JPS61210125A - 磁気特性の極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造法 - Google Patents

磁気特性の極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造法

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JPS61210125A
JPS61210125A JP4937785A JP4937785A JPS61210125A JP S61210125 A JPS61210125 A JP S61210125A JP 4937785 A JP4937785 A JP 4937785A JP 4937785 A JP4937785 A JP 4937785A JP S61210125 A JPS61210125 A JP S61210125A
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grain
steel sheet
steel
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steel plate
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Toshiya Wada
和田 敏哉
Osamu Tanaka
収 田中
Takatoshi Nagagawa
永川 隆敏
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Nippon Steel Corp
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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
    • C21D8/1294Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a localized treatment

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  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (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】 本発明は磁気特性が極めてすぐれた超低鉄損の方向性電
磁鋼板の製造方法に関する。
〔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、いわゆるコ゛
ス方位を有する2次再結晶粒が発達している。該(11
0)<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、(1.10)(001)方位の集積度金高め
るにつれて結晶粒は大きくなシ、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 ゛を高めた割シに
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。
これは最終仕上焼鈍済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全低下させるこ
とが提案されている。
これら特公昭第58−5968号及び特公昭第58−2
6410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。
本発明は磁区細分化後に熱処理例えば歪取焼鈍されても
鉄損の劣化がなく磁気特性が極めてすぐれた超低鉄損の
方向性電磁鋼板を工業的に安定して製造することを目的
とする。
本発明者達は磁区細分化後に巻鉄心製造における歪取焼
鈍の如き熱処理を施しても鉄損改善効果が領われない耐
熱性のある磁区細分化を行って、超低鉄損の方向性電磁
鋼板を高い安定度で製造すぺ〈実験を行い検討した。
〔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シ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、超
低鉄損の方向性電磁鋼板が得られることを見出した。
本発明は係かる磁気特性のすぐれた超低鉄損の方向性電
磁鋼板を高い安定度で工業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
向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁被膜等の表面被膜を除
去し、次いで脱脂し、酸洗、電解腐食、電解研磨、化学
研磨のいずれがを行い、該鋼板に再侵入体を目付量0.
0517m2以上メ、午して鋼成分あるいは鋼組織と異
なる侵入体を間隔をおいて形成し磁区細分化を行うこと
を特徴とする特許 性電磁鋼板の製造方法にある。
本発明において「再侵入体」とは鋼板にメッキによシ入
9込む物質であって、例えばht 、 St tTl 
、 Sb r Sr 、 Cu 、 Sn 、 Zn 
、 Fe + Ni a Cr rMn 、 P 、 
S 、、 B 、 Zr 、 Mo + Co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る。
「侵入体」とは前記再侵入体がそのもの単独、または鋼
板側成分等と結合した状態で鋼板中に粒塊りまたは線状
となって存在する様子を表現するものである。
