JPS60258414A - 磁束密度の高い無方向性電気鉄板の製造方法 - Google Patents

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、無方向性電気鉄板の製造方法に関し、詳しく
は、特に鉄損が低く、磁束密度の高い無方向性電気鉄板
の製造方法に関する。

無方向性電気鉄板は、モークニ静の回転機や、小型夷圧
器、安定器等の静止器における鉄心として使用されてい
るが、これらの機器の高効率化及び小型軽量化のために
、最近、鉄損が小さく、磁束密度が高い無方向性電気鉄
板が要求されるに至っている。

一般に、無方向性電気鉄板は、所定の化学組成を有する
鋼片を熱間圧延し、酸洗後、冷間圧延し、焼鈍し、所要
の表面処理を施して製造されており、鉄損を小さくする
には、最終の焼鈍工程において結晶粒径を大きくする必
要があることは既によく知られている。このように最終
の焼鈍工程において結晶粒径を大きくするために、従来
より、第１の方法として熱間圧延をフェライト・オース
テナイト域で終了した後に高温で巻取る方法、第２の方
法として熱延板を焼鈍する方法、第３の方法として熱延
板に室温で僅かな歪を付与した後に焼鈍する方法等が提
案されている。しかし、第１の方法によれば結晶粒径が
尚小さいために、磁気特性が十分でなく、第２及び第３
の方法によれば、熱間圧延後に焼鈍するために、工程数
が増加すると共に、製造費用が高価となるのを避けられ
ない。

本発明者らは、無方向性電気鉄板の製造における上記し
た問題を解決するために鋭意研究した結果、所定の化学
組成を有する鋼片について、熱間圧延条件と巻取温度を
規制すると共に、熱間圧延後、巻取る間に熱延板に所定
量の塑性歪を付与し、巻取後に冷間圧延及び焼鈍を施こ
すという従来とは異なる方法によって粗大な結晶粒径を
得、かくして、鉄損が小さく、且つ、磁束密度が高い無
方向性電気鉄板を得ることができることを見出して、本
発明に至ったものである。

本発明による無方向性電気鉄板の製造方法は、重量％で ＣＯ，０３％以下、 Ｓｉ又はＳｉとＡｎとの合計量　２．０％以下、Ｍｎ　
１．０％以下、 Ｐ　００１％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を熱間圧延する
に際して、Ａｒ＋変態温度を越える温度で熱間圧延を終
了後、巻取るまでの間に、Ａｒ、変態温度以下の温度で
３〜３０％の塑性歪を導入し、７００℃以上の温度で巻
取り、次いで、冷間圧延した後、焼鈍することを特徴と
する。

先ず、本発明による方法において使用する鋼材の化学成
分組成について説明する。

Ｃは、磁気特性に大きな影響を与える元素であり、鋼材
がこれを多量に含有するときは、鉄損、磁束密度等の磁
気特性が大きく劣化するようになるので、含有量は０．
０３％以下とする。特に好ましくは、磁気特性の一層の
向上を図るために、Ｃ含有量は０．０１５％以下とする
。

Ｓｉは、鋼の固有抵抗を増加させ、低鉄損を得るために
重要な元素であり、／ｌはＳｉと同様の効果を有すると
同時に結晶粒成長性を向上させる作用をも有する元素で
ある。しかし、Ｓｔ、Ａｒ共にフェライト・オーステナ
イト変態温度を上昇させる性質があり、しかも、Ｓｉ又
はＳｉとＡｎ２との合計量が２．０％を越えると、オー
ステナイト域が存在しなくなるので、本発明においては
オーステナイト域で熱間圧延を終了するために、Ｓｉ又
はＳｉと／ｌとの合計量は２．０％以下とする。

尚、Ｓ’　ｉについては、得られる電気鉄板の渦電流損
を低下させるために０．２％以上を添加することが好ま
しい。

Ｍｎは、熱間脆性を抑制するために含有させるが、１．
０％を越えると磁気特性に悪影響を及ぼすと共に、本発
明にかかる方法による極低Ｃ鋼の場合には製鋼作業が困
難になる。従って、Ｍｎ含有量は１．０％以下とする。

