JPS61284529A - 鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS61284529A
JPS61284529A JP60124371A JP12437185A JPS61284529A JP S61284529 A JPS61284529 A JP S61284529A JP 60124371 A JP60124371 A JP 60124371A JP 12437185 A JP12437185 A JP 12437185A JP S61284529 A JPS61284529 A JP S61284529A
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JP
Japan
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steel sheet
iron loss
sheet
alloy
grain oriented
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JP60124371A
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Yukinobu Higuchi
樋口 征順
Makoto Yoshida
誠 吉田
Teruaki Isaki
輝明 伊崎
Osamu Tanaka
収 田中
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14783Fe-Si based alloys in the form of sheets with insulating coating
    • 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
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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】 本発明は鉄損が極めて低い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58−26410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ができ鉄損が改
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、効率的に行って鉄損が極めて
低い方向性電磁鋼板を製造することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
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効率的に行って鉄損が極めて低く磁
気特性のすぐれた方向性電磁鋼板を製造すべく多くの実
験を行い検討した。
し、次いで該鋼板にZn、Zn合金、Zn化合物の1種
または2種以上を被覆し、次いでZnより蒸気圧の低い
金属例えばNi、Co、Cr+Cu等の1種または2種
以上あるいはNi、Co、Cr、Cu等の2種以上を含
む合金を被覆し、その後、熱処理あるいは絶縁被膜処理
をして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、磁区細分化を行うと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。
本発明において「侵入体」とはZn、Zn合金、Zn化
合物が、鋼板地鉄等と結合した状態あるいはそのもの単
独で鋼板中に、粒、塊り、線状となって入り込んで存在
する様子を表現するものである。
本発明による耐熱性を備えた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絶縁被膜、酸化被膜などの表面被
膜を、CO□レーザー、YAGレーザ−、パルスレーザ
−等によるレーザー照射、ケガキ、ナイフ、歯形ロール
、ショツトブラスト、酸洗、化学研磨、等により例えば
1〜30mの間隔をおいて除去して、鋼板地鉄を露出さ
せ、次いで該鋼板にZn、Zn合金、Zn化合物の1種
または2種以上を0.1 g / rd以上の付着量で
被覆する。
これにより露出した鋼板地鉄とZn、Zn合金あるいは
Zn化合物が結合し、鋼板に一部又↓よ全部が入り込む
かたちの被覆層が形成される。
ところで、その後、鋼板に侵入体を形成するための熱処
理あるいは絶縁被膜処理を高温例えば500℃以上で行
う場合には、熱処理時においてZn系金属は蒸気圧が極
めて高く (例えば圧力10”Hgで593℃、200
 ”Hgで788℃であり、また亜鉛化合物も容易に熱
分解し易く、Znの気相が発生し、またZn合金からも
Znの蒸気が発生する)前記被覆層のZnの一部が蒸発
散逸する恐れがあるので、これまではZn付着量を多目
にしな−ければならず効率面で改善の余地があった。
またZn付着量が多い場合には該鋼板の加工時にZn被
覆層が剥離する現象の恐れもある。
このため、前記Zn被覆を行ってから、次いでZnより
蒸気圧の低い金属例えばNi、 Co、 Cr。
Cu等の1種あるいは2種以上を含む蒸気圧の低い被覆
層を設けて、前記熱処理においてZnが蒸発散逸するの
を防ぎ侵入体の形成を安定化させる。
またこれによりZn付着量を多目にする必要がなく効率
的であるとともに、加工時にZn被覆層が剥離する現象
がない。
次いで熱処理を行って前記Znを含む被覆層を鋼板中に
入り込ませて侵入体を形成し、磁区の細分化を行う。係
かる侵入体の形成により、その後、例えば巻鉄心の製造
過程で行われる高温の歪取焼鈍を施されても、磁区細分
化による鉄損改善効果は全く消失しないという作用効果
がある。
以下に本発明を、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、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^7!N。
M n S + M n S e + B N + C
