JPS5935624A - 磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPS5935624A
JPS5935624A JP14212282A JP14212282A JPS5935624A JP S5935624 A JPS5935624 A JP S5935624A JP 14212282 A JP14212282 A JP 14212282A JP 14212282 A JP14212282 A JP 14212282A JP S5935624 A JPS5935624 A JP S5935624A
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silicon steel
steel plate
temperature
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JP14212282A
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Inventor
Yoshinori Kobayashi
小林 義紀
Katsuo Iwamoto
岩本 勝生
Kimimichi Goto
後藤 公道
Isao Matoba
的場 伊三夫
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Kawasaki Steel Corp
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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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)

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】 この発明は磁気特性の優れた一方向性けい素鋼板の製造
方法に関するものである。
一方向性けい素鋼板はSlを2.5〜4.0電縫チ(以
下チで示す)含み、また1次再結晶粒の成長を抑制する
インヒビターを適量含有した熱延板を通常、1回の冷延
、または中間焼鈍を挾む2回以上の冷延により最終板厚
とし、ついで脱炭焼鈍を行ってから焼鈍分離剤を塗布し
、さらに仕上げ焼鈍を施ず一連の1桿により′製造され
、かかる一方向性けい素鋼板の品質は主にその磁気特性
と被膜特性で評価される。
磁気特性を向上させるためには、」二記仕上げ焼鈍の過
程でゴス方位(llo)(ooD k有する2次再結晶
粒を十分発達させることが必要である。
このゴス方位を有する2次再結晶粒は銅板の表層近傍に
おいて核発生し成長するものであり、従って2次再結晶
粒の結晶方位は、仕上げ焼鈍時の鋼板の表面性状や仕上
焼鈍雰囲気、塘りは焼鈍分離剤によって大きく彩管を受
ける。
一方これら、鋼板の表面性状や仕上焼鈍雰囲気またけt
q’4鈍分離剤1寸仕上焼鈍過程で形成されるグラス被
膜の特性を決定する重要な条件である。
とくに鋼板の表面性状は、塗布される焼鈍分離剤および
仕上焼鈍雰囲気の適正条件を左右する基礎的な要因と考
えられる。
しかし従来より一般に行なわれて来た脱炭焼鈍は@1に
Oを十分除去することを、また第2には後の仕上焼鈍時
におけるグラス被膜形成に必要な鋼板表面への酸化膜の
付与を行うξとをそれぞれ目的としており、脱炭焼鈍Φ
イ′1の違いによ−って\生じる鋼板表面性状の差界が
磁気特性(・τ及ぼす影響のごときはt1!とんど考慮
さ′J]ず、わゴ゛かに特公昭57−15 ”75号公
報にて脱炭焼鈍時の750℃JJ上のIV!度城でのソ
