JPS5850297B2 - 磁気特性のすぐれた電磁鋼板 - Google Patents
磁気特性のすぐれた電磁鋼板Info
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- JPS5850297B2 JPS5850297B2 JP55006998A JP699880A JPS5850297B2 JP S5850297 B2 JPS5850297 B2 JP S5850297B2 JP 55006998 A JP55006998 A JP 55006998A JP 699880 A JP699880 A JP 699880A JP S5850297 B2 JPS5850297 B2 JP S5850297B2
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- Japan
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- steel sheet
- electrical steel
- iron loss
- irradiation
- laser beam
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、すぐれた磁気特性（鉄損、磁歪など）絶縁特
性および占積率を有する電磁鋼板に関するものである。
性および占積率を有する電磁鋼板に関するものである。
電磁鋼板としてはモーター等の回転機に使用される無方
向性電磁鋼板や変圧器等に使用される方向性電磁鋼板が
ある。
向性電磁鋼板や変圧器等に使用される方向性電磁鋼板が
ある。
無方向性電磁鋼板は純鉄系や３．５％以下の珪素を含有
する珪素鋼板で、ホットコイルを酸洗後１〜２回の冷延
ど焼鈍をくり返して磁化容易軸を圧延方向に対してラン
ダムとし、その後、絶縁皮膜処理を施して製品とする。
する珪素鋼板で、ホットコイルを酸洗後１〜２回の冷延
ど焼鈍をくり返して磁化容易軸を圧延方向に対してラン
ダムとし、その後、絶縁皮膜処理を施して製品とする。
これに対して、方向性電磁鋼板は２．５〜３．５％の珪
素を含有し、インヒビターとしてＡｌＮ 、 Ｍｎ Ｓ
。
素を含有し、インヒビターとしてＡｌＮ 、 Ｍｎ Ｓ
。
ＢＮ、Ｓｅ、Ｃｕｂ、Ｓｂ等の特定元素を所定量添加し
、さらに他の成分も制御したホットコイルを製造しその
後、酸洗し、１〜２回の冷間圧延、焼鈍をくり返した後
、二次再結晶により（１１０）（００１）の方位を有す
る結晶を選択的に成長させるために、１ｏｏｏ〜１２０
０℃で仕上げ焼鈍される。
、さらに他の成分も制御したホットコイルを製造しその
後、酸洗し、１〜２回の冷間圧延、焼鈍をくり返した後
、二次再結晶により（１１０）（００１）の方位を有す
る結晶を選択的に成長させるために、１ｏｏｏ〜１２０
０℃で仕上げ焼鈍される。
仕上げ焼鈍をコイルの状態で行なうバッチ式の場合には
焼付を防止するために焼鈍分離剤としてマグネシャ、シ
リカ、アルミナ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の耐
火性酸化物が使用される。
焼付を防止するために焼鈍分離剤としてマグネシャ、シ
リカ、アルミナ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の耐
火性酸化物が使用される。
この場合マグネシャを主成分とする焼鈍分離剤を用いる
と、焼付が防止されると同時に焼鈍時に鋼板表面のＳｉ
Ｏ２とマグネシャが反応して２Ｍｇ０・５ｉｎ２（フォ
ルステライト）を主成分とするグラス皮膜を形成する。
と、焼付が防止されると同時に焼鈍時に鋼板表面のＳｉ
Ｏ２とマグネシャが反応して２Ｍｇ０・５ｉｎ２（フォ
ルステライト）を主成分とするグラス皮膜を形成する。
このグラス皮膜は絶縁皮膜下地として有効であるのみな
らず、鋼板に対し張力を与えて鉄損の向上、磁歪の減少
に効果があり、一般にはこのようなグラス皮膜を有する
方向性電磁鋼板の製造が主流である。
らず、鋼板に対し張力を与えて鉄損の向上、磁歪の減少
に効果があり、一般にはこのようなグラス皮膜を有する
方向性電磁鋼板の製造が主流である。
この様に仕上げ焼鈍により二次再結晶を起させ、グラス
皮膜を形成した電磁鋼板は、次に余剰のマグネシャを除
去した後、例えば特公昭２７−１２６８号公報に示され
ている様にリン酸マグネシウム系処理液や、特公昭５３
−２８３７５号公報に示されているようにコロイダルシ
