JPS636610B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS636610B2
JPS636610B2 JP59274555A JP27455584A JPS636610B2 JP S636610 B2 JPS636610 B2 JP S636610B2 JP 59274555 A JP59274555 A JP 59274555A JP 27455584 A JP27455584 A JP 27455584A JP S636610 B2 JPS636610 B2 JP S636610B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strain
steel plate
introducing
steel
iron loss
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP59274555A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61157631A (ja
Inventor
Kenzo Iwayama
Masao Yabumoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP59274555A priority Critical patent/JPS61157631A/ja
Publication of JPS61157631A publication Critical patent/JPS61157631A/ja
Publication of JPS636610B2 publication Critical patent/JPS636610B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • 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
    • C21D8/1294Modifying 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) この発明は主として電力トランスの鉄心に用い
られる一方向性電磁鋼板の磁性を改善する製造方
法に関するものである。 (従来技術) 一方向性電磁鋼板は、通常3%前後の珪素鋼を
二次再結晶させて、鋼板面に{110}面、圧延方
向に<001>軸を有するいわゆるゴス方位を発達
させたもので、圧延方向が磁化容易軸であること
から、軟磁性材料として主にトランスその他の電
気機器の鉄心材料として使用されている。必要と
される磁気特性としては、主にB8(磁場の強さ
800A/mにおける磁束密度)とW17/50(50Hzで
1.7Tまで磁化させた時の1Kg当りの鉄損watt)
であり、B8は高く、W17/50は値が小さい方が良
い。B8とW17/50の改善方法としては、ひとつには
<001>軸をより高度に圧延方向に揃える方法、
例えば、特公昭40−15644、特公昭51−13469など
インヒビターを強化し且つ冷間圧延あるいは仕上
焼鈍で特定の条件を採用するなどの方法が提案さ
れ飛躍的な進展を見た。また製品鋼板の圧延方向
に張力の残留応力が生じるような張力コーテイン
グ塗布の方法特公昭53−28375とか鋼板結晶粒サ
イズの改善による鉄損向上方法特開昭58−24396、
特開昭58−157917などの他、フオルステライト被
膜の改善、Si含有量の増加、板厚の減少などが提
案され方向性電磁鋼板の低鉄損化はさらに進展し
た。これら一方向性電磁鋼板の鉄損値W17/50は、
鋼板内の磁区の配列方法、すなわち180度磁区の
巾が小さい方が良い。前記の二次再結晶粒サイズ
を小さくする方法は、かかる磁区巾を狭めるのに
有効であるが、一般に粒サイズを小さくすると磁
束密度が劣化するなどの傾向があるため限界があ
つた。ところで転動する剛体球で鋼板表面をけが
くと鋼板表面部に微小なひずみが導入され、磁区
巾の細分化に有効であることが提案された(特公
昭58−5968)のを契機に、レーザー照射によつて
微小ひずみを導入する方法などが提案されるに及
んで、かかる磁区巾の細分化法技術の実用化が急
激に進歩した。また、かかるレーザー照射などの
場合には、そののち550℃以上の温度で焼鈍する
