JPS61217526A - 磁気特性の優れた極薄方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

磁気特性の優れた極薄方向性珪素鋼板の製造方法

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JPS61217526A
JPS61217526A JP60060351A JP6035185A JPS61217526A JP S61217526 A JPS61217526 A JP S61217526A JP 60060351 A JP60060351 A JP 60060351A JP 6035185 A JP6035185 A JP 6035185A JP S61217526 A JPS61217526 A JP S61217526A
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雅之 坂口
Masao Iguchi
征夫 井口
Isao Ito
伊藤 庸
Toshiki Hiruta
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JFE Steel Corp
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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) 商用周波数よりも高い周波数領域で使用する変圧器、モ
ータなどの鉄芯材料や、電縫鋼管溶接時に用いるインピ
ーダーの如きに使用する鉄損と透磁率の優れた極薄方向
珪素鋼板の製造方法に関連してこの明細書は、上記使途
における特有な要求性能の充足を自衛した開発研究の成
果について、以下に述べる。
商用周波数(50〜60Hz)よりも高い可聴周波数領
域(400〜20000Hz)で使われる電源用トラン
ス、インダクター、通信機用変圧器やさらに高い周波数
(50KHz以上)で用いられるインピーダーなどの磁
性材料は、その動作周波数が高いために、静的磁気特性
よりも、高周波で使用した際の電力損失がより大きな課
題になる。
例えば高周波変圧器においては、飽和磁束密度Bsより
もかなり低い磁束密度における鉄損が問題になる。
この鉄損は通常渦電流損と履歴損に分けられるが、使用
周波数が高周波の場合、周波数の2乗に比例して増大す
る渦電流損が特に問題になる。
通常この渦電流損を下げるためには、製造可能な範囲で
Stを増加して材料の比抵抗を高めるか、または製品板
厚を薄くするのが有効である。一般的には後者の方法が
採用され、板厚が100μm以下の極薄の方向性珪素鋼
板も製品化されるようになりつつある。
(従来の技術) 現在これらの極薄方向性珪素鋼板は、主に米国特許第2
473156号明細書に開示されている方法つまり、G
oss方位((100) <001 >)を有する1方
向性珪素鋼の仕上げ焼鈍板を出発母板として、これにさ
らに60〜70%の冷間圧延を加えて目標の製品板厚を
得た後、約800〜1000℃で再結晶焼鈍を行なうこ
とによって製造されている。
現在方向性珪素鋼板厚は0.10〜0.35mmが可能
であるが、工程的に製造されているものとしては、最も
板厚の薄いものでも製品板厚が0.18m程度である。
この仕上焼鈍板を母板としてさらに70%圧延した場合
製品板厚は約0005flとなるが一層薄い製品を作る
ためにさらに高圧下率の冷間圧延を施すと、再結晶集合
組織が劣化して、配向性の良いGoss方位集合組織を
有する製品は得られない。
このような状況をさけるためには、中間焼鈍をはさむ、
冷延2回法で製造する必要があるが、その場合製造コス
トの上昇が著しい。
前記再冷延・再高温焼鈍の工程を採用した場合母板とな
る一方向性珪素鋼板のGoss方位集積度が優れたもの
程それを用いて製作した薄力向性珪素鋼の配向性、鉄損
の優れたものが得られるわけであるが、母板としての製
品においては、板厚が薄いとその磁気特性が不安定であ
り、安定して方向性の良い母板を得ることがきわめて困
難である。
このため、高周波領域における鉄損の改善のために、現
行の1方向性珪素鋼の仕上焼鈍板の板厚をさらに薄くす
ることはきわめて困難であったのである。
(発明が解決しようとする問題点) 上述のようにして従来現実的には殆ど製造不可能であっ
た、より薄くより高いGoss方位配向性と、低い鉄損
を有する極薄方向性珪素鋼板を1回の冷延と熱処理によ
って製造する方法を提供することがこの発明の目的であ
る。
(問題点を解決するための手段) 発明者らは出発母板である一方向性珪素鋼仕上焼鈍板を
、さらに圧延するに際して、この冷間圧延の少な(とも
1パスをCBS圧延することによって冷延集合組織が著
しく改善され、これによって従来採用されていた圧延方
