JPS62222024A - 磁束密度の極めて高い一方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

磁束密度の極めて高い一方向性電磁鋼板の製造方法

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JPS62222024A
JPS62222024A JP6199386A JP6199386A JPS62222024A JP S62222024 A JPS62222024 A JP S62222024A JP 6199386 A JP6199386 A JP 6199386A JP 6199386 A JP6199386 A JP 6199386A JP S62222024 A JPS62222024 A JP S62222024A
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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〕 本発明はトランス等の鉄芯に用いられる高磁束密度一方
向性電磁鋼板の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一方向性電磁銅板は軟磁性材料として主にトランスその
他の電気機器の鉄芯材料に使用されているもので、磁気
特性として励磁特性と鉄を員特性が良好でなくてはなら
ない。
この励磁特性を表わす数値として通常Be(m場の強さ
800^/mにおける磁束密度)を用い、鉄損特性を表
わす数値としてw+vzs。(50Hzで1.7Tまで
磁化させた時の1 kg当りの鉄Fr4)を用いている
この一方向性電磁鋼板は最終仕上焼鈍工程で2次再結晶
現象を起こさせ、鋼板面に(1101面、圧延方向に<
001>軸をもったいわゆるゴス組織を発達させること
によって得られている。良好な磁気特性を得るためには
磁化容易軸である<00 D軸を圧延方向に高度に揃え
る事が重要である。又板厚、結晶粒度、固有抵抗、表面
被膜、鋼板の純度等も磁気特性に大きな影響を及ぼす。
方向性については、MnS 5ALNをインヒビターと
して利用する最終強圧下冷間圧延を特徴とする方法によ
って大幅に向上し、それに伴って鉄損特性も著しく向上
してきた。
一方近年エネルギー価格の高原を背景として、トランス
メーカーは低鉄損トランス用素材への指向を一段と強め
ている。低鉄損素材としてアモルファス合金や6.5%
Si鋼等の開発も進められているが、トランス用材料と
して工業的に使用するには解決すべき問題を残している
。他方レーザー等を用いた磁区制御技術が近年開発され
、それによって鉄損特性が大幅に向上した。また製品の
磁束密度が高いほど磁区制御技術の効果が大きいため、
磁束密度の極めて高い製品を開発する必要性が高まって
きた。磁束密度を高める目的で、最終仕上焼鈍の加熱昇
温中2次再結晶が開始するまでの温度領域で焼鈍雰囲気
のNz分圧を低めとし、2次再結晶が開始し終了するま
での温度領域で焼鈍雰囲気のNz分圧を高めとする方法
が提案されているが(特公昭59−33170号公44
1、この方法では極めて磁束密度の高い製品を安定して
得るには十分でなく、2次再結晶の本質にさらにせまっ
た技術が必要になってきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一方向性電磁鋼板を製造する場合極めて高い磁束密度を
もつ製品を安定して得ることが難しいという問題点を解
決する方法を提供するものである。
C問題点を解決するための手段〕 本発明は、最終仕上焼鈍工程に於ける2次再結晶開始か
ら完了までの途中段階でNz分圧を増加させることによ
って極めて磁束密度の高い含A1一方向性電磁鋼板を製
造する方法を提供するものである。以下本発明の詳細な
説明する。
本発明の対象としている含A1一方向性電磁鋼板の製造
に於ては、従来用いられている製鋼法で得られた溶鋼を
連続鋳造法或は造塊法で鋳造し、必要に応じて分塊工程
を挟んでスラブを得、ひき続き熱間圧延し、必要に応じ
て熱延板焼鈍を行ない、ひき続き、1回又は中間焼純を
挟む2回以上の冷間圧延により最終ゲージの冷延板を得
、ひき続き脱炭焼鈍を従来の方法で行なう。
熱延板の化学成分は重量%でSi : 2.5〜4.0
%。
C:0.03〜0.10%、酸可溶性Δl :O,0I
O−0,065%。
N:0.0010〜0.0150%、 Mn: 0.0
2〜0.30%、S:0.005〜0.040%、その
他インヒビター構成元素として公知であるSn、Sb、
Se、Te、Cu、Nb、Cr、 Ni、B、V、へs
、Bi等を必要に応じて含有させてもよく、その信実質
Feからなっている。本発明の成分系における主インヒ
ビターはAIINであり、最終冷延以前の工程でAIN
を析出させる焼鈍を必要に応じて行なう。
