JPS63186825A - 高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents
高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法Info
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- JPS63186825A JPS63186825A JP1612287A JP1612287A JPS63186825A JP S63186825 A JPS63186825 A JP S63186825A JP 1612287 A JP1612287 A JP 1612287A JP 1612287 A JP1612287 A JP 1612287A JP S63186825 A JPS63186825 A JP S63186825A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1294—Modifying 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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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。
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)
本発明は高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法
に関し、特に2次再結晶焼鈍前の鋼板表面へのエレクト
ロンビーム(以下EBと略ス)照射によりゴス(Gos
s)方位2次再結晶核の合体を有利に行なわしめるもの
である。
に関し、特に2次再結晶焼鈍前の鋼板表面へのエレクト
ロンビーム(以下EBと略ス)照射によりゴス(Gos
s)方位2次再結晶核の合体を有利に行なわしめるもの
である。
一方向性珪素鋼板は、一般に熱間圧延と冷間圧延を経た
冷延薄板の2次再結晶粒を、(110) (001)方
位、(すなわちゴス方位)に高度に集積させて所望の磁
気的性質を具備させ、主に変圧器その他の電気機器類の
鉄心に使用され、ここに磁束密度(Boo値で代表され
る)が高くしかも低鉄損(W+?/S。値で代表される
)の低いことが要求されるが、これまでの研究努力によ
り当今は、板厚0.3n+mでB to : 1.90
T以上、W+y/so : 1.05W/kg以下ま
た、板厚0.23mmではB、。: 1.89T以上、
W+?/S。: 0.90W/kg以下のような超低鉄
損一方向性珪素鋼板も製造され得るようになった。
冷延薄板の2次再結晶粒を、(110) (001)方
位、(すなわちゴス方位)に高度に集積させて所望の磁
気的性質を具備させ、主に変圧器その他の電気機器類の
鉄心に使用され、ここに磁束密度(Boo値で代表され
る)が高くしかも低鉄損(W+?/S。値で代表される
)の低いことが要求されるが、これまでの研究努力によ
り当今は、板厚0.3n+mでB to : 1.90
T以上、W+y/so : 1.05W/kg以下ま
た、板厚0.23mmではB、。: 1.89T以上、
W+?/S。: 0.90W/kg以下のような超低鉄
損一方向性珪素鋼板も製造され得るようになった。
しかるに省エネの見地で電力損失のより厳しい低減要求
は、とくに欧米にて鉄損の減少分を換価して変圧器価格
に上積みする、ロスエバリユエーション(鉄損評価)制
度にまで発展し、それも定着するに至っている。
は、とくに欧米にて鉄損の減少分を換価して変圧器価格
に上積みする、ロスエバリユエーション(鉄損評価)制
度にまで発展し、それも定着するに至っている。
このようにか酷な要請に応えるため発明者らは、一方向
性珪素鋼板の特性改善、それも極限的な鉄損低減を目指
して研究活動を続けて来たが、方向性珪素鋼板の2次再
結晶焼鈍前の2次再結晶核の制御に革新的な手法を試み
、引続く検討と研iを加えて、以下に述べる磁束密度が
高く鉄損の極めて低い一方向性珪素鋼板の製造方法を確
立したものである。
性珪素鋼板の特性改善、それも極限的な鉄損低減を目指
して研究活動を続けて来たが、方向性珪素鋼板の2次再
結晶焼鈍前の2次再結晶核の制御に革新的な手法を試み
、引続く検討と研iを加えて、以下に述べる磁束密度が
高く鉄損の極めて低い一方向性珪素鋼板の製造方法を確
立したものである。
(従来の技術)
発明者らは複雑な工程を経て製造される珪素鋼板の全ぼ
うを的確に把握するには2次再結晶機構を解明すること
