JPS6324099A - 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

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） この発明は、鉄損の極めて低い一方向性けい素鋼板の製
造方法に関し１．特にその表面を効果的に鏡面状態に仕
上げることによって鉄損特性の有利な改善を図ろうとす
るものである。

（従来の技術） 一方向性けい素鋼板は、製品の２次再結晶粒を（１１０
）　　（００１）すなわちゴス方位に集積させたもので
、主として変圧器その他の電気機器の鉄心として使用さ
れる。このため一方向性けい素鋼板の特性としては、磁
束音度（Ｂｏｏ値で代表される）が高いこと、ならびに
鉄ＦＭ（Ｗ＋７ｚｓ。値で代表される）が低いことが要
求される。特に最近では省エネルギーの見地から、変圧
器等の電力損失を少なくするためよりいっそうの鉄損の
低減が望まれている。

従来の一方向性けい素鋼板の製造方法は、例えばＳｉを
２．０〜４．Ｏｗｔ％（以下車に％で示す）含有した素
材を、熱間圧延したのち、１回又は中間焼鈍を含む２回
の冷間圧延により最終板厚とし、脱炭焼鈍後、ＭｇＯを
主成分とする焼鈍分離剤を塗布してからコイルに巻き取
り、ついで２次再結晶焼鈍及び純化焼鈍を行ない、しか
るのち必要に応してりん酸塩系絶縁コーティングを施す
方法が通常行なわれている。

なお上記の純化焼鈍の際には、脱炭焼鈍後の鋼板表面に
生成したＳｉＯ□を主成分とする酸化層と焼鈍分離剤中
のＭｇＯとが反応してフォルステライト（Ｍｇ２Ｓｉｎ
４）被膜が形成される。

ついては、純化焼鈍時に鋼板表面に形成されるガラス質
被膜を化学的に除去し、次いで化学研磨あるいは電解研
磨を施して地鉄とガラス質被膜の界面付近にある窒化物
や酸化物等の不純物を含む層を除去し、表面を平滑に仕
上げることによって著しい鉄損の低減を図り得ることが
報告されている（例えば特公昭５２−２４４９９号、同
５６−４１５０号各公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如き化学研磨あるいは電解研磨で
鏡面仕上げを行うことによって鉄損を向上させる手法を
工程的に採用してストリップを処理した場合には、処理
に長時間を要することの他、研磨用の薬品を大量に必要
とし、ひいては著しいコストアンプを招くところに問題
を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、短時
間の処理でしかも少量の薬品使用の下に効果的な鏡面化
が達成でき、ひいては低コストのもとで鉄損特性に優れ
た一方向性けい素鋼板を製造することができる有利な方
法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段） まずこの発明の解明経緯について説明する。

鋼板表面に存在する酸化物層を除去した後、表面を鏡面
化する方法としては、パフ、ブラシ等による機械研磨、
化学的に表面を溶解させる化学研磨および電気化学的に
溶解させる電解研磨が考えられる。このうち機械的方法
による場合は、鋼板に歪を与えずに研磨することは困難
なため加工歪が残留するが、かかる残留歪は、その後に
歪取り焼鈍を施したとしても完全には除去できず、その
ため残留した歪さらには焼鈍によって生成する表面の酸
化層により、同一の平滑度をもつ化学研磨あるいは電解
研磨が施された素材に比べ磁気特性は劣る。従って安定
して低鉄損を得るためには化学研磨あるいは電解研磨に
よる鏡面化の方が有利である。

化学研磨、電解研磨はともに平滑化（マクロ的にみて平
滑な面を与えること、以下マクロ研磨という）と光輝化
（光沢を与えること、以下ミクロ研磨という）が連帯で
起こることから構成されるものである。

ところで従来の技術では、一種類の薬液でマクロ研磨と
ミクロ研にとを同時に行ない処理していたため、平滑化
と光輝化の両方の効果をもつ薬液が大量に必要で研磨に
長時間を要していた。