ζ囲気酸化度(1゛す手H3)の−1ントロールを行う
ことが示さ」1.でいるWず%’ !7いうζ\に同号
公1 +Cよる方法t」1、?r10℃り上での脱炭焼
鈍時に、脱炭焼鈍過程の前部領域と後部領域の雰囲気酸
化度(PH2%H)を変え、各/zの領1i々で形成さ
れる個板表面の酸化膜の性状1変ぐ−、後部領域を前部
領域よりも低酸化性とし、鋼板表面の酸化膜の表層部な
低酸11−、側で形成されるnル化膜とすることにより
磁性の向、−にs・H[つている。この方法は後部領域
4・低酸化度とするだめ後部領域での脱炭速度が遅くな
り、前部領域で十分脱炭させておく必要があり、そのた
め長大な炉を必要とするか、または生産能率の低下が余
儀なくされる。
また前部領域のみで速やかに脱炭ケ完了させようとずれ
ば、前部領域の雰囲気酸化度を高くせねばならず、結果
として鋼板表面の酸化膜が厚くなり、。
非磁性部分の増加に伴なう磁性の劣化を生じる不利も伴
う。
これに対し発明者らは、脱炭焼鈍時に形成される鋼板表
面の酸化膜の性状は、とくに脱炭焼鈍における昇温過程
における雰囲気酸化度(PH2°/PH)により大きく
影響を受けることを新たに見いだした。
焼鈍初期における昇温領域での雰囲気コントロールの方
法に関しては、脱炭焼鈍に限らなければ一般に連続して
銅板を処理する炉において、神々の方法が公知である。
しかしかかる公知の方法では通常炉入口からの外気の侵
入によるような、炉内雰囲気の、q7わの軽減や、爆発
の防雨、°また炉入口の炉圧のフントロールなどを主た
る目的としこの発明とは明らかに目的を異にしている。
もちろんこの発明でかかる公知の何れの方法も流用して
よく、その手段を限定ずろものではないが、とくに脱炭
焼鈍の肩温過徨領域における雰囲気酸化度(PH2C)
/PII)ヲコントロールすることにより、効率的に磁
気特性の1憂I]た、被曝特性の良好な一方向性けい素
ω板を製部する方法をり8えるところに、との発明の斬
新な構憇−にの特色がある。
この発註qはSi : ?、、5−4.0嘴、  a 
: 0.02〜0.10 % 、  Mn : 0.0
3− (1,IJ % ?含み、S、Seまたはsbθ
)うら1種まだC12種1ソ上を0.008〜0.08
チ含有するけい素@熱延仮を、常法に従う1回の冷延−
!たけ中間焼鈍ケ挾む2回り上の冷延により最終板厚と
したあと、脱炭・焼鈍ケ行い、ついで焼鈍分離剤をIぞ
布して仕上げ焼鈍を施す一連の一方向性けい素鋼板の製
造工程において、上記脱炭焼鈍の昇温過程または参それ
に先立ち、細板温度が200〜750℃間の少くとも1
部の温度域にて合計8秒間以上にわたり雰囲気酸化度(
PH,(1,;H2)を、0.8〜0.85に調節した
処理段階を経ることにより磁気特性を有利に改善し、被
膜特性にも、すぐれた一方向性けい素鋼板の効率的な製
造を可能ならしめる方法である。
次にこの発明を構成する上記各要因の理由全詳細に説明
する。
この発明の対象とする一方向性けい素鋼の組成は、Si
 : L5〜4−.0 %、 O: (1,02〜O,
1%、 )4n: n、H〜0.154を含み、S、S
eまたはsbのうち1種または2種以上を0.008〜
0.08係含有1〜、残余はFeおよび不可避的不純物
から成る。
組成の限定理由は次の通りである。こ\に81は電気比
抵抗を高め鉄損を低減させるための必要成分であり2.
5俤より少ないと十分(C優れた鉄411は得られず、
凍た高温の仕上焼鈍時に鋼板の一部または全部がγ変態
して結晶方位が乱れるようになるので下限は2.5係に
限定される。一方4.0係よりSlが多いと冷延加工性
が著しく悪化するため上限は4.0係に限定Aれる。
Cは熟柿組織と冷延組織の均一化p瞳Z・要であり、更
に冷延と焼鈍の様り返(7によ1)畢終板厚に−よ4一
