JPS60184632A - 磁気特性の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS60184632A
JPS60184632A JP4071684A JP4071684A JPS60184632A JP S60184632 A JPS60184632 A JP S60184632A JP 4071684 A JP4071684 A JP 4071684A JP 4071684 A JP4071684 A JP 4071684A JP S60184632 A JPS60184632 A JP S60184632A
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • 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】 (産業−Hの利用分野) 本発明は磁気特性の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板
の製造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他の電気機器の鉄心材
料として使用されるもので磁気特性として励磁特性と鉄
損特性が良好でなくてはなら々い。良好な磁気特性を得
るためには磁化容易軸である(001>軸を圧帆方向に
高度に揃える事が重要である。又板厚、結晶粒度、固有
抵抗、表面被膜等も磁気特性に大きな影響を及ばず。
方向性についてはAAN 、 MnSをインヒビターと
して利用した強圧下最終冷延を特徴とする方法によ′り
大巾に向上し、現在では磁束密度が理論値の96係程度
のもの迄製造される様に々って来た。
これに伴って鉄損は大巾に向上して来た。
一方近年エネルギー価格の高騰を反映しトランスメーカ
ーは省エネルギー型トランス用材料として低鉄損素材へ
の指向を一段と強めている。低鉄損素材としてアモルフ
ァスや65%S+鋼等の開発も進められているがトラン
ス用の商用材料としで使用される迄にはなお解決すべき
問題が多く残りている。
(従来技術) 本発明者らは低鉄損素材に対する時代の要請に応えるべ
く、一方向性電磁鋼板の低鉄損化につき種々研究を市ね
てきた。本発明者らはこの研究成果(でもとすきさきに
特開昭 58−23414号公報に示すとおシ珪素鋼に
SnとCuとを襟合添加することを特徴とする鉄損の優
れた高磁束密度一方向性電磁銅版の製造方法を提案した
。この方法により従来よりかなり鉄損の陵れた製品全製
造することが可能になった。しかしトランスメーカーの
素利の低鉄損化に対する毫末はとどまるところを知らず
、本発明者らはこれらの要求に応えるべく、より鉄損の
低い桐料をより安定して製造する方法につき引続き研究
をすすめてきた。
(発明の目的)(発明の構成・作用) その結果C:0.02〜0.012%、St:2.7〜
40%、 Mn : 0.03〜0.20 % 、Sと
Seの少なくとも1種: 0. (11〜0.05%、
酸可溶At:0.01〜0.05%、 N : 0.0
4〜0.1)12% 、Sn : 0.03〜0,5%
、 Cu : 0.02〜0.4%を含む珪素鋼スラブ
を熱延し、最終冷延を行う前に焼鈍と急冷処理を行い、
最終冷延を行い、悦炭焼鈍を行い、焼鈍分離剤を塗布し
、高温仕上焼鈍を行う高磁束密度一方向性電磁鋼板の製
造方法において、珪素鋼スラブ中にTiを0.0020
%以上0.0100%未満を含有させることにより、2
次再結晶が良好で結晶粒径は小さく、鉄損が著しく低く
かつ磁束密度も極めて高い製品を安定して製造できるこ
とを見出した。
以下に本発明の詳細について説明する。先づ実験データ
に基いて述べる。
c : 0.070% 、 sl : 3.25%、M
n:0.074%。
8:0.024%、酸可溶At:0.027%、N:0
.0083%、Sn : 0.10% 、 Cu : 
0.08%を含む溶鋼ニラきTI含有量を0.0005
〜0.(’1200%に変化させて11本のスラブとし
