JPS5996220A - 鉄損の優れた薄物一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

鉄損の優れた薄物一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS5996220A
JPS5996220A JP20583182A JP20583182A JPS5996220A JP S5996220 A JPS5996220 A JP S5996220A JP 20583182 A JP20583182 A JP 20583182A JP 20583182 A JP20583182 A JP 20583182A JP S5996220 A JPS5996220 A JP S5996220A
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annealing
steel sheet
rolled
iron loss
thickness
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黒木 克郎
Kenzo Iwayama
岩山 健三
Kunihide Takashima
高嶋 邦秀
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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】 不発り]は鉄損の低い薄物一方向性電磁鋼板全製造する
ための仕上げ焼鈍方法に関するものである。
一方向性’ilW磁鋼板は軟磁性材料として生にトラン
スその他の電気機器の鉄心材料として使用さ九るもので
特に鉄損特性が良好でなくてはならない。
一方向性電磁鋼板の鉄損特性を左右する要因としては結
晶方位の他に結晶粒度、′!14板の電気抵抗及び′&
厚等があげられる。
従来からこれら要因を理想的な方向に近づけるためのイ
リ(究が行なわれて来ており、現在では板厚0.30口
で800 AT/in &ておける磁束密度B8= 1
.94(Tl(テスラー)、1.7(T)、50 Hz
 (ヘルツ)における鉄損W1715p ” 0.97
 %%1(ga度のものまで工業的に製造することが可
能になって来ているが、更に鉄損の低い材料?得るには
製品板厚の薄い材料全安定に製造する技術が必要になっ
て来る。
本発明の目的に鉄損の低い薄物一方向性電磁鋼板の製造
方法全提供せんとするものである。
一方向性電磁鋼板は2次再結晶現象を利用して圧延面に
(110’)面、圧延方向に<001>軸をもったいわ
ゆるGoss組織と称される2次再結晶粒を発達させる
ことによって得られる。この2次再結晶粒全発達でせる
ためには仕上げ焼鈍昇温過程の2次再結晶温度域までは
、1次再結晶粒の成長全抑制するいわゆるインヒビター
が必要でおる。
現在工業的に利用されているインヒビターとしてはAt
N 、、MnS 、MnSe %  BN ’5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
しがも一定の温度域捷で溶P斥せずサイズ変化を起さな
い4】が重要である。力lえて高温の純化過程に分いて
はこれが分鮮し鋼中から消失する事が大切である。
この様なインヒビターを得るvcは?88量の成分及び
成分調整にもとより、後工程の条件全厳密に制御するこ
とが1要である。特に仕上げ焼鈍は2次古結晶組織全発
達させる工程であるため昇温速度、雰囲気ガス等のわず
かな変化が磁気特性に大きく影響して来る。こt″Lt
/′i昇温過程において舘」板中のインヒビターの析出
状態に変化をきたすからである。例えばMnS或いはA
tN fインヒビターとした材料を仕上げ畑−鈍する場
合、その雰囲気ガスに■〜I2とN2の混合ガスを使用
するとN2の含有量の違いによって窒化(N2含有量大
)或いは脱窒、脱侃(N2含有jl′L小)現象を起こ
しAtN 、 MnSの析出状;r)、p vc変変化
ケル、ひいては仕上げ焼鈍後の磁気特性が大きく変って
くる。
第1図ばAJ−を含む3%珪素鋼板(板厚0.23+;
nn)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AtNの変化を示したものである。図から判る様
にN2(25%)十H2(75襲)混合ガスを使用した
(a)でtri焼鈍温度が高くなるにつれAtN0量は
増えてくる。この様な場合は2次再結晶粒は安定に発達
するが磁気特性としては好ましい方向ではない。逆に水
垢ガスのみで焼鈍した(blではAtNが減少してくる
。これは脱窒現象によるもので、この様な場合(12次
再結晶粒の発達は不安定になってくる。
iiM気的に非色に優れた材料が得られる条件はAtN
、 MnSの′i1及び析出サイズが脱炭焼鈍1友と2
次1」1結晶開始近傍の温度とでほとんど変らない状態
にあることである。
この様な状態を得るために本発明者等は特開昭57−4
7830号公報においてN2ガス中に微酋の02全添加
する方法を提案した。しかしながら化4反板厚が薄くな