そこで化学研磨と電解研磨を比較してみたところ、電解
研磨では鉄イオンの除去や陽極酸化を行うことにより研
磨液を再生することが可能であるのに対して、化学研磨
では、液の再生は不可能であることが判った。また、電
解研磨においては陽極において処理するため多かれ少な
かれ研磨面には酸化被膜が形成されるのに対し、化学研
磨においては、酸化反応あるいはその他の不働態化反応
により種々な被膜が形成され、しかもこの場合に生ずる
被膜は、電解研磨の場合に比してきわめて薄くかつ不安
定であって耐食性においても劣っており、従って化学研
磨後は、直ちに次の処理を行なわなければ腐食などの変
質を受けることが判明した。

したがってこの発明では電解研磨を鏡面化手段として採
用したのである。

この発明においては、電解研磨の薬液として、マクロ研
磨用（例えば硫酸系浴等）とミクロ研磨用（例えばりん
酸−酸化剤系浴等）の２種の薬液を準備し、それぞれ平
滑化と光輝化の機能を分担させるのである。ここにマク
ロ研磨は、板厚研磨力の優れた安価な薬液を採用し、一
方ミクロ研磨は表面の微細な凹凸をなくすだけであるの
で光輝化の優れた薬液を用いることによりいずれも短時
間で完了する。したがって、マクロ研磨とミクロ研磨に
よる２段研磨の方が従来研磨方法より要する所要時間が
短かくしかも少量の薬液で研磨することかでき、さらに
は鉄損の低減効果も大きいことが判明した。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素
鋼板につき、その表面酸化層を除去し、ついで鏡面研磨
処理を施して鏡面仕上げ表面をそなえる一方向性けい素
鋼板を製造するに当り、上記鏡面研磨処理を、マクロ研
磨およびミクロ研磨からなる２段階の電解研磨によって
行うものとし、まずマクロ研磨によって研磨深さ０．５
μｍ以上の研磨を施し、ついでミクロ研磨により、ＪＩ
Ｓ　Ｚ　８７４１で規定される光沢度測定方法による２
０度鏡面光沢度が１００以上となる光種面に仕上げるこ
とから成る、低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法であ
る。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明では、常法に従ってけい素鋼板用スラブに熱間
圧延を施し、次に中間焼鈍をはさむ冷間圧延を施して最
ｖ！：板厚としたのち、脱炭焼鈍を施し次いで最終仕上
げ焼鈍を施す。

この最終仕上げ焼鈍の際の焼鈍分離剤としては、従来か
らフォルステライト被膜も同時に形成させるためにＭｇ
Ｏを主成分とする焼鈍分離剤が主に用いられてきたが、
かかるフォルステライト被膜を生成させない様に配合さ
れた、たとえばＡ　Ａ　ｚｃｈ。

ＺｒＯ，ＴｉＯ□を５０％以上ＭｇＯに混入したものを
用いても良い。

次に最終仕上げ焼鈍板の表面酸化層を除去する。

除去方法としては、酸洗等の化学的方法とエメリー研磨
等の機械的手法があり、特に限定はしないが、機械的手
法で表面酸化層を除去した場合には、機内部に歪みが入
り易（、かかる歪は続く鏡面研磨によっても解放できな
いので、表面酸化物の除去は酸洗処理で行う方が好まし
い。

ついでこのように表面酸化層を除去した表面を電解研磨
によって鏡面化するわけであるが、かかる鏡面研磨処理
においては、最初のマクロ研磨によって０．５　μｍ以
上研磨し、引続くミクロ研磨により表面光沢がＪＩＳ　
Ｚ　８７４１で規定される光沢度測定方法による２０度
鏡面光沢度（以下Ｇ、　（２０°）と略す）で１００以
上の光輝面とすることが肝要である。

