JPS61177364A - 鉄損が極めて低く、ビルデイングフアクタ−のすぐれた方向性電磁鋼板 - 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） 本発明は極低鉄損でかつビルディングファクターがすぐ
れた方向性電磁鋼板に関する。

（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。また該方向性電磁鋼板は、変圧器
などの電気機器の鉄芯として組立てた後の実機鉄損がす
ぐれていることが要求される。

ビルディングファクターは前記実機鉄損と該鋼板の鉄損
の比である。

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）軸をもついわゆるブ
ス方位を有する２次再結晶粒が発達している。該鋼板は
２次再結晶粒の（００１）軸の圧延方向への集積度を高
めることにより、励磁特性、鉄損特性ともすぐれ、磁束
密度Ｂ１０が１．９２テスラ（Ｔ）以上、鉄損Ｗ１７／
！、ｏが１．０５　Ｗ／ｋｐ以下のすぐれたものが製造
されるよ５になっている。

ところで方向性電磁鋼板では２次再結晶粒がｆス方位へ
高度に揃ったがために、磁束密度はすぐれるもののピル
ディン、グツアフターが劣化する現象がみられる。例え
ばＪ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙａ　５５（６）１５　Ｍａ
ｒｃｈ、　１９８４．２１３０〜２１３２ページにはビ
ルディングファクターは磁束密度ＢＩＯの低いものが小
さく、実機鉄損にとって有利であることが示されている
。

昨今、実機鉄損を改善するための検討が行われ２次再結
晶粒の方位分布において、圧延方向を軸として（１１０
）面から所定角度回転分散せしめたもの力８゛ある。例
えば特開昭５７−１９４２１１では方向性電磁鋼板の２
次再結晶粒は少なくとも９５％が圧延方向に対して（０
０１）軸を有してかつ該２次再結晶粒の２５１以上は鋼
板面（圧延面）Ｋ平行な結晶面が圧延方向を軸として（
１１０）間延直角方向の磁気特性を良好にして、ビルデ
ィングファクターの改善を図っている。

（発明が解決しようとする問題点） これによるとそれなりの効果が得られるであろうが、最
近のきびしい省エネルギーに対する先取的な対処あるい
は電気機器の性能向上を一段と図るため等には、今後さ
らに検討を要するというのが実情である。

本発明は極めて低鉄損で、ビルディングファクターのす
ぐれた画期的な方向性電磁鋼板を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 以下に、本発明の詳細な説明する。

本発明者達は方向性電磁鋼板の鉄損の低下と磁束密度の
制御ひいてはビルディングファクターの改善について検
討した。その結果仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に該鋼
板の鋼成分あるいは鋼組織と異なった侵入体を、単位断
面積あたり０．０４１以上の面積をもりて間隔をおいて
形成させると鉄損の低下が図られ、かつ磁束密度が低く
められビルディングファクターの低い極めてすぐれた方
向性電磁鋼板が得られることを見出した。

本発明において「侵入体」とは、鋼板に付着せしめた再
侵入体が、そのもの単独、又は鋼板地鉄成分さらには雰
囲気成分等と結合した状態で鋼板中に粒又は塊りとなり
て存在する様子を表現するものである。「再侵入体」と
は侵入体を形成しうる物質である。

ところで、これまでの方向性電磁鋼板の技術常識では、
該鋼板の方向性を向上させ、つまり（００１）軸の圧延
方向への集積度を高めると磁束密度がすぐれ、この集積
度と磁束密度は比例関係があるといわれ、事実その通り
である。また磁束密度がすぐれると鉄損の低下が図れる
ことも公知である。

本発明者達は、方向性電磁鋼板に前記侵入体を間隔をお
いて入り込ませて形成すると、骸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鉄損
の大巾な低下が図れることをつきとめ、さらに前記侵入
体の形成量を多くすると鉄損の低下を図りながら、かつ
磁束密度を例えば８１０で１．９２〜１．９６テスラ（
Ｔ）あったものが１．８０〜１．７２テスラ（Ｔ）程度
まで低くめること見出した。さらに侵入体の形成量を変
えるとそれに応じて磁束密度の値を任意に変え得ること
を見出した。即ち本発明は２次再結晶粒の結晶方位の（
００１）軸への集積度を変えずに、侵入体の形成量を変
えることによって磁束密度を変更せしめるとい５全く新
規な技術思想に基づくものである。

もちろん鉄損も大巾に低め得て、夢の電磁材料といわれ
るアモルファスと同等以上ともいえる方向性電磁鋼板で
ある。

次に実験データを参照して述べる。重量％で、Ｃ：　０
．０７５％、　８１　：　ａ２５　％、　Ｍｎ　：　０
．０７０％。

Ｓ　：　０．０２５％、Ａｔ　：　０．０３０％、Ｎ：
０，００７Ｊ３％を含む珪素鋼スラブを試験材として公
知の方法でスラブ加熱、熱間圧延、熱延板焼鈍冷間圧延
、脱炭焼鈍、および仕上焼鈍まで行った。最終板厚は０
．２２５１である。

この仕上焼鈍したのちに絶縁被膜処理した方向性電磁鋼
板に、３〜１５■の間隔をおいてレーザーを照射して絶
縁被膜等を除き、次いで再侵入体のｓｂを塗布量を種々
に変えて塗布し付着せしめた。

次いでＳＯＯ℃×４時間の熱処理を（Ｈ２＋Ｎ２）の混
合雰囲気で行い、該再侵入体が鋼板地鉄や雰囲気などと
反応して形成される合金層、拡散物、表面反応生成物な
どの侵入体の形成量を変え、鋼板の単位断面積当りの侵
入体の面積比率を種々とした。