本発明による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形成さ
れているグラス被膜、酸化被膜、絶縁被膜などの表面被
膜を、レーザー照射、ケガキ、小球、ナイフ、歯形ロー
ル、シ,,トプラスト等によシ例えば1〜30諺の間隔
をおいて、あるいは全面的に除去して鋼板地鉄を露出さ
せ、次いで該鋼板をアルカリや溶剤等で脱脂し、酸洗、
電解腐食、電解研磨、化学研磨のいずれかを行って前記
露出した鋼板地鉄箇所を電気化学的に活性化せしめ、次
いで該鋼板に、再侵入体例えば前記金属、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を、前記表面
被膜が間隔上おいて除去されている場合は電気メッキ、
溶融メッキなどのメッキによシ、全面的になされている
場合には、部分電気メッキやマスクベルトを用いての部
分メッキにより、0.05g//F!2以上の目付量で
メッキすると、再侵入体は活性化された鋼板地鉄箇所と
安定して直ちに反応して、合金層、拡散物、表面反応生
成物などの侵入体が該鋼板に間隔をおいて形成され磁区
の細分化が極めて効率的に行われる。即ち方向性電磁鋼
板の仕上焼鈍にて、MgOを主成分とする焼鈍分離剤と
鋼板表面の酸化膜との反応で形成されたグラス被膜や、
酸化膜、あるいは該鋼板にリン酸、リン酸アルミニウム
、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム等のリン酸塩
、無、水クロム酸、コロイダルシリカなどを塗布し、焼
付けて形成された絶縁被膜は再侵入体を鋼板にメッキす
るさいその反応を妨げる作用をもっている。一方、該表
面被膜を間隔をおいて除去し露出された鋼板地鉄はさら
に酸洗、電解腐食、電解研磨、化学研磨を施されて活性
化している。
このため、当該鋼板地鉄箇所と再侵入体のメッキ反応は
選択的にかつ集中的に生じて、鋼成分あるいは鋼組織と
異なった侵入体が極めて安定して効率的に形成される。
表面被膜が全面的に除去され間隔をおいて部分メッキす
る場合にも同様に侵入体が形成される。
メッキの目付量を制御すると、侵入体の侵入量1侵入深
さ々どが容易に変えられ、鉄損特性、磁束密度特性の作
り分けができる。
以下に本発明を仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に再侵入
体を電気メッキ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AtN *MnS 、 MnSe 
+ BN * Cu2S等が適宜なものが用いられ、必
要に応じてCu + Sn + Cr # Ni + 
Mo p 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グロセスの条件
についても特定する必要はない。
ところで、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板には、前工程
の脱炭焼鈍で形成された810.2を含む酸化膜とMg
O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。このグラ
ス被膜は本発明の適用例で電気メッキする再侵入体と鋼
板地鉄との反応を抑制し、その下地に若干存在する酸化
膜も上記反応を妨げることがある。また該鋼板に絶縁被
膜が形成されていると前記グラス被膜と同様にメッキ反
応を妨げる作用がある。これらの弊害を除き再侵入体が
鋼板地鉄などと反応し、該鋼板に鋼成分あるいは鋼組織
と異なった合金層、拡散物などの侵入体を効率的にかつ
高度に安定して形成せしめるように、鋼板のグラス被膜
、酸化膜、絶縁被膜等を、間隔をおいであるいは全面的
に除去する。間隔をおいて除去するには、レーデ−照射
、小球、ナイフ、歯形ロール等で行われる。その間隔は
1〜3Qmであシ、等間隔でも非間隔でもよい。その除
去の方向は鋼板の圧延方向に対して30〜90度の向き
が好ましい。その除去の巾は0.01〜5■が侵入体の
形成および作業性の面から好ましい。また除去は連続、
非連続のいずれでもよい。全面的に除去するには、酸洗
、ショツトブラスト等で行われる。
この表面被膜の除去によシ鋼板地鉄が露出される。この
露出とは鋼板地鉄の一部に若干の凹みを形成することも
含む。
次いで該鋼板はアルカリや溶剤等で脱脂し、その後酸洗
、電解腐食、電解研磨、化学研磨のいずれか1つあるい
は2つ以上を行う。これを行うのは、前記の表面被膜の
除去のみでは鋼板地鉄の露出の程度が少ないことがらり
、また該鋼板地鉄の電気化学的な活性度が十分でないこ
ともあるからである。これらの不都合を解消してメッキ
時において侵入体の形成を高度に安定化せしめるためで
ある。
次いで方向性電磁鋼板は再侵入体を電気メッキされる。
前記表面被膜が間隔をおいて除去されている場合は、再
侵入体例えばAt 、 Si 、 Ti 、 Sb 、
 Sr 。
Sn p Zn r  Fs  r Ni  r Cr
  * Mn r P 、S  * B  * Zr 
vMo、Co等の金属、非金属やそれらの混合物、酸化
物、合金や、リン酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、硝酸塩、珪
酸塩、リン酸、ホウ酸などが添加された電解液中に前記
鋼板を通板し電気メッキする。このメッキ時には、間隔
をおいて表面被膜が除去され鋼板地鉄が露出されている
箇所にのみに、電気的反応が起こり、他の箇所には係か
る反応が生じない。従って可侵入体が前記鋼板地鉄の露
出されている箇所のみにメッキされる。従って所望の箇