リカ−リン酸アルミニウムークロム酸系処理液が塗布さ
れ、７００〜９００℃で皮膜の焼付と同時に鋼板の巻ぐ
せを取り除き、平担にするためのフラットニングが実施
されている。
皮膜を形成した電磁鋼板は、次に余剰のマグネシャを除
去した後、例えば特公昭２７−１２６８号公報に示され
ている様にリン酸マグネシウム系処理液や、特公昭５３
−２８３７５号公報に示されているようにコロイダルシ
リカ−リン酸アルミニウムークロム酸系処理液が塗布さ
れ、７００〜９００℃で皮膜の焼付と同時に鋼板の巻ぐ
せを取り除き、平担にするためのフラットニングが実施
されている。
この場合前記特公昭５３−２８３７５号公報に示されて
いるようなコロイダルシリカを含有する処理液を上記焼
付は温度で処理すると、皮膜がグラス化して冷却時に鋼
板に張力を与えることにより鉄損、磁歪等の特性向上効
果が大きいために有利である。
いるようなコロイダルシリカを含有する処理液を上記焼
付は温度で処理すると、皮膜がグラス化して冷却時に鋼
板に張力を与えることにより鉄損、磁歪等の特性向上効
果が大きいために有利である。
ところが、この場合張力効果を大きくするためには塗布
量を４〜７ 、！ｌｉ’ ／ ｍ”と多量に塗布する必
要があるために、絶縁特性はすぐれているが、占積率が
劣り、又、スリット、切断等の加工時にエツジ部が剥離
する等の加工性に問題があった。
量を４〜７ 、！ｌｉ’ ／ ｍ”と多量に塗布する必
要があるために、絶縁特性はすぐれているが、占積率が
劣り、又、スリット、切断等の加工時にエツジ部が剥離
する等の加工性に問題があった。
本発明者等は、これらの問題を解決するために種々検討
した結果、前記仕上焼鈍、所謂二次再結晶焼鈍後に鋼板
の表面にパルス状のレーザービームを照射することによ
って鉄損を著しく減少させることができることを発明し
特願昭５３−９１２１７号として特許出願した。
した結果、前記仕上焼鈍、所謂二次再結晶焼鈍後に鋼板
の表面にパルス状のレーザービームを照射することによ
って鉄損を著しく減少させることができることを発明し
特願昭５３−９１２１７号として特許出願した。
本発明者等は、この発明を元に更に検討を加えた結果、
鋼板の表面が如何なる状態であっても、すなわち表面に
伺等の処理が施されていなくても、または表面が鏡面仕
上げされていても、または酸化皮膜あるいはグラス皮膜
が施されていても、レーザービームを照射することによ
り鉄損を著しく減少させることができ、またレーザービ
ーム照射後、鋼板表面に絶縁皮膜処理液を塗布して焼付
を行っても、レーザービーム照射による効果が消失せず
、鉄損の減少はもとより磁歪の劣化もなく、シかもすぐ
れた絶縁性、耐電圧、占積率を有する電磁鋼板を得るこ
とに成功した。
鋼板の表面が如何なる状態であっても、すなわち表面に
伺等の処理が施されていなくても、または表面が鏡面仕
上げされていても、または酸化皮膜あるいはグラス皮膜
が施されていても、レーザービームを照射することによ
り鉄損を著しく減少させることができ、またレーザービ
ーム照射後、鋼板表面に絶縁皮膜処理液を塗布して焼付
を行っても、レーザービーム照射による効果が消失せず
、鉄損の減少はもとより磁歪の劣化もなく、シかもすぐ
れた絶縁性、耐電圧、占積率を有する電磁鋼板を得るこ
とに成功した。
すなわち本発明は表面にレーザービームを照射した電磁
鋼板に関するものである。
鋼板に関するものである。
次に本発明におけるパルスレーザ−ビームの電磁鋼板の
表面への照射による作用を方向性電磁鋼板の場合につい
て説明する。
表面への照射による作用を方向性電磁鋼板の場合につい
て説明する。
周知のように方向性電磁鋼板は（１１０）（００１）組
織を持ち、圧延方向に磁化が容易である。
織を持ち、圧延方向に磁化が容易である。
かかる鋼板１に対し第１図ａに示すように圧延方向Ｆに
直角に点列状にパルスレーザ−を照射すると（２はその
照射部分を示す）鉄損が小になる。
直角に点列状にパルスレーザ−を照射すると（２はその
照射部分を示す）鉄損が小になる。
これは次のように説明できる。
即ち方向性電磁鋼板１は第１図すに示すように圧延方向
に延びる比較的大きな磁区３を有する。
に延びる比較的大きな磁区３を有する。
方向性電磁鋼板においては（１１０）（００１）方位の
圧延方向への集積度を高めるにつれて結晶粒が大きくな
り、また磁壁が粒界を貫通するために磁区は大きくなり
、磁区の大きさと鉄損値とは比例関係にあるので、方向
性を高めた割り合いには鉄損は少なくならないという矛
盾した問題があるものである。