が本質であるとの認識に立って、従来のX線回折やマイ
クロエッチに代わる新しい透過コツセル(Kossel
)装置(井口征夫、清水洋、嶋中浩:用崎製鉄技報、1
2 (1980) 、 p、89参照)を開発し、珪素
鋼の熱延から最終製品に至る各工程をコツセル法を主体
に追跡した結果、ゴス方位2次再結晶核発生と優先成長
に関して以下に示すような新しい知見を得た。
うを的確に把握するには2次再結晶機構を解明すること
が本質であるとの認識に立って、従来のX線回折やマイ
クロエッチに代わる新しい透過コツセル(Kossel
)装置(井口征夫、清水洋、嶋中浩:用崎製鉄技報、1
2 (1980) 、 p、89参照)を開発し、珪素
鋼の熱延から最終製品に至る各工程をコツセル法を主体
に追跡した結果、ゴス方位2次再結晶核発生と優先成長
に関して以下に示すような新しい知見を得た。
1、 ゴス方位2次再結晶核の発生源は、熱延板表面か
ら板厚方向約1710程度入った位置において、圧延方
向に長く延びたゴス方位未再結晶伸長粒中に幅100〜
500μm1長さ500〜1500μm程度にわたって
存在するひずみのない正確なゴス方位を有する小領域で
ある。(例えば井口征夫、前田千寿子、伊藤庸:鉄と鋼
、70(1984)、p、2057参照)。
ら板厚方向約1710程度入った位置において、圧延方
向に長く延びたゴス方位未再結晶伸長粒中に幅100〜
500μm1長さ500〜1500μm程度にわたって
存在するひずみのない正確なゴス方位を有する小領域で
ある。(例えば井口征夫、前田千寿子、伊藤庸:鉄と鋼
、70(1984)、p、2057参照)。
2、 この位置で発生したゴス核がその後の2回の冷間
圧延と3回の熱処理により、鋼板表面近傍で2回のくり
返しく110) <001># (111)< 112
>方位の集合組織変化を経て2次再結晶焼鈍前の脱炭
・1次再結晶板の表面近傍で優先生成する。そのときの
ゴス核のサイズは他のサイズに比較して2〜6倍の大き
さである。(例えば井ロ征夫:鉄と鋼、70(1984
)、p、2033、および井口征夫、前田千寿子、伊藤
庸、:日本金属学会誌、50 (1986) 、 p、
874参照)3、鋼板表面近傍に優先生成したゴス方
位2次再結晶核は次の2次再結晶焼鈍において他の方位
の結晶粒を蚕食して鋼板表面近傍から優先成長し、板厚
を貫通して巨大2次再結晶粒に成長する。 (例えば、
Y、Inokuti C,Maeda and Y、I
to:Trans、l5IJ、 27(1987)、p
、139参照)(問題点を解決するための手段) 以上の新しい知見に基づいて発明者らは2次再結晶焼鈍
前の鋼板表面近傍に優先生成したゴス方位2次再結晶核
の合体を促進させるような状況にすることが細粒のゴス
方位2次再結晶粒、を発達させることにつながり、結果
として高磁束密度・低鉄損の一方向性珪素鋼板の製造が
可能であるとの認識に立って、2次再結晶焼鈍前の鋼板
表面近傍のゴス核を制御できる手法の開発に取組んだ結
果、鋼板表面にEBを照射するとゴス核の成長を助成す
ることができることを発見し、本発明を完成するに到っ
たものである。
圧延と3回の熱処理により、鋼板表面近傍で2回のくり
返しく110) <001># (111)< 112
>方位の集合組織変化を経て2次再結晶焼鈍前の脱炭
・1次再結晶板の表面近傍で優先生成する。そのときの
ゴス核のサイズは他のサイズに比較して2〜6倍の大き
さである。(例えば井ロ征夫:鉄と鋼、70(1984
)、p、2033、および井口征夫、前田千寿子、伊藤
庸、:日本金属学会誌、50 (1986) 、 p、
874参照)3、鋼板表面近傍に優先生成したゴス方
位2次再結晶核は次の2次再結晶焼鈍において他の方位
の結晶粒を蚕食して鋼板表面近傍から優先成長し、板厚
を貫通して巨大2次再結晶粒に成長する。 (例えば、
Y、Inokuti C,Maeda and Y、I
to:Trans、l5IJ、 27(1987)、p
、139参照)(問題点を解決するための手段) 以上の新しい知見に基づいて発明者らは2次再結晶焼鈍
前の鋼板表面近傍に優先生成したゴス方位2次再結晶核
の合体を促進させるような状況にすることが細粒のゴス
方位2次再結晶粒、を発達させることにつながり、結果
として高磁束密度・低鉄損の一方向性珪素鋼板の製造が
可能であるとの認識に立って、2次再結晶焼鈍前の鋼板
表面近傍のゴス核を制御できる手法の開発に取組んだ結
果、鋼板表面にEBを照射するとゴス核の成長を助成す
ることができることを発見し、本発明を完成するに到っ
たものである。
次に本発明の具体的な開発経緯に基づいて説明する。
C: 0.046%、Si : 3.32%、Mn :
0.066%、Se: 0.021%、Sb 70.
