JPS61130421A - 超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS61130421A
JPS61130421A JP25196384A JP25196384A JPS61130421A JP S61130421 A JPS61130421 A JP S61130421A JP 25196384 A JP25196384 A JP 25196384A JP 25196384 A JP25196384 A JP 25196384A JP S61130421 A JPS61130421 A JP S61130421A
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JP
Japan
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steel sheet
film
oriented electrical
grain
coating
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JP25196384A
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English (en)
Inventor
Toshiya Wada
和田 敏哉
Osamu Tanaka
収 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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
    • C21D8/1277Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (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】 (産業上の利用分野) 本発明は低鉄損の方向性電磁鋼板の製造法に係わり、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により鉄損が極めて低い方向性電
磁鋼板を製造する方法に関する。
(従来の技術) 方向性電磁鋼板は主として変圧器、その他、電気機器の
鉄芯材料として作用されるので、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可及的に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、(110)<001>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、集積度を高めた割りには鉄損
が低くならない現象がある。
上述の現象を解消し、鉄損の低下を図る技術として、例
えば特公昭58−5968号公報がある。
これは最終仕上焼純情の一方向性電磁鋼板の表面に小球
等を押圧して深さ5μ以下の凹みを形成して線状の微小
ひずみを付与することによって磁区の細分化を行い、鉄
損を改善するものである。また、特公昭58−2641
0号公報には、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58−5968号及び特公昭58−264
10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
すると鉄損の改善効果が失われ、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
性電磁鋼板を高度に安定して得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℃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(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
面被膜等との反応による合金層、表面反応生成物、拡散
物等を、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、鋼板が磁化されると
き磁区が細分化され、その後に歪取焼鈍などの熱処理を
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、係かる鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板を高
度に安定して製造する方法を提供せんとするものであり
、その特徴とするところは、仕上焼鈍された方向性電磁
鋼板のグラス被膜、絶縁被膜などの表面被膜を除去し、
次いで該鋼板に可侵入体の被膜を形成し、前記被膜を焼
付し、熱処理することにより該鋼板に鋼成分あるいは鋼
組織と異なった侵入体を間隔をおいて形成し、磁区細分
化を行うことを特徴とする超低鉄損方向性電磁鋼板の製
造方法にある。さらに前記可侵入体の被膜を形成する前
および/または後に、歪を付与することを介在させると
ころにある。
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粒又は塊りとなって存在する様子
を表現するものである。
「可侵入体」とは侵入体を形成しうる物質を指す。
又、本発明において「被膜」とは、鋼板上の少なくとも
一部において機械的な塗装膜、メッキ等の化学的な付着
膜或いは接着、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。
又上述の耐熱性のある磁区細分化は次のようにして行え
る。部ち、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に形成されて
いるグラス被膜、酸化被膜あるいは絶縁被膜などの表面
被膜を、酸洗、腐食、ショツトブラスト、研削、切削、
化学研磨、溶剤等により全面的あるいは間隔をおいて除