過程で、再結晶組織中のゴース方位成分σ)隼積を増す
ために不可欠の元素であるが、[1,02’%より少な
いとこの引l半が十分でなく、一方n、1%を越えると
、スラブ加熱時、インヒビクーとして網中に含ま」Lる
S 、 Sn等を固溶させる温度が高くなりすぎ、加熱
不足による抑制力(1下ケ生じやすい上に。
寸た脱炭焼鈍での脱炭が困難となz)8かようGこして
上記;範囲vC1具定される。
MnならこトにS+ +)e % 2二びSh1′tい
ず11もコ゛ス方イ、γ以外の目欠再結晶粒の成長全抑
制し、コ゛ス方位を1′〒つだ先鋭、な2次再結晶粒ケ
成長させる7にめの、インヒビターを構成1−る成分と
じ−(−必要な元素であり、Mnについてに口1.of
(〜tl、15− S 、 S’1呻たは5blJ1、
11斗たt↓2種1・J−トσつ合イ1fif 08O
n8〜(1、(18チの範囲を逸脱リーるとト分なfン
ヒI−′ターとしての効堅が得1゛)ねなくな4)たり
)上記範囲(gl限ボされる。
上記組成条件を満す素材を、公知の製fll法、造塊、
分塊法、オたけ連鋳法、そ1−7て熱間11E帆法を用
いて熱延板となし、贋に公知の1回冷延法または中間焼
鈍を挾む2回以上の冷延により所期の最終板間となし、
この最終冷延板に脱炭焼鈍を施しついで焼鈍分離剤を塗
布して仕上げ焼鈍を施す一連の工程を経て一方向性はい
才鋼板の成品を得る。
この一連の工程のうちとくに脱炭焼鈍の昇温過程の鋼板
温度が200〜750℃の間の一部又は全・域で111
m化[(PH2°/PH) f (1,R−0,85ト
’l’ることにより、磁気特性に優れ、しかも被膜特性
も良好な一方向性けい素鋼板が得られろわけであるが第
1図工この発明において脱炭焼鈍の昇温過程を規範する
鋼板温度と雰囲気酸化度(房12°/PH,)。
の領域を示し、図でABQDで囲んだ領#、ヲ脱炭焼鈍
における昇温に際して、あるいはそれに先立って予め通
過することがこの発明の枢要点である。
この領域通過については、所期の効果を十分に得るため
には鋼板温度が200〜750℃の間の全゛温度域にわ
たら1丈ることがのぞましいが、そのう・ちの少くとも
1部の温度域で3秒間にわたって、上記の雰囲気酸化度
(PH2°/PH) +1 、 R〜11.8F+の条
件を満足1−る適用Uおいてこの発明の効果がちたちさ
れる。
かような胛1炭焼鈍の昇温条件の時定により磁気特性が
向上する理論的根拠1.1: また十分明0かにされて
いないが、発明者らは、脱炭焼鈍昇温時にかかる処理を
鋼板に施すことによって仲1板表面に、特別な性′Uを
住する初期サブスケールが形成さノするものと推察して
いる。かかる初期サブスクールそれ自ハ′か又1、この
サブスケールによって性状に変化を生じた脱炭焼鈍後の
酸化膜が、この発明のの方法による磁性向」−を生じさ
せたと推察いれ、これを蟲付ける具体例を第2図(イ)
、(ロ)に対比した。
第2し1は、Si : 2,95 ’ly 、 In 
: 0.(185+16 、 S: (1,081係を
含む一方向性けい素鋼熱延板′ff95(1℃の中間焼
鈍を含む2回の冷延により最終板即とし、 その後、雰囲気酸化度(PI(2(し7H2) (1,
1で800℃まで昇温し、 次いで850℃湿潤H3中でC≦o、ooi 4まで脱
炭した比較試料Aと、この発明に従い、雰囲気酸化度(
PH2ちH2)0.5で800℃まで昇温し、 次いで850℃湿d’4H,中でC≦0.001 %ま
で脱炭した供試試料Bとに、それぞれ同一のM、Oを主
成分とする焼鈍分離剤を塗布し、倒れもl 2 (+ 
(1℃で5時冊の仕上げ焼鈍2行った時の仕上げ焼鈍昇
温時における試料表面の酸化表面のfH’fl化膜中の
・・・S量の変化と、各試料の2次再結晶挙勧とをあわ
