難となる
からである。また、焼鈍時間については特に限定しない
が、１〜120 min 程度とすることが好適である。
上記のようにして、無方向性珪素鋼板表面にセンダスト
合金の薄膜を被成したのち、焼鈍処理を施して、厚板方
向にセンダスト合金の濃度勾配を設ける、すなわち傾斜
機能を付与することが望ましい。ここに、かかる焼鈍処
理における、温度は 800〜1300℃とすることが好まし
い。というのは、焼鈍温度が 800℃に満たないとSiの拡
散効果が弱く、一方1300℃を超えると鋼板の変形が大き
くなり、Siの拡散を十分に発揮させることが困難となる
からである。また、焼鈍時間については特に限定しない
が、１〜120 min 程度とすることが好適である。
【００３５】なお、センダスト合金薄膜の被成に際して
は、マグネトロン・スパッタ法によるプラズマ・コ−テ
ィングが最適であるが、その他、ＨＣＤ法（イオンプレ
ーティング法の一種）や（ＥＢ＋ＲＦ）法やマルティア
ーク法等のＰＶＤ法を使用することもできる。
は、マグネトロン・スパッタ法によるプラズマ・コ−テ
ィングが最適であるが、その他、ＨＣＤ法（イオンプレ
ーティング法の一種）や（ＥＢ＋ＲＦ）法やマルティア
ーク法等のＰＶＤ法を使用することもできる。
【００３６】
【実施例】実施例１ Si：3.30wt％、Mn：0.20wt％、Ｓ：0.003 wt％、Al：0.
60wt％、その他Ｃ、Ｎ、Ｏの成分は脱ガス処理により合
計で0.0020wt％に低減し、残部は実質的にFeの組成にな
る連続鋳造スラブを、熱間圧延し、ついで冷間圧延によ
り0.35mm厚に仕上げたのち、 850℃の非酸化性雰囲気中
で再結晶焼鈍を施し、ついで表面の酸化膜を除去してか
ら、化学研磨により鋼板の表面を平滑化した。
60wt％、その他Ｃ、Ｎ、Ｏの成分は脱ガス処理により合
計で0.0020wt％に低減し、残部は実質的にFeの組成にな
る連続鋳造スラブを、熱間圧延し、ついで冷間圧延によ
り0.35mm厚に仕上げたのち、 850℃の非酸化性雰囲気中
で再結晶焼鈍を施し、ついで表面の酸化膜を除去してか
ら、化学研磨により鋼板の表面を平滑化した。
【００３７】その後、かくして得られた無方向性珪素鋼
板の表面に、マグネトロン・スパッタ法により、約 2.5
μm 厚のセンダスト合金薄膜（Si：9.0 wt％、Al：6.0
wt％）を被成した。なお、このコ−ティングに際して、
フェロ・シリコン素材を出発材料として用い、その中に
Fe，Alを成分調整を行って、Fe：85wt％、Si：9.0 wt
％、Al：6.0 wt％の組成になるタ−ゲットを作成し、本
実験に使用した。
板の表面に、マグネトロン・スパッタ法により、約 2.5
μm 厚のセンダスト合金薄膜（Si：9.0 wt％、Al：6.0
wt％）を被成した。なお、このコ−ティングに際して、
フェロ・シリコン素材を出発材料として用い、その中に
Fe，Alを成分調整を行って、Fe：85wt％、Si：9.0 wt
％、Al：6.0 wt％の組成になるタ−ゲットを作成し、本
実験に使用した。
【００３８】かくして得られた製品の残留磁束密度は、
励磁最大磁束密度Ｂm : 1.4 Ｔの場合で、0.34Ｔと極め
て低い値を示した。また、本製品の鉄損は、励磁最大磁
束密度Ｂm : 1.2 Ｔの場合で、Ｗ12/50 :1.27 W/kg と
良好な低鉄損を示した。さらに、本製品の磁歪は、５ k
Oeで、 0.6×10-6と良好な値を示した。
励磁最大磁束密度Ｂm : 1.4 Ｔの場合で、0.34Ｔと極め
て低い値を示した。また、本製品の鉄損は、励磁最大磁
束密度Ｂm : 1.2 Ｔの場合で、Ｗ12/50 :1.27 W/kg と
良好な低鉄損を示した。さらに、本製品の磁歪は、５ k
Oeで、 0.6×10-6と良好な値を示した。
【００３９】またさらに、上記の製品板に、1100℃、30
minの焼鈍処理を施したところ、各特性値はそれぞれ、
残留磁束密度：0.37Ｔ、鉄損Ｗ12/50 : 1.25 W/kg 、磁
歪：0.3 ×10-6とさらに良好な値が得られた。
minの焼鈍処理を施したところ、各特性値はそれぞれ、
残留磁束密度：0.37Ｔ、鉄損Ｗ12/50 : 1.25 W/kg 、磁
歪：0.3 ×10-6とさらに良好な値が得られた。
【００４０】
【発明の効果】かくして、本発明によれば、低残留磁束
密度で、低鉄損かつ低磁歪の無方向性電磁鋼板を、安価
にしかも安定して得ることができる。
密度で、低鉄損かつ低磁歪の無方向性電磁鋼板を、安価
にしかも安定して得ることができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 無方向性珪素鋼板の表層部に、Si：５〜
11wt％、Al：３〜８wt％、残りFeの組成になる合金相を
有することを特徴とする、残留磁束密度が低く高周波鉄
損特性に優れた電磁鋼板。 - 【請求項２】 請求項１において、合金相の厚みが 0.1
〜10μm であることを特徴とする、残留磁束密度が低く
高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板。 - 【請求項３】 無方向性珪素鋼板の表面に、マグネトロ
ン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt
％、残りFeの組成になる合金相を被成したことを特徴と