下限量は製鋼作業性から好ましくはＯ，１％である。

Ｐは、鋼硬度を上昇させることにより、打抜性を向上さ
せる元素であり、好ましくは０．０１５％以上を添加す
るが、過多に含有させるときは、心材績Ｎ後の溶接時に
割れ発生の原因となるので、Ｐの含有量の上限は０．１
％とする。

次に、本発明の詳細な説明する。

本発明による無方向性電気鉄板の製造方法は、上に説明
した化学組成を有する鋼片を素材とし、これを熱間圧延
するに際して、Ａｒ３変態温度以上の温度で熱間圧延を
終了し、巻取るまでの間に、計、変態温度以下で３〜３
０％の塑性歪を導入し、７００°Ｃ以上の温度で巻取り
、かくして、熱延板の結晶粒を粗大化することにより、
従来よりもすぐれた磁気特性、特に、高い磁束密度を有
する無方向性電気鉄板を得るものである。

即ち、本発明の方法においては、熱間圧延の中間段階で
フェライト細粒組織を得るために、Ａｒ３変態温度以上
の温度で熱間圧延を終了する必要があり、かくして、組
織がフェライト細粒組織である熱延板に熱間状態におい
て塑性歪を導入し、この歪を駆動力として、高温巻取時
の自己焼鈍効果によって、所謂歪粒成長を完了させる。

詳細には、オーステナイト域で熱間圧延を終了後、オー
ステナイト・フェライト変態を完了させることによって
、均一微細な変態フェライト組織を得ると共に、更にこ
の直後に塑性歪を導入し、次いで、高温巻取を行なうこ
とにより歪粒成長を完了させるので、従来の方法と異な
って、最終成品の磁気特性に有利な集合組織を形成する
粗大粒を得ることができるのである。

熱間圧延終了後に熱延板に導入する歪量は、３〜３０％
の範囲である。歪量が３％未満では高温巻取り後の結晶
粒粗大化が困難であり、一方、３０％を越えるときは、
得られる結晶粒が却って細かくなるからである。特に、
磁気特性の点からは、５〜１５％とするのが好ましい。

上記の塑性歪を導入するには、圧延による方法、レヘラ
ーによる方法、引張張力による方法等いずれの方法もを
採用することができ、特に、制限されない。

このようにして熱延板に組成中を導入した後、巻取り時
に自己焼鈍効果を十分に発揮させ、中粒成長を完了させ
るためには、巻取温度はできるだけ高温であることが好
ましく、本発明においては、これを７００℃以上とする
。巻取温度が７００℃未満では結晶粒の粗大化が不十分
であるからである。

上記のような高温巻取り後の冷間圧延及び焼鈍は、従来
の通常の方法によることができ、冷間圧延については、
単−回でもよ（、或いは中間焼鈍を挟んで冷間圧延を２
回行なってもよい。また、必要に応じて、連続鍛造、直
送圧延、スラブ低温加熱等の工程を採用することもでき
る。尚、最終焼鈍は、箱焼鈍、連続焼鈍のいずれでもよ
いが、高い磁束密度を得るには、連続焼鈍による急速加
熱を行なうことが好ましい。

以上のように、本発明の方法によれば、所定の化学組成
を有する鋼片について、熱間圧延条件と巻取温度を規制
すると共に、熱間圧延後、高温巻取すする間に熱延板に
所定量の塑性歪を付与して、自己焼鈍効果により中粒成
長を完了させるので、粗大粒であり、且つ、磁気特性に
有利な集合組織を得て、磁気特性にすくれた無方向性電
気鉄板を得ることができる。

実施例Ｉ ＣＯ，０１％、 ３ｉ０．２５％、 Ｍｎ０．２５％、 Ｐ　Ｏ，０２５％及び ／ｌ！　０．００２％ の化学成分組成を有する鋼スラブを表に示すように、オ
ーステナイト域で熱間圧延を終了後、フェライト域で３
〜６０％の圧下率で２．０龍の熱延板に圧延し、７４０
°Ｃで巻取った。また、比較のために、熱間圧延終了後
、フェライト域での圧延をすることなしに７４０℃で巻
取って、板厚２．０鰭の熱延板を得た。これらの熱延板
の結晶粒度と上記圧下率との関係を第１図に示す。