法よりも高い圧下率で圧延を行なっても熱処理によって
得られる再結晶集合組織はGoss方位の配向性が良く
、鉄損が優れて′いることを見出した。
すなわちこの発明は、4%以下のStを含む1方向性珪
素鋼の0.18〜0.35m厚の仕上げ焼鈍板を出発母
板として、これにさらに最終冷延と高温焼鈍を施して極
薄方向性珪素鋼板を製造する方法において該最終冷延時
の少なくとも1パス以上に、CBS圧延を行なうことか
ら成る、鉄損が低く磁束密度の高い極薄方向性珪素鋼板
の製造方法である。
この発明の方法で出発材料とする1方向性珪素鋼の仕上
焼鈍板は、冷延性あるいは製品板の表面 ′性状の問題
からSi量を4.0%以下にする必要があるが、この珪
素鋼の溶製方法はどのような方法によるものであっても
良く、またSi以外の成分は特に限定されない。
この素材を適当な冷間圧延と、熱処理の組み合せにより
、板厚0.18mから0.35mに仕上げ、2次再結晶
させる。
この仕上焼鈍板は2次粒がGoss方位に強く集積した
ものであって、圧延方向に100OA/n+の磁場で磁
化した時の磁束密度816が1.85以上のものであれ
ばとくに好ましいが、結晶粒径、絶縁被膜の有無は問わ
ない。
この方向性珪素鋼の2次再結晶させた仕上焼鈍板を出発
母板として冷間圧延するのであるが、表面にフォルステ
ライト系のガラス被膜を有する場合これを酸洗によって
予め除去する必要がある。
次の冷間圧延はゼンジマーミルなどの等速圧延機を用い
ても良いが、そのうち少なくとも1パスはCBS圧延す
ることが必須条件である。
このCBS圧延をこの発明で必須条件とする理由は以下
に一連の説明において明らかにする。
第1図にはCBS圧延の方法を示す。
このCBS圧延は、Contact−Bend−Str
etch圧延の略称であって、発明者らがすでに方向性
珪素鋼板の圧延に関し、特願昭59−206980号明
細書において触れたが、鋼板1を大径のワークロール1
に巻きつけ、次いで、小径の浮動ロール−2に逆方向に
曲げて巻きつけ、さらに大径のワークロールW3に巻き
つけるようにして圧延は、小径の浮動ロールW2と大径
のワークロール1およびもとの間2ケ所で、それぞれ行
ない極薄冷延鋼板2を得る。
ワークロール1と−、は異なった周速度で駆動し、この
速度比がそのまま鋼板の延び率となる。
浮動ロール6は巻きつけた鋼板の張力で支持されるのみ
で駆動もされていない。
CBS圧延において1回のパスにおける圧下率は0〜7
0%まで可能であるが、圧延の安定性、磁気特性上の問
題から50%以下が好適である。多パスで最終製品厚ま
で冷延する場合、CBS圧延と等速圧延とを組み合わせ
ることも有効である。
CBS圧延のパス数を変化させることによって、再結晶
後の良好な磁気特性を得るための最適なトータル圧下率
を広範囲に変化させることができるからであり、例えば
全パス(5パス) CBS圧延した場合、90%の高圧
下率で良好な磁性が得られ、また5パスのうち1パスの
みCBS圧延すれば、トータル圧下率60%の低圧下率
で最も良好な磁気特性を得ることも可能である。
以上のように冷延された鋼板2は、脱脂後非酸化性の雰
囲気中で800℃〜1100℃の範囲で焼鈍し再結晶さ
せて製品とする。
(作用) CBS圧延時に特徴的なことは、ロールにかかる圧下荷
重が非常に小さいことである。荷重はCBS圧延におけ
ると同等直径のワークロールで等速圧延をした時の約1
74以下であり、これが異周速圧延と相まって冷延集合
組織を改善していると考えられる。
通常、高度にGoss方位に集積した製品板をさらに冷
間圧延すると、ある圧下率域において冷延集合組織は冷
延安定方位である(111 ) <112 >に集積す
る。
この集合組織を持ったものは、適当な熱処理によって再
結晶し、再結晶した結晶粒の優先方位はGoss方位に
再配列する。
しかし冷延時の圧下率を過大にすると、冷延集合組織の
ランダム化が進み(111) <112 >方位の集積
が悪くなる。これはすなわち、再結晶後のGoss方位
集積が悪くなることと等価であると考えられる。
冷延後(111) <112 >集積の悪いものは、再
結晶後もGoss方位への集積が悪く、したがって良好
な磁気特性は望めない。
ところがCBS圧延を用いて冷間圧延を行なうと、等速
圧延と比較して冷延板の(111) <112 >方位
集積が良くまた高圧下率を施しても(111)<112
 >方位の集積が良い。
したがって等しい母板厚を、等速圧延とCBS圧延でそ
れぞれ冷延処理するならば、CBS圧延の方がより薄く
、しかもGoss方位配向性の良い製品を得ることがで
きるわけである。
第2図(a) 、(b)に冷延後の鋼板の集合組織を1
、  第3図(a) 、(b)に熱処理後の集合組織を
示す。
ともに(a)は従来の等速圧延方法、(b)はCBS圧
延の結果である。
第2図(b)は(111) <112 >、第3図(b