025%、Mo : 0.013%を含有する珪素鋼の
連鋳スラブを1350℃で8時間加熱処理後、熱延して
2.0mm厚の熱延板とした。その後950℃で3分間
の中間焼鈍をはさんで2回の冷間圧延を施して0.20
mm厚の最終冷延板とした後、820℃の湿水素中で脱
炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した。
0.066%、Se: 0.021%、Sb 70.
025%、Mo : 0.013%を含有する珪素鋼の
連鋳スラブを1350℃で8時間加熱処理後、熱延して
2.0mm厚の熱延板とした。その後950℃で3分間
の中間焼鈍をはさんで2回の冷間圧延を施して0.20
mm厚の最終冷延板とした後、820℃の湿水素中で脱
炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した。
その後一部の試料は鋼板表面にEB照射を行なった。
このときのEB照射条件は
加速電圧: 50KV。
電流: 1.OmA。
ビーム径:0.5mmφ。
走査間隔:2n間隔
真空度2 X 10− ’mmHgであった。
その後このEB照射を行なった試料(A)と行なわなか
った試料(B)とを、それぞれ鋼板表面にMgOを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布した後850℃で50時間の
2次再結晶焼鈍を施した後、1200℃で5時間乾水素
中で純化焼鈍を施した。
った試料(B)とを、それぞれ鋼板表面にMgOを主成
分とする焼鈍分離剤を塗布した後850℃で50時間の
2次再結晶焼鈍を施した後、1200℃で5時間乾水素
中で純化焼鈍を施した。
そのきとの製品の磁気特性は次のようであった。
試料(八)
B、。=1.92 T、 W’B/s。: 0.78イ
/ 1g試料(B) B +o=1.907. W+ff7.。: 0.8
5讐/kg以上の結果から明らかなように2次再結晶焼
鈍前の鋼板表面にEB照射を施してゴス核の成長を助成
することによって高磁束密度・低鉄損の一方向性珪素鋼
板が製造できることが明らか′となった。
/ 1g試料(B) B +o=1.907. W+ff7.。: 0.8
5讐/kg以上の結果から明らかなように2次再結晶焼
鈍前の鋼板表面にEB照射を施してゴス核の成長を助成
することによって高磁束密度・低鉄損の一方向性珪素鋼
板が製造できることが明らか′となった。
次にこの発明による、一方向性珪素鋼板の製造工程につ
いて説明する。
いて説明する。
出発素材は従来公知の一方向性珪素鋼素材成分、例えば
、 ■ C: 0.01〜0.050%、St : 2.5
0〜4.5%、Mn : 0.01〜0.2%、Mo
: 0.003〜0.1%、Sb二0.005〜0.2
%、SあるいはSeの1種あるいは2種合計で、0.0
05〜0.05%を含有する組成■ C: 0,01〜
0.08%、Si : 2.0〜4.0%、S−0,0
05〜0.05%、Aβ: 0.005〜0.06%、
N:0.001〜0.01%、Sn : 0.01〜0
.5%、Cu : 0.01〜0.3%、Mn : 0
.01〜0.2%を含有する組成■ C: 0.011
〜0.06%、Si : 2.0〜4.0%、S: 0
.005〜0.05%、B : 0.0003〜0.0
040%、N:O,OOl 〜0.01%、Mn :
0.01〜0.2%を含有する組成 の如きにおいて適用可能である。
、 ■ C: 0.01〜0.050%、St : 2.5
0〜4.5%、Mn : 0.01〜0.2%、Mo
: 0.003〜0.1%、Sb二0.005〜0.2
%、SあるいはSeの1種あるいは2種合計で、0.0
05〜0.05%を含有する組成■ C: 0,01〜
0.08%、Si : 2.0〜4.0%、S−0,0
05〜0.05%、Aβ: 0.005〜0.06%、
N:0.001〜0.01%、Sn : 0.01〜0
.5%、Cu : 0.01〜0.3%、Mn : 0
.01〜0.2%を含有する組成■ C: 0.011
〜0.06%、Si : 2.0〜4.0%、S: 0
.005〜0.05%、B : 0.0003〜0.0
040%、N:O,OOl 〜0.01%、Mn :
0.01〜0.2%を含有する組成 の如きにおいて適用可能である。
次に熱延板は800〜1100℃の均一化焼鈍を経て1
回の冷間圧延で最終板厚とする1回冷延法か又は、通常
850℃から1050℃の中間焼鈍をはさんでさらに冷
延する2回冷延法にて、後者の場合最初の圧下率は50
%から80%程度、最終の圧下率は50%から85%程
度で0.15mmから0.35mmの最終冷延板厚とす
る。
回の冷間圧延で最終板厚とする1回冷延法か又は、通常
850℃から1050℃の中間焼鈍をはさんでさらに冷
延する2回冷延法にて、後者の場合最初の圧下率は50
%から80%程度、最終の圧下率は50%から85%程
度で0.15mmから0.35mmの最終冷延板厚とす