と微小ひずみが消失し、需要家焼鈍が前提となる
場合には効果が無くなるなどの欠点があつたた
め、噴流水でのケガキとかパワーアツプしたレー
ザーでの照射であるとか、歯車状ロールでの圧延
方法など、ひずみ導入ののち550゜〜900℃の温度
域に加熱して、ひずみ導入部を再結晶させるいわ
ゆる複雑ひずみ方法(特開昭56−130454)なども
提案された。かかるいくつかのひずみ導入方法
は、素材鋼板の磁束密度が高い程、製品板厚が薄
い程鉄損改善率が大きくなるため、近年の省エネ
ルギーの徹底下によつて進行している薄板化の方
向と適合し、重要な技術としてクローズアツプさ
れ、鋼板使用者側からの供給要請が激しいものが
ある。なぜなら、かかる方法により鉄損値は5〜
20%と大巾に向上するからである。かかる優れた
方法ではあるが鋼帯にひずみ導入する際、鋼板の
通板速度に限度があり生産性に問題がある。かか
る微小ひずみの導入処理は、基本的には圧延方向
にほぼ直角な方向を中心に3〜15mmの間隔で施こ
される。かかるひずみ導入を、たとえば先述のレ
ーザー照射で行なう場合には、エネルギーソース
に限界があるため走査スピードに制限があり、結
果として鋼板の通板スピードをあまり大きいもの
にとれないと云う欠点がある。また剛球体の転動
による方法(特公昭58−5968)、シヨツト等によ
る方法などの場合にも同様に機構上の制約から、
鋼帯の通板速度は通常の方向性電磁鋼板の形状矯
正ラインなどの速度よりも遅いため、別途ライン
をゆつくり通板させねばならないなどの不都合が
あつた。 (発明が解決しようとする問題点) 本発明は、磁気特性を改善するひずみ導入方法
がかかえているひとつの問題点がある、被ひずみ
導入鋼板の通板速度が遅いことに対する解決策を
提供するものである。つまり、従来のひずみ導入
方法のエネルギーを特に増加せずとも、被処理鋼
板をある特定条件下にて通板させることにより、
実質的なひずみ導入効果が大きくなること、つま
り鋼板の通板速度を大きく取り得て、生産性の向
上が出来るものである。 (問題点を解決するための手段) 上記の問題点を解決する手段は以下の如くであ
る。つまり、二次再結晶粒から成る一方向性電磁
鋼帯の微小領域に機械的又は熱的手段により転位
等格子欠陥を導入し、そのままあるいは加熱処
理、あるいは表面被膜処理などを施こしてのちの
磁区巾を細分化して鉄損を改善する方法におい
て、該鋼帯を、鋼板面に平行な面内にあり、且つ
圧延方向に直角乃至±30゜以内にある軸で曲げた
状態下で格子欠陥の導入を行なうことを特徴とす
る低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法である。本発
明の対象となる被処理鋼板素材は、二次再結晶粒
から成る一方向性電磁鋼板であつて、各二次再結
晶粒の主要方位は{110}<001>、あるいはこの
方位を<001>軸のまわりに多少回転分散させた
{hko}<001>から成るものとする。かかる鋼板
は通常一次再結晶の粒成長を抑制する微小析出物
いわゆるインヒビターを含んだ素材を圧延と再結
晶焼鈍を行なつて一次再結晶粒から成る鋼板とな
し、焼鈍分離剤MgOを塗布してのち二次再結晶
ならびに純化とグラス形成のため1100℃以上の温
度域での最終仕上焼鈍処理を行なうのが通例であ
る。鋼帯はこののち残留MgOを洗い落とし、張
力コーテイングなどを塗布ののち、所定量の張力
下で約800℃の加熱処理を行ないコイル状の鋼帯
を平板化する。本法での転位等格子欠陥の導入時
期は、最終仕上焼鈍工程以降なら、特にどの段階
であつても、通常のひずみ導入の目的を達成する
ためのところで良く、特に限定するものではな
い。 ところで鉄損向上を目的とするひずみ導入の方
法はその用途に於いて内容を区別すると以下の2
つに分類出来る。そのひとつは微小ひずみ導入の
のち、約550℃以上の温度の熱履歴を経ないで、
つまり導入されたひずみつまり転位線などの格子
欠陥の大部分解放されないでトランス機器として
使用される場合(特公昭57−2252)であり、他の
ひとつは微小ひずみ導入ののちトランス機器とし
て使用されるまでの間に550℃以上で約900℃以下
の温度範囲内で加熱される熱履歴を有する場合で
ある。前者の場合の磁区細分化効果は、導入され
た転位群の応力場によるもものと推定されるが、
後者の場合は高温での加熱時に導入された転位の
すべてが解放されるのでは無く、再結晶粒の存在