所でかつ所望の間隔をおいて合金層、拡散物などの侵入
体をメツキラインの通板速度を全く低下させることなく
形成させることができる。また、表面被膜が存在してい
る部分は前述の如く電解液と反応しないので、その表面
被膜はそのままきれいな状態に維持されるという作用も
ある。
一方、表面被膜が全面的に除去されている場合には、例
えばマスクを用いての部分電気メッキにより間隔をおい
て可侵入体を部分メッキする。この部分電気メッキの場
合でも、前述と同じような可侵入体を添加した電解液が
用いられ、通電される箇所に可侵入体がメッギされ侵入
体が形成される。このメッキにおいては、目付量が重要
であり、その量が少ないと侵入体の形成が少なく、磁区
の細分化はなされない。鉄損特性を低下させる磁区細分
化を行うには0.05g/m22(鋼板当り)以上の目
付量が必要であり、該目付量以上にメッキすると、鋼板
に合金層、拡散物等の鋼板成分あるいは組織と異なった
侵入体が形成され、耐熱性のある磁区の細分化が行われ
る。
次いで必要に応じて該鋼板にリン酸、リン酸塩、無水ク
ロム酸、コロイダルシリカなどを含む絶縁被膜液t−塗
布し、350℃以上の温度で焼付け、絶縁被膜を形成す
る。この焼付ける熱処理によシ前記メッキにて形成され
た侵入体はさらに鋼板への侵入が助長され、磁区細分化
にも寄与する。
本発明の適用により、鋼板に形成された侵入体の一例の
顕微鏡組織写真(x 1000)を第1図に示す。
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2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。
実施例1 重量%でC:0.077、Si:3.28、Mn : 
0.068、AL : 0.026、S : 0.02
4、Cu : 0.08、an : 0.07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0.225111厚の鋼板を得た。
次いで更に周知の脱炭焼鈍−MgOt−主成分とする焼
鈍分離剤fjr:塗布−仕上焼鈍の各工程を実施した。
仕上焼鈍後絶縁被膜を形成し、その鋼板を「処理前」の
供試材とした。該鋼板にco2レーザーを照射し、圧延
方向とほぼ直角方向に5u間隔でグラス被膜、酸化纂膜
および絶縁被膜を除去し、次いで、アルカリ脱脂し、酸
洗を2%H2so4で80℃XIO秒、5%HC1で4
0′CX20秒にて行った。次いで可侵入体としてsb
2含む電解液を用いて、目付量0.2g/m22となる
ように電気メッキして「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1表に示す。
以下余日 以上の実施例から明らかな如く本発明によると磁区の細
分化が安定して行われ極低鉄損になるとともに、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
損の極めて低く磁束密度も良好な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
    被膜等の表面被膜を除去し、次いで脱脂し、酸洗、電解
    腐食、電解研磨、化学研磨のいずれかを行ない、該鋼板
    に可侵入体を目付量0.05g/m^2以上にメッキし
    て鋼成分あるいは鋼組織と異なる侵入体を間隔をおいて
    形成し磁区細分化を図ることを特徴とする磁気特性の極
    めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造法。 2、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁
    被膜等の表面被膜を間隔をおいて除去し次いで脱脂し、
    酸洗、電解腐食、電解研磨、化学研磨のいずれかを行い
    、該鋼板に可侵入体を目付量0.05g/m^2以上に
    メッキして鋼成分あるいは鋼組織と異なる侵入体を間隔
    をおいて形成し、磁区細分化を図ることを特徴とする磁
    気特性の極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造法。
JP4937785A 1985-03-14 1985-03-14 磁気特性の極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造法 Granted JPS61210125A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334221A2 (en) * 1988-03-25 1989-09-27 ARMCO Inc. Method for treating electrical steel by electroetching and electrical steel having permanent domain refinement
JPH07258863A (ja) * 1994-03-24 1995-10-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気特性の優れた電磁鋼板の製造方法
CN103397361A (zh) * 2013-08-12 2013-11-20 无锡光旭新材料科技有限公司 一种制备高硅无取向硅钢的方法
JP2020041192A (ja) * 2018-09-11 2020-03-19 国立大学法人東北大学 磁歪合金の製造方法および磁歪合金

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