ここに後段のミクロ研磨は、表面の微細な凹凸をなくす
だけであり、板厚の減少はきわめて小さいので研磨深さ
は特に限定しない。

（作　用） Ｃ：０．０４０％、　Ｓｉ　：　３．２５％、　Ｍｎ　
：　０．０６５％、Ｓｅ：０．０２２％およびＳｂ　：
　０．０２５％を含有する熱延板を、中間焼鈍をはさむ
２回の冷間圧延によって０．２２１■厚の最終冷延板と
した。次に脱炭焼鈍を施したのち鋼板表面にＭｇＯを含
む焼鈍分離剤を塗布してからコイル状に巻取り、ついで
２次再結晶焼鈍と純化焼鈍を施し仕上げ焼鈍板とした。

その後塩酸酸洗により表面酸化物を除去し、しかるのち
表１に示す種々の電解研磨条件の下で鏡面研磨処理を施
した。

かくして得られた鏡面仕上げ方向性けい素鋼板製品の磁
気特性について調べた結果を、研磨深さおよびＧ、　（
２０°）と共に表１に示す。

表１から明らかなように、同一量を研磨した場合、この
発明によるマクロ研磨とミクロ研磨の２段研磨を施した
ものの方（記号り、　　Ｅ）が、従来法による電解研磨
によるもの（記号Ａ、Ｂ、Ｃ）よりも磁気特性が優れて
いた。

次に第１図には、上述のようにして得た仕上げ焼鈍板を
塩酸酸洗して表面酸化物を除去したのち、常温、５０Ａ
／ｄｍ”、（５０％硫酸−１０％フン酸−水浴）による
マクロ研磨と７０°Ｃ、１００４／ｄｍ２（りん酸−会
包和無水クロム酸浴）によるミクロ研磨の２段研磨を施
し、Ｇ、（２０”）が１２０の光輝面になるように仕上
げたときの、マクロ研磨による研磨深さと、鉄損変化量
ΔＷＩＴ／Ｓ。との関係について調べた結果を示す。な
お同図において鉄損変化量は、酸洗により表面酸化層を
除いた後の値を基準とした。

同図より明らかなように、Ｇ、（２０’）を１２０の光
輝面に仕上げたとしても、マクロ研磨による研磨深さが
０．５μｍに満たない場合には、鉄損の改善は望み得な
い。

それ故、表面酸化物除去後、マクロ研磨にょる研磨深さ
を０．５μｍ以上（好ましくは１０μｍ以下）の範囲に
限定したのである。

また、２０度鏡面光沢度Ｇ、　（２０°）は、ミクロ研
磨後は、Ｇ、　（２０°）が１００で十分な鉄損の改善
が得られるので１００以上とした。

（実施例） 大施桝上 Ｃ：　０．０４５％、　Ｓｉ　：　３．２０％、　Ｍｎ
　：　０．０５８％、Ｓｅ：０．０２０％、　Ｓｂ　：
　０．０２５％およびＭｏ　：　０．０２０％を含有す
る熱延板を、中間焼鈍をはさんで２回の冷間圧延を行っ
て０．２３ｍｍ厚の最終冷延板とした。

その後８５０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を施した後、銅板
表面にＭｇＯ：　３０％、Ａ　／　２０３：　７０％の
配合割合になる焼鈍分離剤を塗布してからコイルに巻取
り、ついで１２００℃、１０ｈの仕上げ焼鈍を行った。