、1350Cの高温スラブ加熱を行い、熱間圧延を行い
、2.3%厚の熱延板を得た。熱延板を110’0℃で
2分間焼鈍し、焼鈍後急冷し、しかる後0.30%に冷
延した。引続き湿ポJ水素尽囲気中で85ocで3分間
脱炭焼鈍し、N〜0を主成分とする焼鈍分離削f;I:
塗布し、窒素を含む水素雰囲気中で200/hrの割合
いで1200℃迄祥浮清し、しがる後水素雰囲気中で2
0時間純化焼鈍を施した。
製品のrI′ia気!侍性測定結果を第1図(A)に磁
束密度(B、。)、(6)に鉄1j4(W )ヲ示f。
m1図(A)。
+7/s。
(H)に示すごとく、T+含41朧によって磁気特性が
変化しO,(1020係以上0.0100%未満の範囲
で磁束密度8.。が茜く、鉄損が械めて低い値を示した
TI含有1す゛が0. O(120%より低いと磁束密
度B1oが低下(7、鉄損が不[(となった。又T1含
有量が0、0 + 00%以上でけ磁束密度B、。が低
下し、鉄損が不良となり、特に(1,0140%を超え
ると磁束密度f(、。が宵しく低下し、鉄損も著しく不
良となった。
磁気特性測定後の試料を酸洗し、表面被膜を除去し、製
品のマクロ組織を観察した。その結果を第1図(c) 
、 i))に示す。第1図C)は二次再結晶良好部の面
積割合(以下二次再結晶率)を示し、第1図(1))は
二次再結晶率10oL′lbの試料についての平均結晶
粒径を示す。
第1図(C)に示すごとく、Tl含有量0.0010係
以上0.01001未満の範囲では何れも二次再結晶率
は100%であり、0.0010%より低い場合、二次
再結晶率が若干低下した。又Ti含壱量が0.0100
−以上では二次再結晶率が低下し、0.0140%を超
えると著しく低下した。Ti含有量0. OO10%未
満及び0.0100チ以上の場合の磁気特性劣化は二次
再結晶不良によるものと考えられる。
次に第1図(DJに示す如く、二次再結晶率が1 (1
0%テあるTi含有量0.0010%以上、0.010
0%未満の範囲でTI含有量が高いほど結晶粒径が小さ
くなっている。特にT1が0.0020%以上では結晶
粒 −径が小さく鉄損が低くなっている。一般に磁束密
度B、。が高くなるとヒステリシス損が減少し、結晶粒
径が小さくなると渦電流損が減少する傾向があり第1図
(B)における゛r1含有量0.0010係以上、o、
 o i、o oチ未満の節、囲における鉄損の変化は
第1図(A)における磁束密度B、。の変化及び第1図
の)における結晶粒径の変化で説明できる。
第2図に第1図(C)の(イ)、 (0) 、(ハ)、
に)、(へ)の試料の製品マクロ組織を示す。(イ)で
は線状の細粒が見られる。(ロ)では二次再結晶は完全
であるが結晶粒径が大きい。C→では二次再結晶が完全
で結晶粒径が小さい。に)では混粒細粒の発生が見られ
、(ホ)では混粒細粒の発生がひどくなっている。
AtNを主インヒビターとして活用する一方向性′rに
磁鋼板の製造において上記のように鋼中のTl含有時が
製品の二次再結晶、結晶粒径、磁気特性に影響を及ぼす
メカニズムについては必ずしも十分解明されていないが
、TIはN、C,0等と親和力の強い元素でありこれら
の析出物それ自体としであるいはこれらの析出物とAt
N * Mn S + Mn S s等の複合析出物と
して、インヒビジョン効果に微妙な影響を与えるものと
考えられる。
第3図にTl :0.0012%、0.0030チ、0
.0049係の材料についての脱炭焼鈍板の集合組織を
示す0この集合組織の面強度は板表面下40μのところ
の測定値でおる。Ti含有量の増加に伴って(110)
面強度が増大していることがわかる。
第1図の現象について考察すると次のように考えること
が出来る。T1含有量が0.0010%未満ではT1化
合物によるインヒビジョン効果助勢が不足し、二次再結
晶不良が発生した。TI含有tjlo、0010チ以上
、o、oioos未満の範囲では高目の方が、インヒビ
ジョン効果が適正で且つ脱炭焼鈍板の(110)面強度
が強いためとくにTi含有量0.0020チ以上、0.
