JPS59185726A - 鉄損の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

鉄損の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS59185726A
JPS59185726A JP58059268A JP5926883A JPS59185726A JP S59185726 A JPS59185726 A JP S59185726A JP 58059268 A JP58059268 A JP 58059268A JP 5926883 A JP5926883 A JP 5926883A JP S59185726 A JPS59185726 A JP S59185726A
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annealing
gas
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contg
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黒木 克郎
Kunihide Takashima
高嶋 邦秀
Kenzo Iwayama
岩山 健三
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄損の低い一方向性電磁鋼板fH造するための
仕上げ焼鈍方法に関するものである。
一方向性電磁鋼板は軟磁性材料として主にトランスその
池の電気機器の鉄心材料なとに使用されるもので特に鉄
損特性か艮Diでなくてはならない。
一方向性電磁鋼板の鉄損特性を丘右する要因としては結
晶方位の他に結晶粒度、継板の電気抵抵、板厚及び鋼板
の純度等があり′られる。
従来からこれらの要因を坤想的な方向に近づけるための
研究が行なわれて米でおり現在では磁束密度1.7 T
e5la 、 50 Hzにおける鉄fil Wl 7
150で1、 OOWlに9 (板厚0.30朗〕以下
の頓品が工業的に製造出来る様になって来ている。今後
更に高品質の製品を常に安定して製造する技術の確立が
必要である。
本発明はこの目的を達成するための製造方法を提案する
ものである。
一方向性電磁鋼板は現在2次再結晶現象を利用して圧延
面に(110)面、圧延方向に<ooi>軸をもったい
わゆるGoss組織を発達させることによって得られる
この2次再結晶粒を発達させるためには仕上は焼鈍にお
ける昇温過程での2次再結晶開始温度域までは1次再結
晶粒の成長を抑制するいわゆるインヒビターが必要であ
る。現在工業的に利用されているインヒビターとしては
AZN r MnS + MnSe +BN等があるが
これらインヒビターとしての条件は微細に析出分散しし
かも一定の温度域まで溶解せずしかもサイズ変化を起さ
ない事が重要である。
加えて高温での鋼板の純化過程においてはこれらが分解
し鋼中から消失する必要がある。
この様々インヒビターを得るには溶解時の成分系、含有
量は勿論後工程の加工、熱処理条件全厳密に制御するこ
とが重要である。特に仕上げ焼鈍は2次再結晶組織を発
達させる工程であるため昇温速度、雰囲気ガス等のわず
かな違いが磁気特性に大きく影響して来る。これは昇温
過程において゛鋼板中のインヒビターの析出状態に変化
を及ぼすからである。
例えばMnS或いはA2N ’iインヒビターとした材
料を仕上げ愚鈍する場合その雰囲気ガスにN2とN2の
混合ガスを使用するとN2の割合によって鋼板中のAt
N及びMnSの量及びサイズが変化しひいては磁気特性
に大きく影響を及ぼす。
第1図はA2とSTh含む3係珪素鋼の仕上げ焼鈍昇温
過程における雰囲気ガスの違いによるA4NおよびMn
Sの変化を化学分析で調べた結果である。
雰囲気ガスの条件は次の3通りである。
(a)  N2 100 % (b)H2Oチ 、N  10% 2 (c)  H75%  、N   25%2 図から判る様に(a)では高温になるにつれMnS 。
AtNとも大巾に減少している。(b)ではMnS 、
 AtN両方ともわずかに減少する傾向にあり、(C)
ではMnSの変化は少な(AtNが増加している。
ところで磁気特性の非常に優れた成品が得られる条件は
AtN 、 MnSの量及びそのサイズが仕上げ焼鈍前
と2次再結晶温度域とでほとんど変ら々い状態全保って
いる場合である事が多くの研究実験によりわかった。こ
れからみると(b)の状態がこれに近く(c)は2次再
結晶粒は安定して発達するが釣損特性が変動する傾向に
ある。丑た(a)は2次再結晶粒の発達が不安定になる
。これらの現象は前述した様に仕上げ焼鈍昇温過程での
鋼板中のNの増減或いは脱Sの有無によるインヒビター
の変動に起因しているものと考えられるが特に雰囲気ガ
スにN2ヲ添加して使用する場合変動を起しゃすいこと
が判明した。
そこで本発明者等はこの様な変動を少なくする焼鈍方法
を種々検討した結果、N2ガス中にArガスを添加する