せ示す。この1シ4より脱炭焼鈍の昇温過程領域につき
雰囲気酸化度の適正域を外した条件で処理した比較試料
Aでは仕上げ焼鈍での昇温時に第2図(イ)の破線で示
すごとく11期にインヒビターでアルS・の網中から酸
化膜中への移行が生じて鋼板表層部の抑制力低下を招き
、そのため同図に実線で示すように2次町結晶が不完全
となっている。
これに対しこの発明に従い脱炭焼鈍の昇温過程領域を第
1図に示した適正範囲で処理した供試試L’+ B ハ
、ffi 21”?+(ロ)の破線で示すようにインヒ
ビターであるSの鋼中から鋼板表面の重化膜中への移行
が高温の2次再1′吉晶完了時までにとんど生ぜず、こ
のため回図実絆のように2次再結晶が完全に行なわれて
いる。
このように(7て脱炭焼鈍後の鋼板表面性状が改善され
、抑制カ低丁が防止されることにより磁気特性の向上を
生にだt)のと考えられる。
ンに に 81   :  8.0!i  <、   
O:  0.05  ’!=、   Mn   :  
(1,+19JS : 0.08チを含む一方向性けい
翠鋼熱嫌板を酔洗後900℃の中間焼鈍1f含む21j
」Iの冷延で最終板Fj7. 、’−した試料O、オヨ
びSi : 8.+i[、O:0.085 %、 Mn
 : (1,(lfi ’fA、 Ss : (+、Q
8 #I、 Sb :rlJ12q6(r−倉む一方向
性けい素1+熱延板を950℃の焼鈍後閑洗し、100
0℃の中間焼鈍を沈む2回の冷延で最終板厚とした試料
りを用1代し、との2種の試す斗に対[2で脱炭焼鈍の
昇温過程の全域を、雰凹気A’9化度(PH2°/PI
■、)が+1.1−1.+14/J範囲ノ種りな条件で
別、湛1−1 次いで8 !’i 11 ℃湿潤H中′c(]′″、+
1.1101 %まで脱2         − 炭し、しかるのちM、Of主成分とする焼鈍分離剤を塗
布し、試料Cは]、 2 (l O℃で5時間H2中で
仕上げ焼鈍し、また試料゛Dは8901:で2θ時間A
r中で焼鈍後、1180℃で7時間H,中で仕Fげ焼鈍
を行いその時の磁気特性および被膜′1”テ性と昇温領
域での雰囲気酸化度(PH21://PH)の関係を第
8図に示した。
同図より試料C,D共に雰囲気酸化度(P112嘔、>
0.8〜0.85できわめて優れた磁気特性が得られ、
被膜特性も良好である。
雰囲気m化度(PH2°’/pH) 0.8未満では、
仕上げ焼鈍後のグラス被膜の曲げはく離性が′!1す、
また0、85をこえるとグラス被膜に点状欠陥が増加す
る。
なお0.1(〜0.85の範囲外ではともに磁気特性は
不十分で好ましく々い。
こば雰囲気酸化度(PH2°/PIH,)0.8未満て
磁気特性が向上しない理由はこの場合に磁気′1”コ1
性向上をもたらすべき初期サブスケールの形成が不十分
のためであり、一方0.85をこえても磁気特性が不十
分な理由は、雰囲気m化度(PH2°/PHρが高゛す
ぎてこの様な高PfL度の雰囲気で形成点れる初期−リ
ーブスケールは、適正条件で形成される初期リブス・ツ
ールと異質なものとなっているためと・!えられる。
従って一ヒ記理由によt)この発明で雰囲気m化度次に
h nl、1と同−試jし: 、 DH=s+1 [テ
第4図(() F。
示したパターンNl bI 0才、・、Lひdの各−1
’?温条件で850℃寸でJfl温後、該渦電で溝−■
(、下にC≦(1,+011 ′Ij’まで脱炭した。
パー=/a7.bでは昇温前半の伜板温i T (℃)
i テk 上t?e ’j 囲firt% 化u’t 
(””諭H) 0.41〜0.85 ノ範囲外で行い、
昇温後半の鋼板幅[T(℃)以降を範囲内の雰囲気酸化
度(PH,%11.) t+、(+で行い、次にパター
ンc、dでは、a、bとは逆に鋼板温度T(【、)まで
