JPS61117283A - 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS61117283A
JPS61117283A JP23664284A JP23664284A JPS61117283A JP S61117283 A JPS61117283 A JP S61117283A JP 23664284 A JP23664284 A JP 23664284A JP 23664284 A JP23664284 A JP 23664284A JP S61117283 A JPS61117283 A JP S61117283A
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法に係り、さら
に詳しく述べるならば熱処理されても鉄損改善効果が消
失しない磁区細分化され鉄損が極めて低い方向性電磁鋼
板の製造法に関する。
(従来の技術) 方向性電磁鋼板は主として変圧器、その低電気機器の鉄
芯材料として使用されるので、励磁特性、鉄損特性が良
好である必要がある。
この方向性電磁鋼板は2次再結晶現象を利用し、圧延面
に(110)面を、圧延方向に<001>軸をもつ、い
わゆるゴス方位を有する2次再結晶粒組織が発達してい
る。該(110) <001>方位の集積度を高めると
ともに、圧延方向からの偏りをできるだけ減少せしめる
ことにより、励磁特性、鉄損特性等のすぐれたものが製
造されるようになっている。
ところで、(IIO)<OOI>方位の集積度を高める
につれて結晶粒は大きくなり、また磁壁が粒界を貫通す
るために磁区が大となり、方向性を高めた割りには鉄損
が低下しない現象がある。
この現象を解消し、鉄を員の低下を図る技術として、例
えば特公昭第58−5968号がある。これは最終仕上
焼鈍後の一方向性電磁銅板の表面に小球等を押圧して深
さ5μ以下のへこみを形成して綿状の微小ひずみを付与
することで磁区細分化を行い鉄損を改善させるものであ
る。また特公昭第58−26410号には、最終仕上焼
鈍により生成した2次再結晶の各結晶粒表面にレーザー
照射による痕跡を少なくとも1個形成せしめて、磁区を
細分化し鉄損を低下させることが提案されている。
これら特公昭第58−5968号及び特公昭58−26
410号に示された方法によれば一方向性電磁鋼板表面
に局部的な微小ひずみを付与することで鉄損が改善され
、超低鉄損材料を得ることができる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の如く得られた超低鉄損材料も焼鈍
すると鉄損等の改善効果が失われる。例えば巻鉄心を製
造する際の歪取り焼鈍では該鉄損改善効果が消失する問
題がある。
本発明は熱処理例えば歪取焼鈍されても鉄損改善効果が
消失しない細分化は区を行なって鉄損の極めて低い方向
性電磁鋼板を製造することを目的とする。
本発明者らは磁区細分化後に歪取焼鈍など例えば700
〜900°Cの温度で熱処理されても鉄損改善効果が消
失しない磁区細分化を行ない鉄損の極めて低い方向性電
磁鋼板を製造するため多くの実験を行ない検討した。
(問題点を解決するための手段) その結果、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板地
鉄の鋼成分或いは鋼組織と異なった侵入体、例えば鋼板
や表面被膜との反応による合金層、表面反応生成物、−
拡散体等を、間隔をおいて鋼板に入り込ませて形成する
と、該侵入体の両側に磁区の芽が生じ、銅板が磁化され
るとき磁区が細分化され鉄損が改善され歪取焼鈍などの
熱処理を方向性電磁鋼板に施しても磁区細分化による鉄
損改善効果は消失せず、鉄損の極めて低い方向性電磁鋼
板が得られることを見出した。
本発明は、かかる低鉄損方向性電磁鋼板を工業的に製造
する方法を提供せんとするもので、その特徴とするとこ
ろは、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板地鉄の
鋼成分或いは鋼組織と異なった侵入体を、間隔をおいて
形成するように、可侵入体の被膜を形成し、熱処理する
ことにより磁区細分化を図ることにある。
なお本発明において「被膜」とは、鋼板上の少なくとも
一部に形成された機械的な塗装膜、メッキ等の化学的な
付着欣或いは接着、さらに一部が反応層をもつ膜など全
てを含む総称であり、又その厚みについても特定されな
い。
又、本発明において「侵入体」とは鋼板上の被膜が、そ
のもの単独、又は他の被膜を含む鋼板側成分、さらには
雰囲気成分等と結合した状態で鋼板中に塊りとなって存
在する様子を表現するものである。また「可侵入体」と
は侵入体を形成しうる物質である。
上述の耐熱性のある磁区細分化は次のようにしても行え
る。即ち、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、可侵入体
として金、属、非金属やそれらの混合物、酸化物、リン
酸、ホウ酸、リン酸塩、及びホウ酸塩等さらにはそれら
の混合物の薬剤を間隔をおいて塗布して被膜をつくり、
次いで熱処理すると、鋼板中に拡散し或いは鋼板や表面
被膜等と反応して、鋼板に入り込むかたちで鋼成分或い
は鋼組織と異なった侵入体が間隔をおいて形成され耐熱
性のある磁区細分化が行われる。
又他の方法として、これらの可侵入体としての薬剤を鋼
板上に全面的に塗布し、間隔をおいて部分加熱処理する