該侵入体は３〜１５ｍの間隔で形成している。

侵入体の一例の顕微鏡組織写真（ｘｉｏｏｏ）を第３図
に示す。図中の符号Ａを符したものが侵入体であり、鋼
板地金中に入り込んでいるのが認められる。

該鋼板の鉄損Ｗ１７１５０、磁束密度Ｂ１０を測定しそ
れらの結果を第１図、第２図に示す。

これらの図中の印「・」は侵入体を形成した鋼板であり
、印「Ｏ」は比較のために侵入体の形成処理を行ってい
ない鋼板である。

まず、第１図に示す如く、鉄損ｗ、７７５０は侵入体の
形成により低くなり、鋼板の単位面積尚りに侵入体の占
める面積率が１．５〜３．５％で最も低下している。一
方策２図に示す如く磁束密度Ｂ１ｏは侵入体の形成量に
よって特異の興味ある挙動を示している。即ち該侵入体
の形成量が少なく、その面積率が少ないときは磁束密度
ｆ１１ｏの値は殆んど変らないが、形成量を多くし侵入
体の面積率が多くなるとそれ忙応じて磁束密度Ｂ１Ｇは
低くなり、かつその面積率によりて磁束密度Ｂ１０の累
々る鋼板を作り分けることが知見される。このように、
鉄損ｐ低下が図られかつ磁束密度を下げ得ることは鋼板
を変圧器などの鉄芯とした場合の実機鉄損の飛躍的な改
善をもたらす。このためには侵入体の占める面積率を０
．０４％以上とする。

本発明が適用される仕上焼鈍された方向性電磁鋼板は鋼
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ＭＲ＋　ＭｎＳ
　ｅＭｎｓｓ　＊　ＢＮ等ｏａ宜なも。

が用いられ、必要に応じてＣｕ　＠　Ｓｎ　＠　Ｃｒ　
ｅ　ＮＬＭｏ　＊　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。

侵入体は例えば次のようにして形成される。

即ち仕上焼鈍されたあるいはその後絶縁被膜された方向
性電磁鋼板に１可侵入体例えばＳｂ　、ＴＩ。

）ｈＬ　ｔ　Ｓｌ　＋　Ｓｒ　ｔ　Ｃｕ　ｔ　ａｎ　、
　Ｚｎ　＊　Ｎｉ　ｔ　ＣｒｙＭｎ　＋　Ｓ　＊　Ｂ　
ｔ　Ｃａ　、　Ｚｒ　、　Ｂｌ　、　Ｖ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を塗布、メッキ、蒸着声着、溶着
などの方法で間隔をおいて付着処理し、該付着処理の前
または後に歪を間隔をおいて、レーザー照射等の光学的
手段、あるいは溝付ロール、ゲールイン、ケガキ等の機
械的手段などの方法で付与し、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
おいて可侵入体が鋼板や雰囲気、表面被膜などの間で起
こす反応が、前記歪により高められ、地鉄の鋼成分゛　
あるいは鋼組織、す々わちゴス方位を有する二次再結晶
粒組織と異なった組織を有する侵入体が、間隔をおいて
、鋼板に入り込んで形成される。

本発明では侵入体の形成には前述の方法に限定されず、
例えば仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に形成されている
グラス被膜あるいは絶縁被膜を間隔をおいて除去したの
ち、可侵入体を塗布、メッキ等により付着し、熱処理を
行う方法などが採用される。

侵入体の形成量即ち鋼板の単位断面積当りの侵入体の面
積率を変える罠は、可侵入体の鋼板への付着量によっで
あるいは熱処理条件例えば焼鈍温度、均熱時間、加熱速
度、雰囲気等によって行われる。

（実施例） 実施例Ｉ Ｃ：　０．０７８ｔｓ、８１　：　３．３５　Ｔｏ　−
Ｍｎ：　０．０６８＊　ｔ　Ｓ：０．０２４　％−ｋｌ
　：　０．０２７　％　、Ｓｎ：０．０７９６゜Ｃｕ　
：　０．１１９ｋ　、　Ｎ　：　０．００８０を含む珪
素鋼２？ラブを公知の方法で、熱風→熱延板焼鈍→冷間
圧延→脱炭焼鈍→仕上焼鈍→絶縁皮膜処理＋ヒートフラ
ットニングを行った。最終板厚は０．２２５ｍである。

この方向性電磁鋼板に圧延方向と直角方向に５−間隔で
、可侵入体としてｓｂを、侵入体の鋼板単位断面積当り
の面積率を変えるため塗布量を変えて塗布し、８００′
ｃｘ４時間の熱処理を行って供試材とした。

該鋼板のニゲスタインによる磁気特性値とモデルトラン
スでの磁気特性値士及びビルディングファフタ−（」Ｂ
、＾帳１表に示す。

（発明の効果） 以上のようＫ、本発明によると鉄損が低く、かつ磁束密
度も適宜に低くめられるので、ビルディングファクター
のすぐれた方向性電磁鋼板が得られる。また、本発明に
よる方向性電磁鋼板は巻鉄芯等に成形された後歪取り焼
鈍を行われても、鉄損の劣化は全くないという作用効果
も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明の一実験例における鉄損に及ぼす鋼板の
単位断面積当りの侵入体面積率の影響を示す図 第２図　本発明の一実験例における磁束密度に及ぼす鋼
板の単位断面積当りの侵入体面積率の影響を示す図 第３図　方向性電磁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)

【特許請求の範囲】
1. １、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板において、該鋼板に
   、鋼成分あるいは鋼組織と異なった侵入体を単位断面積
   あたり０．０４％以上の面積で間隔をおいて形成したこ
   とを特徴とする鉄損が極めて低く、ビルディングファク
   ターのすぐれた方向性電磁鋼板。