0100%未満の範囲で製品の方向性が高′<、結晶粒
径が小さく鉄損が良好となった。
Ti含有量が0.0100 %を超える場合、本来At
Nと彦るべきNがT1に喰われ過ぎ主インヒビターとし
てのAtNが不足して混粒細粒が発生したものと考えら
れる。
ところで一方向性電磁鋼板の製造においてTiを添加す
ることはこれ迄にいくつか提案されている。例えば特公
昭46−2fi621号公報では珪素鋼にTiを0.0
1〜0,2チ添加し、TINをインヒビターとして一方
向性電磁鋼板を製造するものであり、Tiを多量添加し
ている。
本発明に関する製造方法の場合Ti含有量が0、010
0%を超えると第1図から容易に推定されうるごとく二
次再結晶不良となり磁気特性は著しく劣化するものと考
えられる。
特開昭52−24116号公報においては、C:0、 
(185%以下、81 : 2.0〜40チ、酸可溶性
kl: 0.010〜0.065 %を含み、更にZr
 * Ti + B +Nb、 + Ta + V 、
 Cr * Mn笠の窒化物生成元素を1種又は2種以
上含有し、その含有量としてZr、TI。
Bの場合0.0005〜0.05%とすることが提示さ
れている。しかるに本発明の対象範囲である812.7
チ以上においてTl : 0.0005〜0.05係の
広い範囲に亘って安定して磁気特性の良好な製品を得る
ことは極めて困難であり本発明に示すととくSn * 
Cuの複合添加に加え’I”i : t)、(1020
以上〜0、0100 %未l茜に規制することによりは
じめて、二次再結晶が完全で方向性が高く、結晶粒径が
小さく、鉄損の著しく良好な製品を安定して製造するこ
とがj’J’ fi@となった。
特じ旧1855−14858号公報においてC:0.0
6チ以下、81 : 2.0〜4.0 %、Mn : 
0.02〜0.15チ、Se 、 Sの伺れか1種また
は2 ?ffi : 0.008〜0.080%を含む
素材中にNb * Tiの何れか少なくとも1種を、N
bにあっては0.002〜0.0012チ、TIにあっ
ては0.005〜0.018%含有させることが提案さ
れている。これはその明細書に示すごとく、酸可溶At
: 0.003チ以下の素材をペースにした技術であり
酸可溶At:0.01〜0.05%、N:0.004〜
0゜012%を含み最終冷延全行う前に焼鈍と急冷処理
を行うことを特徴とLAAtNを主インヒビターとする
高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造に関する本発明とは
考え方を異にしている。
次に本発明における成分、その他の製造条件を定めた理
由を以下に述べる。
Cは0.02%未満の場合、二次再結晶が不良となり、
0.12%を超えると脱炭性、磁気特性の点から好まし
くない。
Siは2.7%未満では本発明の狙いである低鉄損が得
られず、4%を超えると冷延性が著しく劣化する。鉄損
の点から泪の好ましい範囲は3.0〜4.0%である。
Mn及びS又けSo Id MnS又はMn S eを
形成式せるために必要な元素である。適切なインヒビタ
ー効果を得るためのMHの1ITIIti′は0.o3
〜0.20%であり、好捷しくけ005〜0.15係で
ある。
S又はSeは001%未満では十分なインヒビター効果
が得られず、0.05qbを超えると純化が行われにく
くなり好−マシ、<々い。またこのS 、 Seは少な
くとも一種含有されるものである。
酸ijr m kl及びNは主インヒビターとしてのA
tNを形成はせるために重管な元素であり、適切なイン
ヒビジョン効果により十分に二次再結晶を発現ジせf憂
れた磁気特性を得るためには、各々適正範囲にfli制
御する必要がある。酸可溶Atは0.01%未満の」易
合、用品の方向性が劣り0.05%を超えると二次11
]結晶が不安堂々なシ0.020〜0.040%が特に
好ましいQii、l、囲である。NFio、004%未
満では二次再結晶が不安定となり、0.012%を超え
るとブリスターが発生し0005〜0.009%が特に
好−ましい範囲である。
Snは二次再結晶の安定化、製品の結晶粒径の細分化に
役立つもので0.03%未満では効果が弱く、0.5%
を超えると冷延性が劣る。0.05〜0.20チが特に
好ましい範囲である。
CuはSn添加材に良好なグラスフィルムを生成するの
に役立ち、0.02%未満ではその効果が乏しく0.4
%を超えると酸洗性、脱炭性が劣化し、0.05〜0.
20%が特に好ましい範囲である。
T1については先に第1図について詳しく述べたごと(
0,00201よシ低いと磁束智度B、。が低下し、製
品の結晶粒径が大きくなシ鉄損が劣化する。
0.0100%を超えると二次再結晶が十分行われず磁
束密度B、。、鉄損とも不良となる。
なお上記成分以外に、Sb 、 Cr 、 Ni 、 
Mo 、 Y 。
Bのごとくインヒビターとしての効果が公知である元素
を1種又は2種以上含んでも本発明の効果が阻害される
ものではない。
上記成分を含む珪素鋼スラブを熱延し、最終冷延全行う
前に焼鈍と急冷によるいわゆるktHの析出処理が行わ
れる。この焼鈍としては本発明者らが先に出願した特開
昭Fi 7−198214号公報に示されるように2段
階の温度域に加熱する方法も」肉用さり、る。
その後、JW N Ki 机され、0.10−0.35
 BF2)板19とさtする。帰路冷延の好ましい圧下
率はSoチ以上である。
次いで、かくして得られた冷延板は湿潤水素または窒素
を含む湿潤水素雰囲気等の脱炭可能な雰囲気下で脱炭焼
鈍される。脱炭焼鈍後の鋼板表面にMgOを主成分とす
る焼鈍分離剤を塗布し、乾燥し、高温で仕上焼鈍する。
次に実廁例について述べる。
実施例I C:0.072%、Si:3.36%、Mn : 0.