その後硫酸酸洗より表面酸化物を除去した後、（常温で
５０％硫酸−１０％ぶつ酸−水）の電解研磨浴でのマク
ロ研磨によって研磨深さ４μｍの研磨を施した。

ついで８０℃、１００Ａ／ｄｍ”で（りん酸−飽和重ク
ロム酸カリ）電解研磨浴でのミクロ研磨によってＧｓ（
２０°）が１５０の光輝面に仕上げた。

かくして得られた製品の磁気特性は次のとおりであった
。

Ｂｏｏ　　：　１．９３Ｔ　、　Ｗ＋ｔ７ｓｏ　：　０
．７６Ｗ／ｋｇ実施例２ Ｃ：　０．０５０％、　Ｓｉ　：　３．４０％、　Ｍｎ
　：　０．０７０％、Ｓｅ：０．０２４％およびＳｂ　
：　０．０２０％を含有する鋼スラブを熱間圧延し、中
間焼鈍を含む２回の冷間圧延により０．２３ｍｍの最終
板厚とした。次いで脱炭焼鈍を行ない、鋼板表面にＭｇ
Ｏを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してからコイル状に
巻取り、２次再結晶焼鈍と純化焼鈍とを施した。

その後塩酸酸洗により表面酸化物を除去した後（８５％
りん酸−水）の電解研磨浴でのマクロ研磨によって研磨
深さ２．５μｍの研磨を施した６ついで（りん酸−飽和
無水クロム酸）電解研磨浴でのミクロ研磨によってＧ、
（２０’）が１１０の光輝面に仕上げた。

かくして得られた製品の磁気特性は次のとおりであった
。

Ｂ１゜：　１．９２Ｔ　、　Ｗ＋ｔｚｓ。：　０．７９
Ｗ／に＋ｒスＪ１江１ Ｃ：０．０５８％、　Ｓｉ　：　３．３６％、　Ｍｎ　
：　０．０７８％。

Ａ　ｌ　：　０．０２３％、　Ｓ　　：０．０２５％、
Ｃｕ：０．１％およびＳｎ　：　０．０１６％を含有す
るけい素鋼連鋳スラブを熱間圧延して２．０鶴厚の熱延
板とした。その後１１５０°Ｃで３分間の均−化焼鈍後
、急冷処理を施した。

ついで１０００°Ｃで３分間の中間焼鈍を含む２回の冷
間圧延を施して０．２３ｍ厚の最終冷延板とした。その
後８４０℃の湿水素中で脱炭１次再結晶焼鈍を施した後
、Ａ　ｌ　ｚｏ：＋　　：　６０％、ＺｎＯ：５％、Ｍ
ｇＯ：３５％の配合割合になる焼鈍分離剤を塗布した後
、８５０℃から１０５０℃まで１０℃／ｈで昇温して２
次再結晶させた後、１２００℃の軟水素中で純化焼鈍を
施した。

その後、塩酸酸洗により表面酸化物を除去した後、（硫
酸−３０％クエン酸）電解研磨浴でのマクロ研磨によっ
て研磨深さ４μｍの研磨を施した。

ついで（７０％りん酸−１０％硫酸−１０％無水クロム
酸−水）電解研磨浴でのミクロ研磨によってＧ、（２０
°）が１４０の光輝面に仕上げた。

かくして得られた製品の磁気特性は次のとおりであった
。

Ｂ、。：　１．９３Ｔ　、臀１．／、。：　０．７４Ｗ
／ｋｇ（発明の効果） かくしてこの発明によれば、電解研磨による鏡面化をマ
クロ研磨とミクロ研磨の２段階に分けて施すことで、効
率的な鏡面化処理が実現でき、従ってコストの低減の下
に鉄損特性に優れた一方向性けい素鋼板を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マクロ研磨による研磨深さと鉄損変化量との
関係を示したグラフである。 第１図 一一一達正範囲＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素鋼板につき、その
   表面酸化層を除去し、ついで鏡面研磨処理を施して鏡面
   仕上げ表面をそなえる一方向性けい素鋼板を製造するに
   当り、 上記鏡面研磨処理を、マクロ研磨およびミ クロ研磨からなる２段階の電解研磨によって行うものと
   し、まずマクロ研磨によって研磨深さ０．５μｍ以上の
   研磨を施し、ついでミクロ研磨により、ＪＩＳＺ８７４
   １で規定される光沢度測定方法による２０度鏡面光沢度
   が１００以上となる光輝面に仕上げることを特徴とする
   、低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法。