こと、或いはメッキを部分的に或いは全面的に施すこと
、さらにはメッキに替えて薄着、その他の付着方法など
種々の熱処理手段、には−例を後述しているが、熱処理
によって鋼板中に拡散し、或いは鋼板やその表面被膜と
反応して、鋼板に侵入するものであればよい。
本発明により侵入体を形成する他の方法は、可侵入体の
被膜の種類に応じて定めた昇温速度と保温温度に従って
熱処理を行なうことにある。可侵入体が鋼板やその表面
被膜と反応して鋼板に侵入する過程では、熱的条件、拡
散条件等により侵入深さおよび量が影響される。さらに
可侵入体が侵入を開始する以前にその被膜が鋼板に熱的
に強固に付着されるか否かによっても侵入の深さおよび
量が影響されると考えられる。一般に侵入体の鋼板地鉄
表面からの深さが大きいほど、鉄損改善効果が大きいた
めに、上述の如き諸影響を鉄損改善に有利に利用すべく
可侵入体の被膜の種類に応じて熱処理の昇温速度と保温
温度を定めることが望ましい。すなわち、昇温速度が遅
すぎると侵入体の形成が少なくなりさらに熱処理の全体
時間が長くなり、一方昇温速度が速すぎると、特に低融
点可侵入体の場合は鋼板やその表面被膜と十分に反応し
ないうちに蒸発等で可侵入体が損失される危険がある。
又、保温温度が低すぎると可侵入体の反応等が不十分に
なり、一方保温温度が高すぎると、電気絶縁被膜の劣化
、エネルギ的損失や鋼板形状の劣化が起こる。一般に、
昇温速度は、室温から保温温度までの平均で5〜300
’C/時間の範囲であり、また保温温度は500〜12
00 ’Cの範囲である。このれらの範囲内で可侵入体
の種類に応じて適宜選択を行うものとする。
以下本発明を薬剤を間隔をおいて塗布して熱処理する例
に基づいて具体的に説明する。
本発明では、仕上げ焼鈍された方向性電磁鋼板に磁区細
分化を行なうが、該方向性電磁鋼板の製造に関しては鋼
成分および仕上焼鈍されるまでの製造条件については特
定する必要はない。すなわち例えばインヒビターとして
A I L MnS、 MnSe。
BN、 CuzS等が適宜用いられる。また必要に応じ
てCu、 Sn+ Cr、 Ni、 Mo+ Sb、 
W等の元素が含有され、熱間圧延し、焼鈍して1回、ま
たは中間焼鈍を工程にそれぞれ1回以上の計2回以上の
冷間圧延により最終板厚とし、脱炭焼鈍し、焼鈍分離剤
を塗布して仕上焼鈍される。
ところで、本発明の方法の一例では仕上げ焼鈍された方
向性電磁鋼板に薬剤を間隔をおいて線状あるいは点状に
塗布する。この薬剤としては例えば^e、 Si、 T
i、 Sb、 Sr、 Cu、 Sn、 Zn、 Fe
、 Ni+Cr、 Mn、 B等の金属、非金属粉末ま
たはそれらの酸化物の1挿あるいは2種以上と、リン酸
、ホウ酸、リン酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩の1種あるいは
2種以上とからなり、スラリー状あるいは溶液として塗
布される。
金属、非金属を粉末とする場合は数10ミクロン以下サ
イズのものが用いられる。
金属、非金属粉末或いはその酸化物をスラリーとして使
用する場合は水と)u濁させて塗布するのが作業性がよ
いため、水100重量部に対し2〜100重■部程度の
濃度にする。
金属、非金属粉末或いは酸化物を酸又は塩類と混合して
使用する際は原液のままか、水で適当な濃度にうずめて
塗布すればよい。
薬剤は1〜30nの間隔をおいて方向性電磁鋼板に塗布
するが、予め、機械的に例えば小球、ローラー等で鋼板
表面に微小なへこみを、あるいは例えばレーザーを照射
することによって光学的に痕跡を、それぞれ1〜30關
の間隔にて形成したのち、前記薬剤を塗布することが好
ましい。この際の薬剤の塗布量は塗布乾燥後の重量で0
.1〜50g7Mの範囲であればよ(,0,03〜Lo
g/mがより好ましい。
次いで、乾燥後、500〜1200 ’Cの温度で熱処
理すると、薬剤が鋼板や表面被膜等と反応し、板厚方向
に入り込むかたちで合金層または/および表面反応生成
物などの侵入体が間隔をおいて形成される。この侵入体
を鋼板中に効果的に出現させるために歪を、被膜を付着
させる前後に与える。
この歪に沿って鋼板中に被膜の構成物質が伝播するよう
に、例えば歪の消失速度を超えないような昇温速度、さ
らに保温温度を設定する。該昇温速度や保温温度又処理
時間は被膜構成物質の成分(種M)濃度等によって最適
範囲が異なる。又かかる歪付与は可侵入体の被膜を形成
した後で行なってもよい。但し、この場合は歪付与によ
って被膜が破壊されることが多いので薬剤を塗布する場
合には塗布後例えば500℃程度の熱処理を行なって破
11りを強くする工程を導入することにより解決できる
。該熱処理は中性又は■2を含む還元性雰囲気でなされ
る。この侵入体の1例の顕微鏡組織写真(X100O)
を第1図に示す。図に示すようにこの1例の該侵入体は
けかきによる歪に沿って板厚方向に入り込んで形成され
ている。侵入体の組成は鋼成分組成と異なり、また組織
も異なって、その両側に[a区の芽が多数つくられ、鋼
板を磁化したとき、該磁区の芽が伸びて、磁区が細分化
されると推察される。
以下その製造の実施例を説明する。
実施例1 重量%でC:0.077 、Si:3.35 、Mn:
0.074、Al:0.028 、S:0.024 、
Cu:0.15 、Sn:0.lO残部鉄からなる珪素
鋼スラブを周知の方法によって熱間圧延−焼鈍−冷間圧
