JPS61133319A - 超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - 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】 （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
らに詳しく述べると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掻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号がある。これは最終仕上焼
鈍済み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５８−２６４１０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５８−５９６８号及び特公昭５Ｂ−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帯を形成して、鉄損の極めて低い
方向性電磁鋼板を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
体等を、間隔をおいて鋼板に入り込ませて形成すると、
そ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
めで低い方向性電磁鋼板が得られることを見出した。

本発明は斯かる超低鉄損方向性電磁鋼板を安定的に製造
する方法を提供するものであり、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に、再侵入体の被膜
を形成する前または後に、歪を付与し、ついで被膜を急
速加熱短時間の焼付した後、熱処理することにより該鋼
板に、鋼板地鉄の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、磁区細分化を行なうことを特
徴とする超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法にあ　　　
　　　２る。

この耐熱性のある磁区細分化は次のようにして行える。

即ち、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、再侵入体例え
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、接着、溶着、腐
食などの方法で被膜し、該被膜の形成の前または後に歪
を付与し、ついで被膜を急速加熱短時間焼付した後、熱
処理する゛と、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゛
が間隔をおいて安定して形成され、耐熱性のある磁区細
分化が行われる。

なお本発明において「被膜」とは、鋼板上の機械的な塗
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。

また本発明において「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。「再侵入体
」とは侵入体を形成し得る物質である。

以下に本発明を、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、薬
剤を塗布して被膜を形成する前に、歪を付与し、次いで
急速加熱短時間焼付し、その後に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Ａｉ　　。

ＭｎＳ　＝　、　ＭｎＳｅ　、　ＢＮ　、　Ｃｕ、Ｓ等
の適宜なものが用いられ、必要に応じてＣｕ　、　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。

ところで該方向性電磁鋼板には歪を付与するが、該歪の
付与はレーザー照射、溝付ロール、小球、ボールペン、
ケガキ等により間隔をおいて行ってもよいし、またショ
ツトブラスト投射、レベラー、スキンバス等により全面
に付与してもよい。

歪を間隔をおいて付与する場合は、その間隔は例えば１
〜３０１とされる。また歪は連続あるいは非連続のいず
れでも構わない。

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、後記の被膜が鋼板やその表面被
膜等に急速加熱短時間焼付は時に強固に付着し、一部は
歪に侵入し、その後の熱処理時における反応を安定して
高め、侵入体の形成を促進させるためである。

次τ）で該方向性電磁鋼板に薬剤を全面または間隔をお
いて塗布し被膜を形成する。

全面に塗布するのは、歪が間隔をおいて付与されている
場合に適する。また間隔をおいて塗布するのは、歪が全
面的にあるいは間隔をおいて付与されている両方に適す
る。

この例における薬剤としては、ＡＪ、Ｓｉ、Ｔｉ。

Ｓｂ、Ｓｒ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、　Ｓ　、　Ｂ等の金属、非金属、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
し被膜が形成される。

前記薬剤において、金属、非金属やそれらの酸化物、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
程度の濃度にする。

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。

被膜を形成するこれら薬剤の塗布量は、鋼板の面積当り
０．１〜５０ｇ／ｒｒｒの範囲にあればよい。

次いで、乾燥の後、急速加熱しミ短時間均熱する被膜の
焼゛付けを行う。該急速加熱短時間焼付けは、鋼板及び
／又は被膜に付与された歪の消散を抑制しつつ、被膜を
鋼板やその表面被膜に強固に付着させ又は一部は鋼板に
入り込ませ、焼付後好ましくは冷却せずに昇温を行い、
熱処理する際において、残存する歪によって被膜と鋼板
やその表面被膜等との反応を高め、侵入体の形成を促進
させる。ための被膜焼付処理条件である。

該急速加熱短時間焼付けは例えば加熱速度５℃／分以上
、均熱（保温）温度６５０℃超〜１０００℃で、均熱（
保温）時間２０分以下とされる。

次いで、５００〜１２００℃の温度で熱処理する。こ°
のさい、焼付けされた被膜は歪などを介して昇温時ある
いは保温時に、鋼板やその表面被膜などとの反応が安定
して高められ、鋼板に入り込むかたちで合金層、表面反
応生成物、拡散物等の侵入体が確実に安定して形成され
る。この本発明の適用により形成された侵入体の１例の
顕微鏡組織写真（Ｘ　１０００）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（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：　０．０７０　、Ｓｉ　：　３．２０　　
、Ｍｎ　：　０．０６５、Ａｆ　：　０．０２５　、Ｓ
　：　０．０２Ｂ　、Ｃｕ　：　０．１０、Ｓｎ　：　
０．１３、ζ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０．２２５ｍｍ
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中１
０ｃｍｘ長さ５０Ｃ１１のサンプルを切出し、次いでレ
ーザー照射し、圧延方向と直角方向に５龍間隔に微小な
歪を入れ「処理前」の供試材とした。

このグラス被膜つきの鋼板に第１表に示すような薬剤を
鋼板に、乾燥后の重量で０．５ｇ／ｒｒｆになるように
塗布し乾燥の後、加熱速度３００℃／分で８００℃に急
速加熱し５分間保持する短時間均熱条件で薬剤よりなる
被膜を焼付した。その後８００℃Ｘ３０分の熱処理を行
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℃×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。Ｂ、。は磁束密度（Ｔ）、Ｗ１７／’３０は鉄損
（Ｗ／ｋｇ）である。

以下余白 実施例２ 重量％でＣ：　０．０８３　、Ｓｉ　：　３．３５　　
、Ｍｎ　：　０．０８２、Ａｊｉ　：　０．０３３　、
Ｓ　；　０．０２６　、Ｃｕ　：　０．１２、Ｓｎ　：
　０．１６、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＋
ｎ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
１０口×長さ５０ｃｍのサンプルを切出し、「処°理前
」の供試材とした。

このグラス皮膜つきの鋼板に第３表に示す薬剤を鋼板に
塗布乾燥后の重量で０．８ｇ／ｒｒｆになるように塗布
し、乾燥の後、溝つきロールで５Ｉ１ｍ間隔の微小な歪
を入れた。その後、７００℃×５分、加熱速度３００℃
／分の急速加熱短時間処理条件で上記薬剤よりなる被膜
を焼付した。

次いで、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。

第３表 以上の実施例から分かるように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
向性電磁鋼板が製造される。

（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点状集合体の
侵入体を示す金属顕微鏡組織写真（Ｘ　１０００）であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、可侵入体の被膜を形
   成する前または後に、歪を付与し、ついで被膜を急速加
   熱短時間の焼付した後、熱処理することにより該鋼板に
   、鋼板地鉄の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。