ってくるとこの方法たけでは効果が弱く2次書結晶粒の
発達が悪くなってくる事が判−た。そこで板厚0.27
5〜O,J5rymの鋼板についてN2+02全ベース
に微量のN2あるいは微:iJj:のH2Sゑ・単独あ
るいは複合で添加して英検全行なった結果非常に特性の
曖れた一方向性電磁鋼板が安定して得られる事が」」」
−た。
以下その詳A、11について述べる。
本発明の方法はS化合物、あるいはN化合物全インヒビ
ターとした電lfi銅材料VC逸しているがここでは主
どして八tN + MnS f利用し一回圧延法で処理
される電磁倫材料について述べる。
不発り」に用いた素材はSi2.5〜4.0%、酸可溶
性A40.010〜0.(] 5 % (7)他[CO
,0,35〜0.100係、Mn 0.030〜0.2
0%、s ci、o O5〜0.050%全含む珪素鋼
塊あるいは連鋳スラブであり、夫自体公知の方法で熱延
板とした後、1200℃以下、好ましくは]000〜]
150℃で30分以内の焼鈍、及び1050℃以下、好
ましくは850〜1050℃からの急冷工程より成る熱
延板焼鈍、急冷工程にかけ、ついで圧下率80〜95チ
の冷延工程によシ成品板厚とした彼、自体公知の方法に
より脱炭焼鈍をする。かくして得られた脱炭焼鈍板は、
焼鈍分離剤を塗布後仕上げ焼鈍されるが、この焼鈍にあ
た9次の条件を充すこと全必挟とする。
雰囲気ガスはN2ガスに5 (1〜1000 ppmの
02ガスと更K 1〜10係のN2ヲ添加した混合ガス
を使用する。必要に応じてこれにN2S?:10〜11
000pp添加する。この雰囲気ガスは昇温過程、特に
2次回結晶完了温IJjtで必要であり、1]00℃以
上の純化過程に卦いてはN2単独あるいはN2 + 0
2にする必要がある。
なお、焼鈍分i’iI剤としてはMgOにT i O2
を添加したもの等成に知られたものを用いることができ
る。
本発明において上記の如く成分条件、焼鈍条件等を定め
た理由について以下に説明する。
まず出発素材の化学成分であるが、Stは2.5%より
少ないと電気抵抗が小さく渦電流損失が大きくなり、ま
た4%奢超すと冷間圧延性が劣化するので、2.5〜4
.0係と限定した。
Atは釦i中に含まれるNと結合してAANの微細析出
物を形成し、強力なインヒビターとして働く。
とくに−回圧延性において21次再結晶粒を十分発迷さ
せるには001〜0.05襲の範囲の酸可俗性AAが必
要である。
Cは熱延組織を適正なものにし、ひいて(は脱炭も゛を
鈍後の1次再結晶粒4−整粒化し、2次再結晶粒を安定
に発達させるために必要な元累である。このC量は製品
板厚が薄くなる程高めていく事が好ましいが適量軛凹は
0.035〜0.100%である。
、Mn5SはM、n’S分散析出相全形成し、インヒビ
ター効果を増進する。
この他第三元素、例えば9t、量のCu −、Sol 
% Cr %SbX?vio等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鋳スラブは熱延によ
シ熱延板とされる。熱延加熱温度ば]200℃以上で行
なわれるが、望ましくは1250℃以上が好ましい。熱
延板は1200℃以下、好ましくは1000〜】150
℃で30分以内の焼針金し、次いで850〜1050℃
から急冷する。上記熱延板焼鈍、急冷処理工程は鋼板l
・焼鈍と急冷処理することによって微λ、田なAtN析
出物全形成させるために行なわiする。従って、焼鈍温
度はAANの析出景全イ1(i保するために1000〜
1200℃の温度が必要となる、冷却速度はAANの適
切な量をぽ保する範囲で行なわれる必要がある。例えば
950℃から室温まで冷却するに要する時間は30〜6
0秒程度が有利である。
前記した急冷処理によって冷却された熱延板は摩洗後、
圧延率80%以上の強冷延によって成品板厚とさnる。
成品板厚とされた銅板に1次男結晶k 3:ltねて脱
炭焼鈍e hGす。脱炭条件は公知のいず)′Lの方法
でもよいが通常800〜900℃、露点十り0℃〜+7
0℃ノ湿水垢ガスあるいは水素と窒素の混合ガス中で2
〜3分間焼鈍される。
次に本発明の最も重要な構成要件であるところの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。前記した様にMnS及びAtN ’
c主インヒビターとした電磁材料では、仕上げ焼鈍前の
析出状態を2次回結晶温既域までほとんど変化なく保つ
ような焼鈍条件全採用することによ!ll優れた磁気特
性を得ることができる。
)12ガス中に微量の02を添加することはこうした条
件′に得るために有効な方法であるが、銅板の板厚が本
発明が対象とする鋼板の如く薄くなってくると0゜添加
のみでは困難になってくる。
不発8Aはかかる困Ω性を排除するために02のほかに
1〜10%のN2ガス及び必要に応じ゛て10〜]00
0ppmのN2S’に添加するものである。この場合0
2の添加量F150〜1000 ppmである。
第2図は雰囲気ガスと鋼板板厚と2次II)結晶発生率
の関係會示したものである。図から判る様にN2単独(
a)、N2 +02 (b)の場合は、鋼板板厚が薄く