脱炭焼鈍後鋼板にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗
布し、最終仕上焼鈍を行なう。本発明の特徴はこの最終
仕上焼鈍工程にある。
即ち最終仕上焼鈍工程において、2次再結晶の開始から
完了までの途中段階で焼鈍雰囲気のNz分圧を増加させ
ることによって極めて磁束密度の高い一方向性電磁鋼板
を製造する方法を提供するものである。
本発明者らは、2次再結晶挙動を詳細に調査した結果衣
のような新しい知見を得た。第1図に2次再結晶開始初
期及び2次再結晶完了期の2次再結晶粒の方位の一例を
示す。2次再結晶開始初期の2次再結晶粒の方位は(1
10) <001>に極めて近く、2次再結晶が進行す
るに従って(110) <001>方位から分散した方
位粒が2次再結晶してくるのがわかる。本発明者らはこ
の知見に基き、2次再結晶が進行するに従って(110
) <001>方位から分散した方位粒が2次再結晶し
てくるのを極力抑制することによって2次再結晶初期の
(110) <001>方位に極めて近い2次再結晶粒
の粒成長を助長でき従って製品の磁束密度を高めること
ができると考え、広範な実験を行なった結果、2次再結
晶の開始から完了までの途中段階で焼鈍雰囲気のNz分
圧を増加させることが非常に有効であるというまったく
新しい知見を得た。
第2図に最終仕上焼鈍の加熱昇温中Nz分圧を増加させ
た温度と製品の磁束密度との関係を示す。
この場合Si : 3.27%、 C: 0.078%
、酸可溶性へl:0.026%、 N:0.0085%
、 Mn:0.071%、 S: 0.025%を含有
する2、3■m厚の熱延板を出発材とし、かがる熱延板
を1100℃2分間の焼鈍後急冷し、0.225龍の最
終厚みまで冷間圧延し、ついで脱炭焼鈍を行なった後M
gOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、15℃/hr
、の加熱速度で1200℃まで界温し、1200℃の温
度で20時間の最終仕上焼鈍を行なった。焼鈍雰囲気は
75%)Iz+25%Nzの混合ガスで昇温を開始し、
第2図に示す各温度で100%Ntガスに切り換え、1
200℃に達した時点で100%H2ガスに切り換えた
。第2図から明らかなように2次再結晶の開始から完了
までの途中段階で焼鈍雰囲気のNz分圧を増加させるこ
とによって製品の磁束密度が向上している。
本発明の特徴である2次再結晶の開始から完了までの途
中段階での焼鈍雰囲気Nz分圧増加の効果のメカニズム
については必ずしも明らかではないが、本発明者らは以
下のように考えている。最終仕上焼鈍の雰囲気ガス中に
Nzを入れると、焼鈍中鋼板にNz吸収が生じ、吸収さ
れたNzはAβNを主とした窒化物を形成する。そして
これら窒化物はインヒビターの働きを行なう。つまり、
最終仕上焼鈍の雰囲気ガス中にNzを添加することによ
って、焼鈍中に新たなインヒビターが形成され、1次再
結晶粒の正常粒成長は一層抑制される。2次再結晶開始
から完了までの途中段階で焼鈍雰囲気中のNz分圧を高
めることによって、新たなインヒビターの形成を促進さ
せ、(1101<OOD方位から分散した方位粒が2次
再結晶してくるのを抑制したために、2次再結晶初uJ
1p二発生した(1101 <001>方位に極めて近
い2次再結晶粒の粒成長が助長された結果、製品の磁束
密度が高まったものと考えられる。
本発明において、2次再結晶の開始から完了までの途中
段階で焼鈍雰囲気のNz分圧を増加させると規定したも
のは、上記の本発明のメカニズムから明らかな様に、2
次再結晶の途中段階で(110) <001>方位から
分散した方位粒が2次再結が必要であり、2次再結晶開
始以1’J、及び完了後では効果がないためである。
最終仕上焼鈍の方法については特に限定しない。
加熱昇温中に2次再結晶を生しさせる方法、恒温保定中
に2次再結晶を生じさせる方法等いずれの方法でもよい
。焼鈍雰囲気中のNz分圧を増加させる温度、焼鈍開始
からの時間については特に限定しない、2次再結晶が開
始していればよい。好しくは2次再結晶の開始初期段階
で焼鈍雰囲気中のNz分圧を増加させるとより効果的で
ある。Nz分圧の増加量については特に限定しないが、
好しくは25%以上増加させるとより効果的である。
昇温中に2次再結晶を住しさせる場合の2次再結晶開始
温度は850〜1200℃の温度範囲にあるが、成分、
昇温速度、2次再結晶開始までの焼鈍雰囲気等の条件に
よって決まり、焼鈍前のAIN等イフィンヒビター細均
一に析出しているほど、昇温速度が早いほど、2次再結
晶開始までの焼鈍雰囲気のNz分圧が高いほど、焼鈍分
離剤にインヒビター構成元素が添加されているほど、2
次再結晶開始温度は高温側になり、2次再結晶の完了も
早くなる傾向があるので、Nz分圧を増加させる温度を