去し、鋼板地鉄を露出させ、次いで該鋼板に、可侵入体
、例えば金属、非金属やそれらの混合物、合金、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塗布、メッキ、蒸着、溶着など
の方法で被膜し、次いで焼付して前記被膜を鋼板地鉄に
強固に付着せしめるとともに一部は鋼板地鉄に拡散を開
始させる。その後、熱処理すると、被膜を構成している
可侵入体は鋼板地鉄と中間介在被膜がない状態で反応す
るので目的とする鋼板中への侵入体形成ひいては耐熱性
ある磁区細分化を高度に安定して行ないうる。すなわち
可侵入体が鋼板に入り込む際に介在するグラス被膜等は
一種の熱処理により安定化されているものであるため、
反応活性が高いとは言えず、侵入抑制作用をもっている
。本発明によりグラス被膜等を除去しておくと、可侵入
体は鋼板と直接反応して侵入体が間隔をおいて形成され
る。
この結果、侵入体形成程度(深さ等)の制御性、熱処理
条件(温度、時間)の緩和、など種々の魅力あるプロセ
ス上の利点を選択することができるようになるので、グ
ラス被膜除去は工程附加に伴う不都合を補って余りあり
、さらに最適な磁区細分化によってW 、 、、、。<
0.80W/kgという超低鉄損も容易に達成できるよ
うになるなどプロセスおよび/または成品特性の利点が
グラス被膜等の除去により得られる。
さらに可侵入体の被膜を形成する前または/および後に
歪を該鋼板に付与すると、前記可侵入体と鋼板地鉄など
との反応が助長され侵入体の形成がより安定となる。該
侵入体の形成により耐熱性のある磁区細分化が行われる
又可侵入体を形成する物質としては、具体的には一例を
後述しているが、熱処理によって鋼板やその雰囲気成分
等と反応して鋼板に侵入するものであればよい。
以下に本発明を仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、薬剤
を塗布して焼付し、熱処理する例に基づいて具体的に説
明する。
本発明では仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、磁区細分
化を行うが、該方向性電磁鋼板の鋼成分、および仕上焼
鈍されるまでの製造条件は特定する必要はなく、例えば
インヒビターとしてAll。
MnS、 MnSe、 BNI Cu2S等が適宜なも
のが用いられ、必要に応じてCo、 Sn、 Cr、 
Ni、 Mo、 Sb等の元素が含有され、さらにスラ
ブを熱間圧延し、焼鈍して1回または焼鈍をはさんで2
回以上の冷間圧延により最終板厚とされ、脱炭焼鈍され
、焼鈍分離剤を塗布され仕上焼鈍される一連のプロセス
の条件についても特定する必要はない。
仕上焼鈍された方向性電磁鋼板には、前工程の脱炭焼鈍
で鋼板板面に形成されたSiO□を含む酸化膜とMgO
を主成分とする焼鈍分離剤との反応によりグラス被膜(
フォルステライト被膜)が形成されている。該グラス被
膜は本発明の適用例で塗布する薬剤と鋼板地鉄との反応
を抑制することがあり、また、その下地にある酸化膜も
抑制することがあり、侵入体の形成を阻害する。この点
を解決して薬剤が鋼板地鉄や熱処理の雰囲気などとの反
応を促進し、該鋼板に鋼成分あるいは鋼組織と異なった
合金層、拡散物、表面反応生成物などの侵入体を高度に
安定して形成せしめるように、該鋼板のグラス被膜や酸
化被膜、あるいはコロイド状シリカ、無水クロム酸、ク
ロム酸塩、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウムな
どを塗布して熱処理され絶縁被膜が形成されていれば、
該絶縁被膜をも、硫酸、塩酸、弗酸、燐酸等あるいはそ
れらの混合物にての酸洗、腐食、ショツトブラスト、研
削、切削、化学研磨、溶剤などにより全面的または間隔
をおいて除去し、鋼板地鉄を露出させる。
この露出とは酸等の除去媒体が該地鉄の一部に入り込み
凹部を形成することも含む。
間隔をおいて除去する場合は局部酸洗や局部的な研削、
切削、溶剤あるいはショツトブラスト等により行われ、
1〜301mの間隔で除去する。
次いで該鋼板に、薬剤を全面または間隔をおいて塗布し
て被膜を形成する。この例における可侵入体の薬剤とし
ては八f、 St+ T+、 sb、 Sr+ Cu+
Sn+ Zn+ Fe、 Ni+ Cr、 Mn+  
P、  S、  B等の金属、非金属やそれらの混合物
、酸化物、合金や、リン酸、ホウ酸、リン酸塩、ホウ酸
塩、硫酸塩、硝酸塩、珪酸塩等さらにはそれらの混合物
が用いられ、これをスラリー状あるいは溶液にして塗布
等により被膜が形成される。
前記薬剤において金属、非金属、それらの酸化物、合金
は、粉末状にして用いるのが好ましい。
金属、非金属或いはその酸化物、合金の粉末をスラリー
として使用する場合は水と懸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重量部
程重量部層にする。
金属、非金属、或いはそれらの酸化物、合金を酸又は塩
類と混合して使用する際は原液のままか、水で適当な濃
度にうすめて塗布すればよい。
この被膜は前記グラス被膜などの除去が全面的になされ
ている場合には1〜30鶴の間隔をおいて形成し、ある
いは除去が間隔をおいてさなれている場合は全面的また
は間隔をおいて形成するのが好ましい。
次いで該鋼板を焼付し被膜を鋼板地鉄に強固に付着させ
るとともに一部は鋼板地鉄に拡散を開始させる。また被
膜を強化する。この焼付けは比較的低温たとえば450
〜650℃で行う場合と高温例えば700℃以上に急速
加熱し短時間均熱することが適用される。該焼付はオー
プンコイル焼鈍、連続焼鈍などで行われる。
次いで、500〜1200℃の温度で熱処理すると、そ
の昇温時あるいは保温時において、薬剤が鋼板地鉄やそ
の雰囲気などとの反応が、グラス被膜、絶縁被膜などの
除去と、焼付けによる鋼板地鉄との付着強化と一部の拡
散開始により直ちに起こり、侵入体が高度に安定して形
成される。この熱処理は中性またはH2を含む還元性の