る。
最終冷延を終わり製品板厚に仕上げた鋼板は、表面脱脂
後750″Cから850℃の湿水素中で脱炭・1次再結
晶焼鈍処理を施す。
後750″Cから850℃の湿水素中で脱炭・1次再結
晶焼鈍処理を施す。
その後本発明ではゴス方位2次再結晶核の成長を促進さ
せるべく鋼板表面にEB照射処理を行なうことを必須条
件とする。この場合鋼板両面にEB照射を行なうとさら
に効果的であるが、片面のEB照射でも充分である。
せるべく鋼板表面にEB照射処理を行なうことを必須条
件とする。この場合鋼板両面にEB照射を行なうとさら
に効果的であるが、片面のEB照射でも充分である。
このような処理をした鋼板表面にMgOを主成分とする
焼鈍分離剤を塗布した後2次再結晶焼鈍を施す。
焼鈍分離剤を塗布した後2次再結晶焼鈍を施す。
この工程は(110) <001>方位の2次再結晶粒
を充分発達させるために施されるもので通常箱焼鈍によ
って直ちに1000℃以上に昇温し、その温度に保持す
ることによって行なわれる。
を充分発達させるために施されるもので通常箱焼鈍によ
って直ちに1000℃以上に昇温し、その温度に保持す
ることによって行なわれる。
この場合(110) <QOI>方位に高度に揃った2
次再結晶粒組織を発達させるためには820℃から90
0℃の低温で保定焼鈍する方法も有効でありそのほか例
えば0.5〜b 鈍でもよい。
次再結晶粒組織を発達させるためには820℃から90
0℃の低温で保定焼鈍する方法も有効でありそのほか例
えば0.5〜b 鈍でもよい。
2次再結晶焼鈍後の純化焼鈍は飽水素中で1100℃以
上で1〜20時間焼鈍を行って鋼板の純化を達成するこ
とが必要である。
上で1〜20時間焼鈍を行って鋼板の純化を達成するこ
とが必要である。
その後場合によってはフォルステライト被膜上にリン酸
塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を形成さ
せて製品とする。
塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を形成さ
せて製品とする。
(作 用)
本発明では脱炭1次再焼鈍を経て2次再結晶焼鈍のため
の焼鈍分離塗布前の鋼板表面にEB照射を行うことによ
って、ゴス方位2次再結晶核の成長促進に寄与する。
の焼鈍分離塗布前の鋼板表面にEB照射を行うことによ
って、ゴス方位2次再結晶核の成長促進に寄与する。
条件は
加速電圧: 10〜100KV。
加速電流: 0.005〜10mA。
ビーム径:0.05〜51φ。
真空度: 10−”〜10−’mm)Ig。
が好適である。
(実施例)
裏上五土
0.044%C,3,36%Si、 0.068%Mn
、 0.022%Se、 0.026%Sb、 0.0
13%Moを含有する熱延板(2,0mm厚)を100
0℃で2分間の中間焼鈍をはさんで2回の冷間圧延を施
して0.23mm厚の最終冷延板とした後、820℃の
湿水素中で脱炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した。その
後鋼板表面上にEB照射(EB照射条件: 60KVの
加速電圧、0.8mAの電流、ビーム径は2.0mmφ
、走査間隔は5mm間隔、真空度2 Xl0−’mmm
m1lを施して鋼板表面近傍のゴス方位2次再結晶核の
統合を促進した。その後鋼板表面上にMgOを主成分と
する焼鈍分離剤を塗布した後850℃で50時間の2次
再結晶焼鈍を行なった後1200’cで8時間飽水素中
で純化焼鈍を施した。
、 0.022%Se、 0.026%Sb、 0.0
13%Moを含有する熱延板(2,0mm厚)を100
0℃で2分間の中間焼鈍をはさんで2回の冷間圧延を施
して0.23mm厚の最終冷延板とした後、820℃の
湿水素中で脱炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した。その
後鋼板表面上にEB照射(EB照射条件: 60KVの
加速電圧、0.8mAの電流、ビーム径は2.0mmφ
、走査間隔は5mm間隔、真空度2 Xl0−’mmm
m1lを施して鋼板表面近傍のゴス方位2次再結晶核の
統合を促進した。その後鋼板表面上にMgOを主成分と
する焼鈍分離剤を塗布した後850℃で50時間の2次
再結晶焼鈍を行なった後1200’cで8時間飽水素中
で純化焼鈍を施した。
その後リン酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁
被膜を形成させた。そのときの製品の磁気特性は B +o=1.91T、 WIffys。=0.83
W/k。
被膜を形成させた。そのときの製品の磁気特性は B +o=1.91T、 WIffys。=0.83
W/k。
であった。
次屓lΔl
O,055%C,3,32%Si、 0.072%Mn
、 0.025%AA、0.021%S、0.1%Cu
、 0.05%Snを含有する熱延板(1,8mm厚)