と非常に効果がある事を見い出した。
これはN2に代えてArガスを用いる事により鋼板に及
ぼすN2の影響をなくし、しかもN2ガス分圧を減らす
ことにより鋼板からの脱窒、脱硫を最少限に抑えるもの
である。
本発明の方法HAtNとMnS複合の場合にのみ限うh
 ルものでI′i々〈技術思想から云ってN2. N2
雰囲気に関連するインヒビター、例えば硫化物、セレン
化物あるいは窒化物を使用する場合に一般に適用出来る
ものであるが便宜上ここではAtNとMnSを複合で利
用し1回圧延法で処理される材料について詳細に述べる
本発明に用いた素材はSI2.5〜4.0 % 、酸可
溶性At0.010〜0050係、NO,0030〜0
.0120チの他にCO,025〜0.100%、Mn
 0.030〜0.20%、SO,005〜0.050
係を含む珪素鋼塊あるいは連鋳スラブで、公知の方法で
熱延板とした後、1200℃以下、好ましくは1000
〜1.150℃で30分以内の焼鈍を行ない、1050
℃以下好ましくは、900〜1ooo℃から急冷し、つ
いで圧下率80〜95係の冷延工程により成品板厚とし
た後、公知の7方法により脱炭焼鈍をする。
この脱炭焼鈍板は焼鈍分離剤を塗布後仕上げ焼鈍をする
がこの焼鈍にあたり次の条件で行なう必要がある。雰囲
気ガスはN2ガス中にArガス全分圧比で5%〜60%
を添加する。
この雰囲気ガスは昇温過程、特に2次再結晶完了温度域
まで必要であり1100℃以上の純化過程においては、
N2−)fス凰独にした方が鋼板の純化の面から好まし
い。なお、焼鈍分離剤として* MgOにT 102を
添加したもの等既に知られたものを用いる。
次に上記の如く条件を定めた理由について説明する。
まず成分条件であるがStは2,5係より少ないと宵気
抵抗が小さいため渦電流損失が大きくなりまた4チを超
えると冷間圧延性が悪くなる。よってSi量は2.5〜
4.0係と限定した。
AtはインヒビターとなるAtN i形成させるために
必要な元素であり、この量は0.01%以下ではAtN
の量が不足し、一方0.05係’に超すと2次再結晶粒
の発達が悪くなる。またNId、’p、tp形成に必要
な成分で0.0030%より少いとAANの量が少なく
、0.0120%より・多いとブリスター等が発生して
くる。
Cは熱延組織を適正なものにしひいては脱炭焼鈍後の1
次再結晶粒を整粒化し2次再結晶粒を安定して、発達さ
せるために必要な元素である。このCの量はQ、025
%より少ないと効果が少なく、他方製品板厚が薄くなる
程高めていく事が好才しいが0.1.OO%’i超すこ
とは脱炭性及び脆性の面から好ましくない。適量は00
25〜o、 i o ’o%である。
Mn及びSはMnS析出券散相をI形成しインヒビタム
効果を増進させる。この細筒三元素fllえば微量のC
u 、 Sn + Cr + Sb 、 Mo$の存在
も有効である。
上記の成分を有する鋼塊あるいは連v5スラブは熱延に
より熱延板とされる。熱延の7副度は1200℃以上で
行なわわ、るが望ましくは1250℃以上75玉よい。
熱延板は1200℃以下、奸才しくは】000〜115
0℃で30分以内の知:鈍をし、次いで000〜100
0℃から急冷却をする。この熱延板1鈍工程は微細なA
tNを析出させるために行なわハ、る。
従って焼鈍温度は析出量を確保するために1000〜1
200℃の温度が必要となる。冷却速度はAtNの適当
な量を確保する範囲にとる必要がある。fl」えば95
0℃から室温寸で冷却するに要する時F田は30秒〜1
20秒程度が好捷しい。
上記の処理をした熱延板は1う洗後圧下率80%以上の
強冷延によって製品板厚とされる。
このようにして得られた冷延板に次に1次1’4結晶を
兼ねた脱炭焼鈍を施す。この暁鈍粂件は公知のいずれの
方法でもよいが通常800〜90(’1℃。
露点20〜80℃の湿水素ガスあるいは水素と窒素の混
合ガス中で1〜5分間焼鈍する。
次に本発明の最も重要な構成要恍であるところの2次再
結晶と不純物の除去を目的とする仕上げ焼鈍の雰囲気ガ
スについて述べる。
本発明の目的とするところはこの仕上げ悦鈍において、
鋼板が雰囲°気ガスの影響をうけず仕上げ焼鈍前の析出
状態を2次再結晶温度域まで保つことによって磁気特性
の優れた製品を得ようとするものでこのためにインヒビ
ターに影響を与えない、ArガスをH2ガス中に添加し
H2ガスの割合ヲ減らす事によって目的を°達成するも
のである。
第2図はこの雰囲気ガスH2とArの混合割合と鉄損特
性との関係を示したものである。
素材成分はSt 3.15 % 、 Mn 0.073
 ’% 、S’Q、 O25係、酸可溶性AtO,02
6チ、 N O,0075% 、 Sn 0.10%’
fc含んだもの(板厚: 0.26 mm )である。
これから判るようにH2100%のものでは2次再結晶
粒の発達が不完全で鉄損特性が劣っているがArの割合
を増しH2分圧を減らし′:Cいくと2次再結晶粒の発
達は−良くなり鉄損特性も向上する。しかしこれが60