雰囲気でなされる。
さらに方向性電磁鋼板に、前記可侵入体の被膜を形成す
る前に、または後に、あるいはその前後に、小球、溝付
ロール、ケガキ、ボールペン等の機械的方法や、レーザ
ー照射などの光学的方法で歪を付与すると、前記熱処理
において侵入体の形成がさらに助長される。
歪を被膜形成の前に付与する場合は前記グラス被膜など
の表面被膜を除去する前に、可侵入体形成予定部に行っ
てもよい。また被膜形成の後に付与する場合は被膜が破
壊することがあるので、薬剤を塗布する場合には若干厚
目にするとか、あるいは焼付して被膜を強化した後に行
うことにより被膜の破壊は解決される。
この歪の付与は、従来のようにそれ自体によって磁区を
細分化するためでなく、被膜と鋼板地鉄との熱処理時に
おける反応を助長安定して高めて侵入体の形成を促進さ
せるために、鋼板またはその被膜に付与されるものであ
る。
侵入体の一例の顕微鏡組織写真(X100O)を第1図
に示す。この図中でA印を付したものが侵入体であり、
鋼板の板厚方向にシャープに入り込んでいるのが認めら
れる。
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、その両側に磁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。
以下実施例を説明する。
実施例1 重量%でC:0.085、Si:3.35 、Mn:0
.075、AlO,026、S:0.028 、Cu:
0.10 、Sn:0.15 、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0.225 ta厚の鋼板を得た。
次いで更に周知の脱炭焼鈍−MgOを主成分とする焼鈍
分離剤塗布−最終仕上焼鈍の各工程を実施した。最終仕
上焼鈍後の鋼板を「処理前」の供試材とした。該鋼板を
硫酸、塩酸および水との混合酸洗液で、グラス被膜およ
び酸化被膜を除去し、第1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5龍間隔に塗布して
被膜を形成し、650℃×1時間の焼付けをし、800
℃×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800℃×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。
その測定結果を第2表に示す。
以下余臼 第1表 第2表 実施例2 重量%でC:0.082、Si:3.35 、Mn:0
.064、Alt=0.029 、S:0.025、N
:0.0082 、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0.2
25 m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。
仕上焼鈍後の鋼板を「処理前」の供試材とした。
次いで鋼板のグラス被膜および酸化被膜を局部酸洗によ
り8頷間隔で除去し、第3表に示すような薬剤を乾燥後
の重量で0.9g/rrfになるように塗布して被膜を
形成し、次いでレーザー照射し、圧延方向にほぼ直角方
向に8龍間隔に微小な歪を付与した。次いで800℃×
1分間の急速加熱短時間の焼付けをし、850℃×5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800’CX2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。
第  3  表 第4表 以上の実施例から明らかな如く磁区細分化後に歪取焼鈍
されても鉄損改善効果は失われず、鉄損の極めて低い方
向性電磁鋼板が提供される。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、該侵入体による磁
区細分化で鋼板の鉄損が低くなるとともに、その後に、
高温に加熱される歪取焼鈍が行われても、鉄損改善効果
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を示す
金属顕微鏡組織写真(X100O)である。

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のグラス被膜、絶縁
    被膜などの表面被膜を除去し、次いで該鋼板に可侵入体
    の被膜を形成し、前記被膜を焼付し、熱処理することに
    より該鋼板に鋼成分あるいは鋼組織と異なった侵入体を
    間隔をおいて形成し磁区細分化を行うことを特徴とする
    超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のグラス被膜、絶縁
    被膜などの表面被膜を除去し、該鋼板に可侵入体の被膜
    を形成する前および/または後に歪を付与し、被膜を焼
    付し、熱処理することにより該鋼板に鋼成分あるいは鋼
    組織と異なった侵入体を間隔をおいて形成し、磁区細分
    化を行うことを特徴とする超低鉄損方向性電磁鋼板の製
    造方法。
JP25196384A 1984-11-30 1984-11-30 超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 Pending JPS61130421A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05287546A (ja) * 1992-04-07 1993-11-02 Nippon Steel Corp 一方向性珪素鋼板の絶縁皮膜形成方法
CN113211325A (zh) * 2021-05-07 2021-08-06 包头市威丰稀土电磁材料股份有限公司 一种物理喷砂方式制备取向硅钢薄带无底层原料的方法

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