圧延方向への集積度を高めるにつれて結晶粒が大きくな
り、また磁壁が粒界を貫通するために磁区は大きくなり
、磁区の大きさと鉄損値とは比例関係にあるので、方向
性を高めた割り合いには鉄損は少なくならないという矛
盾した問題があるものである。
これに対し、レーザーを圧延方向とほぼ直角な方向に点
列状に照射すると、詳しくはレーザー照射部分２が圧延
方向Ｆにほぼ直角に配列するようにすると、その照射部
分２の両側に小突起群５が発生する。
列状に照射すると、詳しくはレーザー照射部分２が圧延
方向Ｆにほぼ直角に配列するようにすると、その照射部
分２の両側に小突起群５が発生する。
これは走査型電子顕微鏡等で観察できる。
なお図では簡単化のため点状の照射部分及び小突起は一
部しか示していない。
部しか示していない。
この小突起は磁区（マグネチックドメイン）の芽であっ
て、磁化されるとき鋼板１の磁区３はこの芽から伸びる
磁区４により細分化される。
て、磁化されるとき鋼板１の磁区３はこの芽から伸びる
磁区４により細分化される。
従って鉄損は小になる。小突起群５が生じるのは、鋼板
１に大出力のパルスレーザ−を照射すると鋼板には転位
が発生し、磁区の芽の発生確率はこの転位の密度に比例
することに依ると考えられる。
１に大出力のパルスレーザ−を照射すると鋼板には転位
が発生し、磁区の芽の発生確率はこの転位の密度に比例
することに依ると考えられる。
次に本発明におけるレーザービーム照射条件の好ましい
例を示す。
例を示す。
先ずレーザー照射部分２の面積Ｓと照射間隔ａとピッチ
ｌであるが、第１図ａの場合は５＝＝１０’ｍｉ以上、
ｄ＝０．００４〜１間、ａ＝０．ｏ Ｏ４〜２ｍｍ、ｌ
−１〜３０１ｎ馬、レーザーパルスの時間幅は１ ｎｓ
〜１００ ｍｓがよい。
ｌであるが、第１図ａの場合は５＝＝１０’ｍｉ以上、
ｄ＝０．００４〜１間、ａ＝０．ｏ Ｏ４〜２ｍｍ、ｌ
−１〜３０１ｎ馬、レーザーパルスの時間幅は１ ｎｓ
〜１００ ｍｓがよい。
エネルギー密度Ｐは０．０１〜１００ＯＪ／ｆｆｌ程度
が好ましい。
が好ましい。
本発明者らの知見によれば、鉄損に対して、前記ａ、ａ
、ｌ、Ｐはそれぞれ５−１０−５〜１０−１ｍａ１ａ
＝ ０．１〜０．５ ｍｍ、＃＝１〜１０ｍｍ、Ｐｏ、
０１〜１００ＯＪ／（−１７ｉ程度で鉄損の減少は常に
ＩＷ ＞ ０．０３ Ｗａ ｔ ｔ／ｋｇになる。
、ｌ、Ｐはそれぞれ５−１０−５〜１０−１ｍａ１ａ
＝ ０．１〜０．５ ｍｍ、＃＝１〜１０ｍｍ、Ｐｏ、
０１〜１００ＯＪ／（−１７ｉ程度で鉄損の減少は常に
ＩＷ ＞ ０．０３ Ｗａ ｔ ｔ／ｋｇになる。
（第２図参照）また使用するレーザーは鋼板の表面に衝
撃を与えるのが目的であるからパルスレーザ−が好まし
い。
撃を与えるのが目的であるからパルスレーザ−が好まし
い。
本発明におけるレーザー照射痕は前記のように所定間隔
で点状に並べてもよく、また相隣れるレーザー照射痕が
連続的であっても、一部重複してもよい。
で点状に並べてもよく、また相隣れるレーザー照射痕が
連続的であっても、一部重複してもよい。
更には例えばシリンドリカルレンズのような光学系を用
い細線状の照射痕でもよく、また適当な光学系とスリッ
トとを用いて短冊状あるいは鎖線状の照射痕であっても
よい。
い細線状の照射痕でもよく、また適当な光学系とスリッ
トとを用いて短冊状あるいは鎖線状の照射痕であっても
よい。
また電磁鋼板の片面のみあるいは両面に照射痕を有して
いてもよい。
いてもよい。
（要するに電磁鋼板の表面ニＬ／−ザービーム照射が行
われておればよいのである。
われておればよいのである。
）またレーザービームが照射される鋼板の表面状態は前
記のように表面に何等の処理が施されていなくても、ま
たは表面が鏡面仕上げされている状態でも、あるいはレ
ーザー吸収特性向上のために酸化皮膜や黒色皮膜等が施
されていても、さらにはグラス皮膜が施されていても差
支えない。
記のように表面に何等の処理が施されていなくても、ま
たは表面が鏡面仕上げされている状態でも、あるいはレ
ーザー吸収特性向上のために酸化皮膜や黒色皮膜等が施
されていても、さらにはグラス皮膜が施されていても差
支えない。
またレーザー照射が行われていない面は絶縁皮膜その他
の皮膜が施されていてもよい。
の皮膜が施されていてもよい。
以上説明したような本発明電磁鋼板の特性と従来公知の
同種の電磁鋼板との特性の差異を以下に実施例として示
す。
同種の電磁鋼板との特性の差異を以下に実施例として示
す。
実施例
仕上焼鈍漬方向性電磁鋼板にレーザービームを照射し、