の昇温前半を範囲内の雰囲気酸化度(Pl(29/PI
I2)0.(lで行い、後半全範囲外の雰囲気酸化度(
PH2f坏H)で行うこととし、こ\に雰囲気切り替え
B′ 温fJj’ T(℃) Th 100〜900℃まで変
化させて脱炭を行ったのち谷試料に)4rOe主成分と
する焼鈍分離剤を塗布後すでにのべたところと同様の仕
上げ焼鈍を施した。
かかる処理を施した各試料の磁気特性と鋼板温度T (
℃)との関係を第4図←)に示した。同図よりパターン
a、 bの昇温を行ったものは雰囲気酸化度切替え鋼板
温度T (℃)が750℃をこメ、ると磁気特性の向上
が認められない。つまり鋼板温度が0.8〜+1.85
の範囲で昇温しでもこの発明によるような初期ザブスケ
ールが得られないことを示している。
この理由は前述の雰囲気酸化度(PH20+、、 )が
高すぎる場合と同様、鋼板温度が750℃以上になると
、鋼板表面に形成される初期サブスケールがこの発明に
よるものと異質になるためと考オーられる。
またパターンc、6の昇温を行ったものは雰囲気切替え
鋼板温度’I’ (C)が200℃未満では磁気特性カ
不十分となっている。このことは鋼板温度が200℃に
達【7ないときはいかに雰囲気酸化度(PH2%1□、
) 0.8〜f1.85の範囲で昇温してもこの発明に
よる初期ザブスケールの形尿が不十分のためであり、雰
囲気m化度(2/pI■2)が低すぎる時と同様、倒板
温度が低くて表面反応が十分進行しないためである。
ト言己のようにしてこの発明で雰囲気酸化度が211 
(1〜? 51) ℃の範囲で限定さJするべきであり
従って、この発明は第1図のA、 B、 C,Dで囲ま
れた斜線領域で昇温する過程こそがこの発明σ)必狛要
件となるのである。
次にI−、記第1図で示した粂件範囲内に、鋼板が存在
する金時間と磁気特性の関係を第5南に示した。同図よ
り3秒間未満であれば磁気特性の、向上は不十分であり
、従ってこの発明では第1図VCjjZした斜線領1成
内に鋼板が存在する全時間は8秒間以上に限定−A]る
。この時間がn f−ν間末謂で4嵯気特性の向−」二
が小十分な理由U11、やけ1)初期ナフ゛スケールの
発達が十分でないためと考えら第1る。
次にこの発明での脱炭焼鈍の列幅過程領域−Cの雰囲気
m化度(PH”pn、a )コン) ri−ルは、そq
〕後の脱炭焼鈍均熱領域の条件に対して何ら制限を加え
るものでけ々く、Cが十分脱炭されまた良好なグラス被
膜形成に必要かつセな酸化膜降が確保される東件であれ
ば、いがなる条件でも良いことは言うまでもないことで
ある。
またこの発明のかかる脱炭焼鈍は、Mn、s。
Mn5sを主たるインヒビターとするけい素鋼1ルに対
して特に有効であるが、更に他のA/N、BN等とMn
S * MnSeのうち1種または2AI以上全複合添
加する場合にも上記と同様の効果をもたら1゛ことかた
しかめられている。
実施例 l Si : JO94,O: 0.1+42 ’1. M
n : 0.078 % 、 S: 0.(125係を
含む珪素鋼連鋳スラブをζr+ ll+、?FLに熱間
圧延し、n7Q℃の中間焼鈍ヲ:(む2回の冷延金施し
て(lJQmmに仕上げた。次いで第6図(イ)〜(ト
)に示す各種のパターンで昇温し8 Tl (1℃f4
潤H2中でO<0.001%まで脱炭t−M、Oを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布後、12110℃で5時間H
2中にて仕上焼鈍したところ表1に示す結果を得た。
1J 実施例 2 Si : J5rl’l、 0 : 0.085 qI
j、 Mn : +1.0FI(1%。
Sc:イ1.+115 fi 、 Sb : tl、0
20 %を含有する珪素鋼鋼塊を熱間■:延し2て2.