適性に選ぶ必要がある。Nz吸収は850〜1100’
cの温度範囲で最もすみやかに起るので、2次再結晶開
始温度がこの範囲になるように成分、工程条件等を設定
することが、本発明の効果を一層助長することになる。
2次再結晶の開始温度を850〜1100℃の範囲にす
るためには、昇温速度を1〜200″C/hr、2次再
結晶開始までの焼鈍雰囲気のNz分圧を75%未満にす
ることが好しい。恒温保定中に2次再結晶を生じさせる
場合、800〜1100℃にa板は保定され、1秒〜1
000時間後に2次再結晶は開始するが、保定温度が低
いほど2次再結晶開始までの時間が長く、開始後完了ま
での時間も長くなる傾向があり、上記昇温中に2次再結
晶させる場合に述べた2次再結晶温度を上げる成分、工
程条件等を用いると恒温保定中に2次再結晶させる場合
には、−iに2次再結晶開始までの時間が長くなり、開
始後完了までの時間は短くなる傾向があるので、Nz分
圧を増加させる時期を適性に選ぶ必要がある。Nz吸収
を効率的に行なわせ、本発明の効果を一層助長するには
850〜1100’cの温度範囲に保定温度を選ぶこと
が好しい。
恒温保定と昇温とを組み金紗せて2次再結晶を行なわせ
る方法等でも、本発明の効果を得られることは本発明の
メカニズムから明らかである。2次再結晶完了後は、N
zを全く含まない雰囲気に保ち、1100〜1300’
cの温度で不純物の除去を行なう。
最終仕上焼鈍後に鋼板に張力を付加するコーティングを
行なうと鉄損特性が一層向上する。本発明によって製造
された製品は極めて磁束密度が高いため、レーザー等を
用いた磁区制御を行なうと極めて鉄損特性の優れた製品
となる。
以下実施例について述べる。
〔実施例〕
実施例I Si : 3.25%、 C:0.078%、酸可溶性
A I!:0.025%。
N:0.0085%、 Mn:0.071%、 S:0
.025%、Sn:0.12%を含む板厚2.3龍の熱
延板に1100℃2分間の焼鈍後0.225■lの最終
厚みまで冷間圧延し、ついで脱炭焼鈍し、ひき続きMg
Oを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、1200℃まで
15℃/hrで昇温し、1200℃の温度で20時間の
最終仕上焼鈍を行なった。雰囲気ガスの条件は、(1)
昇温過程1200℃まで75%I+2+25%Nzで処
理、(2)昇温過程950℃まで75%112士25%
Nzテ処理し、950℃から1200’Cま’?’ 1
00%Nzで処理の2通りとし、1200’cになった
時点で100%11gとして焼鈍を行なった。(1)の
条件の場合約925℃で2次再結晶が開始し、約102
5℃で完了しており、(2)の条件は、2次再結晶の開
始から完了までの途中段階でNz分圧を増加させたこと
になる。処理条件と製品の磁束密度との関係を第1表に
示す。
実施例2 Si : 3.51%、 C:0.084%、 酸可溶
性A l :0.025%。
N:0.0080%、 Mn:0.075%、 S:0
.026976、Sn:0.16%。
Cu: 0.07%を含む板厚2.3關の熱延板を、焼
鈍分離剤塗布工程まで、実施例1.記載の条件で処理し
、1200℃まテ15℃/hr”’?:界温昇温120
0℃の温度テ20時間の最終仕上焼鈍を行なった。雰囲
気ガスの条件は、(1)昇温過程1200℃まで75%
Hz+25%Nzで処理、(2)昇温過程1000℃ま
で75%Hz+25%Nzで処理し、1000℃から1
200℃まで100%Nzで処理の2通りとし、120
0℃になった時点で100%Nzとして焼鈍を行なった
。(1)の条件の場合約940℃で2次再結晶が開始し
、約1050℃で完了しており、(2)の条件は、2次
再結晶の開始から完了までの途中段階でNz分圧を増加
させたことになる。処理条件と製品の磁束密度との関係
を第2表に示す。
実施例3 Si : 3.25%、 C:0.080%、酸可溶性
A l :0.027%。
N:0.0082%、 Mn:0.075%、 S:0
.024%を含む板厚2.3龍の熱延板を1120℃に
30秒保持しひき続き900℃に1分間保持した後急冷
し、0.285nの最終厚みまで冷間圧延し、ついで脱
炭焼鈍し、ひき続きMgOを主成分とする焼鈍分離剤を
塗布し、1200℃まで10℃/11rで昇温し、12
00℃の温度で20時間のR終仕上焼鈍を行なった。雰
囲気ガスの条件は、(1)昇温過程1200℃まで75
%H2+25%Nzで処理、(2)昇温iyJ程950
℃まで75%11□+25%Nzで処理し、950℃か
ら1200°Cまで10%)lz+90%Nzで処理の
2通りとし、1200℃になった時点で100%1!2
として焼鈍を行なった。(1)の条件の場合約910℃
で2次再結晶が開始し、約1000℃で完了しており、
(2)の条件は2次再結晶の開始から完了までの途中段
階でNz分圧を増加させたことになる。処理条件と製品