その鋼板の圧延方向およびそれに直交する方向の磁気特
性をレーザービーム照射前後で比較した。
その鋼板の圧延方向およびそれに直交する方向の磁気特
性をレーザービーム照射前後で比較した。
１、 レーザービームのエネルギー密度Ｐを２．ＯＪ／
ｃｄとし、その照射痕跡の巾ｄをＱ、 ｌ ｍｖｔの線
状にし、サンプルＡについては照射面を片面だけに、サ
ンプルＢについては、両面にレーザービーム照射したも
のである。
ｃｄとし、その照射痕跡の巾ｄをＱ、 ｌ ｍｖｔの線
状にし、サンプルＡについては照射面を片面だけに、サ
ンプルＢについては、両面にレーザービーム照射したも
のである。
いずれの場合も、線状照射の間隔ｌは５鼎にとった。
表１は照射前後の鉄損値を圧延方向（Ｌ方向）について
はＷｌ、、１５゜、圧延方向と直交方向（Ｃ方向）につ
いてはＷ１３／、。
はＷｌ、、１５゜、圧延方向と直交方向（Ｃ方向）につ
いてはＷ１３／、。
で測定し、また照射前後の磁束密度をＢＱで示している
。
。
表１に示すように、線状照射痕跡を片面だけに与える場
合も、両面に与える場合も、Ｌ方向、Ｃ方向の鉄損値は
いずれも減少する。
合も、両面に与える場合も、Ｌ方向、Ｃ方向の鉄損値は
いずれも減少する。
サンプルＡの場合、Ｌ方向鉄損値の減少は０．０７Ｗ／
ｋｇ、Ｃ方向鉄損値の減少は０．７０Ｗ／ｋｇであった
。
ｋｇ、Ｃ方向鉄損値の減少は０．７０Ｗ／ｋｇであった
。
一方、サンプルＢの場合、Ｌ方向鉄損値の減少秦は０．
０７ Ｗ／ｋｇ、Ｃ方向鉄損値の減少は０．６８、Ｗ／
ｋｇであった。
０７ Ｗ／ｋｇ、Ｃ方向鉄損値の減少は０．６８、Ｗ／
ｋｇであった。
２、レーザービームのエネルギー密度Ｐを１．ＩＪ／ｃ
ｒｔｔとし、その照射痕跡の巾ｄを０．０５ｍ５、長さ
しを０．３ ｍｍの線状照射したところ、表２に示すよ
うな結果を得た。
ｒｔｔとし、その照射痕跡の巾ｄを０．０５ｍ５、長さ
しを０．３ ｍｍの線状照射したところ、表２に示すよ
うな結果を得た。
この表に示すように、線状レーザビーム照射痕跡を与え
ることにより、サンプルＣではＬ方向鉄損値が０．０８
Ｗ／ｋｙ減少し、またサンプルＤではＬ方向鉄損値が
０．２３ Ｗ／ｋｇ減少した。
ることにより、サンプルＣではＬ方向鉄損値が０．０８
Ｗ／ｋｙ減少し、またサンプルＤではＬ方向鉄損値が
０．２３ Ｗ／ｋｇ減少した。
３、レーザービームのエネルギー密度Ｐを１．１Ｊ／ｉ
とし、その照射痕跡の径ｄを０．１間とし、鋼板の両面
にそれぞれ諸元ａ、ｌを変えて点状照射して、表３の結
果を得た。
とし、その照射痕跡の径ｄを０．１間とし、鋼板の両面
にそれぞれ諸元ａ、ｌを変えて点状照射して、表３の結
果を得た。
この表に示すように、レーザービーム照射痕跡を鋼板の
両面にそれぞれ諸元ａ、ｌを変えることにより、Ｌ方向
鉄損値が０．０７ Ｗ／ｋｇ減少し同時にＣ方向鉄損値
が０．２１ Ｗ／に！９減少した。
両面にそれぞれ諸元ａ、ｌを変えることにより、Ｌ方向
鉄損値が０．０７ Ｗ／ｋｇ減少し同時にＣ方向鉄損値
が０．２１ Ｗ／に！９減少した。
なお本発明を主として方向性電磁鋼板について説明した
が、無方向性電磁鋼板の場合にも同様な効果が奏されう
ろことは勿論である。
が、無方向性電磁鋼板の場合にも同様な効果が奏されう
ろことは勿論である。
以上の結果から明らかなように本発明鋼板は従来品に比
して鉄損、磁歪等はるかにすぐれた特性を有する。
して鉄損、磁歪等はるかにすぐれた特性を有する。
また本発明鋼板はコロイダルシリカを使用し絶縁皮膜の
張力効果を利用して磁気特性の向上を図ることを必要と
しないので、絶縁皮膜の厚さを薄くすることができ、従
って占積率の向上を図ることができる等その効果は極め
て大きい。
張力効果を利用して磁気特性の向上を図ることを必要と
しないので、絶縁皮膜の厚さを薄くすることができ、従
って占積率の向上を図ることができる等その効果は極め
て大きい。
第１図ａ、ｂは本発明鋼板の実例を示す説明図、第２図
は本発明による鉄損の低下（特性の向上）を示す図表で
ある。
は本発明による鉄損の低下（特性の向上）を示す図表で
ある。
Claims (1)
- １ 痕跡の面積が１０−”ｍ４以上であり、かつ鋼板の
圧延方向について該痕跡の中心間の距離が０．０１〜３
０ｍｍ、圧延方向に直交する方向について該痕跡の中心
間の距離が０．００４〜２關の間隔からなるレーザー痕