係を超えると2次再結晶粒の発達は良く結晶粒は大きく
カる方向にあり鉄損特性は若干劣ってくる。最適Ar添
7ID吋は5〜60係である。
第3図はSt 3.15 % 、 Mn (1,075
% 、 SQ、(123襲、酸可溶性AA 0.026
%、 N O,0080%、 5n010係を含んだ脱
炭焼鈍板を仕上げ焼鈍昇温過程の950℃で引出した試
別の板厚方向30μmの位置の析出物をC抽出レプリカ
法で抽出し観察した電子顕微鏡写真図である。
雰囲気ガスにH275φ+Ar 25乃を用いたもの(
、)がH2’100%のガスを用いた(b)に比べて析
出物の減少が少なく高温域捷で析出物が安定である事を
示している。
本発明を実施例にもとづいて説明する。
実施例I CO,06(1%、St 3.05%、Mn 0.07
5tl)、80.025係、酸可溶性AA0.027チ
、NO,0080係を含む連続鋳造珪素鋼スラブを熱延
し23π血厚みの熱延板とした。これを1120℃、2
分間の焼鈍をし次いで冷延をし0.30 rtvnに仕
上げた。次いで850℃。
2分間の脱炭焼鈍を湿水素窒素混合ガス中で行なった。
次にMgOにT iO2を添加した焼鈍分離剤を塗布し
て次の3通りの条件で仕上げ焼鈍を行なった。
なお、純化焼鈍は1200p、 20 hrs N2.
;ガス中で行なった。
磁気特性 B s (T)   W 1775o(W/に!9)a
)  N275係+Ar2!5%  1.930  1
.01b)  H75%+N225%  1.932 
 1.05−c)  N2100%      1.8
70  1.152次再結晶率(70係) これから判る様に(、)の条件のものが最も優れた鉄損
特性を示した。
実施例2 CO,075%、Si 3.20%、Mn 0.073
%、80.022係、酸可溶性At、0.026%、N
O,0085%+Sn0.10% 、 Cu O,08
%を含む連続鋳造珪素鋼スラブを熱延し、2.0闇厚の
熱延板とした。これを1130℃。
2分間の焼鈍をし、]、、 O(1℃の湯で冷却し酸洗
した後0.20 mnまで冷延した。次いで850℃、
2分間の脱炭焼鈍をN2とN2の湿水素混合ガス中で行
なった。次にMgO中にT 1025飴添加したす尭鈍
分離剤を塗布したものを次の3通りの条件で仕上げ焼鈍
を行なった。
なお純化焼鈍は1200℃、 20 hrs N2ガス
中で行なった。
磁気特性 B (T)   w17.io(w/!v)a) N2
80%+Ar20%  1.928  0.84b) 
H260%+Ar40%  19′25 0.87c)
 H230%+Ar 70%   1.92 j、  
0.92d)H75係十N225係  1.930  
0.92.−この様にa) b)の条件のものが鉄損特
性は優れている。2次再結晶粒の大きさu d ) c
 ) b > aの順であった。
【図面の簡単な説明】
第1図はA7 、!: Sを含む3係珪素鋼の仕上げ焼
鈍昇温過程における雰囲気ガスの違いによるAハMnS
の変化を化学分析で調べた結果を示す図、第2図は仕上
焼鈍昇温過程の雰囲気ガスのN2とArの混合割合と鉄
損との関係を示す図、第3図はSi3.15%、 Mn
 0.75 % 、 S O,023% 、酸可溶性A
t(l O26% 、 N O,008係、 Sn o
、 10 %を含む脱炭焼鈍板を仕上焼鈍昇温過程の9
5Q℃で引出した試料の板厚方向30μmの位置の析出
物をC抽出レプリカ法で抽出し観察した電子顕微鏡写真
図である。 Ar(%)  ρ        2θ       
 4θ        6θ        8θイ+
上け゛畑銚芥シ話 対必牙呈の H2,A Fの刃得カ
ロ官り合第a図 (a) (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CO,025〜0.100 % 、 St 2.5〜4
    .0%を含み、更に1次再結晶粒成長抑制剤として硫化
    物、セレン化物あるいは窒化物を単独あるいは複合して
    含有している珪素鋼熱延板を、必要に応じて焼鈍し、1
    回以上の圧延で0.35〜0.15 rtanの最終板
    厚としたのち、更に脱炭焼鈍と仕上げ焼鈍を施して(1
    10)(001)集合組織を発達させる工程において、
    仕上げ焼鈍の雰囲気ガスとしてH2ガス中にArガスを
    分圧比として5〜60%添加したH2 、Ar混合ガス
    を主成分として使用することを特徴とする鉄損の優れた
    一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP58059268A 1983-04-06 1983-04-06 鉄損の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 Granted JPS59185726A (ja)

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