第１図から明らかなように、フェライト域での圧下率が
３％よりも小さいときは、結晶粒の粗大化が完了せず、
混粒組織となる。しかし、本発明に従って、フェライト
域での圧下率を３〜３０％の範囲とするとき、整粗粒が
得られ、特に、圧下率が３〜１５％の範囲にあるときに
極端な粗粒が得られる。

実施例２ 実施例１と同じ化学組成を有する鋼スラブを表に示す条
件にて処理し、板厚２．０龍の冷間圧延簡素材を得た。

比較法ａは、オーステナイト域で仕上だ熱間圧延板、比
較法すはオーステナイト・フェライト域で仕上げた熱間
圧延板である。比較法Ｃは熱間圧延終了後、従来より知
られている方法に従って、中粒成長処理を施こすために
、室温で７％の冷間圧延をし、次いで、７５０℃の温度
で２時間焼鈍して、冷間圧延簡素材とした。これらに対
して、本発明法ｄでは熱間圧延終了後、フェライト域で
１０％の圧延を施し、７４０℃で巻取って、冷間圧延簡
素材とした。これらの冷間圧延簡素材の組織を光学顕微
鏡（１００倍）にて第２図に示す。

このようにして得た各冷間圧延簡素材を酸洗し、板厚０
．５　鮪に冷間圧延し、８５０℃の温度で１．５分間焼
鈍して、無方向性電気鉄板を得た。これらの磁気特性を
表に示す。比較法ａ及びｂによれば、得られる無方向性
電気鉄板は鉄損が大きく、磁束密度が小さい。このよう
な比較法ａ及びｂによる無方向性電気鉄板が磁気特性に
劣ることは、第２図にみられるように、その冷間圧延前
の組織における結晶粒径が小さいことと対応している。

従来の全粒成長処理を施す比較法Ｃによれば、第１図に
みられるように、冷間圧延前の結晶粒径が大きいことと
も関連して、磁気特性の比較的良好な電気鉄板が得られ
るが、本発明法ｄによれば、冷間圧延前の結晶粒径が著
しく粗大化しており、磁気特性の一層改善された無方向
性電気鉄板を得ることができる。このことは、熱間圧延
終了後に熱間で導入した歪による粗大結晶粒組織が、上
記全粒成長処理による組織よりも、磁気特性に対して有
利に作用するからであるとみられる。

実施例３ ＣＯ，０１％、 Ｓｉ１．５％、 Ｍｎ０．２０％、 ｐ　ｏ、ｏｔ％及び Ａ７！０．００１％ の化学組成を有する鋼スラブを表に示す条件で板厚２．
０ｆｌの熱延板とし、これを酸洗後、板厚０．５鰭に冷
間圧延し、次いで、８５０℃の温度で１．５分間焼鈍し
て、無方向性電気鉄板を得た。これらの磁気特性を表に
示す。

尚、比較法ｅによる熱延板はオーステナイト域仕上、比
較法ｆによる熱延板はフェライト・オーステナイト域仕
上であって、いずれも巻取り温度は８００℃である。本
発明法ｇによる熱延板は熱間圧延終了後、フェライト域
で１０％の圧下率で圧延し、８００°Ｃで巻取ったもの
である。

本発明法による無方向性電気鉄板が鉄損、磁束密度共に
ずくれていることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱間圧延終了後、フェライト域での塑性歪の圧
下率と粒度番号との関係を示すグラフ、第２図は実施例
２における冷間圧延前の組織を示す顕微鏡写真（１００
倍）であって、（ａｌ、（ｂｌ及びｉｃ）は比較法を、
（ｄｌは本発明法を示す。 第１図 １エライ）−戚丘薯りつかＦ乎（Ｚ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１重量％で Ｇ　Ｏ，０３％以下、 Ｓｉ又はＳｉとＡｌとの合計量　２．０％以下、Ｍｎ　
   １．０％以下、 Ｐ　０１１％以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を熱間圧延する
   に際して、Ａｒ３変態温度を越える温度で熱間圧延を終
   了後、巻取るまでの間に、Ａｒｌ変態温度以下の温度で
   ３〜３０％の塑性歪を導入し、７００℃以上の温度で巻
   取り、次いで、冷間圧延した後、焼鈍することを特徴と
   する磁束密度の高い無方向性電気鉄板の製造方法。