Om、m ):L、  90 (1℃で15分間焼鈍後
920℃の中間焼鈍を含む2回の冷延を施しrl 、 
+lIOrnyn、に仕上げた。次いで第6図(イ)〜
(チ)に示ず昇温パに一ンで昇温後8r10℃湿潤H2
中でOり(1,001% tで脱炭し、M、0を主成分
とする焼炉分離剤を塗布し、870℃で70時間Ar中
で焼鈍し、次いで1 !2 (10℃で7時間H8中で
焼鈍した所、等表2に示す結果を得た。
表  2 以上の各具体例によればこの発明による脱炭焼鈍の昇温
過程を制御することによって著大な磁気特性の改善が遂
げられる。なお、この発明による脱炭焼鈍の昇温過程領
域における雰囲気酸化度(pupH,、)のコントロー
ルは、脱炭焼輔時に実施するのがとくに効率的で好まし
いが、脱炭焼鈍に先立つ前処理の形で独立の工程で実施
してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
1Δ1図は脱炭焼鈍の昇温過程における鋼板温度ト雰囲
気酸化’!’H(P””°/PH2)の適合ヲ示すグラ
フ、第2図(f)、←)は仕Fけ焼鋪時の鋼板表面酸化
膜中のS変化と2次再結晶挙動の比較を示すグラフ、第
31ノーは脱炭焼鈍の荷温過桿の雰囲気酸化度(PH2
°’/pr(2)が磁気特性、被l11g!特性におよ
は°す影響を示tグラフ、 第4図(イ)、(r−+)l−1L脱炭焼鈍の昇温過程
の雰囲気酸化度(PH2(N/PH)を変える、雰囲気
切換オ0時点におけろう(1板温度と磁気特性を示すグ
ラフであり、第5図は、上ハ1〕の雰囲気酸化l規と鋼
板温度の条件を泊ず昇温過程時間が、磁気特性に及はす
影響を示すグラ、 第6図は実施例jおよび2の雰囲気酸化度(PJ+20
.、、H,)パターン?示すグラフである。 第1図 4R版遥度CC) 試料D・ム □本ダ明の結目 −− # m S IIHtfl (PHz/PH2)第・I
 !”4 〈4・ Ofoo 2003004005m 60070o θ
00 Q004膚J叉Ha (’ごジ が料D・  × 一一$1日月σ)範HB − tr’a角#nuえ?#I4Mgxff A (’C)
第51”1 ■料CO 書式料D ・

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L  Si:91,5〜4.0重量%、  O: 0.
    02〜0.1重t%、 Mn : o、o8〜n、15
    重It % + S HSsまたはSbのうち1種また
    は2種以上をo、oos〜0.08重量係を含有する組
    成の珪素鋼熱延板全素材として常法に従う1回または中
    間焼九を挾む2回以上の冷延により最終板厚としたあと
    、脱炭焼鈍を行い、ついで焼鈍分離剤を塗布して仕上げ
    焼鈍を施す一連の一方向性珪素鋼板の製造方法において
    、上記脱炭焼鈍の昇温過程またはそれに先立ち、鋼板温
    度が200〜750℃の間の少くとも1部の温度域にて
    、合計8秒間以上にわたり雰囲気酸化度(P1稲0/P
    H2)を、0.8〜0.85に調節した処理段階を経る
    ことを特徴とする、磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板
    の製造方法。
JP14212282A 1982-08-18 1982-08-18 磁気特性の優れた一方向性珪素鋼板の製造方法 Pending JPS5935624A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014091855A (ja) * 2012-11-05 2014-05-19 Jfe Steel Corp 方向性電磁鋼板の製造方法
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