跡列を表面に有する磁気特性のすぐれた電磁鋼板。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55006998A JPS5850297B2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | 磁気特性のすぐれた電磁鋼板 |
| US06/227,379 US4363677A (en) | 1980-01-25 | 1981-01-22 | Method for treating an electromagnetic steel sheet and an electromagnetic steel sheet having marks of laser-beam irradiation on its surface |
| EP83100769A EP0087587B1 (en) | 1980-01-25 | 1981-01-23 | An electromagnetic steel sheet treated by laser-beam irradiation |
| DE8383100769T DE3177027D1 (en) | 1980-01-25 | 1981-01-23 | An electromagnetic steel sheet treated by laser-beam irradiation |
| DE8181100512T DE3165139D1 (en) | 1980-01-25 | 1981-01-23 | Method for treating an electromagnetic steel sheet by laser-beam irradiation |
| EP81100512A EP0033878B1 (en) | 1980-01-25 | 1981-01-23 | Method for treating an electromagnetic steel sheet by laser-beam irradiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55006998A JPS5850297B2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | 磁気特性のすぐれた電磁鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56105420A JPS56105420A (en) | 1981-08-21 |
| JPS5850297B2 true JPS5850297B2 (ja) | 1983-11-09 |
Family
ID=11653774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55006998A Expired JPS5850297B2 (ja) | 1980-01-25 | 1980-01-25 | 磁気特性のすぐれた電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850297B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204099U (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-26 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0672264B2 (ja) * | 1985-12-26 | 1994-09-14 | 川崎製鉄株式会社 | 低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法 |
| JP5919617B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2016-05-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
-
1980
- 1980-01-25 JP JP55006998A patent/JPS5850297B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204099U (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56105420A (en) | 1981-08-21 |
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