延を経て0.25厚の鋼板を得た。
次いで更に周知の脱炭焼鈍−焼鈍分離剤塗布−最終仕上
焼鈍の各工程を実施した。得られた鋼板コイルから巾1
0cmx長さ50cmのサンプルを切出し歪取焼鈍を行
って「処理前」の供試材とした。
このグラス皮膜つきの鋼板に第1表に示すような薬剤を
鋼板の圧延方向と直角方向に10龍間隔に塗布乾燥後の
重量で0. 5g/n(になるように塗布し、炉温40
0℃で乾燥後積層し、平均昇温速度200℃/時間、8
00°C×30分保温の熱処理を行って「処理後」の供
試材とした。
第1表 次に上記「処理後」の鋼板に対して800°C×4時間
の歪取焼鈍を行った後、「歪取焼鈍後」の供試材とした
以上の「処理前」、「処理後」、及び「歪取焼鈍後」の
それぞれの供試材の磁気特性を測定した結果を第2表に
示す。BIGは磁束密度(T)、W + 7 / S 
Gは1失を員(w/kg)である。
第2表 実施例2 実施例1と同様にして得られた最終仕上焼鈍後のコイル
を絶縁コーティング塗布とヒートフラットニング処理を
行った成品鋼板から巾10cmx長さ50cmのサイズ
試料を切り出し、レーザー照射し、圧延方向と直角にl
Qm間隔に微少な歪を入れた「処理前」の供試材とした
次いでこのレーザー照射後に、第3表に示す薬剤を塗布
乾燥後の重量で0.5g/mになるように塗布し、炉温
400°Cで乾燥後積層し、800°C×30分の熱処
理を行なって「処理後」の供試材としたこの後更に80
0℃×2時間の歪取焼鈍を行なって「歪取焼鈍後」の供
試材とした。
以上「処理前」 「処理後」及び「歪取焼鈍後」のそれ
ぞれの供試材の磁気特性を測定した。
「歪取焼鈍後」の供試材で特性改善の大きいものについ
て、アモルファス金属との比較のため、W+315゜を
測定した。
第3表 1 ] I薬剤:     組     成 ■ 1B  5bz03: Log + H3BO3: L
og  I第4表 以上の実施例によれば磁区細分化後に歪取焼鈍されても
鉄損改善効果は損なわれず、鉄損の極めて低い方向性電
磁鋼板が製造されることが分かる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、侵入体による62
支区絢分化て鋼板の鉄損が低くなるとともに、同温に加
熱される歪取焼鈍が行われても、鉄1員改善効果が消失
しないという、これまでの磁区細分化法に見られないす
ぐれた特長がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によって鋼板に形成された侵入体の一例
を示す金属顕微鏡組織写真(X100O)である。 第1ヴ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板地鉄の鋼
    成分或いは鋼組織と異なった侵入体を、間隔をおいて形
    成するように、可侵入体の被膜を前記方向性電磁鋼板に
    形成し、熱処理することにより、磁区細分化を図ること
    を特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。 2、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板地鉄の鋼
    成分或いは鋼組織と異なった侵入体を、間隔をおいて形
    成するように、可侵入体の被膜を間隔をおいて前記方向
    性電磁鋼板に形成し、熱処理することにより、磁区細分
    化を図ることを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の製造
    方法。 3、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板地鉄の鋼
    成分或いは鋼組織と異なった侵入体を、間隔をおいて形
    成するように、可侵入体の被膜を前記方向性電磁鋼板に
    形成し、該被膜の種類に応じて定めた昇温速度と保温温
    度に従って熱処理することにより、磁区細分化を図るこ
    とを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。
JP23664284A 1984-11-12 1984-11-12 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 Granted JPS61117283A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4585609B2 (ja) * 2007-12-03 2010-11-24 新日本製鐵株式会社 高周波鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4585609B2 (ja) * 2007-12-03 2010-11-24 新日本製鐵株式会社 高周波鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法
JPWO2009072394A1 (ja) * 2007-12-03 2011-04-21 新日本製鐵株式会社 高周波鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法

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