)は(110) <001 >に良く集積しているが、
第2図(a)、第3図(a)は集積が悪い。
なお第2図(a)は板厚0.30m、B+o=1.91
Tなる方向性珪素鋼仕上焼鈍板を、ワークロール径10
0顛の等速圧延機を用い6パスで0.05m厚に仕上げ
た鋼板の表面を10μm程研磨した面の(200)極点
図であり、一方同図(b)では、ワークロール径100
鶴、浮動ロール径15謹、周速比t:o、s4である第
1図のCBS圧延により(a)と同様0.30m厚の仕
上焼鈍板を4パスで0.05m厚に仕上げた圧延板を上
記と同様に研磨した面の(200)極点図である。
また第3図(a) 、 (b)は、それぞれ第2図(a
)。
(b)と同様の圧延を施した後、水素雰囲気中で、95
0℃5分間の焼鈍を行ない、双方とも表面を10μm程
研磨した面の(200)掻回である。
(実施例) 実施例1 板厚0.30mmの方向性珪素鋼の仕上焼鈍板(この出
発母板自体の磁気特性はWI?150・1.05匈/k
gB+。
=1.897)の表面のガラス被膜を酸洗除去した。こ
の出発母板は2分して、1方をワークロール径100N
浮動ロール径150のCBS圧延機を用いてCBS圧延
により板厚を10011m 、50μm 、30/71
11に仕上げ、他方を比較材としてワークロール径10
0龍のリバースミルを用いて等速圧延し、板厚を同様に
100μm150μmに仕上げたが、この方法では30
μmのものは圧延できなかった。
これらの鋼板に950℃で6分間水素雰囲気で焼鈍を施
こした。得られた極薄方向性珪素鋼板の磁気特性を表1
に示す。
表1 実施例2 板厚0023flの方向性珪素鋼の仕上焼鈍板(この出
発母板の磁気特性は、wt’yzs。= 0.85 (
W/kg) 、BIG・1.907)を用いてこれを3
分し、1/3を全パスCBS圧延して、3パスで70μ
4パスで50μ種、5パスで30μlI+%6パスで2
0μmに仕上げ、他の173は最初の2パスを等速圧延
し、残りをCBS圧延して計3パスで70μm1計4パ
スで50μ隋、計5パスで30μm、計6パスで20μ
mに仕上げ、さらに残りの173は、すべて等速圧延し
て4パスで70μm、5パスで50μmに仕上げたが、
50μ鋼よりも薄くは圧延できなかった。
以上のCBS圧延、等速圧延はそれぞれ実施例1と同じ
方法で行なった。これら圧延した鋼板に1000℃6分
間の水素雰囲気の焼鈍を施こした。得られた極薄方向性
珪素鋼板の磁気特性を表2に示す。
表2 (発明の効果) この発明によれば、中間焼鈍を行なうことなく、非常に
配向性が良く、磁気特性の良い極薄方向性珪素網板が安
定に得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に従うCBS圧延要領を示す説明図、 第2図は、この発明と従来との方法によって圧延された
鋼板の表面から10I1m(tlollした面について
の(200)正極点図であり、 第3図は、同様にして圧延した鋼板を1次再結晶焼鈍し
、表面から10μm研磨した面についての(200)正
極点図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、4%以下のSiを含む1方向性珪素鋼の仕上焼鈍板
    を出発母板として、これにさらに最終冷延と高温焼鈍を
    施して極薄方向性珪素鋼板を製造する方法において、該
    最終冷延時の少なくとも1パス以上に、CBS圧延を行
    なうことを特徴とする鉄損が低く磁束密度の高い極薄方
    向性珪素鋼板の製造方法。
JP60060351A 1985-03-25 1985-03-25 磁気特性の優れた極薄方向性珪素鋼板の製造方法 Granted JPS61217526A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01111817A (ja) * 1987-10-23 1989-04-28 Babcock Hitachi Kk 低損失方向性ケイ素鋼極薄帯の製造方法ならびにその製造装置
US5415703A (en) * 1988-12-22 1995-05-16 Nippon Steel Corporation Very thin electrical steel strip having low core loss and high magnetic flux density and a process for producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01111817A (ja) * 1987-10-23 1989-04-28 Babcock Hitachi Kk 低損失方向性ケイ素鋼極薄帯の製造方法ならびにその製造装置
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