する、残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁
鋼板の製造方法。 - 【請求項４】 無方向性珪素鋼板の表面に、マグネトロ
ン・スパッタ法により、Si：５〜11wt％、Al：３〜８wt
％、残りFeの組成になる合金相を被成したのち、 800〜
1300℃の温度で焼鈍することを特徴とする、残留磁束密
度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10135240A JPH11323511A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10135240A JPH11323511A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323511A true JPH11323511A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15147098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10135240A Withdrawn JPH11323511A (ja) | 1998-05-18 | 1998-05-18 | 残留磁束密度が低く高周波鉄損特性に優れた電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323511A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100457965C (zh) * | 2006-10-30 | 2009-02-04 | 北京航空航天大学 | 采用连续磁控溅射物理气相沉积制备Fe-5.5～6.7wt%Si薄板的方法 |
| JP2010185098A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 鉄系材料および鉄系材料の表面処理方法 |
| KR101417227B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2014-07-09 | 주식회사 포스코 | 고규소 강판 및 그 제조방법 |
| US9051622B2 (en) | 2009-03-13 | 2015-06-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Non-oriented magnetic steel sheet and method for producing the same |
| CN106906424A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-06-30 | 罗伯特·博世有限公司 | 减少其反复磁化损耗的部件以及其制造方法 |
| WO2019132356A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기 강판 및 이의 제조방법 |
-
1998
- 1998-05-18 JP JP10135240A patent/JPH11323511A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100457965C (zh) * | 2006-10-30 | 2009-02-04 | 北京航空航天大学 | 采用连续磁控溅射物理气相沉积制备Fe-5.5～6.7wt%Si薄板的方法 |
| JP2010185098A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 鉄系材料および鉄系材料の表面処理方法 |
| US9051622B2 (en) | 2009-03-13 | 2015-06-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Non-oriented magnetic steel sheet and method for producing the same |
| KR101417227B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2014-07-09 | 주식회사 포스코 | 고규소 강판 및 그 제조방법 |
| CN106906424A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-06-30 | 罗伯特·博世有限公司 | 减少其反复磁化损耗的部件以及其制造方法 |
| CN106906424B (zh) * | 2015-09-25 | 2020-03-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 减少其反复磁化损耗的部件以及其制造方法 |
| WO2019132356A1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기 강판 및 이의 제조방법 |
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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: 20050802 |