あるいは亜粒界、いわゆるポリゴン化された転位
群の存在などによつて磁区が細分化されるもので
ある。導入されるひずみが相対的に少なすぎると
550℃以上の温度でひずみが解放されてしまうの
で、後者の場合には、いわゆる複雑なひずみ(特
開昭56−130454)でなければならない。複雑ひず
みに対し便宜上、前者の場合を単純ひずみと称し
て説明を進める。 これら微小ひずみの導入方法については、回転
剛球の押しつけ(特公昭58−5968)剛体粉の噴射
流水の噴射、剛体粉と流水の噴射、高エネルギー
レーザー光線などの照射、歯車様ロールでの加圧
などによつて、機械的熱的に単純あるいは複雑ひ
ずみを導入するものであり、その方法については
公知のもので良い。 本発明の特徴とするところは、かかる微小ひず
みを導入する時の被鋼板の形状を規定したところ
にある。該鋼板は、ある軸を曲げ軸として曲げた
状態でひずみ導入されねばならない。この曲げ軸
は鋼板面に平行な面内にあり、且つ圧延方向に直
角乃至±30゜以内にある軸と定義される。第1図
イに示す例は鋼板の圧延方向に直角な方向と曲げ
軸との角度がθ度を成す例であり、かかる軸を有
するロールに曲げられた鋼板の凸部にレーザー照
射されているところが示されている。第1図ロは
θ=0度の場合で、しかも2本のロールの間に狭
まれた鋼板は曲げられた内側、つまり凹曲げ面を
歯車ロールにてひずみ導入されている状況を示し
たものである。もちろんかかるひずみ導入は凸、
凹面同時に行なう場合も考えられ、いずれにして
も第1図ハの様に従来行われている様な平板化状
態下でのひずみ導入、あるいはレーザー等の焦点
距離を一定に保つために最近提案されている鋼板
の圧延方向に平行な軸を曲げ軸とした方法(特願
昭58−195392)の場合(第1図ニ)とは曲げの方
向も異るし、その意図する技術的内容も後述の如
く全く相異するものである。次に具体的なデータ
で本法の有効性を説明する。第2図は、公知の方
法で製造されたB10値が1.93(T)の高い磁束密度
を有する0.23mm板厚の3.2%Si−Fe方向性鋼板の
製品に関するデータ例である。該図の横軸はひず
み導入間隔lと曲げロール径R、縦軸は磁性を示
す。図中の〇印は鋼板が平らな状態下で圧延方向
に直角方向に0.5から5cmの間隔lでレーザーで
ひずみ導入したものであり、●印は直径R5.5cm
と10cmのロールに沿わせて曲げながら全く同様な
強度のレーザーでひずみ導入を行なつた例であ
る。レーザーケガキ前後での磁性向上率w{ケガ
キ前の鉄損W17/50(W/Kg)−ケガキ後の鉄損
W17/50(W/Kg)}ケガキ前の鉄損W17/50(W/Kg)
はlが0.5cmの場合には曲げ下でも同じであるが、
lが2〜5cmと大きくなると通常の場合(〇印)
では急激に鉄損改善率小さくなるのに対し曲げ下
でのひずみ導入を行なつた場合(●印)にはl=
5cmであつてもケガキによる向上がある。通常の
場合と本法による曲げ下でのケガキの向上率の
各々の差を△wとすると、△wはR=5.5cmの時
の方がR=10cmの時よりも一般に大きい。この△
wの値は被ひずみ導入の鋼板の板厚が厚い場合に
一般に大きくなる傾向を示す。またRの値が小さ
くなると一般に大きくなる。以上のことは、ひず
み導入エネルギーが一定でもlが大きくても鉄損
向上率wが確保出来ることを意味し、実質上鋼板
の通板速度が大きく出来ることを示している。あ
るいは、同一通板速度、同一ひずみ導入エネルギ
ーであつても、鋼板に導入されるひずみが大きく
とれることを意味し、先述の複雑ひずみの導入方
法としては極めて有効な手段であることは明らか
である。 ところで、かかる△wの値は一般に第1図の
θ、つまり曲げ軸と鋼板の圧延方向に直角な方向
との成す角度によつて変わる。第3図はSi3.25
%、板厚0.25mm、B101.94(T)の3%珪素鋼板を
l=3cmの間隔で圧延方向にほぼ直角方向にレー
ザー照射し、R4cmのロールに巻きつけ、θを0゜
〜75゜に変えた時の△wの値を示したものである。
△wはθ15゜の時が一般に一番値が大きく60゜にな
ると大きく減少する。この第3図の値の変化から
θ=±30゜に限定した。ところで本願の如く曲げ
下でひずみ導入を行なうと実質上ひずみ導入エネ
ルギーを上げたと同様の効果があること、ならび
にθ゜=15゜にした方が向上率がより大きくなる理