075%、S:(1,023%、酸可溶At:0.02
8%、N:0.0084%、Sn:0.10%、Cu:
0.08%を含む溶鋼ニラき、Ti 1(a) 0. 
(l OO6%、(b)0.0050 %、(c) 0
. o 155 %の3水阜に変えて3種類のスラブと
し、1350℃のスラブ加熱を行い、厚さ2.3%の熱
延板とした。この熱延板を1130℃で2分間焼鈍し、
焼鈍後急冷し、しかる後板厚0.3’ 0%に冷延した
。この冷延板を湿潤水素雰囲気中において850℃で3
分間脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤を塗布し窒素を含む水素雰
囲気中で25℃/hrの割合で1200℃迄昇温し、引
続き水素雰囲気中で1’200℃で20時間の純化焼鈍
を行った。製品の磁気時 、性と二次再結晶状況を第1
表に示す。
実施例2 c:o、oso%、SI:3.35%、Mn : 0.
’076%、S:0.024%、酸可溶ht:o、’o
27qb、N:0.0081%、Sn:0.13%、C
u : 0.09%を含む鍔鋼につきTIを(d) 0
.0006 %、(e) 0. OO’15%、(fI
O,0042チ、(g) o、 0125俤の4水準に
変え、4種類のスラブとし、1350Cのスラブ加熱を
行い、根)20%の熱延板とした。最終冷延の前に11
20℃で2分間焼鈍し、・焼鈍後急冷し、しかる後板厚
0.20%に冷延した。かくして州られた冷姉板を浸潤
水素雰囲気中において840℃で3分間脱炭焼鈍し、焼
鈍分離剤を塗布し7窒素を含む水素雰囲気中で20℃/
 h rで1200℃迄昇温し゛引続き水素雰囲気中で
1200℃で20時間の純化焼鈍を行った。製品の磁気
特性と二次再結晶状況を第2表に示す。
実施例3 C: (1,(170%、Sl:325%、Mn : 
0.(175%1Se : (1,(125%、酸可溶
AA (1,028%、N:0.0085チ、Sn:0
.12%、Cu : 0.08%を含む溶鋼につきTi
を(h) 0. OO10%、0) o、 0067%
、(j)00142裂の3水準に変えて3種類のスラブ
とし、実施例1記載の方法に準じて熱延及び工程処理を
行った。
製品の磁気特性と二次再結晶状況を第3表に示す。
以上詳述したように本発明方法によるど高研束密度でか
つ鉄損の低いすぐれた一方向性電磁鋼板が製造される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に関する一実験結果を示す図、第2図は
本発明に関する一実験においての製品のマクロ組1&を
示す金属顕微鋒写真図、第3図は脱炭焼鈍板の集合組織
におよぼすTI含有fけの影響を示す図である。 第1図 第2図 t/I7 (O) 、 (V Ij

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C:0.02〜012チ、Si:2.7〜4.0俤。 Mn : 0.03〜0.20%、SとSeの少なくと
    も1種:0.01〜0.05%、酸可溶At:0.01
    〜0.05% 、 N : 0.004〜0.012%
    、 Sn : 0.03〜0.5% 、 Cu : 0
    .02〜0.4%を含む珪素鋼スラブを熱延し、最終冷
    延を行う前に焼鈍と急冷処理を行い、続いて最終冷延全
    行い、脱炭焼鈍を行い、焼鈍分離剤を塗布し、高温仕上
    焼鈍を行う一方向性電磁鋼板の製造方法において、珪素
    鋼スラブ中にTiを0、0020%以上0.01001
    未満含有することを特徴とする特許 鋼板の製造方法。
JP4071684A 1984-03-03 1984-03-03 磁気特性の優れた高磁束密度一方向性電磁鋼板の製造方法 Granted JPS60184632A (ja)

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