の磁束密度との関係を第3表に示す。
実施例4 Si  : 3.30%、  C:0.08L%、 酸
可?容性A ffi :0.026%。
N:0.0082%、Mn:0.078%、S:0.0
24%、Sn:0.15%。
Cu: o、oE)%を含む板厚2.3鶴の熱延板を、
1000℃3分間の焼鈍後1.35mm厚まで冷間圧延
し、ついで1100℃2分間の中間焼鈍後0.170m
mの最終厚みまで冷間圧延し、ついで脱炭焼鈍し、ひき
続きMgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布し、120
0℃まで25℃/hrで昇温し、1200℃の温度で2
0時間の最終仕上焼鈍を行なった。雰囲気ガスの条件は
、(1)昇温過程1200℃まで85%trz + 1
5%Nzで処理、(2)昇’/A過程1000℃まで8
5%H2+15%Nzで処理し、1000℃から120
0℃まで25%th+75%lJ!で処理の2通りとし
、1200℃になった時点で100%thとして焼鈍を
行なった。(1)の条件の場合約950℃で2次再結晶
が開始し、約1050℃で完了しており、(2)の条件
は、2次再結晶の開始から完了までの途中段階でNz分
圧を増加させたことになる。処理条件と製品の磁束密度
との関係を第4表に示す。
以下余日 第4表 C発明の効果〕 以上のとおり、本発明によれば最終仕上焼鈍工程に於て
、2次再結晶の開始から完了までの途中段階で焼鈍雰囲
気のNz分圧を増加させることによって掻めて磁束密度
の高い一方向性電磁銅板を安定して製造することができ
るので、その工業的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は2次再結晶開始初期と2次再結晶完了期の2次
再結晶粒の方位の比較図であり、第2図は最終仕上焼鈍
の加熱昇温中のNz分圧を増加させた温度と製品の磁束
密度との関係図である。 二次再結晶開始初期      二次再結晶完了期(+
00)り点図 第1図 第2図 手続補正書(自発) 昭和61年5り/3日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示 昭和61年 特許側 第61993号 2、発明の名称 磁束密度の極めて高い一方向性電磁鋼板の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名称 (665)  新日本製敞株式会社4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号(外
4名) 5、補正の対象 (1)  明細書の「発明の詳細な説明」の欄(2) 
 図面(第2図) 6、補正の内容 (1)発明の詳細な説明 (イ)  明細書第7頁第13行から第14行の「入れ
ると−・−・−・−生し、」を「入れることによって、
焼鈍中鋼板にNz吸収を生じさせることができる。」に
訂正する。 (ロ)明細書第7頁第18行から第20行の「インヒビ
ターが・−・−・−される。」を「インヒビターを形成
させ、1次再結晶粒の正常粒成長を一層抑制させること
ができる。1に訂正する。 I/〜 明細書第8頁第10行の「したものは」を「し
たのはJに訂正する。 (に)明細書第11頁第1行の「Nzを全く含まない」
をrNi分圧の低い」に訂正する。 (2)  図面(第2図)を別紙のように補正する。 7、添付書類の目録 図 面(第2図)       1通 第2図 手続補正書(自発) 昭和61年7月2日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 含Al一方向性電磁鋼板の製造に於て、通常の工程で得
    られた冷延板を脱炭焼鈍後、最終仕上焼鈍を施す工程に
    於て、2次再結晶の開始から完了までの途中段階で焼鈍
    雰囲気のNz分圧を増加させることを特徴とする磁束密
    度の極めて高い一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP6199386A 1986-03-22 1986-03-22 磁束密度の極めて高い一方向性電磁鋼板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0617512B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6475627A (en) * 1987-09-18 1989-03-22 Nippon Steel Corp Production of grain oriented electrical steel sheet having extremely high magnetic flux density
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