由については以下の如くに考えられる。一般に、
一方向性珪素鋼板を板面内で種々の方向に引張り
試験を行うと、活動すべり系の関係から、圧延方
向の付近が一番降伏点が小さく、圧延方向からず
れるに従つて大きな値となり、約55゜で最大とな
りまた小さくなる。さらに詳細にみると、圧延方
向よりも±15゜傾いた方向で最も小さい。またヤ
ング率板面内依存性を見るに、圧延方向<90゜<
55゜の順になる。本発明は上記の如きひずみ導入
時の鋼板の、特に表層部にひずみを加え、実質的
て降伏点を下げたのと同じ効果を生じさせるもの
であり、従つてひずみ導入のためのエネルギーが
一定でも、より以上のひずみが導入され易いもの
と考えられる。さらに、曲げ下で極く表面近傍に
導入されたひずみは、曲げが平板化されて使用さ
れる時、微小域のひずみは応力集中してひずみ効
果がさらに増加する効果もあるものと推定され
る。 (実施例) 以下具体例でもつて本発明の効果を示す。 〔実施例 1〕 Si3.3%を含む0.20mm板厚の方向性電磁鋼板製品
に関し、水のジエツトを吹付けて鋼板の微小領域
に複雑ひずみを生ぜせしめる実験を行なつた。吹
付け条件はジエツト径が0.03mmφ、圧力1000Kg/
cm2、速度1000mm/secで鋼板の巾方向に走査した。
また走査線の間隔は5mmとした。ただし、一群の
鋼板は平板の状態で吹付けを行ない、他の一群は
直径20cmのロールに、第1図イの如くθ=0゜〜
45゜の角度を取つて曲げた状態下で吹付けた。そ
ののちこれら鋼板を850℃で4分間の焼鈍を行な
い磁性を測走し、さらにそののち850℃で2時間
の焼鈍を行なつた。その間の磁性の変化を下表に
示す。
〔実施例 2〕
Si3.15%を含有する0.25mm板厚の方向性電磁鋼
板製品群を用意し、一方は平板の状態で他方は半
径15.0cmのコイルに巻きつかせて同一条件下でレ
ーザー照射を行なつた。照射条件は であり
照射線は圧延方向に直角な方向に20゜の角度を成
して各線の間隔は平板照射の場合8mmであつた。
他方曲げ下での照射の場合鋼板の通板速度は2倍
にしたため、この場合の各線の間隔は16mmであつ
た。こののち、張力被膜(特公昭53−28375)を
塗布ののち480℃にて焼付けを行なつた。この時
の磁性は以下の如くであつた。
【表】 (発明の効果) 以上説明した様に、本発明によれば加ひずみ装
置自体のエネルギーを増加することなく、被ひず
み導入鋼板の状態を変えることにより、磁区細分
化効果を大きく、あるいは生産性の良いひずみ導
入方法にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図イ,ロは本発明例、第1図ハ,ニは従来
方法例の説明図、第2図は本発明の効果例を示す
図、第3図は鋼板の圧延に直角な方向と、曲げ軸
との成す角θと鉄損値向上率の差との関係を示し
た図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 二次再結晶粒からなる一方向性電磁鋼帯の微
    小領域に、機械的あるいは熱的手段により転位等
    格子欠陥を導入し、そのままあるいは加熱処理も
    しくは表面被膜処理を施して鋼板中の磁区巾を細
    分化することによつて鉄損を改善する方法におい
    て、前記鋼帯を、鋼板面に平行な面内で且つ圧延
    方向に直角乃至±30゜以内にある軸で曲げた状態
    下で、格子欠陥の導入を行なうことを特徴とする
    方向性電磁鋼板の鉄損改善用ひずみ導入方法。
JP59274555A 1984-12-28 1984-12-28 方向性電磁鋼帯の鉄損改善用ひずみ導入方法 Granted JPS61157631A (ja)

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JPS61157631A JPS61157631A (ja) 1986-07-17
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013234342A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Jfe Steel Corp 磁区細分化処理方法および方向性電磁鋼板

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