u t S等が適宜なものが用いられ、必要に応じてC
u+Sn+Ct+Nt+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、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Singを含む酸化膜と11g
0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
被膜や酸化膜はメッキするさい通電性を害し鋼板地鉄と
ZnおよびZn合金の反応を阻害する。また該鋼板にリ
ン酸、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、クロ
ム酸塩、コロイド状シリカなどの絶縁被膜液を塗布し焼
付は絶縁被膜が形成されていると、該絶縁被膜はメッキ
反応を妨げる。従ってこの適用例では、グラス被膜、絶
縁被膜、等の表面被膜は間隔をおいて除去する。この除
去はレーザー照射、研削、切削、ボールペン、ケガキ等
に行って1〜30mm間隔で行われる。該除去の方向は
鋼板の圧延方向に対して好ましくは30〜90度である
。また除去の巾は0.01〜5mmが好ましい。該表面
被膜の除去により鋼板地鉄が露出され、また一部には歪
が付与される。
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ZnJL伴、Zn合金例えばZn−N
i合金、Zn−Go金合金あるいはZn化合物、例えば
リン酸亜鉛、クロム酸亜鉛等の1種または2種以上を含
んだ電解液中に通板され電気メッキされる。
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個所にのみに、電気的反応が起
こり、他の個所には係かる反応が生じない。従ってZn
、Zn合金、Zn化合物等が鋼板地鉄が露出されている
個所にのみメッキされる。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。このメッキにおいては、イ4攪は重要であり、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0.1g/m以上の付着量が必要であり、該付着量以
上にメッキすると、その後の熱処理にて鋼板に合金層、
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。
このZnメッキをした後、Znより蒸気圧が低い金属次
bq l fijjl−N t、 Co、 Cr、 C
u等の1種あるいは2種以上を含むあるいはこれらの合
金を含む電解液中にてメッキを行う。このさいのメッキ
の付着量は特定する必要はないが、Zn被覆層を保護す
る量例えば0.1〜10g/rrrとされる。前払Zn
メッキ層の上にNLCo+Cr+Cu等Znより蒸気圧
の低い金属の1種または2種以上あるいはそれ−らの合
金がメンキされると、その後の熱処理が高温でかつ長時
間であってもZn被覆層は保護されてZnの蒸発逸散が
なく、鋼板に侵入体が安定して形成される。
次いで、熱処理が500〜850℃で行われ侵入体を形
成させる。この熱処理は連続焼鈍あるいは箱焼鈍のいず
れかで行ってもよい。またこの熱処理に代えて、該鋼板
にリン酸やリン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、
リン酸亜鉛、リン酸カルシウムなどのリン酸塩や、クロ
ム酸や、クロム酸マグネシウムなどのクロム酸塩や、重
クロム酸塩や、コロイド状シリカの1種または2種以上
を含む絶縁被膜液を塗布し、350℃以上の温度で焼付
は絶縁被膜処理を行う。
以下実施例を説明する。
去範炎上 重量%でC:0.075 、Si:3.16、Mn:0
.068、Aj!:0.027、S : 0.024 
、Cu:0.07、Sn:0.10、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0.225mm厚のの鋼板を得た。
次いで更に周知の脱炭焼鈍MgOを主成分とする焼鈍分
離剤を塗布−最終仕上焼鈍の各工程を実施した。その後
、絶縁被膜液を塗布し、平坦化焼鈍をかねる焼付して絶
縁被膜を形成した。これを「処理前」の供試材とした。
該鋼板にレーザーを照射し、圧延方向とはパ直角方向に
10mm間隔で表面被膜を除去し、次いで第1表にZn
を含む溶液を用いて付着量を変えて電気メッキし、次い
で、NL Co、 Cr、 Cu、メッキをした。その
後、750℃×2時間の熱処理を行い「処理後」の供試
材とした。
その後、800℃×4時間の歪取焼鈍を行って「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。
第  1 表 以下余e 第2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、鉄損の極めて低中、
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。

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のグラス被覆絶縁被
    膜等の表面被膜を間隔をおいて除去し、次いで該鋼板に
    、Zn、Zn合金、Zn化合金の1種または2種以上を
    付着量0.1g/m^2以上で被覆し、次いでZnより
    蒸気圧の低い金属の1種または2種以上あるいはそれら
    の合金を被覆し、その後、熱処理または絶縁被膜処理を
    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鉄損の極め
    て低い方向性電磁鋼板の製造方法。
JP60124371A 1985-06-10 1985-06-10 鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板の製造方法 Pending JPS61284529A (ja)

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