を1050℃で3分間の中間焼鈍をはさんで2回の冷間
圧延を施して0.20mm厚の最終冷延板とした後85
0℃の湿水素中で脱炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した
。その後この鋼板表面上にEB照射(EB照射条件:
50KVの加速電圧、0.9mAの電流、ビーム径1.
01φ、走査間隔は3mm間隔、真空度1.5 X 1
0−’mmHg)を施して鋼板表面近傍のゴス方位2次
再結晶核の統合を促進した。
、 0.025%AA、0.021%S、0.1%Cu
、 0.05%Snを含有する熱延板(1,8mm厚)
を1050℃で3分間の中間焼鈍をはさんで2回の冷間
圧延を施して0.20mm厚の最終冷延板とした後85
0℃の湿水素中で脱炭を兼ねる1次再結晶焼鈍を施した
。その後この鋼板表面上にEB照射(EB照射条件:
50KVの加速電圧、0.9mAの電流、ビーム径1.
01φ、走査間隔は3mm間隔、真空度1.5 X 1
0−’mmHg)を施して鋼板表面近傍のゴス方位2次
再結晶核の統合を促進した。
その後鋼板表面上にMgOを主成分とする焼鈍分離剤を
塗布した後850℃から10℃/hrで1050℃まで
昇温して2次再結晶焼鈍を行なった後1220℃で5時
間乾11□中で純化焼鈍を行なった。
塗布した後850℃から10℃/hrで1050℃まで
昇温して2次再結晶焼鈍を行なった後1220℃で5時
間乾11□中で純化焼鈍を行なった。
その後リン酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁
被膜を形成させた。
被膜を形成させた。
そのときの製品の磁気特性は
B +o=1.947. W+715゜=0.761
47kgであった。
47kgであった。
Claims (1)
- 1、含珪素鋼素材を熱間圧延して得られた熱延板に1回
又は中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して最終板
厚とした鋼板に、脱炭・1次再結晶焼鈍を施し、鋼板表
面に焼鈍分離剤を塗布し、ついで、2次再結晶焼鈍およ
び純化焼鈍を施す一連の工程よりなる一方向性珪素鋼板
の製造方法において、焼鈍分離剤塗布前の鋼板表面にエ
レクロトンビーム照射を行なうことを特徴とする高磁束
密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1612287A JPS63186825A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1612287A JPS63186825A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63186825A true JPS63186825A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=11907707
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1612287A Pending JPS63186825A (ja) | 1987-01-28 | 1987-01-28 | 高磁束密度低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63186825A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012035288A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 電子ビーム照射方法 |
CN103728501A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-16 | 中国计量科学研究院 | 一种电工钢连续铁损测量装置及方法 |
JP2017145490A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Jfeスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-28 JP JP1612287A patent/JPS63186825A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012035288A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 電子ビーム照射方法 |
CN103728501A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-16 | 中国计量科学研究院 | 一种电工钢连续铁损测量装置及方法 |
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