なる程2次再結晶率は劣化するが、N211i独よpO
2を添加したものの方が2次再結晶の発生率は良くなっ
ている。この02の効果が現われる量は50 ppm以
上である。また02が11000ppを超えると鋼板表
面層に形成される表面被膜が劣化してぐる。こうした理
由から02のLト(は50〜]OOOppmとした。
第2図(c)は(b)にN2:8裂全添加した結果であ
る。
N2ガス全1〜10%とした理由は1%未満では2次再
結晶発生への効果が弱く、一方10%を超すと2次再結
晶は安定するが製品の磁気特性は劣ってくる。N2の添
加量は銅板板厚によって変える必要がある。つまり板厚
が厚い場合は添加量は少なくてもよいが、板厚が薄くな
ってくるとN量全増加してやる必要がある。
次にH2Sであるがこれは結晶の方向性の向上に役立つ
もので、脣に集材成分のSの含有廿が0.025係以下
の材料に適用するとより効果的である。この添加量は]
 Oppm未満では効果がなく一方11000pp?超
える必要はない。H2Sの添加量が溶加すると表面被膜
の面から不利になってくる。
本発明全実施例にもとづいて説明する。
実施例 〕 C0,060%、Si3.00%、Mn 0.075%
、80.026%、mol A)−0,027襲、NO
,0080%を含む電磁鋼連続癖j造スラブ全熱延し、
2.0覇厚みの熱延板とした。この熱延板に1120℃
、2分間のハ1?、鈍を施し、次いで冷間圧延7行ない
、0.23imJ!メの冷延<in板に什」二げ、次い
で850℃、2分間の脱炭焼鋪全11275飴、N22
5条の混合ガス(毅i点()3℃)雰囲気中で施した。
かくして脱炭焼鈍きれた冷延鋼板に、MgO中にTiO
25襲添加してなる焼鈍分離剤v、 ffi*布し、次
の3通9の条件で仕上げ焼鈍を施した。
なお1200℃での純化焼鈍はH2中で行なった。
これから判るようにb)の条件によって得られた製品の
鉄損特性が最も優れている。
実施例 2 C0,072%、Si 3.10%、Mn 0.073
%、80.022係、5o4Az  0.02 s%、
NO,0085%、SnO,IO飴を含む電磁鋼連続鋳
造スラブ全熱延し、2.0マjすみの熱延板とし、これ
に】】30℃、2分間の焼鈍を施し、次いで冷間圧延を
行ない板厚0.20mmの冷延g(li板に仕上げた。
この冷延銀板に850℃、2分間の脱炭焼鈍11127
5係、N225チの混合ガス(カー゛θ点63℃)雰囲
気中で施し、次にMgO中にTiO25”’添加してな
る焼鈍分離剤全酩布して、次の4通りの条件で仕上げ焼
鈍を施した。 □。
なお1200℃での純化焼鈍はl−1,中で行なった。
この結果から、b)の条件によって得られた製品の磁気
特性が最も優れているのが判る。
【図面の簡単な説明】
第11:24はp、、t 2含む3俤珪素鋼版(板厚0
.23mm)の仕上げ7:j’、34%ケ(−温過・挨
における零囲、気ガスの違いによるAtNの鋭化を示す
図、第2図は雰囲気ガスと51J1版版厚と2次再結晶
発生率の関係を示した図である。 第7図 冬 〒 ミ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C06035〜0.100%、Si 2.5〜4.0%
    及び硫化物あるいは窒化物を一次再結晶粒抑制剤として
    含有する熱延銅板を、必要に応じて焼鈍し、11i12
    1以上の冷間圧延で0.27〜O,]5’mmの板厚の
    冷延鋼板とし、更に該冷延鋼板に脱炭焼鈍と仕上げ焼鈍
    を施して(jlo)[(101〕集合Mi織を発達させ
    るエイ呈において、仕上げ焼鈍の雰囲気ガスとして■1
    2中に02全50〜1000 ppm添加し、更に1〜
    10%のN2あるい(r110〜lo00ppmのH2
    s’e単独あるいは複合で添加すること全特徴とする薄
    物一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP20583182A 1982-11-24 1982-11-24 鉄損の優れた薄物一方向性電磁鋼板の製造方法 Granted JPS5996220A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5547324A (en) * 1978-10-02 1980-04-03 Nippon Steel Corp Manufacture of al containing monodirectional silicon steel sheet with extremely high magnetic flux density
JPS5747830A (en) * 1980-09-01 1982-03-18 Nippon Steel Corp Production of unidirectional electrical steel plate of superior watt loss

Patent Citations (2)

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